CN112504594B - 浮动摩擦片冲击和振动疲劳耦合加载装置 - Google Patents

浮动摩擦片冲击和振动疲劳耦合加载装置 Download PDF

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Abstract

本发明属于车辆传动实验技术领域，具体涉及一种浮动摩擦片冲击和振动疲劳耦合加载装置。所述加载装置包括：上固定框、下固定框、第一连接棒、第二连接棒、第一上嵌体、第二上嵌体、第一下嵌体、第二下嵌体、第一上螺丝棒、第二上螺丝棒、第一下螺丝棒、第二下螺丝棒；与现有技术相比较，本发明具备如下有益效果：主要针对摩擦片受载工况的模拟试验提供一种加载装置，使得摩擦片齿部扭振冲击和换挡冲击模拟更精确，提高了对实际服役摩擦片冲击疲劳寿命的预测精度。

Description

浮动摩擦片冲击和振动疲劳耦合加载装置
技术领域
本发明属于车辆传动实验技术领域，具体涉及一种浮动摩擦片冲击和振动疲劳耦合加载装置。
背景技术
浮动支撑摩擦片是实现传动系统档位切换和功率传递的关键基础件，具有相对转速高、结构紧凑、传递功率大等特点在各种汽车以及工程车辆上广泛使用。在车辆运行过程中，摩擦片的齿部与内毂的齿部会发生冲击碰撞，通过对摩擦片的工作环境分析可知，摩擦片受到发动机的小振幅规律性冲击碰撞载荷以及换档装置的不规律性大振幅振动载荷，这两种载荷的耦合加载模式是导致摩擦片发生疲劳破坏的主要原因。对摩擦片受载工况的更精确的模拟是实现对摩擦片寿命精准预测的关键因素。缺乏针对齿轮部件的冲击振动耦合加载夹具是实现该目标的瓶颈问题。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是：本发明的目的是开发浮动摩擦片冲击和振动疲劳耦合加载装置及实验方法，能够更精准的对摩擦片的受载情况进行模拟，实现对摩擦片寿命的更精准的预测。
(二)技术方案
为解决上述技术问题，本发明提供一种浮动摩擦片冲击和振动疲劳耦合加载装置，所述加载装置包括：上固定框、下固定框、第一连接棒、第二连接棒、第一上嵌体、第二上嵌体、第一下嵌体、第二下嵌体、第一上螺丝棒、第二上螺丝棒、第一下螺丝棒、第二下螺丝棒；
所述上固定框与下固定框均为一空中框体结构，其均包括竖直设置的背板及竖直设置且连接背板两端的侧板；所述上固定框与下固定框竖直对接；
所述上固定框与下固定框的背板上，均设有两道横向滑轨及一道纵向滑轨；所述一道纵向滑轨垂直设置于两道水平设置的横向滑轨之间；所述上固定框的纵向滑轨与下固定框的纵向滑轨在竖直方向上对齐，共同用于嵌入摩擦片的侧向外边缘；
所述第一上嵌体与第二上嵌体分别水平嵌设于上固定框两道横向滑轨上，用于从摩擦片上部的两侧夹紧摩擦片；
所述第一下嵌体与第二下嵌体分别水平嵌设于下固定框两道横向滑轨上，用于从摩擦片下部的两侧夹紧摩擦片；
在通过第一上嵌体、第二上嵌体、第一下嵌体、第二下嵌体处于夹紧状态下的摩擦片，其左右两方向上的横向自由度受到约束；
而所述第一连接棒、第二连接棒则用于从前后两个方向连接摩擦片；
所述第一连接棒、第二连接棒完全相同，均包括固定部、第一连接部及第二连接部；所述固定部的第一端连接疲劳试验机，另一端的第二端用于连接第一连接部及第二连接部；所述第一连接部及第二连接部各自的第一端可转动的连接固定部第二端；
