CN110426205A - 一种变速器测试装置 - Google Patents

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刘海
孙秀秀
陈勇
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Abstract

本发明涉及变速器测试技术领域，公开一种变速器测试装置。所述变速器测试装置包括锁紧组件、施力组件和角度仪，锁紧组件能够锁止变速器的输出端，施力组件与变速器的输入端连接，角度仪用于测量施力组件转动的角度。本发明当测试变速器处于某一档位时的齿轮的啮合情况时，将变速器置于该档位上，操作者对施力组件施力，施力组件带动变速器的输入端绕变速器的中心轴线转动，直至施力组件达到预设的力矩值，角度仪测量变速器的输入端转动的角度，并根据该变速器的输入端转动的角度计算其齿轮啮合情况。选择不同的档位，即可测量特定档位下变速器内部传动系统的齿轮啮合情况，不需拆开变速器，操作简单，提高了测试效率和准确率。

Description

一种变速器测试装置
技术领域
本发明涉及变速器测试技术领域，尤其涉及一种变速器测试装置。
背景技术
变速器主要用于车辆和其他机械设备中，通过不同传动比的齿轮啮合，在较大范围内改变车辆的行驶速度的大小和驱动轮上扭矩的大小。
为了发挥变速器的最佳运行性能、提高汽车的动力性和整车NVH(NoiseVibration Harshness，噪声、振动、声振粗糙度)性能、减小换挡冲击和顿挫感，增加乘坐舒适性、平顺性，需要对变速器内部传动系统进行齿轮啮合间隙和齿轮啮合刚度等进行测试。
现有技术中，一般采用压铅法、尺规法和打表法等对变速器中的齿轮啮合间隙进行测试，需要将变速器拆开进行检测，效率低，存在较大误差，只能单一的检测某一单对齿轮的啮合。
因此，亟需提供一种变速器测试装置，以解决上述问题。
发明内容
基于以上所述，本发明的目的在于提供一种变速器测试装置，以解决现有技术中对变速器测试时出现的效率低，存在较大误差，只能单一的检测某一单对齿轮的啮合的问题。
为达上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种变速器测试装置，包括：
锁紧组件，其能够锁止变速器的输出端；
施力组件，其与所述变速器的输入端连接，以带动所述输入端转动；
角度仪，其用于测量所述输入端转动的角度。
进一步地，所述变速器测试装置还包括支撑组件，所述支撑组件包括底板，所述锁紧组件位置可调地设置于所述底板上。
进一步地，所述底板上开设多个第一长槽，所述第一长槽沿第一方向延伸，多个所述第一长槽沿第二方向间隔设置，所述第二方向与所述第一方向垂直，所述锁紧组件可选择地与其中一个所述第一长槽连接，以适应不同尺寸的所述变速器。
进一步地，所述锁紧组件包括锁紧座，所述锁紧座可选择地与所述长槽连接。
进一步地，所述锁紧组件还包括固定盘，所述固定盘高度可调地设置于所述锁紧座上，所述固定盘能够锁止所述输出端。
进一步地，所述支撑组件还包括立板，所述变速器还包括壳体，所述壳体具有第一端和第二端，所述立板设置于所述底板上，所述第一端锁止于所述固定盘上，所述第二端固定于所述立板上。
进一步地，所述立板的一侧开设至少两个同心的第一圆弧槽，所述第二端可选择性地与其中一个所述第一圆弧槽连接，以适应不同尺寸的所述变速器。
进一步地，所述立板上沿所述第二方向还开设有第二长槽，所述第二端与所述第二长槽连接，且所述第二端与所述第二长槽的连接位置可调，以适应不同尺寸的所述变速器。
进一步地，所述立板上还开设有避让孔，所述避让孔的形状与所述输入端的形状匹配，所述避让孔用于避让所述变速器的所述输入端。
进一步地，所述施力组件包括扭矩扳手和连接件，所述扭矩扳手通过所述连接件与所述输入端连接。
本发明的有益效果为：
