CN114577467B - 一种齿轮焊接组件试验方法及扭转疲劳试验台 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种齿轮焊接组件试验方法及扭转疲劳试验台，齿轮焊接组件试验方法包括步骤一：将齿轮焊接组件和测试齿轮装夹在扭转疲劳试验台上；步骤二：设置扭转轴的扭矩范围、扭转频率和扭转次数；控制扭转轴开始扭转，完成设定的扭转次数后停止扭转；步骤三：更换齿轮部与测试齿轮的啮合位置；装夹齿轮焊接组件和测试齿轮；设置扭转轴的扭矩范围、扭转频率和扭转次数；控制扭转轴开始扭转，完成设定的扭转次数后停止扭转；步骤四：重复执行步骤三，直至所完成的扭转次数的总和满足试验要求，试验完成。本发明的齿轮焊接组件试验方法可以单独完成齿轮焊接组件的动态扭转疲劳测试，更加有针对性，效果更好。

Description

一种齿轮焊接组件试验方法及扭转疲劳试验台

技术领域

本发明涉及自动变速器技术领域，尤其涉及一种齿轮焊接组件试验方法及扭转疲劳试验台。

背景技术

自动变速器齿轮焊接件完成焊接后，需要完成动扭疲劳试验，验证焊缝的疲劳强度。如齿轮焊缝强度不够，存在开焊风险，进而引起变速器传动失效，损坏变速器。现有技术中，齿轮焊接件的动扭疲劳试验一般是在整机状态下进行，即完成变速器的组装后，将变速器整机放置在扭转疲劳试验台上进行测试。长期实践发现，该测试方式针对性不强，测试成本也高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种齿轮焊接组件试验方法及扭转疲劳试验台, 保证纵置自动变速器齿轮焊接件无开焊风险，满足整机使用要求。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种齿轮焊接组件试验方法，用于检测齿轮焊接组件的焊缝强度，齿轮焊接组件包括齿轮部和焊接体，焊接体与齿轮部的端面焊接；包括

步骤一：将齿轮焊接组件和测试齿轮装夹在扭转疲劳试验台上；

将齿轮焊接组件和测试齿轮中的一个装夹在扭转轴上，另一个装夹在装夹工装上；齿轮焊接组件的装夹位置位于焊接体上，且完成装夹后，齿轮部与测试齿轮啮合；

步骤二：设置扭转轴的扭矩范围、扭转频率和扭转次数；

控制扭转轴开始扭转，完成设定的扭转次数后停止扭转；

步骤三：更换齿轮部与测试齿轮的啮合位置；

装夹齿轮焊接组件和测试齿轮；

设置扭转轴的扭矩范围、扭转频率和扭转次数；

控制扭转轴开始扭转，完成设定的扭转次数后停止扭转；

步骤四：重复执行步骤三，直至所完成的扭转次数的总和满足试验要求，试验完成。

作为优选的技术方案，完成试验后，目视检测齿轮焊接组件，判断是否满足设计要求。

作为优选的技术方案，所述测试齿轮采用变速器内与齿轮焊接组件啮合的齿轮。

实现上述齿轮焊接组件试验方法的扭转疲劳试验台，包括

第一支架，所述第一支架上设置有扭转轴和扭转驱动件，所述扭转轴转动安装在第一支架上，用于安装测试齿轮；所述扭转驱动件带动扭转轴摆动；

和第二支架，所述第二支架上设置有装夹工装，用于装夹齿轮焊接组件的焊接体；

测试时齿轮焊接组件的齿轮部与测试齿轮啮合。

作为优选的技术方案，所述装夹工装包括

连接座，固定在第二支架上；所述连接座内设有导向孔、锁定孔及调位孔，所述导向孔、锁定孔及调位孔依次连通且内径依次增大；所述锁定孔的内壁上设有多个卡槽，多个卡槽在锁定孔的周向上均匀、间隔分布；

和转接座，用于固定焊接部；所述转接座为圆柱形，滑动设置在导向孔内；转接座内端的外侧壁上设有多个外凸的卡台；

卡台的数量小于或等于卡槽的数量，当卡台移动至卡槽位置处时，每个卡台均可卡入卡槽内。

作为优选的技术方案，还包括顶紧机构，用于对转接座的轴向位置定位。

作为优选的技术方案，所述顶紧机构包括与第二支架或连接座固定连接的安装板，所述安装板上螺纹连接有操作杆，操作杆的一端伸入调位孔内，另一端则向安装板背离调位孔的一侧延伸；操作杆的外端固定有操作手轮，内端固定有顶紧板；对连接座顶紧时，顶紧板抵在连接座的内端。

