CN204535982U - 同步环性能测试装置 - Google Patents

Abstract

一种机械部件的测试领域的用于变速器同步环综合性能验证的试验台，包括：加载电机、加载机械机构、装夹机构、挡位齿轮、齿轮驱动电机、润滑供给装置、润滑加热装置和抗过载能力测试装置，其中：加载电机由加载机械机构与待测试的同步环相连，同步环设置于装夹机构上且与抗过载能力测试装置相连，挡位齿轮与同步环相配合，加载电机、齿轮驱动电机、润滑加热装置、润滑供给装置分别与抗过载能力测试装置相连。本实用新型能够完成同步环摩擦系数测量、同步环抗过载能力测试和同步环摩擦面工作模式耐久性测试。

Description

同步环性能测试装置

技术领域

本实用新型涉及的是一种机械部件的测试领域的系统，具体是一种用于变速器同步环综合性能验证的试验台。

背景技术

同步器作为变速器关键零部件之一，其性能对换挡冲击、噪声、换挡力、换挡时间、换挡舒适性等方面指标具有重要意义。同步环作为同步器关键零件，其摩擦材料、同步锥角、制造工艺等都是影响变速器换挡性能的关键因素。同步器通过同步环摩擦锥面和挡位齿锥面的相互作用迅速消除挡位齿轮与同步器齿毂之间的角速度差，实现两者速度同步，从而实现迅速换挡。在此过程中，同步环摩擦系数对同步器性能影响最为突出。其直接影响同步器的换挡舒适性和寿命。通过对同步环摩擦系数的测定和对比，同步环抗过载能力测试，以及同步环摩擦面工作模拟耐久性测试试验项目可以选出更合适的设计参数、摩擦材料，以优化换挡功能。

目前对同步器性能和寿命的考核有两种方式，一种采用变速器总成台架换挡试验考核的方式，一种采用单套同步器总成考核的方式。实际操作过程中发现，该种试验方式试验周期长，试验成本高，产品开发周期经常因为试验过程中出现的非产品性试验故障而延长。因此，极有必要单独设计针对同步环单个零件的综合性能试验测试系统。

同步环实际工作过程中由于驾驶员操作不当，离合器未能完全脱开，造成变速器拖曳扭矩过大，跳挡换挡，或变速器润滑不良造成某些齿轮间的粘滞或烧结都可能导致同步环瞬间过载，严重时可造成同步器烧结、碳化等现象，从而造成同步环瞬间失效。目前的试验方法方式对同步环此项性能未做考核。

经过对现有技术的检索发现，中国专利申请公布号CN103512747，公布日：2014-01-15，公开了一种手动变速箱同步器同步性能评定装置，该技术包括：支撑子系统、动力子系统、传动子系统、温控子系统、换挡子系统、运动控制子系统、数据采集子系统。该装置对试验数据如转速、摩擦扭矩、换挡力、换挡位移等进行实时采集。但该技术主要用于同步器性能评定测试，无法测量同步环抗过载能力。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术存在的上述不足，提出一种同步环性能测试装置，能够完成同步环摩擦系数测量、同步环抗过载能力测试和同步环摩擦面工作模式耐久性测试项目；专门针对同步环的综合性能试验，专业化强，缩短试验周期及试验成本。

本实用新型是通过以下技术方案实现的，本实用新型包括：加载电机、加载机械机构、装夹机构、挡位齿轮、齿轮驱动电机、润滑供给装置、润滑加热装置和抗过载能力测试装置，其中：加载电机由加载机械机构与待测试的同步环相连，同步环设置于装夹机构上且与抗过载能力测试装置相连，挡位齿轮与同步环相配合，加载电机、齿轮驱动电机、润滑加热装置、润滑供给装置分别与抗过载能力测试装置相连。

所述的抗过载能力测试装置包括：控制器、力传感装置、扭矩传感装置、导向限位座、齿轮速度传感装置、润滑流量采集装置和润滑温度采集装置，其中：加载电机由加载机械机构与力传感装置相连，力传感装置和扭矩传感装置均设置于导向限位座上且径向固定，扭矩传感装置与同步环相连，润滑温度采集装置和润滑加热装置相连，润滑流量采集装置和润滑供给装置相连，控制器分别与力传感装置、扭矩传感装置、齿轮速度传感装置相连，对应接收同步环受到的正压力信息、实时扭矩信息以及实时转速差信息。

所述的控制器分别与润滑流量采集装置和润滑温度采集装置相连。

所述的控制器分别与加载电机、齿轮驱动电机、润滑供给装置和润滑加热装置相连，以控制上述装置的开闭以及运转速度。

所述的挡位齿轮固定于齿轮固定装置上。

所述的控制器分别与力传感装置、齿轮速度传感装置、润滑流量采集装置和润滑温度采集装置连接，对应接收同步环受到的正压力信息、转速差信息、润滑流量信息和润滑温度信息，以完成摩擦面工作模拟耐久性测试。