所述第一连接部及第二连接部各自的第二端分别连接摩擦片上部与摩擦片下部之一；且第一连接棒、第二连接棒各自的第一连接部及第二连接部，共四个连接部形成为平行四边形；
所述第一连接部及第二连接部长度不相等，形成连接棒两个连接部的不对称性，进而实现加载偶矩的不对称。
其中，所述摩擦片上部与摩擦片下部为呈对偶关系的两部分齿部。
其中，所述加载偶矩的不对称用于：在将连接棒安装在疲劳试验机上，该不对称加载偶矩将实现上下齿部与齿部之间的碰撞，从而模拟换挡时的大冲击载荷。
其中，在模拟实现换挡时的大冲击载荷的基础上，在固定框外围连接激励器模拟发动机的小振幅规律性冲击碰撞载荷，从而实现两种载荷的耦合加载。
其中，所述第一连接部及第二连接部各自的第二端分别连接摩擦片上部与摩擦片下部之一；且第一连接棒、第二连接棒各自的第一连接部及第二连接部，共四个连接部形成为平行四边形，指的是：
所述第一连接棒中，当其第一连接部连接摩擦片上部时，则第二连接部连接摩擦片下部；此时，所述第二连接棒中，其第二连接部连接摩擦片上部时，第一连接部连接摩擦片下部；由此，第一连接棒的第一连接部、第二连接部与第二连接棒的第一连接部、第二连接部在与摩擦片的连接状态下，形成平行四边形；
同样地，所述第一连接棒中，当其第二连接部连接摩擦片上部时，则第一连接部连接摩擦片下部；此时，所述第二连接棒中，其第一连接部连接摩擦片上部时，第二连接部连接摩擦片下部；由此，第一连接棒的第一连接部、第二连接部与第二连接棒的第一连接部、第二连接部在与摩擦片的连接状态下，形成平行四边形。
其中，所述固定部的第一端连接疲劳试验机，另一端的第二端设有第一螺钉孔；所述第一连接部及第二连接部各自的第一端为实心体，实心体上设有与第一螺钉孔匹配的第二螺钉孔，由此固定部第二端、第一连接部第一端、第二连接第一端通过螺钉可旋转的连接于一起。
其中，所述第一连接部及第二连接部自实心部向另一端延伸的部分为中部中空、两侧为片状体的夹具形状，中部中空尺寸与摩擦片侧向尺寸相匹配，用于将摩擦片嵌入其中，两侧片状体再通过螺钉连接形式连接摩擦片，从而连接部夹固住摩擦片。
其中，所述加载装置还包括：第一上螺丝棒、第二上螺丝棒；
所述第一上螺丝棒、第二上螺丝棒分别从两侧穿过上固定框两侧侧板，抵住第一上嵌体与第二上嵌体的外侧，从而使得第一上嵌体与第二上嵌体牢固夹紧摩擦片。
其中，所述加载装置还包括：第一下螺丝棒、第二下螺丝棒；
所述第一下螺丝棒、第二下螺丝棒分别从两侧穿过下固定框两侧侧板，抵住第一下嵌体与第二下嵌体的外侧，从而使得第一下嵌体与第二下嵌体牢固夹紧摩擦片。
其中，所述第一上嵌体、第二上嵌体与上固定框两道横向滑轨的嵌设关系，以及所述第一下嵌体、第二下嵌体与下固定框两道横向滑轨的嵌设关系，具体为：
嵌体上设有T型凹槽，横向滑轨横向侧面设置为T型截面，从而嵌体横向从横向滑轨端部滑动进入横向滑轨，通过T型凹槽与T型截面的配合关系，实现嵌体可在横向滑轨上水平移动，但在其他方向上受约束的状态。
(三)有益效果
与现有技术相比较，本发明具备如下有益效果：主要针对摩擦片受载工况的模拟试验提供一种加载装置，使得摩擦片齿部扭振冲击和换挡冲击模拟更精确，提高了对实际服役摩擦片冲击疲劳寿命的预测精度。
附图说明
图1为本发明装置整体装配图。