作为优选的技术方案，所述连接座的端面上设有安装法兰，所述安装法兰临近调位孔设置。

作为优选的技术方案，所述转接座内还设有工艺孔。

本发明的齿轮焊接组件试验方法可以单独完成齿轮焊接组件的动态扭转疲劳测试，而不需要将焊接后齿轮零件装配到整机中进行加载试验，节约试验成本。本试验方法属于齿轮焊接零件专项试验，更换被试件、更换工装后，可以完成其他齿轮焊接件的动态疲劳试验；通用性强且更加有针对性测试，效果更好；不需要额外制作测试齿轮，只需要变速器内的与齿轮焊接组件配对齿轮即可。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例中扭转疲劳试验台的结构示意图；

图2是本发明实施例中扭转疲劳试验台的俯视图；

图3是本发明实施例中装夹工装的结构示意图；

图4是本发明实施例中转接座的结构示意图；

图5是本发明实施例中连接座的结构示意图。

具体实施方式

一种齿轮焊接组件试验方法，用于检测齿轮焊接组件5的焊缝强度。如图1所示，齿轮焊接组件5包括齿轮部52和焊接体51，焊接体51与齿轮部52的端面焊接。本试验方法专门用来检测焊接体51与齿轮部52之间焊缝强度，试验方法包括

步骤一：装夹齿轮焊接组件5和测试齿轮3，具体包括

将齿轮焊接组件5和测试齿轮3中的一个装夹在扭转疲劳试验台的扭转轴2上，另一个则装夹在扭转疲劳试验台的装夹工装6上；齿轮焊接组件5装夹时，装夹位置位于焊接体51处，即进队焊接体51装夹，而齿轮部52处则不进行装夹；完成装夹后，齿轮部52与测试齿轮3啮合。