所述的加载机械机构包括：连接件、丝杠传动组件、驱动块、弹性件、加载块、加载导轨和驱动法兰，其中：驱动法兰的一端与加载电机的输出端相连，另一端与连接件、丝杠传动组件、驱动块、弹性件以及加载块依次相连，驱动块设置于加载导轨上。

所述的力传感装置和扭矩传感装置分别由滑动键槽组合结构与导向限位座相连，限定力传感装置和扭矩传感装置平动而无转动。

所述的设置有待测试的同步环的装夹机构由花键和中间过渡机械结构与扭矩传感装置相连。

所述的齿轮固定装置为胀套机构，包括：安装座和锥芯轴，其中：齿轮径向设置于安装座上，锥芯轴的外锥面由螺纹与安装座的内锥面配合，从而将齿轮胀紧于安装座上，安装座与齿轮驱动电机的输出端相连。

所述的齿轮驱动电机由调速变频器与控制器相连。

所述的润滑供给装置由变频调速油泵电机与控制器相连。

本实用新型的同步环性能测试装置，当待测同步环装至试验台后，控制器根据试验设 定温度进行油温控制。当油温达到试验要求后，油泵电机打开，控制器模拟输出信号控制液压比例阀开度到试验要求流量，对润滑油进行循环加热和对待测件进行预润滑。之后，加载电机启动加载，加载机械机构推动弹簧对同步环轴向进行与加压，至正压力设定值后，加载电机反转，直至力重新变为零。试验台由力传感装置、扭矩传感装置、齿轮速度传感装置、润滑流量采集装置、润滑温度采集装置完成试验过程数据采集监控。试验台通过控制加载速度、加载力、转速差、试验油温、润滑流量条件完成抗过载能力测试以及同步环摩擦面工作模拟耐久性测试。

附图说明

图1为本实用新型的外形结构图；

图2为图1内部结构拆分示意图；

图3为实施例1的控制线路示意图；

图4为加载机械机构和导向限位座的结构示意图；

图5为安装座和锥芯轴的剖视图；

图6为中间过渡机械结构的剖视图。

具体实施方式

下面对本实用新型的实施例作详细说明，本实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。

实施例

如图1和图2所示，本实施例包括：加载电机1、加载机械机构2、力传感装置3、扭矩传感装置4、导向限位座5、装夹机构6、挡位齿轮7、齿轮固定装置8、齿轮驱动电机9、齿轮速度传感装置10、润滑流量采集装置11、润滑供给装置12、润滑加热装置13、润滑温度采集装置14和控制器16，其中：加载电机1由加载机械机构2作用于力传感装置3，力传感装置3和扭矩传感装置4均设置于导向限位座5上且径向固定，待测试的同步环设置于装夹机构6上且与扭矩传感装置4相连，挡位齿轮7设置于齿轮固定装置8上且与待测试的同步环相配合，润滑温度采集装置14和润滑加热装置13相连，润滑流量采集装置11和润滑供给装置12相连，控制器16分别与加载电机1、力传感装置3、扭矩传感装置4、齿轮驱动电机9、齿轮速度传感装置10、润滑流量采集装置11、润滑供给装置12、润滑加热装置13以及润滑温度采集装置14相连。

如图3所示，本实施例中，控制器16通过DI/DO/AI/AO卡将控制信号传至电气控制柜，控制润滑加热装置13通断状态，经由继电器电路、接触器电路，通过变频器对加载电机1、齿轮驱动电机9以及润滑供给装置12的油泵电机进行转速和驱动方向控制。本装置通过力传 感装置3、扭矩传感装置4、润滑流量采集装置11、润滑温度采集装置14经由DI/DO/AI/AO卡将试验过程参数采集并传递给摩擦面工作模拟耐久性测试装置17、抗过载能力测试装置15和控制器16。

所述的齿轮驱动电机9由调速变频器与控制器16相连。

所述的润滑供给装置12由变频调速油泵电机与控制器16相连。

所述的待测试的同步环运动方向由导向限位座5限制，只做左右平移运动。

同步环及其相配合的挡位齿轮的锥面压紧摩擦接触，试验开始时齿轮驱动电机9驱动挡位齿轮7做旋转运动，而同步环只做左右平移运动，双方产生速度差，产生摩擦扭矩。

本装置通过力传感装置3和扭矩传感装置4同步采集的数值，结合被试同步环结构参数，通过常用的摩擦系数计算公式计算同步环在当前工况下的摩擦系数。

控制器16分别与力传感装置3、扭矩传感装置4以及齿轮速度传感装置10相连，对应接收同步环受到的正压力信息、实时扭矩信息以及实时转速差信息。

控制器16分别与润滑流量采集装置11和润滑温度采集装置14相连。

所述的控制器16分别与力传感装置3、齿轮速度传感装置10、润滑流量采集装置11和润滑温度采集装置14连接，对应接收同步环受到的正压力信息、转速差信息、润滑流量信息和润滑温度信息，以完成摩擦面工作模拟耐久性测试。