本发明提供的变速器测试装置包括锁紧组件、施力组件和角度仪，锁紧组件能够锁止变速器的输出端，施力组件与变速器的输入端连接，角度仪用于测量施力组件转动的角度。当测试变速器处于某一档位时的齿轮的啮合情况时，将变速器置于该档位上，操作者对施力组件施力，施力组件带动变速器的输入端绕变速器的中心轴线转动，直至施力组件达到预设的力矩值，角度仪测量转动过程中变速器的输入端转动的角度，并根据该变速器的输入端转动的角度计算该档位时变速器的齿轮啮合情况。选择不同的档位，即可测量变速器该特定档位下变速器内部传动系统的齿轮啮合情况，不需拆开变速器，操作简单快捷，提高了测试效率和测试的准确率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式描述中所需要使用的附图作简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。其中：
图1是本发明具体实施方式提供的变速器测试装置的结构示意图；
图2是本发明具体实施方式提供的变速器测试装置另一视角的结构示意图；
图3是本发明具体实施方式提供的变速器的结构示意图；
图4是本发明具体实施方式提供的底板和车轮的结构示意图；
图5是本发明具体实施方式提供的立板的结构示意图；
图6是本发明具体实施方式提供的加强筋的结构示意图；
图7是本发明具体实施方式提供的施力组件和角度仪的结构示意图；
图8是本发明具体实施方式提供的连接件的结构示意图。
图中：
1-锁紧组件；2-变速器；3-施力组件；4-角度仪；5-支撑组件；
11-锁紧座；12-固定盘；13-调节组件；21-输出端；22-输入端；23-壳体；31-扭矩扳手；32-连接件；51-底板；52-立板；53-车轮；54-加强筋；
111-第二圆弧槽；131-第一调节件；132-第二调节件；133-固定块；321-花键端；322-外六角端；511-第一长槽；512-第一连接孔；513-第一固定孔；521-第一圆弧槽；522-第二长槽；523-避让孔；524-第三长槽；525-第二连接孔；526-第一通孔；541-第二固定孔；542-第二通孔。
具体实施方式
下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施方式仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
如图1-图8所示，本实施方式提供一种变速器测试装置，该变速器测试装置可测量变速器2特定档位下变速器2内部传动系统的齿轮啮合情况。该变速器测试装置包括锁紧组件1、施力组件3和角度仪4，锁紧组件1能够锁止变速器2的输出端21，施力组件3与变速器2的输入端22连接，角度仪4用于测量输入端22转动的角度。当测试变速器2处于某一档位时的齿轮的啮合情况时，将变速器2置于该档位上，操作者对施力组件3施力，施力组件3带动变速器2的输入端22绕变速器2的中心轴线转动，直至施力组件3达到预设的力矩值时停止，角度仪4测量转动过程中变速器2的输入端22转动的角度，并根据该变速器2的输入端22转动的角度计算该档位时变速器2内部传动系统的齿轮啮合情况。选择不同的档位，即可测量变速器2特定档位下变速器2内部传动系统的齿轮啮合情况，不需拆开变速器2，操作简单快捷，保证了测试的准确率，提高了汽车生产商和检测机构的测试效率，缩短了开发和检测周期，降低了生产成本。具体地，角度仪4安装于施力组件3上。
如图1至图2所示，该变速器测试装置还包括支撑组件5，支撑组件5对整个变速器测试装置起支撑作用。
其中，支撑组件5包括底板51，锁紧组件1位置可调地设置于底板51上。通过调整锁紧组件1与底板51的连接位置，进而改变锁紧组件1在底板51上的位置，以使锁紧组件1对不同型号和不同尺寸的变速器2的输出端21进行锁止。这样的设置，使得该变速器测试装置具有通用性，不必在测试不同型号的变速器2时重新更换，提高了测试效率。
具体地，底板51上开设多个第一长槽511，第一长槽511沿第一方向(图2中的X方向)延伸，多个第一长槽511沿第二方向(图2中的Y方向)间隔设置，第一方向与底板51的长度方向平行，第一方向与第二方向垂直。锁紧组件1可选择地与其中一个第一长槽511连接，进而调整锁紧组件1在底板51上沿第一方向和第二方向的位置，以适应不同尺寸的变速器2。但是，本实施方式不对锁紧组件1在底板51上位置可调的具体设置方式进行限定，可以通过滑轨滑块实现位置可调，也可以通过螺栓、螺母螺纹连接来实现位置可调。
