CN112683773B - 材料摩擦异响试验台转盘式切换结构 - Google Patents

Abstract

本发明属于摩擦异响试验设备技术领域，公开了一种材料摩擦异响试验台转盘式切换结构，包括嵌设在摩擦试验台内的安装台和转动连接在安装台顶面的转盘，转盘上沿周向均匀安装有多个不同的动力输出部；安装台为中空，安装台内设有对转盘进行限位的限位件，限位件包括多组均布在转盘外周的固定杆，固定杆均铰接在摩擦试验台内，且固定杆远离转盘的一端距铰接点的位置大于另一端距铰接点的位置；还包括多个螺纹连接在安装台上的螺纹杆，螺纹杆的一端与固定杆远离转盘的一端相抵。本发明解决了现目前对汽车元件材料摩擦异响检测使用的摩擦试验台上仅设置有一个动力输出部，利用不同动力输出部进行试验时，需要更换较多设备，成本较高的问题。

Description

材料摩擦异响试验台转盘式切换结构

技术领域

本发明属于摩擦异响实验设备技术领域，具体涉及一种材料摩擦异响试验台转盘式切换结构。

背景技术

在汽车结构中，两个部件之间相互摩擦构成摩擦副，而两个部件之间若发生相对移动，便会产生摩擦，摩擦副之间的摩擦状态由静摩擦转变为动摩擦的过程被称之为粘滑运动。粘滑运动作为一种典型的摩擦现象，广泛存在于机械系统中，会给汽车机械系统带来颤振、振荡、尖锐噪音等众多负面问题，是汽车运行过程中发生异响非常重要的原因之一。研发过程中为了提高汽车机械系统稳定性并降低振动，需要进行粘滑测试(两个部件构成的摩擦副之间的摩擦测试)。现目前通常是利用摩擦试验台对两种材料进行摩擦异响试验，摩擦试验台上设置有动力输出部，通过动力输出部驱动摩擦材料移动，从而完成两种材料之间发生相对摩擦，进而完成试验。

材料的摩擦异响试验，通常需要进行直线激励和往复激励两种动力输出的试验，因此使用的动力输出部不同，而通常一个摩擦试验台上仅设置有一个动力输出部，因此为了实现不同驱动形式的试验，需要使用多个不同摩擦试验台进行试验，成本较高。

发明内容

本发明意在提供一种材料摩擦异响试验台转盘式切换结构，以解决现目前对汽车元件材料摩擦异响检测使用的摩擦试验台上仅设置有一个动力输出部，利用不同动力输出部进行试验时，需要更换较多设备，成本较高的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案，材料摩擦异响试验台转盘式切换结构，包括嵌设在摩擦试验台内的安装台和转动连接在安装台顶面的转盘，转盘上沿周向均匀安装有多个不同的动力输出部；安装台为中空，安装台内设有对转盘进行限位的限位件，限位件包括多组均布在转盘外周的固定杆，固定杆均铰接在摩擦试验台内，且固定杆远离转盘的一端距铰接点的距离长度大于另一端距铰接点的距离长度；还包括多个螺纹连接在安装台上的螺纹杆，螺纹杆的一端与固定杆远离转盘的一端相抵。

本技术方案的技术原理：

在进行摩擦异响试验时，转动转盘，将其中一个动力输出部转动至与摩擦试验台上的动力输入部相对，并进行快速的连接，能实现带动试验的材料进行移动，从而完成摩擦异响试验。而在进行试验的过程中，利用限位件对转盘进行限位，避免转盘发生转动，导致的动力输出部和动力输入部的连接出现错位的情况出现。在需要更换动力输出部进行试验时，松开限位件，转动转盘，将另一个动力输出部转动至与摩擦试验台相对并连接，便能完成另一种动力输出部的摩擦异响试验。

本技术方案的有益效果：

1、本技术方案通过在转盘上设置多个不同的动力输出部，通过将不同的动力输出部转动至与动力输入部相对，并将动力输出部和动力输入部连接，便能进行试验；能够在一个摩擦试验台上完成多种不同动力输出部的摩擦异响试验，相比需要使用不同的摩擦试验台来进行试验，能降低试验的成本；