图2为本发明实现对齿轮横向约束的固定框示意图。
图3为嵌体块示意图。
图4为不对称偶矩的连接棒示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、内容、和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
为解决上述技术问题，本发明提供一种浮动摩擦片冲击和振动疲劳耦合加载装置，如图1至图4所示，所述加载装置包括：上固定框、下固定框、第一连接棒、第二连接棒、第一上嵌体、第二上嵌体、第一下嵌体、第二下嵌体、第一上螺丝棒、第二上螺丝棒、第一下螺丝棒、第二下螺丝棒；
所述上固定框与下固定框均为一空中框体结构，其均包括竖直设置的背板及竖直设置且连接背板两端的侧板；所述上固定框与下固定框竖直对接；
所述上固定框与下固定框的背板上，均设有两道横向滑轨及一道纵向滑轨；所述一道纵向滑轨垂直设置于两道水平设置的横向滑轨之间；所述上固定框的纵向滑轨与下固定框的纵向滑轨在竖直方向上对齐，共同用于嵌入摩擦片的侧向外边缘；
所述第一上嵌体与第二上嵌体分别水平嵌设于上固定框两道横向滑轨上，用于从摩擦片上部的两侧夹紧摩擦片；
所述第一下嵌体与第二下嵌体分别水平嵌设于下固定框两道横向滑轨上，用于从摩擦片下部的两侧夹紧摩擦片；
在通过第一上嵌体、第二上嵌体、第一下嵌体、第二下嵌体处于夹紧状态下的摩擦片，其左右两方向上的横向自由度受到约束；
而所述第一连接棒、第二连接棒则用于从前后两个方向连接摩擦片；
所述第一连接棒、第二连接棒完全相同，均包括固定部、第一连接部及第二连接部；所述固定部的第一端连接疲劳试验机，另一端的第二端用于连接第一连接部及第二连接部；所述第一连接部及第二连接部各自的第一端可转动的连接固定部第二端；
所述第一连接部及第二连接部各自的第二端分别连接摩擦片上部与摩擦片下部之一；且第一连接棒、第二连接棒各自的第一连接部及第二连接部，共四个连接部形成为平行四边形；
所述第一连接部及第二连接部长度不相等，形成连接棒两个连接部的不对称性，进而实现加载偶矩的不对称。
其中，所述摩擦片上部与摩擦片下部为呈对偶关系的两部分齿部。
其中，所述加载偶矩的不对称用于：在将连接棒安装在疲劳试验机上，该不对称加载偶矩将实现上下齿部与齿部之间的碰撞，从而模拟换挡时的大冲击载荷。
其中，在模拟实现换挡时的大冲击载荷的基础上，在固定框外围连接激励器模拟发动机的小振幅规律性冲击碰撞载荷，从而实现两种载荷的耦合加载。
其中，所述第一连接部及第二连接部各自的第二端分别连接摩擦片上部与摩擦片下部之一；且第一连接棒、第二连接棒各自的第一连接部及第二连接部，共四个连接部形成为平行四边形，指的是：
所述第一连接棒中，当其第一连接部连接摩擦片上部时，则第二连接部连接摩擦片下部；此时，所述第二连接棒中，其第二连接部连接摩擦片上部时，第一连接部连接摩擦片下部；由此，第一连接棒的第一连接部、第二连接部与第二连接棒的第一连接部、第二连接部在与摩擦片的连接状态下，形成平行四边形；
同样地，所述第一连接棒中，当其第二连接部连接摩擦片上部时，则第一连接部连接摩擦片下部；此时，所述第二连接棒中，其第一连接部连接摩擦片上部时，第二连接部连接摩擦片下部；由此，第一连接棒的第一连接部、第二连接部与第二连接棒的第一连接部、第二连接部在与摩擦片的连接状态下，形成平行四边形。
