CN111982510A - 一种混动变速器轴的扭转疲劳试验装置 - Google Patents

一种混动变速器轴的扭转疲劳试验装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种混动变速器轴的扭转疲劳试验装置，包括用于固定混动变速器的变速器固定支架、用于与混动变速器的输入轴连接并测量其扭矩的输入轴扭矩测量机构和用于与混动变速器的输出轴连接并测量其扭矩的输出轴扭矩测量机构；输入轴扭矩测量机构包括可与混动变速器的输入轴同轴固定的输入测量轴和与输入测量轴连接的输入扭矩传感器，输出轴扭矩测量机构包括可与混动变速器的输出轴同轴固定的输出测量轴和与输出测量轴连接的输出扭矩传感器。本发明可适用于输入和输出不同轴的汽车混动变速器，对输入和输出的力矩进行实时监控，可检测齿轮间隙及功率损失，试验结果更准确，可靠度高。

Description

一种混动变速器轴的扭转疲劳试验装置
技术领域
本发明涉及汽车零部件测试设备技术领域，具体地指一种混动变速器轴的扭转疲劳试验装置。
背景技术
混合动力变速器的验证试验在新能源汽车测试中占有重要的地位，汽车混动变速器在不同工作模式下，变速器内各轴(发动机轴、驱动电机轴、发电机轴等)承受交变载荷，因此变速器轴的扭转疲劳强度是评价混动变速器耐久性能的关键指标。混动变速器轴扭转疲劳试验是车辆变速器台架试验的重要组成部分，现有的混动变速器轴扭转抗疲劳试验是通过对单根轴进行扭转疲劳试验来进行的，但汽车混动变速器机械结构复杂，耦合度高，且工作环境多变。理论计算、软件仿真等方式难以全面客观地分析混动变速箱轴的扭转疲劳耐久性能。
发明内容
本发明的目的就是要解决上述背景技术的不足，提供一种能模拟汽车混动变速器各轴在实际行驶过程中所受的扭转载荷，实时监控输入和输出的扭矩，对混动变速器轴扭转疲劳耐久性能进行综合分析评价，达到考核变速器轴扭转疲劳性能的目的的扭转疲劳试验装置。
为实现此目的，本发明所设计的混动变速器轴的扭转疲劳试验装置，其特征在于：它包括用于固定混动变速器的变速器固定支架、用于与所述混动变速器的输入轴连接并测量其扭矩的输入轴扭矩测量机构和用于与所述混动变速器的输出轴连接并测量其扭矩的输出轴扭矩测量机构；所述输入轴扭矩测量机构包括可与所述混动变速器的输入轴同轴固定的输入测量轴和与所述输入测量轴连接的输入扭矩传感器，所述输出轴扭矩测量机构包括可与所述混动变速器的输出轴同轴固定的输出测量轴和与所述输出测量轴连接的输出扭矩传感器。
进一步的，所述变速器固定支架、所述输入轴扭矩测量机构和所述输出轴扭矩测量机构均设置于装置底座上，所述变速器固定支架、所述输入扭矩传感器和所述输出扭矩传感器可分别通过第一横向移动结构、第二横向移动结构和第三横向移动结构沿所述装置底座的长度方向移动。
进一步的，所述装置底座的上表面沿其长度方向设置有横向移动滑槽，所述第一横向移动结构为固定于所述变速器固定支架底部、与所述横向移动滑槽配合的第一横向移动滑块；所述输入扭矩传感器固定于输入扭矩传感器固定支架上，所述第二横向移动结构为固定于所述输入扭矩传感器固定支架底部、与所述横向移动滑槽配合的第二横向移动滑块；所述输出扭矩传感器固定于输出扭矩传感器固定支架上，所述第三横向移动结构为固定于所述输出扭矩传感器固定支架底部、与所述横向移动滑槽配合的第三横向移动滑块。
进一步的，所述变速器固定支架包括变速器固定支架底座和设置于所述变速器固定支架底座上方、用于固定所述混动变速器的变速器固定支架板。
进一步的，所述变速器固定支架底座的顶部设置有可使所述变速器固定支架板沿所述装置底座的宽度方向移动的第一纵向移动结构，所述第一纵向移动结构包括沿所述装置底座的宽度方向设置于所述变速器固定支架底座顶部表面的第一纵向移动滑槽和设置于所述第一纵向移动滑槽内的第一纵向移动滑块，所述变速器固定支架板通过螺栓固定于所述第一纵向移动滑块上。
进一步的，所述变速器固定支架板与所述变速器固定支架底座之间设置有可调节所述变速器固定支架板高度的变速器高度调节板，所述变速器高度调节板底部通过螺栓固定于所述第一纵向移动滑块上，所述变速器固定支架板通过螺栓固定于所述变速器高度调节板顶部。
进一步的，所述输入轴扭矩测量机构还包括固定于所述装置底座上的测功机，所述输入测量轴的一端同轴固定连接所述混动变速器的输入轴，另一端同轴穿过所述输入扭矩传感器设置于所述测功机内。
