CN109540506A - 一种变速箱扭振测试台架 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种变速箱扭振测试台架，包括驱动电机、十字轴式万向联轴器、变速箱输入端连接轴、驱动端扭矩转速检测单元、变速箱输出端连接轴、加载端扭矩转速检测单元、加载电机和动态扭振控制机构；动态扭振控制机构包括安装支架和安装支架驱动单元，驱动电机和十字轴式万向联轴器均安装在安装支架上，安装支架驱动单元被设置为用于驱动安装支架转动，以改变十字轴式万向联轴器的轴间角。本公开的变速箱扭振测试台架的十字轴式万向联轴器的轴间角可发生变化，通过控制驱动电机的转速和十字轴式万向联轴器的轴间角，可实现动态扭振激励频率和幅值的联动变化，控制难度低，结构简单，成本低，检测结果不受整车噪音的干扰。

Description

一种变速箱扭振测试台架

技术领域

本发明涉及变速箱领域，更具体地，涉及一种变速箱扭振测试台架。

背景技术

变速箱齿轮敲击噪声是使用内燃机的传统燃料汽车和油电混合动力汽车常常出现的噪声问题之一。发动机周期性点火造成的扭转振动是变速箱齿轮敲击噪声产生的根源。变速箱齿轮副存在啮合侧隙，当发动机扭转振动通过飞轮、离合器等传递至变速箱内的齿轮传动系统时，变速箱中的空套齿轮出现主、从动齿面交替敲击，从而产生了变速箱齿轮敲击噪声。

模拟变速箱在不同输入扭振和承载扭矩条件下的齿轮敲击动力学行为成为变速箱噪声开发的主要工作之一。现有的变速箱扭振测试的方式主要包括两种。一种是在整车上直接进行扭振测试，这种扭振测试方式仅能反应整车上的某种特定发动机类型的扭转激励特性下的变速箱齿轮敲击情况，而且输入激励单一，无法全面反映变速箱扭振和齿轮敲击的动力学特性。此外，基于整车测试时，整车其他部件的振动和噪声混入待测信号中，给测试精度和数据分析精确性带来极大挑战。另一种是通过驱动电机和负载电机的联合控制实现扭振激励的动态模拟，这种扭振测试采用电机模拟高动态特性的扭振激励，对电机、输入端连接部件将提出极其严格的惯量要求，导致驱动电机复杂程度和成本激增，而且采用电机模拟高动态特性的扭振激励时，电机寿命将大大缩短，导致测试成本的增加。此外，采用电机动态控制模拟高动态特性的扭振激励，对电机动态激励的控制提出较高要求，技术难度加大。

因此，如何提供一种控制简单，成本低，干扰少的变速箱扭振测试机构成为本领域亟需解决的技术难题。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种控制简单，成本低，干扰少的变速箱扭振测试台架的新技术方案。

根据本发明的第一方面，提供了一种变速箱扭振测试台架。

该变速箱扭振测试台架包括驱动电机、十字轴式万向联轴器、变速箱输入端连接轴、驱动端扭矩转速检测单元、变速箱输出端连接轴、加载端扭矩转速检测单元、加载电机和动态扭振控制机构；其中，

所述驱动电机、所述十字轴式万向联轴器和所述变速箱输入端连接轴顺次连接，所述变速箱输入端连接轴被设置为用于与变速箱的输入轴相连接，所述加载电机和所述变速箱输出端连接轴相连接，所述变速箱输出端连接轴被设置为用于与变速箱的输出轴相连接，所述驱动端扭矩转速检测单元被设置为用于检测所述变速箱输入端连接轴的扭矩和转速，所述加载端扭矩转速检测单元被设置为用于检测所述变速箱输出端连接轴的扭矩和转速；

所述动态扭振控制机构包括安装支架和安装支架驱动单元，所述驱动电机和所述十字轴式万向联轴器均安装在所述安装支架上，所述安装支架驱动单元被设置为用于驱动所述安装支架转动，以改变所述十字轴式万向联轴器的轴间角。

可选的，所述变速箱扭振测试台架还包括中间连接轴；

所述中间连接轴的两端分别与所述驱动电机的输出轴和所述十字轴式万向联轴器相连接。

可选的，所述驱动端扭矩转速检测单元为驱动端扭矩转速传感器，且所述驱动端扭矩转速传感器安装在所述变速箱输入端连接轴上；

所述加载端扭矩转速检测单元为加载端扭矩转速传感器，且所述加载端扭矩转速传感器安装在所述变速箱输出端连接轴上。

可选的，所述变速箱扭振测试台架还包括消声室，所述消声室被设置为用于放置待测的变速箱。

可选的，所述变速箱扭振测试台架还包括控制器，所述控制器被设置为用于采集所述驱动端扭矩转速检测单元和所述加载端扭矩转速检测单元检测到的数据，以及用于控制所述驱动电机、所述加载电机和所述安装支架驱动单元的工作。