本实施方式中，底板51采用Q235钢，具有良好的强度和刚度。但是，本实施方式不对底板51的材料作限定，只要能够不影响该变速器测试装置的使用即可。
为了使底板51与多种型号的变速器2的尺寸匹配，本实施方式中，底板51呈矩形，长度为1200mm，宽度为500mm；第一长槽511的数量为五个，第一长槽511的槽宽为13mm，第一长槽511的槽长为550mm，相邻的第一长槽511之间的距离为40mm。沿第二方向，位于中间的第一长槽511的中心轴线与底板51的中心轴线重合。沿第一方向，第一长槽511的中心与底板51靠近变速器2的输出端21的一边的距离为375mm。但是，本实施方式对上述尺寸不作限定，可根据实际情况进行调整。
进一步地，锁紧组件1包括锁紧座11，锁紧座11可选择地与长槽511连接，以适应不同尺寸的变速器2。
具体地，锁紧座11上开设有多个第二圆弧槽111，多个第二圆弧槽111位于同一个圆上，第一紧固件穿过第二圆弧槽111和第一长槽511，并与第二紧固件连接。进一步地，第一紧固件为螺栓，第二紧固件为螺母。螺栓的等级为12.9。
本实施方式中，锁紧座11为圆柱状，直径为140mm，高度为20mm。第二圆弧槽111的外直径为100mm，内直径为74mm，以满足其强度和刚度的要求。但是，本实施方式对锁紧座11的尺寸不作限定，只要能满足其强度和刚度的要求即可。
如图1-图3所示，锁紧组件1还包括固定盘12，固定盘12高度可调地设置于锁紧座11上，固定盘12能够锁止输出端21，以适应不同直径的变速器2。
具体地，锁紧组件1还包括调节组件13，固定盘12与锁紧座11通过调节组件13实现高度可调。通过调节固定盘12的高度，以适应不同直径的变速器2与固定盘12的连接，使得该变速器测试装置具有通用性，不必在测试不同型号的变速器2时重新更换，提高了测试效率。
进一步地，调节组件13包括第一调节件131和第二调节件132，第一调节件131能够与固定盘12转动连接，第二调节件132与锁紧座11连接，第一调节件131能够相对第二调节件132高度可调。本实施方式中，第一调节件131为带有外螺纹的圆柱，第二调节件132为带有内螺纹的柱体，内螺纹与外螺纹相匹配。通过旋转第一调节件131，从而实现高度可调。具体地，内螺纹的高度为90mm，直径为37mm。
调节组件13还包括固定块133，固定块133与固定盘12连接，第一调节件131与固定块133转动连接。通过拧动第一调节件131，从而改变第一调节件131和第二调节件132的连接位置，进而实现固定盘12的高度可调。
本实施方式中，不对调节组件13的具体结构作限定，只要能够实现固定盘12与锁紧座11的高度可调即可。
如图4所示，支撑组件5还包括车轮53，车轮53设置于底板51的底面上，使得该变速器测试装置不受地点的限制，测试更灵活。具体地，车轮53与底板51通过轴承连接，使得车轮53可实现360度旋转。优选地，轴承为单列深沟球滚珠轴承。进一步地，该单列深沟球滚珠轴承的型号为6205。本实施方式中，车轮53的数量为四个，四个车轮53均设于底板51的底面上，使得该变速器测试装置的移动更平稳。但是，本实施方式不对车轮53的数量作具体限定，只要能够使该变速器测试装置移动即可。
如图2-图5所示，支撑组件5还包括立板52，立板52设置于底板51上。具体地，底板51上开设第一连接孔512，立板52上开设第二连接孔525，第一连接孔512和第二连接孔525通过紧固件连接。具体地，紧固件可为螺栓和螺母。本实施方式中，第一连接孔512和第二连接孔525的数量均为四个，且均沿第二方向间隔设置，使得立板52与底板51的连接更稳定。具体地，立板52由Q235钢制成，经过调质或淬火处理，倒角的半径为4mm。
变速器2还包括壳体23，壳体23具有第一端和第二端，第一端锁止于固定盘12上，第二端固定于立板52上。具体地，第二端通过多个立板螺栓固定于立板52上。