进一步的，所述输出扭矩传感器固定支架包括输出扭矩传感器固定支架底座和设置于所述输出扭矩传感器固定支架底座上方、用于固定所述输出扭矩传感器的输出扭矩传感器固定支架板。
进一步的，所述输出扭矩传感器固定支架底座的顶部设置有可使所述输出扭矩传感器固定支架板沿所述装置底座的宽度方向移动的第二纵向移动结构，所述第二纵向移动结构包括沿所述装置底座的宽度方向设置于所述输出扭矩传感器固定支架底座顶部表面的第二纵向移动滑槽和设置于所述第二纵向移动滑槽内的第二纵向移动滑块，所述输出扭矩传感器固定支架板通过螺栓固定于所述第二纵向移动滑块上。
更进一步的，所述输出扭矩传感器固定支架板与所述输出扭矩传感器固定支架底座之间设置有可调节所述输出扭矩传感器固定支架板高度的输出扭矩传感器高度调节板，所述输出扭矩传感器高度调节板底部通过螺栓固定于所述第二纵向移动滑块上，所述输出扭矩传感器固定支架板通过螺栓固定于所述输出扭矩传感器高度调节板上。
本发明的有益效果是：通过变速器固定支架固定混动变速器，变速器固定支架可改变混动变速器的高度和左右位置，同时输出扭矩传感器固定支架可调节输出扭矩传感器与混动变速器的输出轴连接的高度和左右位置，使得无论混动变速器以任意轴进行输入和输出均可在试验装置上测出输入和输出扭矩。本发明可适用于输入和输出不同轴的汽车混动变速器，对输入和输出的力矩进行实时监控，可检测齿轮间隙及功率损失，试验结果更准确，可靠度高，节省了大量人力物力成本。
附图说明
图1为本发明中混动变速器处于串联模式下的扭转疲劳试验装置连接结构主视图；
图2为本发明中混动变速器处于纯电动模式下的扭转疲劳试验装置连接结构主视图；
图3为本发明中混动变速器处于并联模式下的扭转疲劳试验装置连接结构主视图；
图4为本发明中混动变速器处于纯电动模式下的扭转疲劳试验装置连接结构俯视图；
图5为本发明中混动变速器的主视图；
图6为本发明中混动变速器的后视图；
其中，1—混动变速器，2—变速器固定支架(2.1—变速器固定支架底座，2.2—变速器高度调节板，2.3—变速器固定支架板)，3—输入测量轴，4—第二纵向移动滑块，5—输入扭矩传感器，6—输出测量轴，7—输出扭矩传感器，8—装置底座，9—横向移动滑槽，10—输入扭矩传感器固定支架，11—第一横向移动滑块，12—第二横向移动滑块，13—第三横向移动滑块，14—输出扭矩传感器固定支架(14.1—输出扭矩传感器固定支架底座，14.2—输出扭矩传感器高度调节板，14.3—输出扭矩传感器固定支架板)，15—第一纵向移动滑槽，16—第一纵向移动滑块，17—测功机，18—第二纵向移动滑槽，19—测功机连接轴，20—测功机连接轴法兰，21—输入测量轴法兰，22—输出测量轴法兰，23—输出扭矩传感器轴，24—输出扭矩传感器法兰，25—发动机轴，26—差速器轴，27—驱动电机轴，28—发电机轴。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
如图1—6所示的混动变速器轴的扭转疲劳试验装置，包括用于固定混动变速器1的变速器固定支架2、用于与混动变速器1的输入轴连接并测量其扭矩的输入轴扭矩测量机构和用于与混动变速器1的输出轴连接并测量其扭矩的输出轴扭矩测量机构；输入轴扭矩测量机构包括可与混动变速器1的输入轴同轴固定的输入测量轴3、与输入测量轴3连接的输入扭矩传感器5和固定于装置底座8上的测功机17，输入测量轴3的一端同轴固定连接混动变速器1的输入轴，另一端同轴穿过输入扭矩传感器5设置于测功机17内。
输出轴扭矩测量机构包括可与混动变速器1的输出轴同轴固定的输出测量轴6和与输出测量轴6连接的输出扭矩传感器7。
变速器固定支架2、输入轴扭矩测量机构和输出轴扭矩测量机构均设置于装置底座8上，变速器固定支架2、输入扭矩传感器5和输出扭矩传感器7可分别通过第一横向移动结构、第二横向移动结构和第三横向移动结构沿装置底座8的长度方向移动。
装置底座8的上表面沿其长度方向设置有横向移动滑槽9，第一横向移动结构为固定于变速器固定支架2底部、与横向移动滑槽9配合的第一横向移动滑块11；输入扭矩传感器5固定于输入扭矩传感器固定支架10上，第二横向移动结构为固定于输入扭矩传感器固定支架10底部、与横向移动滑槽9配合的第二横向移动滑块12；输出扭矩传感器7固定于输出扭矩传感器固定支架14上，第三横向移动结构为固定于输出扭矩传感器固定支架14底部、与横向移动滑槽9配合的第三横向移动滑块13。
