專利名稱：機(jī)械產(chǎn)品試驗(yàn)中低能耗大負(fù)荷的加載裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及汽車變速產(chǎn)品試驗(yàn)中的仿真加載裝置，更具體地說是利用閉合傳動鏈進(jìn) 行試驗(yàn)的仿真加載裝置。
背景技術(shù)：
機(jī)械產(chǎn)品中，特別是汽車產(chǎn)品中，變速箱的應(yīng)用非常廣泛，尤其是汽車的傳動系中，變 速箱的壽命、振動和噪聲直接給整車的性能帶來致命的影響。變速箱的試驗(yàn)是為變速箱的設(shè) 計(jì)、制造、配套和使用中必不可少的手段和基礎(chǔ)。變速箱試驗(yàn)?zāi)壳耙寻l(fā)展有多種型式，從試驗(yàn)的結(jié)構(gòu)與能量的利用上，不論是開式循環(huán)還 是閉式循環(huán)，均存在許多不足之處。早期的開式試驗(yàn)臺可以在不同檔位、不同轉(zhuǎn)數(shù)和不同負(fù)荷下分別進(jìn)行傳動效率和耐久性 等試驗(yàn)。但這種方法最大的問題是試驗(yàn)?zāi)芰坎荒芑厥?，試?yàn)?zāi)芎拇?，試?yàn)成本高，且試驗(yàn)精 度不高。閉式試驗(yàn)臺分為機(jī)械閉式系統(tǒng)和電氣閉式系統(tǒng)，其中，機(jī)械閉式系統(tǒng)可以在閉式傳動鏈 內(nèi)預(yù)加扭矩，使得體現(xiàn)載荷的那部分能量得到部分循環(huán)使用。但是，這種形式加載方法復(fù)雜， 陪試箱處于升速狀態(tài)下運(yùn)行，由于傳動誤差的放大，導(dǎo)致了沖擊高、振動大，致使陪試箱壽 命低、甚至出現(xiàn)"一主須多陪"的現(xiàn)象。在電氣閉式系統(tǒng)中，試驗(yàn)過程中，電動機(jī)相當(dāng)于發(fā) 動機(jī)，被試變速箱在每種檔位下的不同轉(zhuǎn)速和負(fù)荷進(jìn)行試驗(yàn)工作。通過直流發(fā)電機(jī)(可變可 控)實(shí)現(xiàn)加載，變速箱驅(qū)動發(fā)電機(jī)發(fā)電，再把發(fā)出的電能匹配后輸入電網(wǎng)中，以達(dá)到節(jié)能的 目的。為了保證被試箱在低速輸出情況下能適應(yīng)發(fā)電機(jī)的匹配，特設(shè)計(jì)了專用升速變速箱進(jìn) 行升速。這種方法雖然能量得以回收，但成本高，控制環(huán)節(jié)多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，噪音大，占地面 積大。發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型是為避免上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足之處，提供一種加載方法簡單、載荷平 穩(wěn)、能量損失小、效率高、試驗(yàn)精度高，以及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、造價(jià)低、占地小、試驗(yàn)成本低 的汽車變速箱試驗(yàn)中低能耗大負(fù)荷的加載裝置。本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是設(shè)置可軸向位移的加載軸，加載齒輪是空套并且軸向定位在加載軸上的人字齒輪； 設(shè)置兩根軸向定位的承載軸，載荷傳動齒輪是分別固聯(lián)在兩根承載軸上、并分別與人字 齒輪左段及人字齒輪右段嚙合的兩只斜齒齒輪；
在人字齒輪的輸入端串聯(lián)設(shè)置測力感傳器。 本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)也在于以機(jī)械變速產(chǎn)品為被試件，所述被試件串接在承載軸上；設(shè)置驅(qū)動單元，在所述驅(qū)動單 元中，驅(qū)動電機(jī)的轉(zhuǎn)動通過固聯(lián)在其輸出軸上的惰輪反向傳遞給分別與惰輪嚙合的兩只動力 傳遞齒輪上，所述動力傳遞齒輪固聯(lián)在承載軸上，位于被試件的輸入端，被試件的輸出端位 于加載裝置一端側(cè)，構(gòu)成閉合傳動系統(tǒng)。所述被試件為汽車變速箱、汽車動力橋、機(jī)床變速箱或減速機(jī)。