CN220650342U - 一种电机轴静扭试验工装 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电机轴静扭试验工装，包括有呈相对设置的两组夹持部件，两组夹持部件均包括有上、下半圆形夹块和法兰底座，下半圆形夹块一体连接于法兰底座的前侧面，上、下半圆形夹块呈相对设置，且可拆卸相连接，上、下半圆形夹块之间具有第一间隙；一同组的上、下半圆形夹块的配合面间设有方孔，用于夹持电机轴的方形端，另一同组的上、下半圆形夹块的配合面间设有圆形齿孔，用于夹持电机轴的花键端。本实用新型能够可靠的夹持电机轴的两端，且能够提高电机轴两端安装的对中精度，可将静扭试验机的扭矩有效传递到电机轴，可以避免扭转力在上、下两半圆形夹块之间的直接传递，防止了因夹持面较大而造成的局部应力集中。

Description

一种电机轴静扭试验工装

技术领域

本实用新型涉及新能源汽车电机轴的静扭试验技术领域，具体是一种扭矩电机轴静扭试验工装。

背景技术

随着软件定义的汽车对于电子和电气性能要求的不断提升，新能源汽车高压电气架构升级，电机设计向着高转速和耐高压的指标不断更新迭代，电机轴作为电机的核心零部件之一，用于将电机转换成轮轴驱动力，需要在新工艺和新材料上进行试验与验证。新能源汽车电机轴一般由合金钢材料制成，具有易加工，强度高，耐磨性好和抗腐蚀等优点。而典型的金属失效模式包括三种，断裂、腐蚀和磨损，复现失效模式对于了解和优化电机轴的产品性能起到重要的作用。

QC/T 29082-2019中华人民共和国汽车行业标准汽车传动轴总成条件及台架试验方法给出了静扭强度安全系数，即静扭强度试验的静扭转屈服扭矩与额定扭矩的比值，应该大于1.5。在静扭转强度试验中，要求将轴的基准面按照标准状态安装在试验台上，首先按照汽车前驱动时的受力方向按照额定扭矩进行预扭转，达到额定转矩后卸载到0Nm，随后与预扭方向一致慢慢加载扭矩，加载速率不大于30°/min，直至轴出现断裂或明显屈服变形，采集角度-扭矩曲线，获得屈服值最大值和扭转角度数据。

虽然金属材料的扭转试验方法已经非常成熟，GB/T 10128-2017规定了室温静扭转的试验方法，但是剪切模量的测试方法仅针对于标准圆柱形试样和管形试样。然而电机轴的尺寸受限于电机的额定扭矩，硅钢片的尺寸，内部冷却液油路，轴承配合尺寸等，结构相对于标准样件较为复杂，材料经过热处理后表层和内里的硬度不一致，较难通过3D数模与标准样件的材料测试结果推算出成品的屈服扭矩。静扭试验的初始安装状态和测试加载过程中的应力分布情况都会影响到扭矩-角度曲线和屈服扭矩测量结果。如何通过工装最有效地夹持待测电机轴测量出屈服扭矩和样件和工装之间配合公差合理范围等在业内没有形成统一的共识。

静扭试验机的工装有很多技术解决方案，针对不同类型的轴可以设计定制化的工装。一种贯通桥主动圆柱齿轮轴静扭试验装置及试验方法(CN 111929058 B)介绍了静扭测量屈服扭矩的试验方法，通过与轴形状适配的法兰工装将试样固定在试验台两端。考虑到工装需要足够的强度承受扭矩，采用钢材制作较重。但是，在两侧对中安装时，轴可能受到工装自重影响，产生变形，进而在扭转开始前轴向已经受力挤压，影响测量结果。

