CN111595579A

CN111595579A - 变速箱传递误差试验系统

Info

Publication number: CN111595579A
Application number: CN202010568083.XA
Authority: CN
Inventors: 陈甫; 张松; 任洪海; 王文熠; 何凯星
Original assignee: Chongqing Tsingshan Industrial Co Ltd
Current assignee: Chongqing Tsingshan Industrial Co Ltd
Priority date: 2020-06-19
Filing date: 2020-06-19
Publication date: 2020-08-28

Abstract

本发明公开了一种汽变速箱传递误差试验系统，包括测试电脑；控制器，控制器与测试电脑电连接，控制器接收测试电脑发出的指令信号；驱动电机，驱动电机与控制器的输出端连接，驱动电机根据控制器提供的控制信号工作；扭矩传感器，扭矩传感器安装在驱动电机的输出轴上以检测驱动电机的输出扭矩，扭矩传感器与测试电脑电连接以将检测的输出扭矩输出到测试电脑；安装模板，安装模板与变速箱的端面匹配并用于固定变速箱；检测变速箱转速的编码器，编码器与测试电脑电连接；与变速箱输出部分连接的负载电机，负载电机与测试电脑电连接。本发明具有能精确快速的测量不同扭矩工况下不同变速箱各档齿轮副传递误差的优点。

Description

变速箱传递误差试验系统

技术领域

本发明涉及变速箱领域，特别涉及一种变速箱传递误差试验系统。

背景技术

变速箱主要指的是汽车的变速箱，它分为手动、自动两种，手动变速箱主要由齿轮和轴组成，通过不同的齿轮组合产生变速变矩；而自动变速箱AT是由液力变扭器、行星齿轮和液压操纵系统组成，通过液力传递和齿轮组合的方式来达到变速变矩。功能为：一、改变传动比；二、在发动机旋转方向不变情况下，使汽车能倒退行驶；三、利用空挡，中断动力传递，以发动机能够起动、怠速，并便于变速器换档或进行动力输出。

由于齿轮设计制造精度的不足，在汽车变速箱工作时，齿轮之间啮合存在传递误差，引起齿轮传递转速的波动，造成壳体振动，引起啸叫噪声和变速箱的寿命缩短。传递误差是产生振动噪声，导致齿轮啸叫的主要原因。

随着汽车技术的不断发展，对变速箱NVH品质要求也越来越高。因而会使用到变速箱输入输出轴传递误差测试工装。该变速箱输入输出轴传递误差测试工装测量变速箱输入输出轴转速是否存在传递误差，从而确定变速箱的性能。但是，目前变速箱输入输出轴传递误差测试工装不能很好解决传递误差的测量问题，存在测量失真，不能真实反映变速箱真正性能。

发明内容

本发明提供一种变速箱传递误差试验系统，能精确快速的测量不同扭矩工况下不同变速箱各档齿轮副传递误差。

实现上述目的的技术方案如下：

变速箱传递误差试验系统，包括：

测试电脑；

控制器，控制器与测试电脑电连接，控制器接收测试电脑发出的指令信号；

驱动电机，驱动电机与控制器的输出端连接，驱动电机根据控制器提供的控制信号工作；

扭矩传感器，扭矩传感器安装在驱动电机的输出轴上以检测驱动电机的输出扭矩，扭矩传感器与测试电脑电连接以将检测的输出扭矩输出到测试电脑；

安装模板，安装模板与变速箱的端面匹配并用于固定变速箱；

检测变速箱转速的编码器，编码器与测试电脑电连接；

与变速箱输出部分连接的负载电机，负载电机与测试电脑电连接。

汽车变速箱的啸叫是动态激励（齿轮传递误差）作用下，经过箱体辐射出来的噪声，理论计算中根据不同的扭矩工况，本发明通过计算输入轴与中间轴之间的角位移差或者中间轴与输出轴之间的角位移差，并编码记录成曲线。该试验台能快速精准的测试不同的变速箱新产品各档齿轮副传递误差是否满足设计要求；通过romax接口能对比实测传递误差与分析预测的传递误差，以验证分析模型的有效性；对标不同变速器齿轮设计，确定NVH设计开发目标；评估解决变速器啸叫问题设计变更的有效性；根据实测传递误差，设定部件和子系统的质量目标，并可以对变速器进行系统变形试验及关联的相关分析。

本发明的优点为：能精确快速的测量不同扭矩工况下不同变速箱（MT、DCT、EF、HF系列）各档齿轮副传递误差，及时掌握系统的传递误差变化大小，支撑理论宏观和微观齿轮参数的后续优化设计，在一定程度上提高NVH性能。

