CN202255876U - 变速器齿轮接触斑点实验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种变速器齿轮接触斑点实验装置，包括输出端经传动轴相连的两台测试用变速器，其特征在于还包括驱动电机、拖动电机、扭矩传感器、电机制动器和PC控制器；所述驱动电机的输出轴与第一测试用变速器的输入端相连；所述拖动电机的输出轴与扭矩传感器一端相连，而扭矩传感器另一端则通过传动轴与第二测试用变速器的输入端相连，所述拖动电机末端连接电机制动器，所述驱动电机、拖动电机、扭矩传感器和电机制动器均与PC控制器电连接。本实用新型自动化程度高，性能稳定，检测精度好，能够大大提高变速器齿轮接触斑点实验的效率和质量。

Description

变速器齿轮接触斑点实验装置

技术领域

本实用新型涉及一种变速器齿轮接触斑点实验装置。

背景技术

准双曲面齿轮由于运转平稳域大、滑动速度小、传动效率高而被广泛应用于航空工业、汽车工业和重型矿山设备等领域。特别是汽车工业的迅猛发展，对准双曲面齿轮的啮合质量要求越来越高。汽车变速器技术领域通过评估所有齿轮副的轮齿几何参数，看其接触斑点是否分布均匀、合理，以此来优化变速器的振动噪音等NVH问题。

齿面接触斑点是衡量准双曲面齿轮啮合质量的重要指标之一，传统的齿面接触斑点的检测以有经验的工程技术人员目测判断为主。这种方法只能大致的对准双曲面齿轮的啮合状态进行评估，检测精度比较低，且费时耗力，已经不能满足现代化生产的要求。目前提出将数字图像处理技术和计算机图形技术应用到齿轮接触斑点的识别过程当中，这种方法首先对采集的准双曲面齿轮接触区图像进行处理，提取齿面和接触斑点边界，进而将齿形轮廓和二维重构，在此基础上便可对接触斑点的大小、位置和方向进行详细的数学评价。

现有的齿面接触斑点检测实验在记录与评估齿面接触斑点前均要完成前期工作，这包括变速器的安装及变速器两端扭矩的输入和输出，确保变速器能够稳定运转。然而目前的齿面接触斑点检测实验的前期工作及实验时的动力提供通常都是由人工完成，即采用人工手摇的方式驱动变速器运转，存在的问题是测试过程耗时长，效率低下，并且输入和输出扭矩大小的控制过分依赖熟练操作人员的经验，往往精度不高，稳定性差，致使实验结果数据与预期之间差异和波动较大。

发明内容

本实用新型目的是：提供一种自动化程度高，性能稳定，检测精度好的变速器齿轮接触斑点实验装置，能够大大提高变速器齿轮接触斑点实验的效率和质量。

本实用新型的技术方案是：一种变速器齿轮接触斑点实验装置，包括输出端经传动轴相连的两台测试用变速器，其特征在于还包括驱动电机、拖动电机、扭矩传感器、电机制动器和PC控制器；所述驱动电机的输出轴与第一测试用变速器的输入端相连；所述拖动电机的输出轴与扭矩传感器一端相连，而扭矩传感器另一端则通过传动轴与第二测试用变速器的输入端相连，所述拖动电机末端连接电机制动器，所述驱动电机、拖动电机、扭矩传感器和电机制动器均与PC控制器电连接。

进一步优选的，本实用新型中还包括第一、第二减速器，所述驱动电机的输出轴与第一减速器输入端相连，而第一减速器输出端通过传动轴与第一测试用变速器的输入端相连；所述拖动电机的输出轴与第二减速器输入端相连，第二减速器输出端通过传动轴与扭矩传感器一端相连，而扭矩传感器另一端则通过传动轴与第二测试用变速器的输入端相连。

更进一步的，本实用新型中所述第一减速器和第二减速器的传动比不同。此种情况见于当所选的驱动电机和拖动电机扭矩规格不同时，需要利用不同传动比的减速器将两个电机的输出扭矩调节趋于一致。