本实施方式提供的变速器测试装置主要用于两种不同直径尺寸的变速器2，不同尺寸的变速器2上的立板螺栓在角度上有所偏移，但是这些立板螺栓仍处于同一个圆上。因此，如图5所示，立板52的一侧开设至少两个同心的第一圆弧槽521，第二端可选择性地与其中一个第一圆弧槽521连接，以适应不同尺寸的变速器2。
具体地，第一圆弧槽521的数量为四个。将直径大的第一圆弧槽521定义为第一外圆弧槽，将直径小的第一圆弧槽521定义为第一内圆弧槽。第一外圆弧槽的直径为370mm，第一内圆弧槽的直径为325mm，第一外圆弧槽和第一内圆弧槽的槽宽均为12.5mm。但是，第一圆弧槽521的尺寸不限于此，可根据实际情况进行调整。
进一步地，立板52上沿第二方向还开设有第二长槽522，第二端与第二长槽522连接，且第二端与第二长槽522的连接位置可调，以适应不同尺寸的变速器2。具体地，第二长槽522呈矩形，槽宽为12.5mm，槽长根据变速器2的尺寸设置。为了使该变速器测试装置适用于多种型号的变速器2，将槽长设定为320mm。当然，第二长槽522的尺寸不限于此，可根据具体情况进行调整。
相应地，立板52上沿第二方向还开设有第三长槽524，第二端与第三长槽524连接，且第二端与第三长槽524的连接位置可调，以适应不同尺寸的变速器2。
本实施方式中，立板螺栓的数量为六个，两个并排设置的立板螺栓穿过第二长槽522，一个立板螺栓穿过左侧的第一圆弧槽521，两个立板螺栓穿过左侧的第一圆弧槽521，一个立板螺栓穿过第三长槽524。
进一步地，立板52上还开设有避让孔523，避让孔523的形状与输入端22的形状匹配，避让孔523用于避让变速器2的输入端22。
如图1、图2和图6所示，该支撑组件5还包括加强筋54，加强筋54的两端分别与底板51和立板52连接，保证立板52在承受载荷的时候发生较小的变形量，起到加强和保护的作用。
具体地，底板51上开设第一固定孔513，加强筋54上开设第二固定孔541，第一固定孔513和第二固定孔541通过紧固件连接。进一步地，紧固件可为螺钉。
相应地，立板52上开设第一通孔526，加强筋54上开设第二通孔542，第一通孔526和第二通孔542通过紧固件连接。进一步地，紧固件可为螺钉。
如图7所示，施力组件3包括扭矩扳手31和连接件32，扭矩扳手31通过连接件32与输入端22连接。
如图8所示，连接件32是连接扭矩扳手31和输入端22的零件，扭矩扳手31通过连接件32将激励加载给输入端22。连接件32通过为非标准件，需要定制和特殊加工，包括花键端321，花键端321与输入端22的外花键连接。
进一步地，连接件32还包括外六角端322，外六角端322与扭矩扳手31的内六角连接。
本实施方式提供的变速器测试装置的工作过程具体如下：
步骤S1：将变速器2安装于变速器测试装置上，并将变速器2置于待测量的某一个档位上，并通过锁紧组件1对输出端21进行锁止；
步骤S2：使用连接件32连接输入端22和扭矩扳手31；
步骤S3：沿顺时针方向对扭矩扳手31施加扭矩，直至扭矩扳手31达到预设的力矩值20N·m时停止，并通过角度仪4读出输入端22转动的角度值；
步骤S4：再沿逆时针方向对扭矩扳手31施加扭矩，直至扭矩扳手31达到预设的力矩值20N·m时停止，并通过角度仪4读出输入端22转动的角度值；
步骤S5：多次重复步骤S3和步骤S4，并对每次的输入端22转动的角度值求平均值，以得到处于某一特定档位上的变速器2，扭矩扳手31的施加扭矩下与输入端22转动的角度值θ的对应值；
步骤S6：依次改变扭矩扳手31预设的力矩值为40N·m、60N·m……，并依次顺时针和逆时针施加扭矩，以得到处于某一特定档位上的变速器2，扭矩扳手31的施加扭矩下与输入端22转动的角度值θ的对应值。
该变速器测试装置可用于测试变速器2的齿轮啮合间隙，变速器2的输入端22转动的角度θ即可表征齿轮啮合间隙。预留一定的齿轮啮合间隙，可避免齿轮因运转发热膨胀出现卡死的现象，提高运动传递精度，减少运动传递过程中的损耗。测试变速器2的齿轮啮合间隙，可充分了解该齿轮啮合间隙是否合理，以使变速器2发挥出最佳性能，提高汽车的动力性和整车NVH性能，减小换挡冲击和顿挫感，增加乘坐舒适性、平顺性，并为变速器2的参数调校提供数据依据。