2、设置限位件对转盘进行固定，能够在进行试验时，将转盘固定，避免转盘因动力输出部运行时产生的振动发生位置移动，进而导致动力输出部和动力输入部错开，对摩擦异响试验的结果造成影响的情况出现；

3、通过固定杆转动至与转盘相抵，便实现将转盘抵紧，而固定杆通过螺纹杆的转动实现抵紧，从而完成对转盘的限位；需要转盘转动时，反向转动螺纹杆，使得螺纹杆不再挤压固定杆远离支撑杆的一端，由于且固定杆远离转盘的一端距铰接点的距离长度大于另一端距铰接点的距离长度，因此固定杆较长端的重力较大，在重力作用下，能实现固定杆的复位。

4、固定杆铰接，因此在初始位置时，由于较长端的重力较大，固定杆倾斜设置，使得固定杆的较短端远离转盘；而在需要进行限位时，转动螺纹杆，使得螺纹杆逐渐向上顶固定杆的较长端，从而使得固定杆的较短端逐渐靠近转盘，从而将转盘抵紧；

5、在试验的过程中，由于当转盘具有一个运动趋势时，会给予固定杆一个横向的挤压力，而固定杆在横向上被固定、限位，不会发生横向的移动，进而能实现始终将转盘抵紧。

进一步，转盘包括安装盘和同轴固定在安装盘底部的限位盘，限位盘的直径小于安装盘的直径，安装盘与安装台上表面相贴；固定杆位于限位盘外周。

有益效果：由于限位盘的直径较小，使得限位件的分布直径较小，减少装置占用的空间。而且将安装盘和限位盘分开设置，能够避免限位件对动力输出部造成影响。

进一步，安装台内还设有驱动转盘转动的电机。

有益效果：通过电机对转盘进行驱动，能够降低工人的劳动强度。

进一步，还包括对转盘减速的减速件。

有益效果：设置减速件能够对电机的运行进行减速，从而能够提升转盘转动角度的精确度。

进一步，减速件包括依次啮合的传动齿轮、第一减速齿轮和第二减速齿轮，传动齿轮同轴固定在电机的输出轴上，第一减速齿轮转动连接在安装台内；限位盘底部同轴固定有转轴，第二减速齿轮同轴固定在转轴上。

有益效果：通过电机带动传动齿轮转动，并依次带动第一减速齿轮和第二减速齿轮转动，能实现转轴带动限位盘和安装盘转动，进而完成转盘的转动，并且依次设置第一减速齿轮和第二减速齿轮能够提升减速的效果，进而实现转盘的带动动力输出部转动的精度更高。

进一步，螺纹杆包括螺纹段和光杆段，第一减速齿轮位于螺纹杆下方，且该螺纹杆的光杆段与第一减速齿轮同轴固定；其他螺纹杆的光杆段上均同轴固定有与第一减速齿轮尺寸一致的转动齿轮，且转动齿轮均与第二减速齿轮啮合；光杆段上均套设有扭簧，扭簧的一端固定在光杆段上，扭簧的另一端固定在安装台内；第一减速齿轮和转动齿轮与光杆段之间均设有单向轴承，单向轴承与光杆段之间通过花键连接。

有益效果：电机转动时，能实现第一减速齿轮转动，而第二减速齿轮能带动转动齿轮发生与第一减速齿轮相同的转动，进而带动螺纹杆转动，此时扭簧蓄能。而螺纹杆转动时会使螺纹杆脱离固定杆，进而固定杆在较长端的重力作用下完成复位，不再对限位盘进行限制，从而实现转盘的转动。

当转盘上的另一个动力输出部转动到位后，电机停止转动，在扭簧的作用下，螺纹杆反转，进而使得螺纹杆上移，逐渐将固定杆的较长端向上顶起，固定杆的较短端向下移动，并将限位盘抵紧，从而完成对限位盘限位、制动；而在螺纹杆反转时，由于单向轴承的设置，第一减速齿轮和转动齿轮不会发生转动。整个过程无需外力介入，仅依靠转盘转动时的力便可实现。

