CN114018456B - 一种车用齿轮箱带排扭矩测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车用齿轮箱带排扭矩测量装置，属于汽车传动系统技术领域。所述车用齿轮箱带排扭矩测量装置包括：驱动机构的输出端与齿轮箱的输入端连接；连接法兰可选择性地与多个输出法兰连接；平衡杆的与连接法兰连接；力臂杆的第一端与连接法兰连接，力臂杆与平衡杆以连接法兰的轴向中心线为对称轴相对称，且力臂杆与平衡杆设于同一水平面；拉力计的第一端与力臂杆的第二端连接，拉力计的第二端与第一重物连接。本发明车用齿轮箱带排扭矩测量装置测量精度高，布置简单灵活，零部件少，结构简单，易装配，成本低。

Description

一种车用齿轮箱带排扭矩测量装置

技术领域

本发明涉及汽车传动系统，特别涉及一种车用齿轮箱带排扭矩测量装置。

背景技术

车用齿轮箱通常内部含有湿式离合器，带排扭矩大小直接反映了湿式离合器状态是否正常，要求带排扭矩最大值不超过额定输出扭矩的2％，一般在几十牛米。

目前，带排扭矩测量通常采用两种方式：

1，在齿轮箱输出端采用人工制动，用拉力计测量制动力大小，转换为带排扭矩，无需专业设备和工装，成本低，实施灵活，但测量精度受操作者水平影响，调试过程繁琐，具有一定危险性；

2，在齿轮箱输出端设置制动装置，将输出端制动，用小量程扭矩传感器直接测量扭矩，精度高，但部件多，成本高，试验台布置受限，无法适应输出端位置变化。

发明内容

本发明提供一种车用齿轮箱带排扭矩测量装置，解决了或部分解决了现有技术中带排扭矩测量的测量精度低，操作繁琐，成本高，无法适应输出端位置变化的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种车用齿轮箱带排扭矩测量装置，所述齿轮箱上设置有多个输出法兰，所述车用齿轮箱带排扭矩测量装置包括：驱动机构、平衡杆、连接法兰、力臂杆、拉力计及第一重物；所述驱动机构的输出端与所述齿轮箱的输入端连接；所述连接法兰可选择性地与多个所述输出法兰连接；所述平衡杆的与所述连接法兰连接；所述力臂杆的第一端与所述连接法兰连接，所述力臂杆与所述平衡杆以所述连接法兰的轴向中心线为对称轴相对称，且所述力臂杆与所述平衡杆设于同一水平面；所述拉力计的第一端与所述力臂杆的第二端连接，所述拉力计的第二端与所述第一重物连接。

进一步地，所述驱动机构包括：驱动电机及传动轴；所述驱动电机的动作端通过所述传动轴与所述齿轮箱的输入端连接。

进一步地，所述车用齿轮箱带排扭矩测量装置还包括：支撑机构；所述支撑机构包括：第一支座及第二支座；所述第一支座上设置所述驱动机构的固定端；所述第二支座上设置所述齿轮箱。

进一步地，所述连接法兰上开设有多个连接孔组；多个所述连接孔组沿所述连接法兰的径向依次布置。

进一步地，所述连接法兰的两侧分别设有连接臂；两个所述连接臂以所述连接法兰的轴向中心线为对称轴相对称，且两个所述连接臂设于同一水平面；两个所述连接臂分别与所述平衡杆和所述力臂杆连接。

进一步地，所述平衡杆上设有平衡调节块。

进一步地，所述力臂杆上设有水平仪。

进一步地，所述车用齿轮箱带排扭矩测量装置还包括：第一连接件及第二连接件；所述第一连接件的第一端与所述力臂杆的第二端连接，所述第一连接件的第二端与所述拉力计的第一端连接；所述第二连接件的第二端与所述拉力计的第二端连接，所述第二连接件的第二端与所述第一重物连接。