变速器固定支架2包括变速器固定支架底座2.1和设置于变速器固定支架底座2.1上方、用于固定混动变速器1的变速器固定支架板2.3。
变速器固定支架底座2.1的顶部设置有可使变速器固定支架板2.3沿装置底座8的宽度方向移动的第一纵向移动结构，第一纵向移动结构包括沿装置底座8的宽度方向设置于变速器固定支架底座2.1顶部表面的第一纵向移动滑槽15和设置于第一纵向移动滑槽15内的第一纵向移动滑块16，变速器固定支架板2.3通过螺栓固定于第一纵向移动滑块16上。
变速器固定支架板2.3与变速器固定支架底座2.1之间设置有可调节变速器固定支架板2.3高度的变速器高度调节板2.2，变速器高度调节板2.2底部通过螺栓固定于第一纵向移动滑块16上，变速器固定支架板2.3通过螺栓固定于变速器高度调节板2.2顶部。
输出扭矩传感器固定支架14包括输出扭矩传感器固定支架底座14.1和设置于输出扭矩传感器固定支架底座14.1上方、用于固定输出扭矩传感器7的输出扭矩传感器固定支架板14.3。
输出扭矩传感器固定支架底座14.1的顶部设置有可使输出扭矩传感器固定支架板14.3沿装置底座8的宽度方向移动的第二纵向移动结构，第二纵向移动结构包括沿装置底座8的宽度方向设置于输出扭矩传感器固定支架底座14.1顶部表面的第二纵向移动滑槽18和设置于第二纵向移动滑槽18内的第二纵向移动滑块4，输出扭矩传感器固定支架板14.3通过螺栓固定于第二纵向移动滑块4上。
输出扭矩传感器固定支架板14.3与输出扭矩传感器固定支架底座14.1之间设置有可调节输出扭矩传感器固定支架板14.3高度的输出扭矩传感器高度调节板14.2，输出扭矩传感器高度调节板14.2底部通过螺栓固定于第二纵向移动滑块4上，输出扭矩传感器固定支架板14.3通过螺栓固定于输出扭矩传感器高度调节板14.2上。
本发明中，如图1所示，串联模式下，对发动机轴25和发电机轴28的扭转进行疲劳试验。调节输出扭矩传感器固定支架14的左右和上下位置，以及变速器固定支架2的左右和上下位置，将发动机轴25和输入测量轴3通过花键连接，发电机轴28和输出测量轴6通过花键连接，布置输入扭矩传感器5和输出扭矩传感器7，根据试验要求设定试验工况，开启测功机17，读取输入和输出扭矩传感器的检测值，进行轴扭转疲劳测试。
如图2所示，纯电动模式下，对驱动电机轴27和差速器轴26的扭转疲劳试验。调节输出扭矩传感器固定支架14的左右和上下位置，以及变速器固定支架2的左右和上下位置，将驱动电机轴27和输入测量轴3通过花键连接，差速器轴26和输出测量轴6通过花键连接，布置输入扭矩传感器5和输出扭矩传感器7，根据试验要求设定试验工况，开启测功机17，读取输入和输出扭矩传感器的检测值，进行轴扭转疲劳测试。
如图3所示，并联模式下，对发动机轴25、差速器轴26的扭转疲劳试验。调节输出扭矩传感器固定支架14的左右和上下位置，以及变速器固定支架2的左右和上下位置，将发动机轴25和输入测量轴3通过花键连接，差速器轴26和输出测量轴6通过花键连接，布置输入扭矩传感器5和输出扭矩传感器7，根据试验要求设定试验工况，开启测功机17，读取输入和输出扭矩传感器的检测值，进行轴扭转疲劳测试。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的结构做任何形式上的限制。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明的技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种混动变速器轴的扭转疲劳试验装置，其特征在于：它包括用于固定混动变速器(1)的变速器固定支架(2)、用于与所述混动变速器(1)的输入轴连接并测量其扭矩的输入轴扭矩测量机构和用于与所述混动变速器(1)的输出轴连接并测量其扭矩的输出轴扭矩测量机构；所述输入轴扭矩测量机构包括可与所述混动变速器(1)的输入轴同轴固定的输入测量轴(3)和与所述输入测量轴(3)连接的输入扭矩传感器(5)，所述输出轴扭矩测量机构包括可与所述混动变速器(1)的输出轴同轴固定的输出测量轴(6)和与所述输出测量轴(6)连接的输出扭矩传感器(7)。
