CN205404115U - 变速器总成倾斜测试台架 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种变速器总成倾斜测试台架，包括架底座、支撑平台、设置于支撑平台上的试验变速器，可调整回转角度的倾斜角度调控装置，以及回转调整机构和回转驱动机构，本试验台架通过轴向倾斜和绕轴回转倾斜实现变速器姿态变换，两个方向的倾斜运动可以独立控制，也可以组合控制。回转调整机构采用齿轮、齿圈结构，通过调整齿轮齿圈的中心距，可以实现无侧隙传动可以增强系统刚度，有效地减小回转时的惯性冲击。本实用新型的变速器总成倾斜测试台架，操作简便，检测效率高。

Description

变速器总成倾斜测试台架

技术领域

本实用新型涉及倾斜试验台技术领域，具体地说，是涉及一种模拟变速箱在不同姿态下润滑情况的专用台架。

背景技术

汽车行进过程中，随着路况变化（上坡、下坡、转弯等），变速箱的姿态在发生变化，变速箱中润滑油的流动情况和各轴承位的润滑情况也会发生变化。为了模拟变速器在不同的姿态下润滑油的情况，需要试验台可以实现各种路况，尤其是一些路试无法实现的极端路况。

现有的变速器总成倾斜测试台架存在诸多缺陷，发明专利申请CN101105424A公开了一种变速箱总成温升及润滑性能的试验方法及试验设备，通过功能画面选择进入参数设定状态，可根据不同的变速箱及不同的整车配置需求，设定各项试验参数：温度、倾斜角度、工作速度等，安装试件夹紧装置一侧的升降工作台铰接于铰链架上，安装电机一侧的升降工作台活动安装于定位支撑架上，定位支撑架上自上而下开有若干定位孔，安装电机一侧的升降工作台中部穿设丝杠，丝杠上端设置升降手轮。可见，早期的试验平台是用手动的方式进行角度调节。

发明专利CN202994463U公开了一种可倾斜式变速箱测试系统，该测试系统，包括试验台，所述试验台包括底部设有转向装置和液压传动机构的测试装置，一端与该转向装置连接并用于支撑测试装置的支架，与支架另一端连接的底座，以及分别与液压传动机构和测试装置连接的传感控制系统，但该系统结构复杂，需要考虑液压油供应管路的布置、管件密封、电磁阀的安装等等，而且调控角度不够精确。

美国发明专利申请US2008/0126889A1也提出一种可倾斜式变速箱测试系统，其使用四个可升降液压缸来模拟各种极端的工况并对变速箱进行测试。这种测试系统的缺点在于控制系统十分复杂，同时对四个升降液压缸控制时，累积误差大，对于测试系统的传动精度、装配精度等参数要求很高。

德国发明专利申请DE102012220163A1也提出一种可倾斜式变速箱测试系统，其使用了一种大弧型的轨道，变速箱在该大弧型的轨道上可以有一个维度的倾斜，但根据种可倾斜式变速箱测试系统无法实现两个维度的倾斜，其作为最接近的现有技术，在其基础上，也无法进一步改进。

可见，现有技术中的可倾斜式变速箱测试系统要么是结构复杂，控制难度大，要么功能有实质性的缺陷，无法模拟各种复杂的变速箱的工作场景。

发明内容

本实用新型为了解决目前操作复杂，调控角度不精确的问题，提供了一种可倾斜式变速箱测试系统，其实现了操作方便，精确调控回转角度，增强系统刚度，有效减小回转时惯性的冲击等技术效果。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案如下：

一种变速器总成倾斜测试台架，包括支撑平台，试验变速器定位在支撑平台上，支撑平台包括回转倾斜调整机构和轴向倾斜调整机构，回转倾斜调整机构能够使支撑平台绕试验变速器输入轴的轴线进行回转倾斜运动，即实现试验变速器的左右倾斜；轴向倾斜调整机构能够使试验变速器输入轴在轴向上倾斜运动，即实现试验变速器的前后倾斜。

更优选为，回转倾斜调整机构包括相互啮合的第一齿圈和第一小齿轮，第一小齿轮通过第一大速比精密减速机连接到第一伺服电机；轴向倾斜调整机构包括相互啮合的第二齿圈和第二小齿轮，第二小齿轮通过第二大速比精密减速机连接到第二伺服电机，支撑平台被安装在底座上，在回转倾斜调整机构和轴向倾斜调整机构的控制下实现回转倾斜调整，轴向倾斜调整或回转倾斜、轴向倾斜两个方向上的调整。