进一步，螺纹段与安装台螺纹连接形成的螺纹副不构成自锁条件。

有益效果：能实现螺纹杆在受到向上的外力时，当外力足够大时能够时螺纹杆发生转动并向上移动。

进一步，安装台内还固定有多个活塞桶，活塞桶内均竖向滑动连接有活塞，活塞底部与活塞桶底部之间设有弹簧，活塞外圈与活塞桶之间设有密封圈，光杆段的底部均位于活塞桶内，且光杆段底部与活塞相抵。

有益效果：在第一减速齿轮和转动齿轮带动螺纹杆转动并下移的过程中，会挤压活塞，使得活塞挤压活塞桶下部的气体，活塞桶下部的压强逐渐增大。而在电机停止转动后，螺纹杆反转时，会受到活塞桶内气体复位的作用，实现上移。

进一步，固定杆靠近限位盘的一端上固定有防滑块。

有益效果：设置防滑块，能减少固定杆与限位盘之间出现打滑的情况。

进一步，防滑块为橡胶块、硅胶块或乳胶块。

有益效果：橡胶块、硅胶块和乳胶块均具有一定的可形变能力，因此在起到防滑作用的同时，能起到一定的缓冲效果。

附图说明

图1为本发明实施例1的纵向剖视图；

图2为本发明实施例2中活塞桶的纵向剖视图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：安装台1、转盘2、安装盘21、限位盘22、转轴221、电机3、传动齿轮31、第一减速齿轮4、第二减速齿轮5、转动齿轮6、螺纹杆7、单向轴承71、扭簧72、固定杆8、配重块81、防滑块82、活塞桶9、活塞91、密封圈92。

实施例1：

材料摩擦异响试验台转盘2式切换结构，基本如附图1所示，包括安装台1和转动连接在安装台1上的转盘2。安装台1呈中空，因此安装台1内形成一个可安装各个部件的空腔。转盘2包括上部的安装盘21和同轴固定在安装盘21底部的限位盘22，限位盘22的直径小于安装盘21的直径；安装盘21的底面与安装台1的顶面相贴，限位盘22贯穿安装台1的顶面且延伸至安装台1内，限位盘22与安装台1转动连接。

安装盘21上表面均匀布置有多个安装工位，安装工位的数量根据实际需要进行设置，本实施例中安装盘21上设置有三个安装工位，还包括三个分别固定在三个安装工位上的动力输出部，且三个动力输出部均不同。动力输出部的具体连接方式为，通过螺栓进行固定，能够实现拆卸后进行维修或更换。

安装台1内的形成的空腔内还设置有电机3、限位件和减速件，电机3固定在空腔的底部，电机3的输出轴朝上，且电机3的输出轴上同轴固定有传动齿轮31；本实施例中电机3能预设程序，每次转动的量为15圈。空腔内还设置有安装架(图中未画出)，减速件包括转动连接安装架上且与传动齿轮31啮合的第一减速齿轮4和与第一减速齿轮4啮合的第二减速齿轮5；限位盘22底部同轴固定有转轴221，第二减速齿轮5同轴固定在转轴221上。传动齿轮31、第一减速齿轮4和第二减速齿轮5的传动比根据实际需求进行设置，例如本实施例中传动齿轮31、第一减速齿轮4和第二减速齿轮5之间的传动比为1：5：30。

限位件设置有多个，具体的数量根据实际需求进行选择，本实施例中设置有三个限位件，三个限位件均匀布置在限位盘22的外周。限位件均包括固定杆8和螺纹杆7，安装架上设置有垂直于纸面的设置的固定块，固定杆8转动连接在固定块上，因此使得固定杆8形成以固定块为支点的杠杆结构。以左侧的固定杆8为例，固定杆8的左端(较长端)距离固定块的长度大于固定杆8的右端(较短端)大于固定块的长度；固定杆8的左端还设有配重块81。