进一步地，所述车用齿轮箱带排扭矩测量装置还包括：限位机构；所述限位机构与所述力臂杆的中部连接。

进一步地，所述限位机构包括：第三连接件及第二重物；所述第三连接件的第一端与所述力臂杆的中部连接，所述第三连接件的第二端与所述第二重物连接。

本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

由于驱动机构的输出端与齿轮箱的输入端连接，所以，可以根据需要布置驱动机构和齿轮箱的位置，布置简单灵活，可以适应齿轮箱的输出端位置变化，由于连接法兰可选择性地与多个输出法兰连接，所以，连接法兰可以根据测量对象，与输出法兰连接，由于平衡杆的与连接法兰连接，力臂杆的第一端与连接法兰连接，力臂杆与平衡杆以连接法兰的轴向中心线为对称轴相对称，且力臂杆与平衡杆设于同一水平面，所以，在进行带排扭矩测量前，通过调节平衡杆，使力臂杆处于水平状态，由于拉力计的第一端与力臂杆的第二端连接，拉力计的第二端与第一重物连接，所以，通过第一重物对力臂杆进行限位，当进行带排扭矩测量时，启动驱动机构，驱动机构的输出端将动力传递给齿轮箱的输入端，齿轮箱的输出端通过输出法兰将动力传递给连接法兰，连接法兰带动力臂杆的第一端动作，力臂杆的第二端拉动拉力计，读取拉力计的数值，再乘以力臂杆的长度，即可得到阻力矩，该阻力矩为带排扭矩的反作用力矩，大小相等，方向相反，测量精度高，零部件少，结构简单，易装配，成本低。

附图说明

图1为本发明实施例提供的车用齿轮箱带排扭矩测量装置的结构示意图；

图2为图1中车用齿轮箱带排扭矩测量装置的侧视图；

图3为图1中车用齿轮箱带排扭矩测量装置的后视图；

图4为图1中车用齿轮箱带排扭矩测量装置的连接法兰的装配示意图；

图5为图1中车用齿轮箱带排扭矩测量装置的平衡杆与连接法兰的装配示意图；

图6为图1中车用齿轮箱带排扭矩测量装置的连接法兰的结构示意图。

具体实施方式

参见图1-4，本发明实施例提供的一种车用齿轮箱带排扭矩测量装置，齿轮箱1上设置有多个输出法兰2，车用齿轮箱带排扭矩测量装置包括：驱动机构3、平衡杆4、连接法兰5、力臂杆6、拉力计7及第一重物8。

驱动机构3的输出端与齿轮箱1的输入端连接。

连接法兰5可选择性地与多个输出法兰2连接。

平衡杆4的与连接法兰5连接。

力臂杆6的第一端与连接法兰5连接，力臂杆6与平衡杆4以连接法兰5的轴向中心线为对称轴相对称，且力臂杆6与平衡杆4设于同一水平面。

拉力计7的第一端与力臂杆6的第二端连接，拉力计7的第二端与第一重物8连接。

本申请具体实施方式由于驱动机构3的输出端与齿轮箱1的输入端连接，所以，可以根据需要布置驱动机构3和齿轮箱1的位置，布置简单灵活，可以适应齿轮箱1的输出端位置变化，由于连接法兰5可选择性地与多个输出法兰2连接，所以，连接法兰5可以根据测量对象，与输出法兰2连接，由于平衡杆4的与连接法兰5连接，力臂杆6的第一端与连接法兰5连接，力臂杆6与平衡杆4以连接法兰5的轴向中心线为对称轴相对称，且力臂杆6与平衡杆4设于同一水平面，所以，在进行带排扭矩测量前，通过调节平衡杆4，使力臂杆6处于水平状态，由于拉力计7的第一端与力臂杆6的第二端连接，拉力计7的第二端与第一重物8连接，所以，通过第一重物8对力臂杆6进行限位，当进行带排扭矩测量时，启动驱动机构3，驱动机构3的输出端将动力传递给齿轮箱1的输入端，齿轮箱1的输出端通过输出法兰2将动力传递给连接法兰5，连接法兰5带动力臂杆6的第一端动作，力臂杆6的第二端拉动拉力计7，读取拉力计7的数值，再乘以力臂杆6的长度，即可得到阻力矩，该阻力矩为带排扭矩的反作用力矩，大小相等，方向相反，测量精度高，零部件少，结构简单，易装配，成本低。

在本实施方式中，拉力计7为普通电子拉力计，量程为0N～200N，精度为0.1N，市场上购买方便，成本低。

在本实施方式中，为减轻重量，便于力臂杆6与平衡杆4保持力矩平衡，平衡杆4可以为钢铁材质加工而成，力臂杆6可以为空心铝质型材加工而成，并把平衡杆4、力臂杆6设计为合适长度。当驱动电机不工作时，将预先装配到一起的连接法兰5、平衡杆4、力臂杆6安装到齿轮箱1的输出法兰2上。由于材质形状差异、长度的设计，使安装后的平衡杆4、力臂杆6可以处于水平状态。

