扭矩加载装置的制作方法

本申请涉及扭矩测试技术领域，具体涉及一种扭矩加载装置。

背景技术：

因采用应变测试原理来测试旋转部件(如汽车传动轴)的扭矩能够避免破坏被测试件原有结构形式、不涉及在被测试件上嵌入扭矩传感器等不易操作环节，所以现有技术中，在很多行业，如汽车行业，通常是采用应变测试原理对旋转部件进行扭矩测试。

但是，采用应变测试原理进行测试需要采用扭转加载装置将应变标定为扭矩，持续稳定地扭矩加载装置是应变标定准确的基础。而目前主要采用砝码悬臂加载扭矩，采用砝码悬臂加载扭矩的方法对应变进行标定，其扭矩的输入点少且不连续，每个扭矩值的实现都需要一个或一组对应的砝码加载来实现，这就使每个扭矩值之间必定不连续；同时现有的扭转加载方向不可变；标定时不能还原被测试样件在车辆上的安装空间位置及变动范围，最终影响标定数据的准确性。

技术实现要素：

为了克服上述现有技术存在的问题，本申请的主要目的在于提供一种能够输出持续稳定变化的扭矩、同时能够模拟被测试样件在车辆上的安装空间位置及变动范围的扭矩加载装置。

为了实现上述目的，本申请具体采用以下技术方案：

本申请提供了一种扭矩加载装置，该扭矩加载装置包括：

安装架。

电机扭矩加载机构，所述电机扭矩加载机构设置于所述安装架并与所述安装架转动连接，使所述电机扭矩加载机构能够在Z方向上旋转。

驱动机构，所述驱动机构设置于所述安装架，用于驱动所述电机扭矩加载机构沿Z方向移动。

优选地，所述电机扭矩加载机构包括安装座、电机、换向增扭组件、扭矩传感器、扭矩输出轴和角度传感器。

所述电机、所述换向增扭组件、所述扭矩传感器、所述扭矩输出轴和所述角度传感器分别设置于所述安装座。

所述电机与所述换向增扭组件连接，所述换向增扭组件经所述扭矩传感器与所述扭矩输出轴相连，所述角度传感器与所述扭矩输出轴相连。

优选地，所述电机扭矩加载机构还包括减速机，所述减速机设置于所述安装座，所述电机经所述减速机与所述换向增扭组件连接。

优选地，所述换向增扭组件包括第一齿轮和第二齿轮，所述第二齿轮的半径大于所述第一齿轮的半径。

所述减速机与所述第一齿轮连接，所述第一齿轮与所述第二齿轮啮合，所述第二齿轮与所述扭矩传感器连接。

优选地，所述电机扭矩加载机构还包括第一同步带，所述角度传感器经所述第一同步带与所述扭矩输出轴连接。

优选地，所述电机扭矩加载机构还包括连接组件，所述驱动机构包括丝杆和动力组件。

所述丝杆设置于所述安装架的两侧，所述连接组件的一端与所述安装座转动连接，所述连接组件的另一端与所述丝杆螺纹连接，所述动力组件与所述丝杆连接，所述动力组件用于驱动所述丝杆旋转。

优选地，所述动力组件包括手柄、第二同步带和张紧轮，所述手柄转动设置于所述安装架的顶部，所述第二同步带套设于所述丝杆及所述手柄，所述张紧轮与所述第二同步带的外表面紧密接触。

优选地，所述连接组件包括连接轴和螺栓；所述连接轴的一端与所述安装座转动连接，所述连接轴的另一端与所述丝杆螺纹连接；所述螺栓用于将所述安装座与所述安装架连接。

优选地，所述连接组件还包括套筒，所述套筒内设置有螺纹，所述连接轴设置有通孔，所述套筒穿设于所述通孔内。

优选地，所述扭矩加载装置还包括底座，所述安装架设置于所述底座的上表面。

相比于现有技术，本申请将电机扭矩加载机构设置于安装架上，并将电机扭矩加载机构与安装架转动连接，使电机扭矩加载机构能够在Z方向上旋转；同时通过驱动机构的驱动使电机扭矩加载机构能够沿Z方向移动，进而使该扭矩加载装置能够适应被测试样件在实际使用中的空间安装位置及变动范围；可实现汽车传动轴等旋转部件在整车上安装空间位置及变动范围的再现，做到了应变标定时的空间位置关系与车辆运行时的位置高度吻合，为应变标定提供准确的扭矩数据。另外，本申请采用电机扭矩加载机构能够提供持续稳定变化的扭矩输出，进而能够采集到持续稳定变化的扭矩输出与应变输出，从而实现多数据点高精度的应变标定，最终为准确计算汽车传动轴等旋转部件扭矩提供保证。