当固定杆8呈水平时，固定杆8的较短端与限位盘22外壁相抵；固定杆8的较短端上固定有防滑块82，防滑块82可以为橡胶块、硅胶块或乳胶块，本实施例中选用橡胶块。

安装架上设置有三个螺纹孔，螺纹杆7均螺纹连接在螺纹孔内，三根螺纹杆7分别位于三根固定杆8的较长端的下方，且三根螺纹杆7的顶端分别与固定杆8的较长端相抵。

螺纹杆7均包括上部的螺纹段和下部的光杆段，螺纹段螺纹连接在螺纹孔内，光杆段上均套设有扭簧72(图1中未画出)，扭簧72顶端固定在光杆段上，扭簧72底端固定在安装台1的空腔底部。第一减速齿轮4同轴设置在左侧的螺纹杆7的光杆段上，安装架上还转动连接有两个尺寸与第一减速齿轮4一致的转动齿轮6，转动齿轮6均与第二减速齿轮5啮合；另外两根螺纹杆7的光杆段分别与两个转动齿轮6同轴设置。转动齿轮6和第一减速齿轮4与光杆段之间均设置有单向轴承71，能实现电机3启动带动第一减速齿轮4和转动齿轮6转动时，螺纹杆7随第一减速齿轮4和转动齿轮6发生转动，而在螺纹杆7反向转动时，第一齿轮和转动齿轮6不会发生转动。单向轴承71与光杆之间均通过花键连接，因此能实现螺纹杆7转动并发生竖向移动下移。

具体实施过程如下：

需要进行两个材料的摩擦异响试验时，选择三个不同的动力输出部，并通过螺栓分别固定在安装盘21的三个工位上；准备好摩擦异响试验的其他流程。启动电机3，通过预设程序，当电机3转动时带动安装盘21转动至其中一个工位上的动力输出部正对动力摩擦试验台的动力输入部时，电机3停止转动，再进行动力输出部和动力输入部连接，并完成摩擦异响试验。

在电机3启动，带动安装盘21转动时，电机3带动传动齿轮31转动，通过第一减速齿轮4和第二减速齿轮5的传动实现转轴221的转动，进而带动限位盘22和安装盘21转动。而通过第一减速齿轮4和第二减速齿轮5的设置，能够进行减速，使得安装盘21转动至合适工位后停止的精度更高。

第二减速齿轮5转动会带动转动齿轮6转动，进而通过第一减速齿轮4和转动齿轮6的转动带动螺纹杆7发生转动，并且扭簧72蓄能。而螺纹杆7与螺纹孔之间构成螺纹副，因此螺纹杆7转动时会向下移动，从而使得固定杆8的较长端受到的向上顶起的力消失，在重力和配重块81的作用下，固定杆8的较短端向上翘起，并与限位盘22脱离，从而能实现转盘2的快速转动，实现不同动力输出部的切换。

当切换的动力输出部转动至合适位置后，电机3关闭，因此带动螺纹杆7转动的力消失，而在扭簧72的作用下，螺纹杆7发生反转，实现螺杆转动的同时向上顶起固定杆8的较长端，固定杆8的较短端下移，将限位盘22抵紧，避免试验室转动盘发生振动产生的位移。

重复上述步骤，在利用一种动力输出部进行试验后，启动电机3，带动转盘2转动，便能实现动力输出部的更换，与现目前的试验方法相比，能够降低成本。

实施例2：

实施例2与实施例1的不同之处仅在于，如图2所示，本实施例中，螺纹杆7的螺纹段与螺纹孔之间形成的螺纹副不构成自锁条件，即螺纹副的螺纹升角大于或等于螺旋副的当量摩擦角。因此在螺纹杆7受到的竖向的力足够大时，能够实现螺纹杆7转动并发生竖向移动。

安装台1的空腔内还设置有三个顶部开口的活塞桶9，活塞桶9均位于螺纹杆7下方。活塞桶9内竖向滑动连接有活塞91，活塞91与活塞桶9之间均设有密封圈92，活塞91底部与活塞桶9底部之间焊接有弹簧，本实施例中选用压簧。

螺纹杆7的底端位于活塞桶9内，且螺纹杆7的底端与活塞91相抵，本实施例中扭簧72的底端焊接在活塞91上。

具体实施过程如下：

由于螺纹杆7与螺纹孔之间构成的螺纹副不满足自锁条件，因此在螺纹杆7受到竖向的力足够大时，螺纹杆7也能发生竖向移动和转动。电机3转动带动螺纹杆7转动并下移时，螺纹杆7逐渐挤压活塞91，使得活塞91挤压活塞桶9下部的气体，活塞桶9下部的压强增大，实现蓄能。当电机3关闭后，带动螺纹杆7转动的力消失，在扭簧72的作用下实现螺纹杆7的反转，若扭簧72的力不足以推动固定杆8的较长端上移时，在活塞桶9内的气体压强和弹簧复位的作用下，活塞91上移，进而给予螺纹杆7一个向上的力，并实现螺纹杆7转动，从而完成向上顶起固定杆8的较长端，将限位盘22夹紧。