如图4所示，所述的加载机械机构2包括：作为连接件的螺纹组件18、作为丝杆传动组件的螺纹丝杠组件19、驱动块20、弹性件21、加载块22、加载导轨23和驱动法兰24，其中：驱动法兰24的一端与加载电机1的输出端相连，另一端与螺纹组件18、螺纹丝杠组件19、驱动块20、弹性件21以及加载块22依次相连，驱动块20设置于加载导轨23上。

加载电机1由螺栓与驱动法兰24连接，驱动法兰24由键与螺纹组件18连接，再通过螺纹丝杠组件19与驱动块20连接，通过加载导轨23进行导向，经由作为弹性件21的弹簧与加载块22连接。加载时，加载电机1旋转变换为螺纹丝杠组件19的平动，经由弹性件21缩小加载力与移动位移的比值关系，从而对加载块4进行压缩加载。

所述的力传感装置3和扭矩传感装置4分别由滑动键槽组合结构与导向限位座5相连，限定力传感装置3和扭矩传感装置4平动而无转动。

如图5和图6所示，所述的设置有待测试的同步环的装夹机构6由花键和中间过渡机械结构25与扭矩传感装置4相连。

所述的齿轮固定装置8为胀套机构，包括：安装座26和锥芯轴27，其中：齿轮径向设置于安装座26上，锥芯轴27的外锥面由螺纹与安装座26的内锥面配合，从而将齿轮胀紧于安装座26上，安装座26与齿轮驱动电机9的输出端相连。

Claims (10)

1.一种同步环性能测试装置，其特征在于，包括：加载电机、加载机械机构、装夹机构、挡位齿轮、齿轮驱动电机、润滑供给装置、润滑加热装置和抗过载能力测试装置，其中：加载电机由加载机械机构与待测试的同步环相连，同步环设置于装夹机构上且与抗过载能力测试装置相连，挡位齿轮与同步环相配合，加载电机、齿轮驱动电机、润滑加热装置、润滑供给装置分别与抗过载能力测试装置相连。

2.根据权利要求1所述的同步环性能测试装置，其特征是，所述的抗过载能力测试装置包括：控制器、力传感装置、扭矩传感装置、导向限位座、齿轮速度传感装置、润滑流量采集装置和润滑温度采集装置，其中：加载电机由加载机械机构与力传感装置相连，力传感装置和扭矩传感装置均设置于导向限位座上且径向固定，扭矩传感装置与同步环相连，润滑温度采集装置和润滑加热装置相连，润滑流量采集装置和润滑供给装置相连，控制器分别与力传感装置、扭矩传感装置、齿轮速度传感装置相连。

3.根据权利要求2所述的同步环性能测试装置，其特征是，所述的控制器分别与润滑流量采集装置和润滑温度采集装置相连。

4.根据权利要求2或3所述的同步环性能测试装置，其特征是，所述的控制器分别与加载电机、齿轮驱动电机、润滑供给装置和润滑加热装置相连。

5.根据权利要求4所述的同步环性能测试装置，其特征是，所述的控制器分别与力传感装置、齿轮速度传感装置、润滑流量采集装置和润滑温度采集装置连接。

6.根据权利要求5所述的同步环性能测试装置，其特征是，所述的加载机械机构包括：连接件、丝杠传动组件、驱动块、弹性件、加载块、加载导轨和驱动法兰，其中：驱动法兰的一端与加载电机的输出端相连，另一端与连接件、丝杠传动组件、驱动块、弹性件以及加载块依次相连，驱动块设置于加载导轨上。

7.根据权利要求5或6所述的同步环性能测试装置，其特征是，所述的力传感装置和扭矩传感装置分别由滑动键槽组合结构与导向限位座相连，限定力传感装置和扭矩传感装置平动而无转动。

8.根据权利要求7所述的同步环性能测试装置，其特征是，所述的设置有待测试的同步环的装夹机构由花键和中间过渡机械结构与扭矩传感装置相连。

9.根据权利要求7所述的同步环性能测试装置，其特征是，所述的齿轮固定装置为胀套机构，包括：安装座和锥芯轴，其中：齿轮径向设置于安装座上，锥芯轴的外锥面由螺纹与安装座的内锥面配合，从而将齿轮胀紧于安装座上，安装座与齿轮驱动电机的输出端相连。

10.根据权利要求7所述的同步环性能测试装置，其特征是，所述的齿轮驱动电机由调速变频器与控制器相连；润滑供给装置由变频调速油泵电机与控制器相连。