CN108362576A - 一种变速器的变形测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种变速器的变形测试方法，包括：在待测变速器上确定测试点；在所述测试点设置传感器；对待测变速器施加扭矩并测试变形量。本发明提供的变速器的变形测试方法，通过在待测变速器上确定测试点；在所述测试点设置传感器；对待测变速器施加扭矩并实际测试变形量，从而可将实际测试的变形量与仿真结果进行对比，以确认仿真结果是否准确可靠，并通过结果的对比分析对变速器模型的仿真值进行校正，提高仿真的可靠度。

Description

一种变速器的变形测试方法

技术领域

本发明涉及变速器的变形测试领域，尤其涉及一种变速器的变形测试 方法。

背景技术

车辆变速器系统中各机械零部件(壳体、齿轮、轴、轴承等)在载荷 作用下均会发生形变，系统变形是由轴承自由间隙、轴承和壳体轴承座处 的耦合刚度、轴的刚度、齿轮啮合刚度共同影响产生的综合变形。而系统 发生变形影响齿轮、轴、轴承等零部件疲劳寿命，同时也会引起齿轮的轴 向错位，会导致齿轮与相邻零件发生干涉，可以通过软件仿真变速器系统 的变形，通过耦合轴、轴承、壳体及齿轮的刚度计算得到系统的不同位置 的变形，但无法确认仿真结果是否准确可靠，故急需对变速器的系统变形 进行实际测量并与仿真结果进行对比分析，提高仿真的可靠度。

基于以上情况，进行变速器不同档位不同扭矩工况下实测系统变形量 是非常有必要的。

发明内容

本发明的目的是提供一种变速器的变形测试方法，以解决现有技术中 的问题，对变速器的变形量进行实际测试。

本发明提供了一种变速器的变形测试方法，所述变速器的变形测试方 法包括：

在待测变速器上确定测试点；

在所述测试点设置传感器；

对待测变速器施加扭矩并测试变形量。

作为优选，所述在待测变速器上确定测试点，具体包括：

搭建变速器模型，通过所述变速器模型确定测试点。

作为优选，所述测试点包括待测变速器的轴的轴颈处、支撑轴承外圈 处、齿轮端面处、靠近齿轮啮合点处。

作为优选，所述在所述测试点设置传感器，具体包括：

对待测变速器的齿轴零件进行改制；

对待测变速器的壳体进行改制；

设置传感器。

作为优选，所述对待测变速器的齿轴零件进行改制，具体包括：

对齿轴零件的被测部位进行磨光，且在花键部位的对应位置预先压入 衬套，并在压入衬套后磨光衬套外圆。

作为优选，所述对待测变速器的壳体进行改制，具体包括：

在壳体的对应位置设置用于容纳传感器的容纳孔。

作为优选，所述设置传感器具体包括：

在齿轴零件的被测部位、壳体的容纳孔中分别设置传感器，设置支架 对传感器进行固定，且使所述传感器与待测面接触，并通过内窥镜对传感 器与待测面接触情况进行检查。

作为优选，所述对待测变速器施加扭矩并测试变形量，具体包括：

对待测变速器施加多个递增的扭矩，并测量待测变速器的变形量，所 述递增扭矩包括0、0.5倍、0.75倍、1倍变速器初始设计扭矩。

作为优选，在所述对待测变速器施加扭矩并测试变形量之前，还包括：

确定待测变速器的每个测试点被测试的第一测试方向与第二测试方向， 所述第一测试方向与第二测试方向之间的夹角大于60度，且同一个测试点 两个测试方向的实测变形量合成的变形量矢量和根据以下公式得到：

其中：a、b是同一测试点的两个测试方向的实测变形量，A是两个测 试方向的锐角夹角。

作为优选，所述变速器的变形测试方法还包括：

将所述变形量矢量和与变速器模型的仿真值进行对比，并对变速器模 型的仿真值进行校正。

本发明提供的变速器的变形测试方法，通过在待测变速器上确定测试 点；在所述测试点设置传感器；对待测变速器施加扭矩并实际测试变形量， 从而可将实际测试的变形量与仿真结果进行对比，以确认仿真结果是否准 确可靠，并通过结果的对比分析对变速器模型的仿真值进行校正，提高仿 真的可靠度。

附图说明

图1为本发明实施例提供的变速器的变形测试方法的流程示意图；

图2为本发明又一实施例提供的待测变速器的测试点示意图；

图3为本发明又一实施例提供的待测变速器上设置传感器的机构示意 图；

图4为本发明又一实施例提供对待测变速器施加的扭矩的加载曲线示 意图；

图5为本发明又一实施例提供的同一测试点的变形趋势示意图。

附图标记说明：

1待测变速器，11测试点，12传感器。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其 中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功 能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发 明，而不能解释为对本发明的限制。