附图说明

图1为变速箱传递误差试验系统的示意图；

图2为工装与变速器以及编码器的装配图；

图3为差速器的示意图；

说明书附图中的标记：

1为测试电脑，2为驱动电机，3为扭矩传感器，4为输出轴，5为安装模板，6为变速箱，7编码器，8为连接轴，9为负载电机，10a、10b、10c为支架，11为底座，12为工装，12a为第一安装板，12b为轴套，12c为第二安装板，13为联轴器，14为延伸轴，15为差速器，15a为动力输入轴，15b为第一锥齿轮，15c为第二锥齿轮，15d为框架，15e为行星齿轮，15f为第一太阳轮，15g为第二太阳轮，15h为左半轴，15i为右半轴。

具体实施方式

如图1所示，本发明的变速箱传递误差试验系统，包括测试电脑1、控制器（图中未示出）、驱动电机2、扭矩传感器3，安装模板5、编码器7，控制器与测试电脑1电连接，控制器接收测试电脑1发出的指令信号，驱动电机2与控制器的输出端连接，驱动电机2根据控制器提供的控制信号工作。扭矩传感器3安装在驱动电机2的输出轴4上以检测驱动电机2的输出扭矩，扭矩传感器3与测试电脑1电连接以将检测的输出扭矩输出到测试电脑1，安装模板5与变速箱6的端面匹配并用于固定变速箱6。

工装12的一端固定在变速箱6的箱体上，工装12的另一端安装有多个编码器7，所述第一延伸组件、第二延伸组件、第三延伸组件与工装12配合后分别连接一个编码器7。第一延伸组件、第二延伸组件、第三延伸组件均包括：一端伸入到变速箱6内的延伸轴14，连接延伸轴14另一端与编码器7输入端的联轴器13。工装12包括第一安装板12a、轴套12b、第二安装板12c，轴套12b的一端与第一安装板12a连接；第二安装板12c与轴套12b的另一端连接。

检测变速箱6转速的编码器7，编码器7与测试电脑1电连接。与变速箱6输出部分连接的负载电机9，负载电机9与测试电脑1电连接。第一延伸组件、第二延伸组件、第三延伸组件、工装12，变速箱6的箱体上设有分别对应于输入轴、中间轴以及输出轴的孔，变速箱6内的输入轴与第一延伸组件连接，变速箱6内的中间轴与第二延伸组件连接，变速箱6内的输出轴与第三延伸组件连接。负载电机9通过连接轴8与变速箱6的输出部分15连接。

所述驱动电机2、安装模板5、负载电机9分别通过支架10a、10b、10c支撑，支架10a、10b、10c分别配合在底座11上，优选地，支架10a、10b、10c与底座11滑动配合。

对不同变速箱6安装端面进行识别，制造专用的安装模板5使之与变速箱6的箱体匹配，安装模板5的刚度要尽量大，然后将安装模板5固定于支架10b上，根据测试齿轮副的需求对变速箱6箱体对应输入轴、中间轴及输出轴的位置进行开孔，开孔大小及安装尺寸根据设计安装编码器7的工装12进行加工，然后将编码器7分别安装在工装12上，然后第一延伸组件、第二延伸组件、第三延伸组件与工装12配合后分别连接一个编码器7。

变速箱6箱体上洗出一个平面，并在箱体上开孔，箱体的开孔部位需要磨平，以形成用于变速箱6与工装12匹配的端面，要求该端面的平面度误差≤0.05mm。延伸轴14的一端与被测试轴（输入轴、中间轴、输出轴）连接后并校直，工装12的第一安装板12a被固定到变速箱 6箱体上，延伸轴14的另一端与联轴器13的一端连接，联轴器13的另一端与编码器7连接。通过测试将被测试轴的转速传递到编码器7，联轴器13上的安装孔大小可以调整，安装编码器7之前，将联轴器13安装孔调到比配合的轴稍大，使轴能够轻易的套进联轴器13安装孔内，然后再用专用工具把安装孔调小，使联轴器13安装孔和轴紧配合，同理，连接编码器7轴与联轴器13的另一端。安装工装12时，利用千分表检测连接工装12上的编码器7安装孔与轴的同轴度，并适时调整连接工装12的安装位置保证较高的同轴度。

所述变速箱6的输出部分为差速器15，该差速器15包括：动力输入轴15a、第一锥齿轮15b、第二锥齿轮15c、框架15d、行星齿轮15e、第一太阳轮15f、第二太阳轮15g、左半轴15h、右半轴15i，动力输入轴15a与第一锥齿轮15b固定，第一锥齿轮15b与第二锥齿轮15c啮合，框架15d的一端固定在第二锥齿轮15c的端面，框架15d的另一端与行星齿轮15e固定，第一太阳轮15f和第二太阳轮15g分别与行星齿轮15e固定，第一太阳轮15f与左半轴15h连接，第二太阳轮15g与右半轴15i连接。