步骤二：设置扭转轴2的扭矩范围、扭转频率和扭转次数；

然后，控制扭转轴2开始扭转，完成设定的扭转次数后停止扭转；

步骤三：更换齿轮部52与测试齿轮3的啮合位置；

装夹齿轮焊接组件5和测试齿轮3；

设置扭转轴2的扭矩范围、扭转频率和扭转次数；

控制扭转轴2开始扭转，完成设定的扭转次数后停止扭转；

步骤四：重复执行步骤三，直至所完成的扭转次数的总和满足试验要求，试验完成。

其中，测试齿轮3优选采用变速器内与齿轮焊接组件5配对使用的齿轮，无需再另外加工、制作。

完成试验后，对齿轮焊接组件5进行目视检测，判断齿轮焊接组件5是否合格。

例如，设定齿轮焊接组件5的试验要求为：

扭转次数的总和为100万次；

扭矩范围为0-500Nm，

扭转频率5Hz。

开始扭转试验，依次执行以下步骤：

装夹齿轮焊接组件5和测试齿轮3；

完成装夹后，开启扭转疲劳试验台；

设置扭转轴2的扭矩范围为0-500Nm、扭转频率为5Hz、扭转次数为20万次；

开始试验，控制扭转轴2扭转，直至完成设定的扭转次数。

关闭扭转疲劳试验台后，更换齿轮部52与测试齿轮3的啮合位置并再次进行装夹；

完成装夹后，开启扭转疲劳试验台；

设置扭转轴2的扭矩范围为0-500Nm、扭转频率为5Hz、扭转次数为20万次；

开始试验，控制扭转轴2扭转，直至完成设定的扭转次数。

关闭扭转疲劳试验台后，更换齿轮部52与测试齿轮3的啮合位置并再次进行装夹；

完成装夹后，开启扭转疲劳试验台；

设置扭转轴2的扭矩范围为0-500Nm、扭转频率为5Hz、扭转次数为20万次；

开始试验，控制扭转轴2扭转，直至完成设定的扭转次数。

关闭扭转疲劳试验台后，更换齿轮部52与测试齿轮3的啮合位置并再次进行装夹；

完成装夹后，开启扭转疲劳试验台；

设置扭转轴2的扭矩范围为0-500Nm、扭转频率为5Hz、扭转次数为20万次；

开始试验，控制扭转轴2扭转，直至完成设定的扭转次数。

关闭扭转疲劳试验台后，更换齿轮部52与测试齿轮3的啮合位置并再次进行装夹；

完成装夹后，开启扭转疲劳试验台；

设置扭转轴2的扭矩范围为0-500Nm、扭转频率为5Hz、扭转次数为20万次；

开始试验，控制扭转轴2扭转，直至完成设定的扭转次数。

扭转轴2的扭转次数累计达到100万次，已满足试验要求的次数，对齿轮焊接组件5进行目视检测，判断齿轮焊接组件5是否合格。

试验过程中，更换齿轮部52与测试齿轮3的啮合位置时，当然也可以在扭转疲劳试验台开启状态下进行，但是出于安全考虑，最好是在扭转疲劳试验台关闭状态下。

实现上述齿轮焊接组件试验方法的扭转疲劳试验台如图1-5所示，包括试验台架，试验台架包括第一支架1和第二支架4，第一支架1上设置有扭转轴2，扭转轴2转动安装在第一支架1上；由扭转驱动件7带动扭转轴2摆动，扭转驱动件2可为液压摆动缸，也可为伺服电机。第二支架4上设置装夹工装6。测试齿轮3固定在扭转轴2上，在扭转驱动件7的作用下以设定频率摆动；齿轮焊接组件5的焊接体51固定在装夹工装6上，装夹后，齿轮焊接组件5的齿轮部52与测试齿轮3啮合。为了提高试验台的通用性，第一支架1和第二支架4的相对位置可调，例如将第一支架1固定，将第二支架4设置在滑轨上，通过滑轨控制间距，从而适应不同轴心距的啮合齿轮的试验；此为现有技术，不作详细说明。

如图2、3、4和5所示，装夹工装6包括连接座62、转接座61和顶紧机构63。

连接座62固定在第二支架4上，具体的，第二支架4上设置安装孔，连接座62位于该安装孔内，与安装孔过盈配合实现卡接；也可另外通过螺栓等连接件实现第二支架4与连接座62的固定安装。连接座62内设有导向孔622、锁定孔625及调位孔623，导向孔622、锁定孔625及调位孔623依次连通且内径依次增大，即调位孔623与锁定孔625连通，锁定孔625与导向孔622连通；调位孔623的内径最大，导向孔622的内径最小，锁定孔625的内径介于两者之间。连接座62的端面上设有安装法兰621，用于将连接座62固定安装在第二支架4上；安装法兰621可位于连接座62的任意一端，最佳的，安装法兰621临近调位孔623设置，以便于安装顶紧机构63。锁定孔625的内壁上设有多个卡槽624，多个卡槽624在锁定孔625的周向上均匀、间隔分布；锁定孔625内可设置六个、八个或更多的卡槽624。

转接座61用于对齿轮焊接组件5进行固定；转接座61为圆柱形，转接座61滑动设置在导向孔622内；转接座61的内端伸入锁定孔625或调位孔623内，外端则外伸出导向孔622。转接座61内端的外侧壁上设有多个外凸的卡台611，卡台611的数量与卡槽624相同，当转接座61与连接座62卡接锁定时，每一个卡台611均可卡入一个卡槽624内。

最佳的，转接座61内还设有工艺孔612，在满足试验强度要求的前提下，可以减轻其整体重量。工艺孔612底壁上设置螺栓孔、销孔等可拆装的连接结构，用于与焊接体51固定连接。

顶紧机构63则包括与第二支架4或连接座62固定连接的安装板633，安装板633上螺纹连接有操作杆632，操作杆632的一端伸入调位孔623内，一端则向安装板633背离调位孔623的一侧延伸，即向外延伸。操作杆632伸入调位孔623的一端定义为内端，另一端则为外端。操作杆632的外端固定有操作手轮631，内端则固定有顶紧板634。当转接座61设有工艺孔612时，顶紧板634的外径大于工艺孔612的内径。

试验前，先分别对齿轮焊接组件5和测试齿轮3进行装夹。即通过顶紧机构63将转接座61推出连接座62，然后将齿轮焊接组件5的焊接体51与转接座61通过螺栓固定连接；将测试齿轮3套在扭转轴2上，确保齿轮部52与测试齿轮3的啮合，将测试齿轮3固定之后可以进行试验。