其中，所述固定部的第一端连接疲劳试验机，另一端的第二端设有第一螺钉孔；所述第一连接部及第二连接部各自的第一端为实心体，实心体上设有与第一螺钉孔匹配的第二螺钉孔，由此固定部第二端、第一连接部第一端、第二连接第一端通过螺钉可旋转的连接于一起。
其中，所述第一连接部及第二连接部自实心部向另一端延伸的部分为中部中空、两侧为片状体的夹具形状，中部中空尺寸与摩擦片侧向尺寸相匹配，用于将摩擦片嵌入其中，两侧片状体再通过螺钉连接形式连接摩擦片，从而连接部夹固住摩擦片。
其中，所述加载装置还包括：第一上螺丝棒、第二上螺丝棒；
所述第一上螺丝棒、第二上螺丝棒分别从两侧穿过上固定框两侧侧板，抵住第一上嵌体与第二上嵌体的外侧，从而使得第一上嵌体与第二上嵌体牢固夹紧摩擦片。
其中，所述加载装置还包括：第一下螺丝棒、第二下螺丝棒；
所述第一下螺丝棒、第二下螺丝棒分别从两侧穿过下固定框两侧侧板，抵住第一下嵌体与第二下嵌体的外侧，从而使得第一下嵌体与第二下嵌体牢固夹紧摩擦片。
其中，所述第一上嵌体、第二上嵌体与上固定框两道横向滑轨的嵌设关系，以及所述第一下嵌体、第二下嵌体与下固定框两道横向滑轨的嵌设关系，具体为：
嵌体上设有T型凹槽，横向滑轨横向侧面设置为T型截面，从而嵌体横向从横向滑轨端部滑动进入横向滑轨，通过T型凹槽与T型截面的配合关系，实现嵌体可在横向滑轨上水平移动，但在其他方向上受约束的状态。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种浮动摩擦片冲击和振动疲劳耦合加载装置，其特征在于，所述加载装置包括：上固定框、下固定框、第一连接棒、第二连接棒、第一上嵌体、第二上嵌体、第一下嵌体、第二下嵌体、第一上螺丝棒、第二上螺丝棒、第一下螺丝棒、第二下螺丝棒；
所述上固定框与下固定框均为一中空框体结构，均包括竖直设置的背板及竖直设置且连接背板两端的侧板；所述上固定框与下固定框竖直对接；
所述上固定框与下固定框的背板上，均设有两道横向滑轨及一道纵向滑轨；所述一道纵向滑轨垂直设置于两道水平设置的横向滑轨之间；所述上固定框的纵向滑轨与下固定框的纵向滑轨在竖直方向上对齐，共同用于嵌入摩擦片的侧向外边缘；
所述第一上嵌体与第二上嵌体分别水平嵌设于上固定框两道横向滑轨上，用于从摩擦片上部的两侧夹紧摩擦片；
所述第一下嵌体与第二下嵌体分别水平嵌设于下固定框两道横向滑轨上，用于从摩擦片下部的两侧夹紧摩擦片；
在通过第一上嵌体、第二上嵌体、第一下嵌体、第二下嵌体处于夹紧状态下的摩擦片，其左右两方向上的横向自由度受到约束；
而所述第一连接棒、第二连接棒则用于从前后两个方向连接摩擦片；
所述第一连接棒、第二连接棒完全相同，均包括固定部、第一连接部及第二连接部；所述固定部的第一端连接疲劳试验机，另一端的第二端用于连接第一连接部及第二连接部；所述第一连接部及第二连接部各自的第一端可转动的连接固定部第二端；
所述第一连接部及第二连接部各自的第二端分别连接摩擦片上部与摩擦片下部之一；且第一连接棒、第二连接棒各自的第一连接部及第二连接部，共四个连接部形成为平行四边形；
所述第一连接部及第二连接部长度不相等，形成连接棒两个连接部的不对称性，进而实现加载偶矩的不对称；