當(dāng)一對斜齒圓柱齒輪在相互嚙合的情況下，如果其中一只不旋轉(zhuǎn)僅作軸向移動，那么與 其嚙合的另個(gè)齒輪必然產(chǎn)生轉(zhuǎn)動，這一轉(zhuǎn)動在兩根承載軸上相互"別勁"，"別勁"量的大小 可以通過扭矩傳感器直接檢測，檢測量即為所需要的加載扭矩。與己有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果體現(xiàn)在1、 本實(shí)用新型是以人字齒輪和其嚙合的齒輪的位置關(guān)系的變化實(shí)現(xiàn)加載，其加載方法 極為簡單。2、 本實(shí)用新型在一定的模數(shù)和螺旋角下，其加載量只與人字齒輪的位移量大小相關(guān)， 所以加載過程平穩(wěn)。3、 本實(shí)用新型無需設(shè)置飛輪，因而加載過程無沖擊、震動小、可急停。4、 本實(shí)用新型可實(shí)現(xiàn)動態(tài)雙機(jī)并行試驗(yàn)，為被測試產(chǎn)品提供節(jié)能性、封閉式加載方式, 其傳動效率高，經(jīng)濟(jì)效率高。5、 本實(shí)用新型間隙自動消除，試驗(yàn)精度高。6、 本實(shí)用新型兩根承載軸上都是被試件，互為對方負(fù)載，沒有陪試關(guān)系，不需要設(shè)置 專用陪試件。7、本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單、占地小、造價(jià)低廉、相應(yīng)機(jī)電控制系統(tǒng)簡單，維護(hù)方便。


圖1為本實(shí)用新型加載裝置結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實(shí)用新型加載裝置在試驗(yàn)系統(tǒng)中的應(yīng)用。圖3為本實(shí)用新型加載裝置在汽車變速箱試驗(yàn)系統(tǒng)中的應(yīng)用。圖中標(biāo)號l加載軸、2a加載人字齒輪左段、2b加載人字齒輪右段、3為A承載軸、4為B承載軸、5為A斜齒輪、6為B斜齒輪、7為A直齒輪、8為B直齒輪、9惰輪、10絲 杠螺母、ll為A傳感器、12為B傳感器、13螺旋副、14壓力傳感器、15手輪、16緩沖彈 簧、17驅(qū)動端扭矩傳感器、18為A變速箱、19為B變速箱、20驅(qū)動電機(jī)、21滾珠絲杠、 22加載步進(jìn)電機(jī)、23變速操縱系統(tǒng)、24電磁離合器、25輸入端傳感器、26輸出端傳感器、
27輸入端電磁離合器。以下通過具體實(shí)施方式
，結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述具體實(shí)施方式
參見圖1，設(shè)置可軸向位移的加載軸1,其上裝有加載人字齒輪是空套并且軸向定位在 加載軸1上，加載人字齒輪連同加載軸1整體可沿加載人字齒輪的軸向移動，加載人字齒輪 為漸開線齒或圓弧齒。設(shè)置兩根軸向定位的承載軸，即A承載軸3和B承載軸4，以固聯(lián)在A承載軸3右端 的A斜齒輪5和固聯(lián)在B承載軸右端的B斜齒輪作為載荷傳動齒輪，兩只載荷傳動齒輪分 別與加載人字齒輪左段2b和加載人字齒輪右段2a相嚙合。在兩根承載軸的左端，以A直齒 輪7和B直齒輪8與位于兩根承載軸之間的惰輪9相嚙合，從而構(gòu)成了封閉式傳動鏈，該封 閉式傳動鏈的右端為加載端、左端為驅(qū)動端。如圖1所示，加載方法是在加載軸1上通過絲杠螺母IO來施加軸向位移，保持加載人 字齒輪與兩邊載荷傳動齒輪的相互嚙合，以軸向位移量的調(diào)整獲得不同的加載量，即扭矩。圖1所示的結(jié)構(gòu)形式可廣泛應(yīng)用于汽車變速箱、汽車動力橋、機(jī)床變速箱以及減速機(jī)的 試驗(yàn)，為被測試產(chǎn)品提供節(jié)能性、封閉式加載方式。圖2所示為加載試驗(yàn)臺，可用于準(zhǔn)確測得加載力與加載扭矩、加載扭矩與驅(qū)動扭矩之間 的定量關(guān)系。在圖2所示的加載試驗(yàn)臺中，設(shè)置兩只扭矩兼轉(zhuǎn)速傳感器，即A傳感器11和B傳感器 12，兩只傳感器分別串接在兩根加載軸上，它位于載荷傳動齒輪與直齒輪之間。載荷傳動齒 輪是固聯(lián)在加載軸右端的斜齒輪，兩根加載軸右端的斜齒輪分別與螺旋角方向相反的加載人 字齒輪左段和加載人字齒輪右段相嚙合。