具体地，驱动机构3包括：驱动电机3-1及传动轴3-2。

驱动电机3-1的动作端通过传动轴3-2与齿轮箱1的输入端连接，驱动电机3-1的动作端的动力通过传动轴3-2传递给齿轮箱1的输入端。

具体地，车用齿轮箱带排扭矩测量装置还包括：底板9。

底板9用于支撑驱动机构3和齿轮箱1。

车用齿轮箱带排扭矩测量装置还包括：支撑机构10。

支撑机构10包括：第一支座10-1及第二支座10-2。

第一支座10-1上设置驱动机构3的固定端，通过第一支座10-1支撑驱动机构3。其中，第一支座10-1可拆卸式地设置在底板9上，当需要对驱动机构3的位置进行调节时，将第一支座10-1由底板9上拆卸下来，再安装到底板9的合适位置，可以根据需要布置驱动机构3的位置，布置简单灵活，可以适应齿轮箱1的输出端位置变化。在本实施方式中，第一支座10-1可通过螺栓设置在底板9上，便于拆装。

第二支座10-2上设置齿轮箱1，通过第二支架10-2支撑齿轮箱1。其中，第二支座10-2可拆卸式地设置在底板9上，当需要对驱动机构3的位置进行调节时，将第二支座10-2由底板9上拆卸下来，再安装到底板9的合适位置，可以根据需要布置齿轮箱1的位置，布置简单灵活，可以适应齿轮箱1的输出端位置变化。在本实施方式中，第二支座10-2可通过螺栓设置在底板9上，便于拆装。

参见图6，具体地，连接法兰5上开设有多个连接孔组5-1。多个连接孔组5-1沿连接法兰5的径向依次布置。在本实施方式中，每组连接孔组5-1具可形成圆环，每组连接孔组5-1形成的圆环的直径不同，便于匹配不同规格尺寸的输出法兰2，通过连接法兰5的通用性，降低成本。

在本实施方式中，连接孔组5-1由多个连接孔组成，第一紧固件11穿过连接孔与输出法兰2连接，实现输出法兰2与连接法兰5同步旋转。其中，第一紧固件11可以为螺栓。

参见图5，具体地，连接法兰5的两侧分别设有连接臂12。两个连接臂12以连接法兰5的轴向中心线为对称轴相对称，且两个连接臂12设于同一水平面，保证平衡杆4和力臂杆6处于同一水平面。两个连接臂12分别与平衡杆4和力臂杆6连接，便于平衡杆4和力臂杆6与连接法兰5的连接。在本实施方式中，连接臂12通过第二紧固件13与平衡杆4连接，便于拆装，连接臂12通过第三紧固件14与力臂杆6连接，便于拆装。其中，第二紧固件13和第三紧固件14可以为螺栓。

具体地，平衡杆4上设有平衡调节块15，用于调节平衡杆4和力臂杆6的平衡。

具体地，力臂杆6上设有水平仪16，用于检测力臂杆6的平衡状态。

在本实施方式中，平衡调节块15为磁铁材质，平衡调节块15吸附在平衡杆4上。通过调节平衡调节块15的重量和位置，可以对力臂杆6的平衡状态进行调节，使力臂杆6处于水平状态。同时，在力臂杆6上设置水平仪16，作为安装调平依据。

具体地，车用齿轮箱带排扭矩测量装置还包括：第一连接件17及第二连接件18。

第一连接件17的第一端与力臂杆6的第二端连接，第一连接件17的第二端与拉力计7的第一端连接，将拉力计7的第一端通过第一连接件17与力臂杆6的第二端连接，用于拉动拉力计7。在本实施方式中，力臂杆6的第二端上设置第一凹槽6-1，第一连接件17的第一端嵌设于第一凹槽6-1内，便于第一连接件17与力臂杆6的连接，对第一连接件17进行限位，避免第一连接件17跑偏。

第二连接件18的第二端与拉力计7的第二端连接，第二连接件18的第二端与第一重物8连接，将拉力计7的第二端通过第二连接件18与第一重物8连接，用于限制拉力计7。

其中，第一连接件17及第二连接件18均为无弹性绳索，避免干扰检测结果，保证检测结果精度。

在本实施方式中，当驱动机构3的驱动电机3-1不工作时，力臂杆6处于水平状态时，可以调节第一连接件17长度，使第一连接件17、第二连接件18处于竖直状态。此时，力臂杆6只受到第一连接件17、第二连接件18和拉力计7的重力作用；拉力计7只受到第二连接件18的重力作用，显示所受拉力非常小，可以进行清零。第二连接件18在自身重力作用下保持竖直状态，第一重物8不会对第二连接件18产生作用力。由于力臂杆6上连接了第一连接件17，力臂杆6水平状态受到影响，可以通过调整平衡调节块15的重量和位置，使力臂杆6处于水平状态。