对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明技术方案构思的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本专利实施的效果和专利的实用性。

Claims (4)

1.一种材料摩擦异响试验台，其特征在于：包括嵌设在摩擦试验台内的安装台和转动连接在安装台顶面的转盘，转盘上沿周向均匀安装有多个不同的动力输出部；安装台为中空，安装台内设有对转盘进行限位的限位件，限位件包括多组均布在转盘外周的固定杆，固定杆均铰接在摩擦试验台内，且固定杆远离转盘的一端距铰接点的距离长度大于另一端距铰接点的距离长度；还包括多个螺纹连接在安装台上的螺纹杆，螺纹杆的一端与固定杆远离转盘的一端相抵；转盘包括安装盘和同轴固定在安装盘底部的限位盘，限位盘的直径小于安装盘的直径，安装盘与安装台上表面相贴, 限位盘贯穿安装台的顶面且延伸至安装台内，限位盘与安装台转动连接, 安装盘上表面布置有多个安装工位，多个安装工位上分别固定有不同的动力输出部，固定杆位于限位盘外周；安装台内还设有驱动转盘转动的电机；还包括对转盘减速的减速件；

减速件包括依次啮合的传动齿轮、第一减速齿轮和第二减速齿轮，传动齿轮同轴固定在电机的输出轴上，第一减速齿轮转动连接在安装台内；限位盘底部同轴固定有转轴，第二减速齿轮同轴固定在转轴上；

螺纹杆包括螺纹段和光杆段，第一减速齿轮位于螺纹杆下方，且该螺纹杆的光杆段与第一减速齿轮同轴固定；其他螺纹杆的光杆段上均同轴固定有与第一减速齿轮尺寸一致的转动齿轮，且转动齿轮均与第二减速齿轮啮合；光杆段上均套设有扭簧，扭簧的一端固定在光杆段上，扭簧的另一端固定在安装台内；第一减速齿轮和转动齿轮与光杆段之间均设有单向轴承，单向轴承与光杆段之间通过花键连接，螺纹段与安装台螺纹连接形成的螺纹副不构成自锁条件；

电机启动，带动安装盘转动时，电机带动传动齿轮转动，通过第一减速齿轮和第二减速齿轮的传动实现转轴的转动，进而带动限位盘和安装盘转动，第二减速齿轮转动带动转动齿轮转动，进而通过第一减速齿轮和转动齿轮的转动带动螺纹杆发生转动，并且扭簧蓄能，而螺纹杆与螺纹孔之间构成螺纹副，因此螺纹杆转动时会向下移动，从而使得固定杆的较长端受到的向上顶起的力消失，在重力的作用下，固定杆的较短端向上翘起，并与限位盘脱离，从而能实现转盘的快速转动，实现不同动力输出部的切换，当切换的动力输出部转动至合适位置后，电机关闭，带动螺纹杆转动的力消失，在扭簧的作用下，螺纹杆发生反转，实现螺杆转动的同时向上顶起固定杆的较长端，固定杆的较短端下移，将限位盘抵紧，当电机转动时带动安装盘转动至其中一个工位上的动力输出部正对动力摩擦试验台的动力输入部时，电机停止转动，再进行动力输出部和动力输入部连接，并完成摩擦异响试验。

2.根据权利要求1所述的材料摩擦异响试验台，其特征在于：安装台内还固定有多个活塞桶，活塞桶内均竖向滑动连接有活塞，活塞底部与活塞桶底部之间设有弹簧，活塞外圈与活塞桶之间设有密封圈，光杆段的底部均位于活塞桶内，且光杆段底部与活塞相抵。

3.根据权利要求2所述的材料摩擦异响试验台，其特征在于：固定杆靠近限位盘的一端上固定有防滑块。

4.根据权利要求3所述的材料摩擦异响试验台，其特征在于：防滑块为橡胶块、硅胶块或乳胶块。