圖2所示，在加載軸1的右端，位于螺旋副13與加載軸1之間，設(shè)置壓力傳感器14， 當(dāng)轉(zhuǎn)動手輪15時(shí)通過緩沖彈簧16對壓力傳感器14施壓，這一壓力就是施加在加載人字齒 輪上的軸向力。在封閉式傳動鏈的左邊驅(qū)動端設(shè)置扭矩傳感器17，以測定驅(qū)動扭矩的大小。參見圖3，以本實(shí)用新型加載裝置構(gòu)成的汽車變速箱雙箱并行加載試驗(yàn)系統(tǒng)。本系統(tǒng)具有圖2所示的結(jié)構(gòu)形式，具體實(shí)施是只將圖2所示結(jié)構(gòu)中串聯(lián)設(shè)置在兩根加載 軸上的傳感器11和傳感器12分別由被試變速箱18和被試變速箱19進(jìn)行替代。此外，如圖3所示，為便于自動控制，加載的原動力采用步進(jìn)電機(jī)22，通過滾珠絲杠 21，經(jīng)過緩沖彈簧16把位移加到壓力傳感器14上，再經(jīng)過壓力傳感器14定量地將推力傳 遞至加載人字齒輪。左邊驅(qū)動端的原動力由驅(qū)動電機(jī)20提供。由驅(qū)動電機(jī)20帶動惰輪9予以實(shí)現(xiàn)。為了檢
測驅(qū)動封閉系統(tǒng)所需的功率，在驅(qū)動電機(jī)20的輸出軸上設(shè)置驅(qū)動端扭矩傳感器17,用于扭 矩兼轉(zhuǎn)速的檢測。為調(diào)整方便，在驅(qū)動電機(jī)20輸出軸與惰輪9之間設(shè)置電磁離合器24。此外，為了實(shí)時(shí)而準(zhǔn)確地檢測被試變速箱的各項(xiàng)動態(tài)參數(shù)，在其輸入端與輸出端，分別 設(shè)置輸入端傳感器25、輸出端傳感器26，用于扭矩與轉(zhuǎn)速的檢測；為模擬實(shí)際工況，在被 試變速箱的輸入端，設(shè)置了輸入端電磁離合器27。變速操縱系統(tǒng)23被安放在兩被試箱之 間的空曠區(qū)域。
權(quán)利要求1、機(jī)械產(chǎn)品試驗(yàn)中低能耗大負(fù)荷的加載裝置，其特征是設(shè)置可軸向位移的加載軸(1)，加載齒輪是空套并且軸向定位在加載軸(1)上的人字齒輪；設(shè)置兩根軸向定位的承載軸，載荷傳動齒輪是分別固聯(lián)在兩根承載軸上、并分別與人字齒輪左段(2b)及人字齒輪右段(2a)嚙合的兩只斜齒齒輪；在所述人字齒輪的輸入端串聯(lián)設(shè)置測力感傳器。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)械產(chǎn)品試驗(yàn)中低能耗大負(fù)荷的加載裝置，其特征是 以機(jī)械變速產(chǎn)品為被試件，所述被試件串接在承載軸(1)上；設(shè)置驅(qū)動單元，在所述驅(qū)動單元中，驅(qū)動電機(jī)(20)的轉(zhuǎn)動通過固聯(lián)在其輸出軸上的惰輪(9)反向傳遞給分別與 惰輪(9)嚙合的兩只動力傳遞齒輪上，所述動力傳遞齒輪固聯(lián)在承載軸上，位于被試件的輸入端，被試件的輸出端位于加載裝置一端側(cè)，構(gòu)成閉合傳動系統(tǒng)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的機(jī)械變速產(chǎn)品低能耗大負(fù)荷加載試驗(yàn)裝置，其特征是所述被 試件為汽車變速箱、汽車動力橋、機(jī)床變速箱或減速機(jī)。
專利摘要機(jī)械產(chǎn)品試驗(yàn)中低能耗大負(fù)荷的加載裝置，其特征是設(shè)置可軸向位移的加載軸，加載齒輪是空套并且軸向定位在加載軸上的人字齒輪；設(shè)置兩根軸向定位的承載軸，載荷傳動齒輪是分別固聯(lián)在兩根承載軸上、并分別與人字齒輪左段及人字齒輪右段嚙合的兩只斜齒齒輪；在人字齒輪的輸入端串聯(lián)設(shè)置測力感傳器。本實(shí)用新型加載方法簡單、載荷平穩(wěn)、能量損失小、效率高、試驗(yàn)精度高?？蓮V泛用于汽車變速箱、汽車動力橋、機(jī)床變速箱以及減速機(jī)的試驗(yàn)，為被測試產(chǎn)品提供節(jié)能性、封閉式加載方式。
文檔編號G01M13/02GK201034814SQ200720036900
公開日2008年3月12日 申請日期2007年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月27日
發(fā)明者涌 汪 申請人:涌 汪