当驱动机构3的驱动电机3-1工作时，齿轮箱1处于空挡时，在带排力矩作用下，力臂杆6有旋转运动的趋势，由于第一连接件17、第二连接件18的长度不变且处于竖直状态，可以将力臂杆6限制在水平状态。第一连接件17、第二连接件18、拉力计7、第一重物8受到拉力作用，该拉力小于第一重物8的重力，第一重物8仍保持静止在地板9上。第一连接件17受到的拉力对输出法兰2旋转轴线产生力矩作用，形成阻力矩。带排扭矩和阻力矩的作用下处于动态平衡。此时，拉力计7上显示的拉力大小即为第一连接件17受到的拉力。

具体地，车用齿轮箱带排扭矩测量装置还包括：限位机构19。

限位机构19与力臂杆6的中部连接。

限位机构19包括：第三连接件19-1及第二重物19-2。

第三连接件19-1的第一端与力臂杆6的中部连接，第三连接件19-1的第二端与第二重物19-2连接，第二重物19-2通过第三连接件19-1与力臂杆6的中部连接。在本实施方式中，力臂杆6的中部上设置第二凹槽6-2，第三连接件19-1的第一端嵌设于第二凹槽6-2内，便于第三连接件19-1与力臂杆6的连接，对第三连接件19-1进行限位，避免第三连接件19-1跑偏。

在本实施方式中，第三连接件19-1可以为无弹性绳索，保证安全。

在本实施方式中，第三连接件19-1长度大于力臂杆6与地板9的距离。当驱动机构3的驱动电机3-1工作时，力臂杆6处于水平状态时，第三连接件19-1处于松弛状态。当齿轮箱1的带排扭矩过大，超过第一重物8所能提供最大阻力矩或者超过第一连接件17及第二连接件18最大允许拉力发生断裂时，力臂杆6可能发生一定角度旋转，此时，第三连接件19-1被迅速绷紧，进入受拉状态，利用第二重物19-2产生更大阻力矩，防止力臂杆6出现大角度旋转，起到限位作用，防止由此到来的人员与设备安全隐患。

最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种车用齿轮箱带排扭矩测量装置，所述齿轮箱上设置有多个输出法兰，其特征在于，所述车用齿轮箱带排扭矩测量装置包括：驱动机构、平衡杆、连接法兰、力臂杆、拉力计及第一重物；

所述驱动机构的输出端与所述齿轮箱的输入端连接；

所述连接法兰可选择性地与多个所述输出法兰连接；

所述平衡杆的与所述连接法兰连接；

所述力臂杆的第一端与所述连接法兰连接，所述力臂杆与所述平衡杆以所述连接法兰的轴向中心线为对称轴相对称，且所述力臂杆与所述平衡杆设于同一水平面；

所述拉力计的第一端与所述力臂杆的第二端连接，所述拉力计的第二端与所述第一重物连接；

所述车用齿轮箱带排扭矩测量装置还包括：限位机构；

所述限位机构与所述力臂杆的中部连接；

所述限位机构包括：第三连接件及第二重物；

所述第三连接件的第一端与所述力臂杆的中部连接，所述第三连接件的第二端与所述第二重物连接。

2.根据权利要求1所述的车用齿轮箱带排扭矩测量装置，其特征在于，所述驱动机构包括：驱动电机及传动轴；

所述驱动电机的动作端通过所述传动轴与所述齿轮箱的输入端连接。

3.根据权利要求1所述的车用齿轮箱带排扭矩测量装置，其特征在于，所述车用齿轮箱带排扭矩测量装置还包括：支撑机构；

所述支撑机构包括：第一支座及第二支座；

所述第一支座上设置所述驱动机构的固定端；

所述第二支座上设置所述齿轮箱。

4.根据权利要求1所述的车用齿轮箱带排扭矩测量装置，其特征在于：

所述连接法兰上开设有多个连接孔组；

多个所述连接孔组沿所述连接法兰的径向依次布置。

5.根据权利要求1所述的车用齿轮箱带排扭矩测量装置，其特征在于：

所述连接法兰的两侧分别设有连接臂；

两个所述连接臂以所述连接法兰的轴向中心线为对称轴相对称，且两个所述连接臂设于同一水平面；

两个所述连接臂分别与所述平衡杆和所述力臂杆连接。

6.根据权利要求1所述的车用齿轮箱带排扭矩测量装置，其特征在于：

所述平衡杆上设有平衡调节块。

7.根据权利要求1所述的车用齿轮箱带排扭矩测量装置，其特征在于：

所述力臂杆上设有水平仪。

8.根据权利要求1所述的车用齿轮箱带排扭矩测量装置，其特征在于，所述车用齿轮箱带排扭矩测量装置还包括：第一连接件及第二连接件；

所述第一连接件的第一端与所述力臂杆的第二端连接，所述第一连接件的第二端与所述拉力计的第一端连接；

所述第二连接件的第二端与所述拉力计的第二端连接，所述第二连接件的第二端与所述第一重物连接。