所述摩擦片上部与摩擦片下部为呈对偶关系的两部分齿部；
所述加载偶矩的不对称用于：在将连接棒安装在疲劳试验机上，不对称加载偶矩将实现上下齿部与齿部之间的碰撞，从而模拟换挡时的大冲击载荷。
2.如权利要求1所述的浮动摩擦片冲击和振动疲劳耦合加载装置，其特征在于，在模拟实现换挡时的大冲击载荷的基础上，在固定框外围连接激励器模拟发动机的小振幅规律性冲击碰撞载荷，从而实现两种载荷的耦合加载。
3.如权利要求1所述的浮动摩擦片冲击和振动疲劳耦合加载装置，其特征在于，所述第一连接部及第二连接部各自的第二端分别连接摩擦片上部与摩擦片下部之一；且第一连接棒、第二连接棒各自的第一连接部及第二连接部，共四个连接部形成为平行四边形，指的是：
所述第一连接棒中，当其第一连接部连接摩擦片上部时，则第二连接部连接摩擦片下部；此时，所述第二连接棒中，其第二连接部连接摩擦片上部时，第一连接部连接摩擦片下部；由此，第一连接棒的第一连接部、第二连接部与第二连接棒的第一连接部、第二连接部在与摩擦片的连接状态下，形成平行四边形；
同样地，所述第一连接棒中，当其第二连接部连接摩擦片上部时，则第一连接部连接摩擦片下部；此时，所述第二连接棒中，其第一连接部连接摩擦片上部时，第二连接部连接摩擦片下部；由此，第一连接棒的第一连接部、第二连接部与第二连接棒的第一连接部、第二连接部在与摩擦片的连接状态下，形成平行四边形。
4.如权利要求1所述的浮动摩擦片冲击和振动疲劳耦合加载装置，其特征在于，所述固定部的第一端连接疲劳试验机，另一端的第二端设有第一螺钉孔；所述第一连接部及第二连接部各自的第一端为实心体，实心体上设有与第一螺钉孔匹配的第二螺钉孔，由此固定部第二端、第一连接部第一端、第二连接部第一端通过螺钉可旋转的连接于一起。
5.如权利要求4所述的浮动摩擦片冲击和振动疲劳耦合加载装置，其特征在于，所述第一连接部及第二连接部自实心部向另一端延伸的部分为中部中空、两侧为片状体的夹具形状，中部中空尺寸与摩擦片侧向尺寸相匹配，用于将摩擦片嵌入其中，两侧片状体再通过螺钉连接形式连接摩擦片，从而连接部夹固住摩擦片。
6.如权利要求1所述的浮动摩擦片冲击和振动疲劳耦合加载装置，其特征在于，所述加载装置还包括：第一上螺丝棒、第二上螺丝棒；
所述第一上螺丝棒、第二上螺丝棒分别从两侧穿过上固定框两侧侧板，抵住第一上嵌体与第二上嵌体的外侧，从而使得第一上嵌体与第二上嵌体牢固夹紧摩擦片。
7.如权利要求1所述的浮动摩擦片冲击和振动疲劳耦合加载装置，其特征在于，所述加载装置还包括：第一下螺丝棒、第二下螺丝棒；
所述第一下螺丝棒、第二下螺丝棒分别从两侧穿过下固定框两侧侧板，抵住第一下嵌体与第二下嵌体的外侧，从而使得第一下嵌体与第二下嵌体牢固夹紧摩擦片。
8.如权利要求1所述的浮动摩擦片冲击和振动疲劳耦合加载装置，其特征在于，所述第一上嵌体、第二上嵌体与上固定框两道横向滑轨的嵌设关系，以及所述第一下嵌体、第二下嵌体与下固定框两道横向滑轨的嵌设关系，具体为：
嵌体上设有T型凹槽，横向滑轨横向侧面设置为T型截面，从而嵌体横向从横向滑轨端部滑动进入横向滑轨，通过T型凹槽与T型截面的配合关系，实现嵌体可在横向滑轨上水平移动，但在其他方向上受约束的状态。
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