更优选为，所述支撑平台高度可调节。

更优选为，所述回转倾斜调整机构和轴向倾斜调整机构还包括夹紧装置。

更优选为，倾斜角度可通过电子旋钮或设定软件进行调节。

本实用新型的有益效果：

本实用新型提供了一种变速器总成倾斜测试台架，在使用时，其模拟变速箱的姿态，要求试验变速箱可以前后、左右两个方向倾斜回转。齿轮齿圈调整机构成本低，易安装，而相比之下，现有技术中的液压调整系统在设计、安装、维护等方面成本均非常高。而且本实用新型中大速比精密减速机与齿圈与齿轮相的联用使得可以精确的调整支撑平台角度。并且，与现有技术如US2008/0126889A1的技术方案不同的是，明确的将驱动支撑平台运动的驱动装置划分为回转倾斜调整机构和轴向倾斜调整机构，US2008/0126889A1中四个液压缸的升降在调整过程中需要同时进行控制，控制系统非常复杂，数据处理量极大。而本申请只需要对回转倾斜调整机构和轴向倾斜调整机构两个机构进行控制，利用角度参数即可模拟出各种复杂的工况，大大减化的控制的难度并提高了模拟精度。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：

图1是本实用新型的主视结构示意图；

图2是图1中倾斜测试台架下部的侧视图；

图3是图1中倾斜测试台架下部的剖视图。

其中：1、试验变速器；2、第一齿圈；3、第一大速比精密减速机；4、第一伺服电机；5、第一小齿轮；6、第二小齿轮；7、第二齿圈；8、夹紧气缸；9、第二大速比精密减速机；10、第二伺服电机。

具体实施方式

可倾斜式变速箱测试系统分为机械系统、测量系统、控制系统、上位机软件系统及安全防护装置。下面结合附图1-3对本实用新型作进一步说明：

一、械系统分为主驱动系统、姿态调整系统、变速器安装适配系统及底座和防护系统。

1、主驱动系统

主驱动系统用来驱动被试件运转，优选为，电机采用强制风冷方式进行冷却，转速调速范围为600-6000rpm。

2、姿态调整系统

如图1所示的变速器总成倾斜测试台架，包括支撑平台，试验变速器1定位在支撑平台上，支撑平台包括回转倾斜调整机构和轴向倾斜调整机构，回转倾斜调整机构包括相互啮合的第一齿圈2和第一小齿轮5，第一小齿轮5通过第一大速比精密减速机3连接到第一伺服电机4；轴向倾斜调整机构包括相互啮合的第二齿圈7和第二小齿轮6，第二小齿轮6通过第二大速比精密减速机9连接到第二伺服电机10，支撑平台被安装在底座上，在回转倾斜调整机构和轴向倾斜调整机构的控制下实现回转倾斜调整、轴向倾斜调整或回转倾斜、轴向倾斜两个方向上的调整。

进一步地，倾斜角度可通过电子旋钮或设定软件进行调节。

进一步地，回转角度采用雷尼绍高精度角度编码器测量。

进一步地，所述变速器的输入轴方向最大倾斜角度为±60°，所述变速器绕输入轴回转方向最大倾斜角度为360°。

进一步地，所述支撑平台高度可调节。

进一步地，所述回转倾斜调整机构和/或轴向倾斜调整机构还包括夹紧气缸8，而且夹紧装置并不限于气缸，油缸、凸轮等具有锁紧功能的机构都可以对回转机构进行夹紧。

上述变速器总成倾斜测试台架在使用时，其模拟变速箱的姿态，要求试验变速箱可以前后、左右两个方向倾斜回转。参见图1、图2和图3，本试验台架约定前后倾斜为试验变速器轴向（输入轴）倾斜；左右倾斜为绕变速器输入轴回转倾斜，通过轴向倾斜和绕轴回转倾斜实现变速器姿态变换。两个方向的倾斜运动可以独立控制，也可以组合控制。回转调整机构采用齿轮、齿圈结构，通过调整齿轮齿圈的中心距，可以实现无侧隙传动可以增强系统刚度，有效地减小回转时的惯性冲击；两个方向回转驱动均采用伺服电机、大速比精密减速机、大速比齿轮齿圈传动结构，高强度、高精度、传动效率高、操作方便等优点。两个方向的回转角度测量均采用雷尼绍高精度角度编码器（12位），具有控制回转角度精度高、响应时间短、倾斜角度大等优点；姿态调整到位后利用压紧气缸将回转框架锁定，使整个台架底座、支撑和回转框架系统浑然一体，增强系统刚度和稳定性。

回转倾斜调整机构和轴向倾斜调整机构还可以为皮带轮传动机构或链轮传动机构或步进电机传动机构的任意一种，在此不作限制性规定。

3、变速器安装适配系统

为了适应不同型号变速箱试验，采用适配连接盘作为过渡连接件，实现被试件与安装支架的快捷连接。

4、底座和防护系统

底座为铸铁平台，刚度好，起到支撑整个试验台的作用，可以保证被试件姿态平稳调整。同时平台质量大可以有效降低系统的固有频率，将系统共振点移出工作转速范围。由于主驱动属于高速轴系，所以整个回转轴系均采用防护罩进行安全防护，并涂有醒目标志。

二、测量系统

测量系统主要包括：试验转速和转矩测量、姿态位置测量（转角测量）、轴承位温升测量、系统油温测量。

三、控制系统

试验台的测控电气系统采用PLC作为主要的控制器，PLC强大的运算与数据处理能力足以实现与上位机软件的自动控制，在不启动上位机软件的情况下通过外部按钮对试验台进行手动调节和控制。控制系统主要包括主驱动变频控制系统、变速箱姿态伺服控制系统和变速箱油温控制系统。