如图1-5所示，本发明实施例提供了一种变速器的变形测试方法，所 述变速器的变形测试方法包括：

步骤1，在待测变速器1上确定测试点11；

作为优选，所述在待测变速器1上确定测试点11，具体包括：

搭建变速器模型，通过所述变速器模型确定测试点11。

作为优选，参见图2，所述测试点11包括待测变速器1的轴的轴颈处、 支撑轴承外圈处、齿轮端面处、靠近齿轮啮合点处。

步骤2，参见图3，在所述测试点11设置传感器12；

作为优选，所述在所述测试点11设置传感器12，具体包括：

对待测变速器1的齿轴零件进行改制；作为优选，所述对待测变速器 1的齿轴零件进行改制，具体包括：

对齿轴零件的被测部位进行磨光，且在花键部位的对应位置预先压入 衬套，并在压入衬套后磨光衬套外圆。

对待测变速器1的壳体进行改制；作为优选，所述对待测变速器1的 壳体进行改制，具体包括：

在壳体的对应位置设置用于容纳传感器12的容纳孔。

设置传感器12。

作为优选，所述设置传感器12具体包括：

在齿轴零件的被测部位、壳体的容纳孔中分别设置传感器12，设置支 架对传感器12进行固定，且使所述传感器12与待测面接触，并通过内窥 镜对传感器12与待测面接触情况进行检查。

步骤3，对待测变速器1施加扭矩并测试变形量。

作为优选，所述对待测变速器1施加扭矩并测试变形量，具体包括：

参见图4，对待测变速器1施加多个递增的扭矩，并测量待测变速器1 的变形量，所述递增扭矩包括0、0.5倍、0.75倍、1倍变速器初始设计扭 矩。

作为优选，在所述对待测变速器1施加扭矩并测试变形量之前，还包 括：

确定待测变速器1的每个测试点11被测试的第一测试方向与第二测试 方向，所述第一测试方向与第二测试方向之间的夹角大于60度，且同一个 测试点11两个测试方向的实测变形量合成的变形量矢量和根据以下公式 得到：

其中：a、b是同一测试点11的两个测试方向的实测变形量，A是两个 测试方向的锐角夹角。

作为优选，所述变速器的变形测试方法还包括：

将所述变形量矢量和与变速器模型的仿真值进行对比，并对变速器模 型的仿真值进行校正。

本发明提供的变速器的变形测试方法，通过在待测变速器1上确定测 试点11；在所述测试点11设置传感器12；对待测变速器1施加扭矩并实 际测试变形量，从而可将实际测试的变形量与仿真结果进行对比，以确认 仿真结果是否准确可靠，并通过结果的对比分析对变速器模型的仿真值进 行校正，提高仿真的可靠度。

具体地，本实施例中：

1、首先搭建变速器模型，根据软件仿真计算轴、轴承等零件的变形量， 在轴上选取仿真变形较大及次大位置，根据软件仿真结果布置测试点11， 选择在轴的轴颈处和支撑轴承外圈处布置测试点11，分别测量系统综合变 形和轴承座变形，在待测齿轮端面处测量其啮合错位量(测试点11布置在 啮合位置附近及齿轮圆周的三等分处)，推荐的测量位置如附图2所示。

2、选择好测试点11后，可以选择位移传感器12进行实测，故需要在 变速箱总成数模中布置传感器12，不同测试点11位置的传感器12需要根 据原则进行选取，根据仿真结果查看需要选择的传感器12的测量精度及量 程，满足测试的需求。同时测试点11的选取需要注意的是避开轴颈上带有 径向润滑油孔和沟槽倒角的位置，对于支撑轴承外圈和轴颈处的变形量测 量，测量方向需通过待测圆柱面轴心并在水平(通常定义为x方向)和铅 直方向(通常定义为y方向)同时测量，如果不能保证水平和垂直方向则 可以改变布置夹角，大于60°即可，对于测量齿轮错位的传感器12，需要 布置在齿轮啮合点附近的位置。

3、被测变速器的齿轴零件需进行改制：齿轴零件的被测部位应磨光， 如果是花键等部位可先在对应位置压入衬套，并在压入后磨光衬套外圆。 为保证测试的精确性，磨光部位的跳动度有要求。被测变速器的壳体需进 行改制：为保证轴上被测部位直接可测，需在壳体的对应位置打容纳孔(用 于布置测量传感器12或通过激光等)。打孔位置应尽量避免避开加强筋等 对壳刚度有较大影响的部位，打孔直径根据传感器12直径设定。由于差速器输出端需固定，故差速器需进行特制，不使其差速，对于纵置变速箱则 无需考虑此问题。