该变速器测试装置还可用于测试变速器2的齿轮啮合刚度。变速器2的齿轮啮合刚度K可通过变速器2的输入端22转动的角度θ计算得到，具体计算关系如下：
T-T1＝K×θ
式中，T为变速器2某一个档位下的施加力矩，T1齿轮刚度空行程的扭矩值。变速器2具有合理的齿轮啮合刚度不仅可以提高运动传递精度，而且可以保证发动机发出的动力能够最大限度的被利用，可以达到最佳的匹配值，保证动力传动系统的动力的传递，从而避免发生轮齿折断，保证刚度可以减小齿轮的传递误差和增加可靠性，为未来的多档位、高速运转和新能源的变速器2做铺垫。
注意，上述仅为本发明的较佳实施方式及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施方式，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施方式对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施方式，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施方式，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种变速器测试装置，其特征在于，包括：
锁紧组件(1)，其能够锁止变速器(2)的输出端(21)；
施力组件(3)，其与所述变速器(2)的输入端(22)连接，以带动所述输入端(22)转动；
角度仪(4)，其用于测量所述输入端(22)转动的角度。
2.根据权利要求1所述的变速器测试装置，其特征在于，所述变速器测试装置还包括支撑组件(5)，所述支撑组件(5)包括底板(51)，所述锁紧组件(1)位置可调地设置于所述底板(51)上。
3.根据权利要求2所述的变速器测试装置，其特征在于，所述底板(51)上开设多个第一长槽(511)，所述第一长槽(511)沿第一方向延伸，多个所述第一长槽(511)沿第二方向间隔设置，所述第二方向与所述第一方向垂直，所述锁紧组件(1)可选择地与其中一个所述第一长槽(511)连接，以适应不同尺寸的所述变速器(2)。
4.根据权利要求3所述的变速器测试装置，其特征在于，所述锁紧组件(1)包括锁紧座(11)，所述锁紧座(11)可选择地与所述长槽(511)连接。
5.根据权利要求4所述的变速器测试装置，其特征在于，所述锁紧组件(1)还包括固定盘(12)，所述固定盘(12)高度可调地设置于所述锁紧座(11)上，所述固定盘(12)能够锁止所述输出端(21)。
6.根据权利要求5所述的变速器测试装置，其特征在于，所述支撑组件(5)还包括立板(52)，所述变速器(2)还包括壳体(23)，所述壳体(23)具有第一端和第二端，所述立板(52)设置于所述底板(51)上，所述第一端锁止于所述固定盘(12)上，所述第二端固定于所述立板(52)上。
7.根据权利要求6所述的变速器测试装置，其特征在于，所述立板(52)的一侧开设至少两个同心的第一圆弧槽(521)，所述第二端可选择性地与其中一个所述第一圆弧槽(521)连接，以适应不同尺寸的所述变速器(2)。
8.根据权利要求6所述的变速器测试装置，其特征在于，所述立板(52)上沿所述第二方向还开设有第二长槽(522)，所述第二端与所述第二长槽(522)连接，且所述第二端与所述第二长槽(522)的连接位置可调，以适应不同尺寸的所述变速器(2)。
9.根据权利要求6所述的变速器测试装置，其特征在于，所述立板(52)上还开设有避让孔(523)，所述避让孔(523)的形状与所述输入端(22)的形状匹配，所述避让孔(523)用于避让所述变速器(2)的所述输入端(22)。
10.根据权利要求1所述的变速器测试装置，其特征在于，所述施力组件(3)包括扭矩扳手(31)和连接件(32)，所述扭矩扳手(31)通过所述连接件(32)与所述输入端(22)连接。
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