驱动轴静扭试验工装(CN 202284982 U)给出了圆轴在静扭试验中一对上下固定底座和一个夹紧块的夹持方法，避免了工装与轴之间出现局部应力集中的情况。但是，这种工装的底座在圆周方向螺栓布置不均匀，在大扭矩的应用场景中两半的固定底座可能会错开，无法有效夹紧与轴配合的方形夹紧块。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了克服现有技术存在的缺陷和不足，提供一种电机轴静扭试验工装，能够可靠的夹持电机轴的两端，且能够提高电机轴两端安装的对中精度，可将静扭试验机的扭矩有效传递到电机轴，可以避免扭转力在上、下两半圆形夹块之间的直接传递，防止因夹持面较大而造成的局部应力集中。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种电机轴静扭试验工装，包括有呈相对设置的两组夹持部件，其特征在于：所述的两组夹持部件均包括有上半圆形夹块、下半圆形夹块和法兰底座，所述下半圆形夹块一体连接于所述法兰底座的前侧面，所述上半圆形夹块与下半圆形夹块呈相对设置，且可拆卸相连接，上半圆形夹块与下半圆形夹块之间具有第一间隙；一同组的上半圆形夹块与下半圆形夹块的配合面间设有方孔，用于夹持电机轴的方形端，另一同组的上半圆形夹块与下半圆形夹块的配合面间设有圆形齿孔，用于夹持电机轴的花键端。

进一步的，所述上半圆形夹块的上侧圆弧面的两侧分别设有螺纹沉孔，所述的螺纹沉孔贯穿上半圆形夹块的上侧圆弧面和下侧平面，所述下半圆形夹块的上侧平面的两侧分别设有螺纹盲孔，两侧的所述螺纹盲孔分别与两侧的所述螺纹沉孔一一相对应，有螺栓在上而下依次旋入相对应的螺纹沉孔和螺纹盲孔中，将所述的上半圆形夹块和下半圆形夹块固定连接在一起。

进一步的，所述第一间隙的宽度为2mm。

进一步的，所述的上半圆形夹块与法兰底座之间具有第二间隙。

进一步的，所述第二间隙的宽度为1mm。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型能够提供适用于电机轴的方形端和花键端的两种夹持方式，普遍适用与各种新能源汽车电机轴的静扭试验。

2、本实用新型的法兰底座与静扭试验机上的法兰连接部分保持固定连接，在法兰底座的前侧面为上、下两半圆形夹块，能够提高电机轴两端安装的对中精度；此外，上、下两半圆形夹块的分体式结构，能够保证法兰底座的完整性，避免了大扭矩工况下因法兰底座变形而导致与电机轴实际接触面的减少所引起的局部应力增大；另外，上、下两半圆形夹块的分体式结构，减少了安装过程中工装自重的影响，安装中通过调整法兰螺栓的扭矩即可尽量消除静扭试验前电机轴在扭转方向的预紧力。

3、本实用新型的上、下两半圆形夹块之间具有适当的间隙，没有进行直接的面接触，既能够将静扭试验机的扭矩有效传递到电机轴，又可以避免扭转力在上、下两半圆形夹块之间的直接传递，防止了因夹持面较大而造成的局部应力集中。

附图说明

图1为本实用新型中一组夹持部件的结构示意图。

图2为图1的结构主视图。

图3为图2中A部分的结构放大图。

图4为图1的结构侧视图。

图5为图4中B部分的结构放大图。

图6为本实用新型中另一组夹持部件的结构示意图。

图7为图6的结构主视图。

图8为图7中C部分的结构放大图。

图9为图6的结构侧视图。

图10为图9中D部分的结构放大图。

图11为本实用新型所夹持的电机轴的结构示意图。

图12为图11中A-A向的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

参见图1-12，一种电机轴静扭试验工装，包括有呈相对设置的两组夹持部件，两组夹持部件均包括有上半圆形夹块1、下半圆形夹块2和法兰底座3，下半圆形夹块2一体连接于法兰底座3的前侧面，上半圆形夹块1与下半圆形夹块2呈相对设置，且可拆卸相连接，上半圆形夹块1与下半圆形夹块2之间具有第一间隙7；一同组的上半圆形夹块1与下半圆形夹块2的配合面间设有方孔4，用于夹持电机轴9的方形端10，另一同组的上半圆形夹块1与下半圆形夹块2的配合面间设有圆形齿孔5，用于夹持电机轴9的花键端11。