附图说明

图1为本申请实施例的扭矩加载装置的立体组装图。

图2为本申请实施例的电机扭矩加载机构的立体组装图。

图3为本申请实施例的扭矩加载装置的另一角度的立体组装图。

图4为图3中的A处局部放大图。

图5为本申请实施例的扭矩加载装置的另一角度的立体组装图。

附图标识：

1-电机扭矩加载机构；

10-安装座；

101-顶板；

102-肋板；

103-侧板；

104-角度刻度尺；

11-电机；

12-减速机；

13-换向增扭组件；

131-保护盒；

14-扭矩传感器；

15-扭矩输出轴；

16-角度传感器；

17-第一联轴器；

18-第二联轴器；

19-第一同步带；

20-连接组件；

201-连接轴；

201a-通孔；

202-螺栓；

203-套筒；

2-安装架；

21-底部安装板；

22-顶部安装板；

23-侧部安装板；

231-第一长条孔；

232-第二长条孔；

24-加强肋板；

3-驱动机构；

31-丝杆；

32-动力组件；

321-手柄；

322-第二同步带；

323-张紧轮；

4-底座；

41-铁地板平台；

42-锻打齿型压板；

5-固定夹具；

6-被测试样件。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

本申请的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“第一”、“第二”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；除非另有规定或说明，术语“多个”是指两个或两个以上；术语“连接”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，或电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本说明书的描述中，需要理解的是，本申请实施例所描述的“上”、“下”等方位词是以附图所示的角度来进行描述的，不应理解为对本申请实施例的限定。此外，在上下文中，还需要理解的是，当提到一个元件连接在另一个元件“上”或者“下”时，其不仅能够直接连接在另一个元件“上”或者“下”，也可以通过中间元件间接连接在另一个元件“上”或者“下”。

如图1所示，本申请的实施例公开了一种扭矩加载装置，该扭矩加载装置包括电机扭矩加载机构1、安装架2、驱动机构3和底座4。组装时，将安装架2设置于底座4的上表面；将电机扭矩加载机构1设置于安装架2，并使电机扭矩加载机构1与安装架2转动连接；将驱动机构3设置于安装架2，进而能够通过驱动机构3驱动电机扭矩加载机构1在Z方向上移动。

如图2所示，电机扭矩加载机构1包括安装座10、电机11、减速机12、换向增扭组件13、扭矩传感器14、扭矩输出轴15、角度传感器16、第一联轴器17、第二联轴器18和第一同步带19。换向增扭组件13包括第一齿轮、第二齿轮和保护盒131，第二齿轮的半径大于第一齿轮的半径。

具体地，安装座10包括顶板101、肋板102和侧板103，肋板102和侧板103分别设置有两个，两个肋板102分别设置于顶板101的两侧并位于顶板101的下方，其中一个肋板102上设置有角度刻度尺104，用于测量扭矩输出轴15的倾斜角度。两个侧板103分别设置于顶板101的两端。组装时，将电机11和减速机12分别设置于顶板101的上表面，第一齿轮和第二齿轮分别设置于其中一个侧板103的外表面，保护盒131盖合于第一齿轮和第二齿轮，扭矩输出轴15设置于另一个侧板103。电机11通过减速机12与第一齿轮连接，第一齿轮与第二齿轮啮合，第二齿轮经第一联轴器 17与扭矩传感器14连接，扭矩传感器14经第二联轴器18与扭矩输出轴 15连接，扭矩输出轴15用于与被测试样件连接。角度传感器16设置于顶板101的上表面，并且角度传感器16经第一同步带19与扭矩输出轴15连接。