2.如权利要求1所述的混动变速器轴的扭转疲劳试验装置，其特征在于：所述变速器固定支架(2)、所述输入轴扭矩测量机构和所述输出轴扭矩测量机构均设置于装置底座(8)上，所述变速器固定支架(2)、所述输入扭矩传感器(5)和所述输出扭矩传感器(7)可分别通过第一横向移动结构、第二横向移动结构和第三横向移动结构沿所述装置底座(8)的长度方向移动。
3.如权利要求2所述的混动变速器轴的扭转疲劳试验装置，其特征在于：所述装置底座(8)的上表面沿其长度方向设置有横向移动滑槽(9)，所述第一横向移动结构为固定于所述变速器固定支架(2)底部、与所述横向移动滑槽(9)配合的第一横向移动滑块(11)；所述输入扭矩传感器(5)固定于输入扭矩传感器固定支架(10)上，所述第二横向移动结构为固定于所述输入扭矩传感器固定支架(10)底部、与所述横向移动滑槽(9)配合的第二横向移动滑块(12)；所述输出扭矩传感器(7)固定于输出扭矩传感器固定支架(14)上，所述第三横向移动结构为固定于所述输出扭矩传感器固定支架(14)底部、与所述横向移动滑槽(9)配合的第三横向移动滑块(13)。
4.如权利要求3所述的混动变速器轴的扭转疲劳试验装置，其特征在于：所述变速器固定支架(2)包括变速器固定支架底座(2.1)和设置于所述变速器固定支架底座(2.1)上方、用于固定所述混动变速器(1)的变速器固定支架板(2.3)。
5.如权利要求4所述的混动变速器轴的扭转疲劳试验装置，其特征在于：所述变速器固定支架底座(2.1)的顶部设置有可使所述变速器固定支架板(2.3)沿所述装置底座(8)的宽度方向移动的第一纵向移动结构，所述第一纵向移动结构包括沿所述装置底座(8)的宽度方向设置于所述变速器固定支架底座(2.1)顶部表面的第一纵向移动滑槽(15)和设置于所述第一纵向移动滑槽(15)内的第一纵向移动滑块(16)，所述变速器固定支架板(2.3)通过螺栓固定于所述第一纵向移动滑块(16)上。
6.如权利要求5所述的混动变速器轴的扭转疲劳试验装置，其特征在于：所述变速器固定支架板(2.3)与所述变速器固定支架底座(2.1)之间设置有可调节所述变速器固定支架板(2.3)高度的变速器高度调节板(2.2)，所述变速器高度调节板(2.2)底部通过螺栓固定于所述第一纵向移动滑块(16)上，所述变速器固定支架板(2.3)通过螺栓固定于所述变速器高度调节板(2.2)顶部。
7.如权利要求3所述的混动变速器轴的扭转疲劳试验装置，其特征在于：所述输入轴扭矩测量机构还包括固定于所述装置底座(8)上的测功机(17)，所述输入测量轴(3)的一端同轴固定连接所述混动变速器(1)的输入轴，另一端同轴穿过所述输入扭矩传感器(5)设置于所述测功机(17)内。
8.如权利要求3所述的混动变速器轴的扭转疲劳试验装置，其特征在于：所述输出扭矩传感器固定支架(14)包括输出扭矩传感器固定支架底座(14.1)和设置于所述输出扭矩传感器固定支架底座(14.1)上方、用于固定所述输出扭矩传感器(7)的输出扭矩传感器固定支架板(14.3)。
9.如权利要求8所述的混动变速器轴的扭转疲劳试验装置，其特征在于：所述输出扭矩传感器固定支架底座(14.1)的顶部设置有可使所述输出扭矩传感器固定支架板(14.3)沿所述装置底座(8)的宽度方向移动的第二纵向移动结构，所述第二纵向移动结构包括沿所述装置底座(8)的宽度方向设置于所述输出扭矩传感器固定支架底座(14.1)顶部表面的第二纵向移动滑槽(18)和设置于所述第二纵向移动滑槽(18)内的第二纵向移动滑块(4)，所述输出扭矩传感器固定支架板(14.3)通过螺栓固定于所述第二纵向移动滑块(4)上。
10.如权利要求9所述的混动变速器轴的扭转疲劳试验装置，其特征在于：所述输出扭矩传感器固定支架板(14.3)与所述输出扭矩传感器固定支架底座(14.1)之间设置有可调节所述输出扭矩传感器固定支架板(14.3)高度的输出扭矩传感器高度调节板(14.2)，所述输出扭矩传感器高度调节板(14.2)底部通过螺栓固定于所述第二纵向移动滑块(4)上，所述输出扭矩传感器固定支架板(14.3)通过螺栓固定于所述输出扭矩传感器高度调节板(14.2)上。
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