由于差速器15本身为变速箱6的一部分，利用差速器15作为变速箱6的输出，这样不用破坏变速箱6的结构，使测试的变速箱6与实际应用状态中的变速箱6的状态呈无限接近的状态，有助于测试出变速箱6的真实状态。对于本发明中的测试的变速箱6的结构而言，其中特殊之处是将第一太阳轮15f和第二太阳轮15g分别与行星齿轮15e固定，这样的目的在于使左半轴15h和右半轴15i同步转动，避免左半轴15h和右半轴15i出现差速的情况，更进一步的目的是：当驱动电机2施加扭矩到变速箱时，如果左半轴15h和右半轴15i出现差速会造成自然卸载，不能达到加载的目的，因此，使左半轴15h和右半轴15i同步转动可以确保证扭矩加载于变速箱6上。

本发明的工作过程为：测试电脑1发出指令，通过控制器控制驱动电机2执行命令，驱动电机2接受指令后通过驱动输入轴4经过联轴器3将动力传递给变速箱6，变速箱6根据需求挂上档位，编码器7将测试轴的转速传递给测试电脑1，汇编成数据，负载电机9在接到指令后，控制输出端的负载，实施模拟负载工况；支架10a、10b、10c可以根据安装需求在底座上移动；系统可以进行正反拖工况的自由切换，同时可以对变速器进行系统变形试验及关联的相关分析。

本发明在试验中根据测试变速箱对象，制定相应的安装模板5，安装模板5的制定是为了满足不同变速箱6与安装模板5匹配，然后根据需求进行变速箱6端面开孔，其目的是为了装夹带有编码器的支架，通过将变速器延伸轴与编码器固连，然后安装于开孔的变速箱上，然后测角位移差。考虑到输出端的对称性，负载加扭时，采用了单边输入负载，并利用差速器15中的第一太阳轮15f和第二太阳轮15g分别与行星齿轮15e固定的特点确保证扭矩加载于变速箱6上，这样不但节省了时间及试验成本，而且该试验系统实用性广泛，通用性强，可以针对不同类型的变速箱快速精准的进行测试，在安装与拆卸方面更加简单高效，降低了试验难度。

Claims

1.变速箱传递误差试验系统，其特征在于，包括：

测试电脑（1）；

控制器，控制器与测试电脑（1）电连接，控制器接收测试电脑（1）发出的指令信号；

驱动电机（2），驱动电机（2）与控制器的输出端连接，驱动电机（2）根据控制器提供的控制信号工作；

扭矩传感器（3），扭矩传感器（3）安装在驱动电机（2）的输出轴（4）上以检测驱动电机（2）的输出扭矩，扭矩传感器（3）与测试电脑（1）电连接以将检测的输出扭矩输出到测试电脑（1）；

安装模板（5），安装模板（5）与变速箱（6）的端面匹配并用于固定变速箱（6）；

检测变速箱（6）转速的编码器（7），编码器（7）与测试电脑（1）电连接；

与变速箱（6）输出部分连接的负载电机（9），负载电机（9）与测试电脑（1）电连接。

2.根据权利要求1所述的变速箱传递误差试验系统，其特征在于，还包括第一延伸组件、第二延伸组件、第三延伸组件、工装（12），变速箱（6）的箱体上设有分别对应于输入轴、中间轴以及输出轴的孔，变速箱（6）内的输入轴与第一延伸组件连接，变速箱（6）内的中间轴与第二延伸组件连接，变速箱（6）内的输出轴与第三延伸组件连接；

工装（12）的一端固定在变速箱（6）的箱体上，工装（12）的另一端安装有多个编码器（7），所述第一延伸组件、第二延伸组件、第三延伸组件与工装（12）配合后分别连接一个编码器（7）。

3.根据权利要求2所述的变速箱传递误差试验系统，其特征在于，所述变速箱（6）与工装（12）匹配的端面的平面度误差小于0.05mm。

4.根据权利要求2所述的变速箱传递误差试验系统，其特征在于，第一延伸组件、第二延伸组件、第三延伸组件均包括：

一端伸入到变速箱（6）内的延伸轴（14）；

连接延伸轴（14）另一端与编码器（7）输入端的联轴器（13）。

5.根据权利要求2所述的变速箱传递误差试验系统，其特征在于，工装（12）包括：

第一安装板（12a）；

轴套（12b），轴套（12b）的一端与第一安装板（12a）连接；

第二安装板（12c），第二安装板（12c）与轴套（（12b）的另一端连接。

6.根据权利要求1至5之一所述的变速箱传递误差试验系统，其特征在于，所述变速箱（6）的输出部分为差速器（15），该差速器（15）包括：动力输入轴（15a）、第一锥齿轮（15b）、第二锥齿轮（15c）、框架（15d）、行星齿轮（15e）、第一太阳轮（15f）、第二太阳轮（15g）、左半轴（15h）、右半轴（15i），动力输入轴（15a）与第一锥齿轮（15b）固定，第一锥齿轮（15b）与第二锥齿轮（15c）啮合，框架（15d）的一端固定在第二锥齿轮（15c）的端面，框架（15d）的另一端与行星齿轮（15e）固定，第一太阳轮（15f）和第二太阳轮（15g）分别与行星齿轮（15e）固定，第一太阳轮（15f）与左半轴（15h）连接，第二太阳轮（15g）与右半轴（15i）连接。