可选的，所述十字轴式万向联轴器的轴间角为钝角。

可选的，所述安装支架具有板状结构，且所述安装支架的边缘具有弧形部；

所述弧形部与所述安装支架驱动单元啮合传动。

可选的，所述安装支架为扇形板，所述弧形部位于所述扇形板的圆弧上。

可选的，所述安装支架的几何中心与所述十字轴式万向联轴器的几何中心重叠。

本公开的变速箱扭振测试台架的十字轴式万向联轴器被输入稳定的转速r时，输出的转速在r×cosα和r/cosα之间以输入转速转频的2倍频进行波动，其中α为十字轴式万向联轴器的轴间角的补角。

本公开的变速箱扭振测试台架的十字轴式万向联轴器的轴间角可发生变化，通过控制驱动电机的转速和十字轴式万向联轴器的轴间角，可实现动态扭振激励频率和幅值的联动变化，控制难度低，结构简单，成本低，检测结果不受整车噪音的干扰。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。

图1为本公开的变速箱扭振测试台架实施例的结构示意图。

图中标示如下：

驱动电机-1，十字轴式万向联轴器-2，变速箱输入端连接轴-3，驱动端扭矩转速检测单元-4，变速箱输出端连接轴-5，加载端扭矩转速检测单元-6，加载电机-7，动态扭振控制机构-8，安装支架-81，安装支架驱动单元-82，中间连接轴-9，消声室-10，变速箱-01。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

如图1所示，本公开提供了一种变速箱扭振测试台架。

该变速箱扭振测试台架包括驱动电机1、十字轴式万向联轴器2、变速箱输入端连接轴3、驱动端扭矩转速检测单元4、变速箱输出端连接轴5、加载端扭矩转速检测单元6、加载电机7和动态扭振控制机构8。

驱动电机1、十字轴式万向联轴器2和变速箱输入端连接轴3顺次连接，变速箱输入端连接轴3可与变速箱01的输入轴相连接，驱动电机1输出的转动可通过十字轴式万向联轴器2和变速箱输入端连接轴3传递至变速箱01的输入轴。

加载电机7和变速箱输出端连接轴5相连接，变速箱输出端连接轴5可与变速箱01的输出轴相连接，以将负载扭矩加载至变速箱01的输出轴。

驱动端扭矩转速检测单元4可检测变速箱输入端连接轴3的扭矩和转速，加载端扭矩转速检测单元6可检测变速箱输出端连接轴5的扭矩和转速。驱动端扭矩转速检测单元4和/或加载端扭矩转速检测单元6可例如为接触式传感器或红外测量仪器等。

动态扭振控制机构8包括安装支架81和安装支架驱动单元82。驱动电机1和十字轴式万向联轴器2均安装在安装支架81上。安装支架81可具有板状结构或框架式结构等。安装支架驱动单元82可驱动安装支架81转动，以改变十字轴式万向联轴器2的轴间角。安装支架驱动单元82可例如为气缸或马达等。上述十字轴式万向联轴器2的轴间角是指十字轴式万向联轴器2的两轴之间的夹角。

本公开的变速箱扭振测试台架的十字轴式万向联轴器2被输入稳定的转速r时，输出的转速在r×cosα和r/cosα之间以输入转速转频的2倍频进行波动，其中α为十字轴式万向联轴器2的轴间角的补角。

本公开的变速箱扭振测试台架的十字轴式万向联轴器2的轴间角可发生变化，通过控制驱动电机1的转速和十字轴式万向联轴器2的轴间角，可实现动态扭振激励频率和幅值的联动变化，控制难度低，结构简单，成本低，检测结果不受整车噪音的干扰。

在本公开的变速箱扭振测试台架的一个实施例中，为了更方便地连接驱动电机1和十字轴式万向联轴器2，变速箱扭振测试台架还包括中间连接轴9。中间连接轴2的两端分别与驱动电机1的输出轴和十字轴式万向联轴器2相连接。