1、主驱动电机采用西门子变频调速系统进行调速和闭环控制，变频器配置专用转速闭环卡，直接读取变频电机转速，进行闭环控制。

2、变速箱姿态控制主要是指对两个回转伺服电机的位置伺服控制。通过PLC读取转角编码器的值，按后进行位置闭环控制。

3、变速箱油温控制系统纯净水为介质，通过热交换控制变速箱油温，变速箱油温控制范围40℃～140℃，温度控制精度不低于±2℃。冷水采用冷却塔进行循环；高温水采用高压水管道加热器系统进行循环控制系统根据油温的控制要求调节冷热水的流量，达到温控目的。

四、上位机软件系统

上位机软件系统主要包括人机交互界面、数据库系统、PLC控制程序和报告输出系统。人机交互界面主要用于系统和操作人员的交互：接收操作人员的操作指令和显示试验系统状态等。试验台具有手动和自动两种控制模式。用户可进行模块程序试验方式，也可自行设定参数进行随机试验。

五、环境仓

环境仓是一种人工气候模拟系统，可在一定空间内模拟自然环境因素，集合各种环境因素在试验空间内再现。本系统可以进行低温环境模拟、高温环境模拟、多种耦合环境模拟，为被试件提供多种环境条件和测试手段，进而用来模拟汽车变速器在低温环境行驶过程中的工况环境，测控系统结合温湿度传感器形成闭环控制，通过调节仓内温度和湿度，进而测试变速器润滑油在低温环境中的特性及其综合性能。

环境仓结构包括外部仓壳、观察窗以及接油孔。其中，仓壳采用拉丝不锈钢板满焊结构，进而可以起到密封防泄漏的作用。仓壳上设有与台架连接装置，连接处采用密封条进行密封，仓壳内部采用保温措施实现温度的稳定保持。仓壳门上装有两个可视真空电阻膜加热防霜观察窗，便于用户观察被试件运转情况。仓内装有照明装置，软件控制其开关。仓壳体上开设有通油孔，便于安装通油管。

六、安全防护装置

试验台机械和电气部分都装有安全防护装置；试验前，操作人员应该检查机械结构是否连接牢固，电气是否符合试验要求，然后开始试验。试验台具备以下防护功能：

1、驱动报警：变频器和电机出现故障，系统会发出故障报警。

2、扭矩传感器过载、台架超速、超扭和超温、台架倾斜、旋转角度控制异常以及试验台振动等故障报警。

3、用户界面上可设置变速器输入轴转速、变速器油温、变速器倾斜角度、变速器输入轴扭矩、试验台架振动幅值的报警限值。

4、试验台具有重新启动试验和继续进行未完试验以及中途终止试验（便于专业人员检查和排除试验过程中临时故障或进行试验参数修改）的功能。试验现场、控制柜和操作软件界面上均设有急停开关，操作人员可根据需要进行试验台急停。

5、所有运动件都要使用合适的润滑脂或润滑油进行润滑。

6、所有旋转轴、联接器和传动带都装有适当的护板和防护罩。

以上所述为本实用新型最佳实施方式的举例，其中未详细述及的部分均为本领域普通技术人员的公知常识，本实用新型的保护范围以权利要求的内容为准，任何基于本实用新型的技术启示而进行的等效变换，也在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种可倾斜式变速箱测试系统，包括变速器总成倾斜测试台架，变速器总成倾斜测试台架包括支撑平台，试验变速器定位在支撑平台上，其特征在于：支撑平台包括回转倾斜调整机构和轴向倾斜调整机构，回转倾斜调整机构能够使支撑平台绕试验变速器输入轴的轴线进行回转倾斜运动，即实现试验变速器的左右倾斜；轴向倾斜调整机构能够使试验变速器输入轴在轴向上倾斜运动，即实现试验变速器的前后倾斜。

2.根据权利要求1所述的可倾斜式变速箱测试系统，其特征在于，回转倾斜调整机构包括相互啮合的第一齿圈和第一小齿轮，第一小齿轮通过第一大速比精密减速机连接到第一伺服电机；轴向倾斜调整机构包括相互啮合的第二齿圈和第二小齿轮，第二小齿轮通过第二大速比精密减速机连接到第二伺服电机，支撑平台被安装在底座上，在回转倾斜调整机构和轴向倾斜调整机构的控制下实现回转倾斜调整，轴向倾斜调整或回转倾斜、轴向倾斜两个方向上的调整。

3.根据权利要求2所述的可倾斜式变速箱测试系统，其特征在于，所述支撑平台高度可调节。

4.根据权利要求2所述的可倾斜式变速箱测试系统，其特征在于，所述回转倾斜调整机构和轴向倾斜调整机构还包括夹紧装置。

5.根据权利要求2所述的可倾斜式变速箱测试系统，其特征在于，倾斜角度可通过电子旋钮或设定软件进行调节。