当然，如果本实用新型中所选的驱动电机和拖动电机的扭矩规格一致时，第一减速器和第二减速器的传动比可以相同。

本实用新型的工作原理如下：

本实用新型主要用于变速器齿轮接触斑点实验，同常规技术一样，实验前准备如下：

1、清洗两个测试用变速器内的齿轮，并按规范要求检对齿轮进行检测计量，绘制计量曲线(齿轮的计量曲线配对整理用于实验分析)；

2、加工两个测试用变速器箱体的观察孔；

3、将齿轮重新装配入两个测试用变速器内，并在轴承和齿轮孔间加少量的润滑油；

4、使用红丹喷剂均匀喷涂到齿轮齿面；

5、将两个测试用变速器的输出端通过传动轴相连，而输入端则分别与驱动电机和拖动电机相装配。

具体实验流程如下：

1、两台变速器同时挂上相应的档位，通过PC控制器输入两台电机的加载扭矩和两个减速器的传动比参数；

2、启动PC控制器，驱动电机以＜5rpm的转速运行以提升扭矩至目标值，电机制动器制动拖动电机，使得整个装置的静态扭矩逐步升高；

3、当拖动电机达到设定扭矩并稳定后，电机制动器迅速松开，同时确保驱动电机以＜50r/min运转，持续2分钟(目标为两个变速器运转2圈)；

4、随后两台电机卸电，电机制动器迅速制动以使整个装置停机；

5、用相机拍照记录两个变速器内齿轮的接触斑点；

6、改变两台电机的加载扭矩(也即改变负载工况)，并重复上述步骤对两台变速器进行测试；

7、改变两台变速器的档位，重复上述步骤进行测试。

实验最终目的是结合先前描绘的变速器内部齿轮计量曲线，对比预测的齿轮接触斑点和实验所得齿轮斑点，趋势是否一致？如果不一致，则分析主要原因并确定措施和验证要求；若有必要，则可开展系统变形研究。

本实用新型中无论驱动电机，还是拖动电机，还是电机制动器，它们与PC控制器间的连接控制技术均为现有技术；所述扭矩传感器为现有技术，其与PC控制器相连，主要作用是将测得的扭矩参数信号输送给PC控制器，由PC控制器进行记录，并根据扭矩参数及实验要求实时输出控制信号调整两台电机的运转情况。当然扭矩传感器与PC控制器的连接控制技术也为本领域技术人员所熟知，本实用新型不再详述。

本实用新型的优点是：

本实用新型提供的这种变速器齿轮接触斑点实验装置，其采用PC控制器控制两台电机作为动力源对测试用变速器输出扭矩，并且实验过程中能够通过PC控制器内的设定程序对扭矩进行调节，相比人工手摇的方式，自动化程度更高，操控方便，检测精度更好，运转性能更稳定，能够大大提高变速器齿轮接触斑点实验的效率和质量。

附图说明

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：

图1为本实用新型一种具体实施例的结构示意图。

其中：1、第一测试用变速器；2、第二测试用变速器；3、驱动电机；4、拖动电机；5、扭矩传感器；6、电机制动器；7、PC控制器；8、第一减速器；9、第二减速器。

具体实施方式

实施例：结合图1所示为本实用新型变速器齿轮接触斑点实验装置的一种具体实施方式，其由第一测试用变速器1、第二测试用变速器2、驱动电机3、拖动电机4、扭矩传感器5、电机制动器6、PC控制器7、第一减速器8和第二减速器9。

所述第一、第二测试用变速器1、2的输出端通过传动轴相连，所述驱动电机3的输出轴与第一减速器8输入端相连，而第一减速器8输出端通过传动轴与第一测试用变速器1的输入端相连；所述拖动电机4的输出轴与第二减速器9输入端相连，第二减速器9输出端通过传动轴与扭矩传感器5一端相连，而扭矩传感器5另一端则通过传动轴与第二测试用变速器2的输入端相连，所述拖动电机4末端连接电机制动器6。所述驱动电机3、拖动电机4、扭矩传感器5和电机制动器6均与PC控制器7电连接。

本实施例的工作原理如下：

一、本实施例中各部件的具体参数要求；

1、两台电机3、4的基本性能：扭矩≥400N.m，转速0～6000rpm，电压220V；

2、两个减速器8、9传动比：第一减速器8的传动比i₁和第二减速器9的传动比i₂相同，当然i₁实际取决于驱动电机扭矩，i₂则取决于拖动电机扭矩。本实施例中驱动电机和拖动电机的扭矩规格相同。