本实用新型中，上半圆形夹块1的上侧圆弧面的两侧分别设有螺纹沉孔6，螺纹沉孔6贯穿上半圆形夹块1的上侧圆弧面和下侧平面，下半圆形夹块2的上侧平面的两侧分别设有螺纹盲孔(图中未示出)，两侧的螺纹盲孔分别与两侧的螺纹沉孔6一一相对应，有螺栓(图中为示出)在上而下依次旋入相对应的螺纹沉孔6和螺纹盲孔中，以此实现将上半圆形夹块1和下半圆形夹块2固定连接在一起，且可拆卸。

本实用新型中，第一间隙7的宽度为2mm。

由此，使得上半圆形夹块1与下半圆形夹块2之间具有适当的间隙，没有进行直接的面接触，既能够将静扭试验机的扭矩有效传递到电机轴9，又可以避免扭转力在上半圆形夹块1与下半圆形夹块2之间的直接传递，防止了因夹持面较大而造成的局部应力集中。

本实用新型中，上半圆形夹块1与法兰底座3之间具有第二间隙8。

具体的，第二间隙8的宽度为1mm。

由此，使得上半圆形夹块1与法兰底座3之间具有适当的间隙，能够保证法兰底座3的完整性，避免了大扭矩工况下因法兰底座3变形而导致与电机轴9实际接触面的减少所引起的局部应力增大。

以下结合附图对本实用新型作进一步的说明：

使用时，先将两组法兰底座3分别对应固定安装到静扭试验机上，以实现将本实用新型的工装安装到静扭试验机上。

再将电机轴9的方形端10(由圆形端切削而成)和花键端11(动力端)分别对应放入两组下半圆形夹块2上的半方孔中，对中后，将两组上半圆形夹块1分别对应与两组下半圆形夹块2相固定连接。至此，完成将电机轴9固定在静扭试验机上。

试验时，电机轴9的方形端10保持固定不动，在静扭试验机施加逐渐增大的扭矩，使得电机轴9的花键端11进行慢速的扭转，达到一定扭矩或角度后，电机轴9发生断裂或发生明显的屈服变形，结束测试。

虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

故以上所述仅为本申请的较佳实施例，并非用来限定本申请的实施范围；即凡依本申请的权利要求范围所做的各种等同变换，均为本申请权利要求的保护范围。

Claims (5)

1.一种电机轴静扭试验工装，包括有呈相对设置的两组夹持部件，其特征在于：所述的两组夹持部件均包括有上半圆形夹块、下半圆形夹块和法兰底座，所述下半圆形夹块一体连接于所述法兰底座的前侧面，所述上半圆形夹块与下半圆形夹块呈相对设置，且可拆卸相连接，上半圆形夹块与下半圆形夹块之间具有第一间隙；一同组的上半圆形夹块与下半圆形夹块的配合面间设有方孔，用于夹持电机轴的方形端，另一同组的上半圆形夹块与下半圆形夹块的配合面间设有圆形齿孔，用于夹持电机轴的花键端。

2.根据权利要求1所述的一种电机轴静扭试验工装，其特征在于：所述上半圆形夹块的上侧圆弧面的两侧分别设有螺纹沉孔，所述的螺纹沉孔贯穿上半圆形夹块的上侧圆弧面和下侧平面，所述下半圆形夹块的上侧平面的两侧分别设有螺纹盲孔，两侧的所述螺纹盲孔分别与两侧的所述螺纹沉孔一一相对应，有螺栓在上而下依次旋入相对应的螺纹沉孔和螺纹盲孔中，将所述的上半圆形夹块和下半圆形夹块固定连接在一起。

3.根据权利要求1所述的一种电机轴静扭试验工装，其特征在于：所述第一间隙的宽度为2mm。

4.根据权利要求1所述的一种电机轴静扭试验工装，其特征在于：所述的上半圆形夹块与法兰底座之间具有第二间隙。

5.根据权利要求4所述的一种电机轴静扭试验工装，其特征在于：所述第二间隙的宽度为1mm。