在本公开的变速箱扭振测试台架的一个实施例中，驱动端扭矩转速检测单元4为驱动端扭矩转速传感器，且驱动端扭矩转速传感器安装在变速箱输入端连接轴3上。

加载端扭矩转速检测单元为6加载端扭矩转速传感器，且加载端扭矩转速传感器安装在变速箱输出端连接轴5上。

在本公开的变速箱扭振测试台架的一个实施例中，为了降低变速箱扭振测试台架产生的噪声，变速箱扭振测试台架还包括消声室10。消声室10可放置待测的变速箱01。

在本公开的变速箱扭振测试台架的一个实施例中，变速箱扭振测试台架还包括控制器(图中未示出)。控制器可采集驱动端扭矩转速检测单元4和加载端扭矩转速检测单元6检测到的数据，以及用于控制驱动电机1、加载电机7和安装支架驱动单元82的工作，从而更高效地检测变速箱01的扭振性能。

在本公开的变速箱扭振测试台架的一个实施例中，为了得到更精确的检测结果，十字轴式万向联轴器2的轴间角为钝角。

在本公开的变速箱扭振测试台架的一个实施例中，安装支架81具有板状结构，且安装支架81的边缘具有弧形部。弧形部与安装支架驱动单元82啮合传动。通过安装支架驱动单元82与弧形部之间的配合，安装支架81可方便稳定地转动。

进一步的，安装支架81为扇形板，弧形部位于扇形板的圆弧上。

进一步的，为了得到更精确的检测结果，安装支架81的几何中心与十字轴式万向联轴器2的几何中心重叠。

虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。

Claims (9)

1.一种变速箱扭振测试台架，其特征在于，包括驱动电机、十字轴式万向联轴器、变速箱输入端连接轴、驱动端扭矩转速检测单元、变速箱输出端连接轴、加载端扭矩转速检测单元、加载电机和动态扭振控制机构；其中，

所述驱动电机、所述十字轴式万向联轴器和所述变速箱输入端连接轴顺次连接，所述变速箱输入端连接轴被设置为用于与变速箱的输入轴相连接，所述加载电机和所述变速箱输出端连接轴相连接，所述变速箱输出端连接轴被设置为用于与变速箱的输出轴相连接，所述驱动端扭矩转速检测单元被设置为用于检测所述变速箱输入端连接轴的扭矩和转速，所述加载端扭矩转速检测单元被设置为用于检测所述变速箱输出端连接轴的扭矩和转速；

所述动态扭振控制机构包括安装支架和安装支架驱动单元，所述驱动电机和所述十字轴式万向联轴器均安装在所述安装支架上，所述安装支架驱动单元被设置为用于驱动所述安装支架转动，以改变所述十字轴式万向联轴器的轴间角。

2.根据权利要求1所述的变速箱扭振测试台架，其特征在于，所述变速箱扭振测试台架还包括中间连接轴；

所述中间连接轴的两端分别与所述驱动电机的输出轴和所述十字轴式万向联轴器相连接。

3.根据权利要求1所述的变速箱扭振测试台架，其特征在于，所述驱动端扭矩转速检测单元为驱动端扭矩转速传感器，且所述驱动端扭矩转速传感器安装在所述变速箱输入端连接轴上；

所述加载端扭矩转速检测单元为加载端扭矩转速传感器，且所述加载端扭矩转速传感器安装在所述变速箱输出端连接轴上。

4.根据权利要求1所述的变速箱扭振测试台架，其特征在于，所述变速箱扭振测试台架还包括消声室，所述消声室被设置为用于放置待测的变速箱。

5.根据权利要求1所述的变速箱扭振测试台架，其特征在于，所述变速箱扭振测试台架还包括控制器，所述控制器被设置为用于采集所述驱动端扭矩转速检测单元和所述加载端扭矩转速检测单元检测到的数据，以及用于控制所述驱动电机、所述加载电机和所述安装支架驱动单元的工作。

6.根据权利要求1所述的变速箱扭振测试台架，其特征在于，所述十字轴式万向联轴器的轴间角为钝角。

7.根据权利要求1至6任一项中所述的变速箱扭振测试台架，其特征在于，所述安装支架具有板状结构，且所述安装支架的边缘具有弧形部；

所述弧形部与所述安装支架驱动单元啮合传动。

8.根据权利要求7所述的变速箱扭振测试台架，其特征在于，所述安装支架为扇形板，所述弧形部位于所述扇形板的圆弧上。

9.根据权利要求7所述的变速箱扭振测试台架，其特征在于，所述安装支架的几何中心与所述十字轴式万向联轴器的几何中心重叠。