完成一组测试后需要调整齿轮部52与测试齿轮3的啮合位置时，可根据需要选择是否调整测试齿轮3的啮合位置，若不调整，则仅需撤掉顶紧机构63，然后轴向移动转接座61，使得卡台611与卡槽624分离，此时可转动转接座61；转接座61转动设定角度之后，转接座61轴向移动齿轮部52与测试齿轮3啮合后，卡台611与卡槽624再次卡接，顶紧机构63顶紧，进行下一组的测试。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (5)

1.一种齿轮焊接组件试验方法，应用扭转疲劳试验台检测齿轮焊接组件（5）的焊缝强度，齿轮焊接组件（5）包括齿轮部（52）和焊接体（51），焊接体（51）与齿轮部（52）的端面焊接；其特征在于：

所述扭转疲劳试验台包括

第一支架（1），所述第一支架（1）上设置有扭转轴（2）和扭转驱动件（7），所述扭转轴（2）转动安装在第一支架（1）上，用于安装测试齿轮（3）；所述扭转驱动件（7）带动扭转轴（2）摆动；

和第二支架（4），所述第二支架（4）上设置有装夹工装（6），用于装夹齿轮焊接组件（5）的焊接体（51）；

所述装夹工装（6）包括

连接座（62），固定在第二支架（4）上；所述连接座（62）内设有导向孔（622）、锁定孔（625）及调位孔（623），所述导向孔（622）、锁定孔（625）及调位孔（623）依次连通且内径依次增大；所述锁定孔（625）的内壁上设有多个卡槽（624），多个卡槽（624）在锁定孔（625）的周向上均匀、间隔分布；

和转接座（61），用于固定焊接部（51）；所述转接座（61）为圆柱形，滑动设置在导向孔（622）内；转接座（61）内端的外侧壁上设有多个外凸的卡台（611）；

卡台（611）的数量小于或等于卡槽（624）的数量，当卡台（611）移动至卡槽（624）位置处时，每个卡台（611）均可卡入卡槽（624）内；

还包括顶紧机构（63），用于对转接座（61）的轴向位置定位；所述顶紧机构（63）包括与第二支架（4）或连接座（62）固定连接的安装板（633），所述安装板（633）上螺纹连接有操作杆（632），操作杆（632）的一端伸入调位孔（623）内，另一端则向安装板（633）背离调位孔（623）的一侧延伸；操作杆（632）的外端固定有操作手轮（631），内端固定有顶紧板（634）；对连接座（62）顶紧时，顶紧板（634）抵在连接座（62）的内端；

齿轮焊接组件试验方法包括

步骤一：将齿轮焊接组件（5）和测试齿轮（3）装夹在扭转疲劳试验台上；

将测试齿轮（3）装夹在扭转轴（2）上，齿轮焊接组件（5）装夹在装夹工装（6）上；齿轮焊接组件（5）的装夹位置位于焊接体（51）上，且完成装夹后，齿轮部（52）与测试齿轮（3）啮合；

步骤二：设置扭转轴（2）的扭矩范围、扭转频率和扭转次数；

控制扭转轴（2）开始扭转，完成设定的扭转次数后停止扭转；

步骤三：更换齿轮部（52）与测试齿轮（3）的啮合位置；撤掉顶紧机构（63），然后轴向移动转接座（61），使得卡台（611）与卡槽（624）分离，此时可转动转接座（61）；

装夹齿轮焊接组件（5）和测试齿轮（3）；转接座（61）转动设定角度之后，转接座（61）轴向移动齿轮部（52）与测试齿轮（3）啮合后，卡台（611）与卡槽（624）再次卡接，顶紧机构（63）顶紧；

设置扭转轴（2）的扭矩范围、扭转频率和扭转次数；

控制扭转轴（2）开始扭转，完成设定的扭转次数后停止扭转；

步骤四：重复执行步骤三，直至所完成的扭转次数的总和满足试验要求，试验完成。

2.如权利要求1所述的一种齿轮焊接组件试验方法，其特征在于：完成试验后，目视检测齿轮焊接组件（5），判断是否满足设计要求。

3.如权利要求1所述的一种齿轮焊接组件试验方法，其特征在于：所述测试齿轮（3）采用变速器内与齿轮焊接组件（5）啮合的齿轮。

4.如权利要求1所述的一种齿轮焊接组件试验方法，其特征在于：所述连接座（62）的端面上设有安装法兰（621），所述安装法兰（621）临近调位孔（623）设置。

5.如权利要求1所述的一种齿轮焊接组件试验方法，其特征在于：所述转接座（61）内还设有工艺孔（612）。