本申请通过控制系统控制电机11旋转、并通过减速机12进行减速、再通过第一齿轮、第二齿轮对扭矩进行增大和换向，最后将扭矩传递至第一联轴器17、扭矩传感器14、第二联轴器18及扭矩输出轴15，进而实现扭矩输出。本申请的扭矩输出路线的各部件均为刚性连接，无任何机械间隙，避免扭矩传递的损耗；同时扭矩输出轴15在旋转的同时通过第一同步带19将旋转角度传递给角度传感器16，控制系统通过获取扭矩传感器14 和角度传感器16的测量数值进行控制，以达到对输出扭矩的精准控制。

如图3、图4及图5所示，底座4包括铁地板平台41和锻打齿型压板 42。安装架2包括底部安装板21、顶部安装板22、侧部安装板23和加强肋板24。加强肋板24设置有四个，侧部安装板23设置有两个，每个侧部安装板23上分别开设有第一长条孔231和第二长条孔232，第二长条孔232 设置有两个，两个第二长条孔232分别位于第一长条孔231的两侧，并且至少其中一个侧部安装板23上设置有高度刻度尺，用于测量电机扭矩加载机构1的调节高度。组装时，将锻打齿型压板42设置于铁地板平台41的上表面，将底部安装板21设置于锻打齿型压板42的上表面，将两个侧部安装板23设置于底部安装板21的两侧，将顶部安装板22设置于两个侧部安装板23的顶部，将四个加强肋板24分别设置于两个侧部安装板23的外侧。并将固定夹具5设置于锻打齿型压板42的上表面，使固定夹具5与电机扭矩加载机构1相对设置，该固定夹具5用于夹持固定被测试样件6。

驱动机构3包括丝杆31和动力组件32，丝杆31设置有两根，动力组件32包括手柄321、第二同步带322和张紧轮323。组装时，将两根丝杆 31相对设置于安装架2的两侧，将手柄321设置顶部安装板22，使第二同步带322套设于两根丝杆31的顶部及手柄321，将张紧轮323设置于顶部安装板22并位于第二同步带322的外表面。进而通过手动旋转手柄321，使第二同步带322旋转，进而带动两根丝杆31旋转。

在本实施例中，通过设置有手柄321，从而通过手动旋转手柄321，进而驱动丝杆31旋转。可以理解，在其他实施例中，动力组件32也可以设置为电机驱动组件，通过电机带动丝杆31旋转。

电机扭矩加载机构1还包括连接组件20，连接组件20包括连接轴201、螺栓202和套筒203，连接轴201开设有通孔201a，套筒203内设置有螺纹。组装时，将连接轴201未设置有通孔201a的一端与安装座10转动连接，将套筒203穿设于通孔201a内，将连接轴201设置有通孔201a的一端穿过第一长条孔231并使套筒203套设于丝杆31与丝杆31螺纹连接。将螺栓202穿过第二长条孔232与安装座10螺纹连接，使电机扭矩加载机构 1固定于安装架2上。

本申请在调节电机扭矩加载机构1的高度时，先将螺栓202松开，再旋转手柄321，使丝杆31在第二同步带322及张紧轮323的作用下旋转，进而使与丝杆31螺纹连接的电机扭矩加载机构1沿丝杆31上下移动，即实现了电机扭矩加载机构1的高度调节，待调节好了电机扭矩加载机构1 的高度，再扭紧螺栓202。而在调节电机扭矩加载机构1的角度时，也是先松开螺栓202，将整个电机扭矩加载机构1绕连接轴201旋转，待将电机扭矩加载机构1旋转至合适位置，再扭紧螺栓202将电机扭矩加载机构1固定。

具体实施过程，将被测试样件6固定于固定夹具5上，并在被测试样品上贴设应变片，将电机扭矩加载机构1调节至合适高度及角度，将扭矩输出轴15与被测试样件6连接，通过控制系统控制电机11旋转，并通过减速机12进行减速、再通过第一齿轮、第二齿轮对扭矩进行增大和换向，最后经第一联轴器17、扭矩传感器14、第二联轴器18及扭矩输出轴15将扭矩传递至被测试样件6。同时通过扭矩传感器14和角度传感器16获取电机扭矩加载机构1输出的扭矩值及旋转角度值，将这些扭矩值与应变片的值进行对应以实现将应变标定为扭矩，待被测试样件被安装于汽车上使用时，根据被测试样件上的应变值再对照预前测得标定值，分析被测试样品在各工况下的扭矩。

以上所述，仅为本申请较佳的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。