4、特殊样件制作好后，按待测的档位装机，布置好传感器12，需保 证与待测面的接触状况良好，接触位置准确。传感器12需要在变速箱外部 用支架进行固定，加载前和加载过程中传感器12的测头与待测面接触状况 以及系统变形的情况等需通过内窥镜观察确认。具体传感器12布置方案为： 通过驱动电机依次连接减速器、扭矩转速传感器12、待测变速器1、变速 器锁死机构。

5、试验时，可按需选择变速器某些档位在一系列递增扭矩下测量系统 变形，通常选取的递增扭矩系列为0、0.5倍、0.75倍、1倍变速器初始设 计扭矩，也可采用反向扭矩对变速器进行加载，给定较低转速。典型的扭 矩加载曲线如图4所示。(为消除自由间隙，可使用约为变速器初始设计 扭矩5％的载荷作为预加载荷代替零扭矩。)参考附图4，每个稳态扭矩点 停留一定时间，保证待测部件能转动一圈，记录数据，保存实测数据，计 算平均值作为输出文件。

6、参见图5，随着扭矩加载过程对待测位置变形或错位进行测量和记 录；同一个轴上各测试点11的变化趋势可参考仿真结果。

7、对同一个测试点11两个方向的实测值合成位移矢量和，作为此测 试点11的最大径向位移。

通过实测值在升扭过程中的位移量变化与仿真值进行对比，首选要保 证趋势正确，对于奇异点的位置需要重新测量，通过对比仿真结果与实际 结果来调整软件仿真的模型，使其接近试验结果。对于齿轮啮合错位量用 于理论计算结果的校正，以及尺寸链计算修正的一个环。

以上依据图式所示的实施例详细说明了本发明的构造、特征及作用效 果，以上所述仅为本发明的较佳实施例，但本发明不以图面所示限定实施 范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施 例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种变速器的变形测试方法，其特征在于，所述变速器的变形测试方法包括：

在待测变速器上确定测试点；

在所述测试点设置传感器；

对待测变速器施加扭矩并测试变形量。

2.根据权利要求1所述的变速器的变形测试方法，其特征在于，所述在待测变速器上确定测试点，具体包括：

搭建变速器模型，通过所述变速器模型确定测试点。

3.根据权利要求2所述的变速器的变形测试方法，其特征在于，所述测试点包括待测变速器的轴的轴颈处、支撑轴承外圈处、齿轮端面处、靠近齿轮啮合点处。

4.根据权利要求1所述的变速器的变形测试方法，其特征在于，所述在所述测试点设置传感器，具体包括：

对待测变速器的齿轴零件进行改制；

对待测变速器的壳体进行改制；

设置传感器。

5.根据权利要求4所述的变速器的变形测试方法，其特征在于，所述对待测变速器的齿轴零件进行改制，具体包括：

对齿轴零件的被测部位进行磨光，且在花键部位的对应位置预先压入衬套，并在压入衬套后磨光衬套外圆。

6.根据权利要求5所述的变速器的变形测试方法，其特征在于，所述对待测变速器的壳体进行改制，具体包括：

在壳体的对应位置设置用于容纳传感器的容纳孔。

7.根据权利要求6所述的变速器的变形测试方法，其特征在于，所述设置传感器具体包括：

在齿轴零件的被测部位、壳体的容纳孔中分别设置传感器，设置支架对传感器进行固定，且使所述传感器与待测面接触，并通过内窥镜对传感器与待测面接触情况进行检查。

8.根据权利要求1所述的变速器的变形测试方法，其特征在于，所述对待测变速器施加扭矩并测试变形量，具体包括：

对待测变速器施加多个递增的扭矩，并测量待测变速器的变形量，所述递增扭矩包括0、0.5倍、0.75倍、1倍变速器初始设计扭矩。

9.根据权利要求2所述的变速器的变形测试方法，其特征在于，在所述对待测变速器施加扭矩并测试变形量之前，还包括：

确定待测变速器的每个测试点被测试的第一测试方向与第二测试方向，所述第一测试方向与第二测试方向之间的夹角大于60度，且同一个测试点两个测试方向的实测变形量合成的变形量矢量和根据以下公式得到：

其中：a、b是同一测试点的两个测试方向的实测变形量，A是两个测试方向的锐角夹角。

10.根据权利要求9所述的变速器的变形测试方法，其特征在于，所述变速器的变形测试方法还包括：

将所述变形量矢量和与变速器模型的仿真值进行对比，并对变速器模型的仿真值进行校正。