3、所述电机及减速器可由供应商集成作为一个动力输入，满足之前对电机的性能需求；

4、扭矩传感器5：1000N.m，精度±0.1％；

5、电机制动器6：扭矩≥500N.m；

6、PC控制器7：能够平顺实现实验步骤的控制过程，无冲击，稳定可靠；

7、时间：不超过4min/测量点。

二、本实施例用于变速器齿轮接触斑点实验，同常规技术一样，实验前准备如下：

1、清洗两个测试用变速器1、2内的齿轮，并按规范要求检对齿轮进行检测计量，绘制计量曲线(齿轮的计量曲线配对整理用于实验分析)；

2、加工两个测试用变速器1、2箱体的观察孔；

3、将齿轮重新装配入两个测试用变速器1、2内，并在轴承和齿轮孔间加少量的润滑油；

4、使用红丹喷剂均匀喷涂到齿轮齿面；

5、将两个测试用变速器1、2的输出端通过传动轴相连，而输入端则分别与驱动电机3和拖动电机4相装配。

具体实验步骤如下：

1、两台测试用变速器1、2同时挂上相应的档位，通过PC控制器7输入两台电机3、4的加载扭矩和两个减速器8、9的传动比参数；

2、启动PC控制器7，驱动电机3以＜5rpm的转速运行以提升扭矩至目标值，电机制动器6制动拖动电机4，使得整个装置的静态扭矩逐步升高；

3、当拖动电机4达到设定扭矩并稳定后，电机制动器6迅速松开，同时确保驱动电机3以＜50r/min运转，持续2分钟(目标为两个变速器1、2运转2圈)；

上述步骤中驱动电机3和拖动电机4从开始运转至达到设定扭矩的变化情况如下表：

T_emax---两台电机的最大输出扭矩。

4、随后两台电机3、4卸电，电机制动器6迅速制动以使整个装置停机；

5、用相机拍照记录两个变速器1、2内齿轮的接触斑点；

6、改变两台电机3、4的加载扭矩(也即改变负载工况)，并重复上述步骤对两台变速器1、2进行测试；

7、改变两台变速器1、2的档位，重复上述步骤进行测试。

实验最终目的是结合先前描绘的变速器内部齿轮计量曲线，对比预测的齿轮接触斑点和实验所得齿轮斑点，趋势是否一致？如果不一致，则分析主要原因并确定措施和验证要求；若有必要，则可开展系统变形研究。

当然上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型主要技术方案的精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种变速器齿轮接触斑点实验装置，包括输出端经传动轴相连的两台测试用变速器(1、2)，其特征在于还包括驱动电机(3)、拖动电机(4)、扭矩传感器(5)、电机制动器(6)和PC控制器(7)；所述驱动电机(3)的输出轴与第一测试用变速器(1)的输入端相连；所述拖动电机(4)的输出轴与扭矩传感器(5)一端相连，而扭矩传感器(5)另一端则通过传动轴与第二测试用变速器(2)的输入端相连，所述拖动电机(4)末端连接电机制动器(6)，所述驱动电机(3)、拖动电机(4)、扭矩传感器(5)和电机制动器(6)均与PC控制器(7)电连接。

2.根据权利要求1所述的变速器齿轮接触斑点实验装置，其特征在于还包括第一、第二减速器(8、9)，所述驱动电机(3)的输出轴与第一减速器(8)输入端相连，而第一减速器(8)输出端通过传动轴与第一测试用变速器(1)的输入端相连；所述拖动电机(4)的输出轴与第二减速器(9)输入端相连，第二减速器(9)输出端通过传动轴与扭矩传感器(5)一端相连，而扭矩传感器(5)另一端则通过传动轴与第二测试用变速器(2)的输入端相连。

3.根据权利要求2所述的变速器齿轮接触斑点实验装置，其特征在于所述第一减速器(8)和第二减速器(9)的传动比不同。

4.根据权利要求2所述的变速器齿轮接触斑点实验装置，其特征在于所述第一减速器(8)和第二减速器(9)的传动比相同。

Images