专利名称：机械产品试验中低能耗大负荷的加载装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及汽车变速产品试验中的仿真加载装置，更具体地说是利用闭合传动链进 行试验的仿真加载装置。
背景技术：
机械产品中，特别是汽车产品中，变速箱的应用非常广泛，尤其是汽车的传动系中，变 速箱的寿命、振动和噪声直接给整车的性能带来致命的影响。变速箱的试验是为变速箱的设 计、制造、配套和使用中必不可少的手段和基础。变速箱试验目前已发展有多种型式，从试验的结构与能量的利用上，不论是开式循环还 是闭式循环，均存在许多不足之处。早期的开式试验台可以在不同档位、不同转数和不同负荷下分别进行传动效率和耐久性 等试验。但这种方法最大的问题是试验能量不能回收，试验能耗大，试验成本高，且试验精 度不高。闭式试验台分为机械闭式系统和电气闭式系统，其中，机械闭式系统可以在闭式传动链 内预加扭矩，使得体现载荷的那部分能量得到部分循环使用。但是，这种形式加载方法复杂， 陪试箱处于升速状态下运行，由于传动误差的放大，导致了冲击高、振动大，致使陪试箱寿 命低、甚至出现"一主须多陪"的现象。在电气闭式系统中，试验过程中，电动机相当于发 动机，被试变速箱在每种档位下的不同转速和负荷进行试验工作。通过直流发电机(可变可 控)实现加载，变速箱驱动发电机发电，再把发出的电能匹配后输入电网中，以达到节能的 目的。为了保证被试箱在低速输出情况下能适应发电机的匹配，特设计了专用升速变速箱进 行升速。这种方法虽然能量得以回收，但成本高，控制环节多，结构复杂，噪音大，占地面 积大。发明内容本实用新型是为避免上述现有技术所存在的不足之处，提供一种加载方法简单、载荷平 稳、能量损失小、效率高、试验精度高，以及系统结构简单、造价低、占地小、试验成本低 的汽车变速箱试验中低能耗大负荷的加载装置。本实用新型的结构特点是设置可轴向位移的加载轴，加载齿轮是空套并且轴向定位在加载轴上的人字齿轮； 设置两根轴向定位的承载轴，载荷传动齿轮是分别固联在两根承载轴上、并分别与人字 齿轮左段及人字齿轮右段啮合的两只斜齿齿轮；
在人字齿轮的输入端串联设置测力感传器。 本实用新型的结构特点也在于以机械变速产品为被试件，所述被试件串接在承载轴上；设置驱动单元，在所述驱动单 元中，驱动电机的转动通过固联在其输出轴上的惰轮反向传递给分别与惰轮啮合的两只动力 传递齿轮上，所述动力传递齿轮固联在承载轴上，位于被试件的输入端，被试件的输出端位 于加载装置一端侧，构成闭合传动系统。所述被试件为汽车变速箱、汽车动力桥、机床变速箱或减速机。当一对斜齿圆柱齿轮在相互啮合的情况下，如果其中一只不旋转仅作轴向移动，那么与 其啮合的另个齿轮必然产生转动，这一转动在两根承载轴上相互"别劲"，"别劲"量的大小 可以通过扭矩传感器直接检测，检测量即为所需要的加载扭矩。与己有技术相比，本实用新型的有益效果体现在1、 本实用新型是以人字齿轮和其啮合的齿轮的位置关系的变化实现加载，其加载方法 极为简单。2、 本实用新型在一定的模数和螺旋角下，其加载量只与人字齿轮的位移量大小相关， 所以加载过程平稳。3、 本实用新型无需设置飞轮，因而加载过程无冲击、震动小、可急停。4、 本实用新型可实现动态双机并行试验，为被测试产品提供节能性、封闭式加载方式, 其传动效率高，经济效率高。5、 本实用新型间隙自动消除，试验精度高。6、 本实用新型两根承载轴上都是被试件，互为对方负载，没有陪试关系，不需要设置 专用陪试件。7、本实用新型结构简单、占地小、造价低廉、相应机电控制系统简单，维护方便。
图1为本实用新型加载装置结构示意图。图2为本实用新型加载装置在试验系统中的应用。图3为本实用新型加载装置在汽车变速箱试验系统中的应用。图中标号l加载轴、2a加载人字齿轮左段、2b加载人字齿轮右段、3为A承载轴、4为B承载轴、5为A斜齿轮、6为B斜齿轮、7为A直齿轮、8为B直齿轮、9惰轮、10丝 杠螺母、ll为A传感器、12为B传感器、13螺旋副、14压力传感器、15手轮、16缓冲弹 簧、17驱动端扭矩传感器、18为A变速箱、19为B变速箱、20驱动电机、21滚珠丝杠、 22加载步进电机、23变速操纵系统、24电磁离合器、25输入端传感器、26输出端传感器、
27输入端电磁离合器。以下通过具体实施方式
，结合附图对本实用新型作进一步描述具体实施方式
参见图1，设置可轴向位移的加载轴1,其上装有加载人字齿轮是空套并且轴向定位在 加载轴1上，加载人字齿轮连同加载轴1整体可沿加载人字齿轮的轴向移动，加载人字齿轮 为渐开线齿或圆弧齿。设置两根轴向定位的承载轴，即A承载轴3和B承载轴4，以固联在A承载轴3右端 的A斜齿轮5和固联在B承载轴右端的B斜齿轮作为载荷传动齿轮，两只载荷传动齿轮分 别与加载人字齿轮左段2b和加载人字齿轮右段2a相啮合。在两根承载轴的左端，以A直齿 轮7和B直齿轮8与位于两根承载轴之间的惰轮9相啮合，从而构成了封闭式传动链，该封 闭式传动链的右端为加载端、左端为驱动端。如图1所示，加载方法是在加载轴1上通过丝杠螺母IO来施加轴向位移，保持加载人 字齿轮与两边载荷传动齿轮的相互啮合，以轴向位移量的调整获得不同的加载量，即扭矩。图1所示的结构形式可广泛应用于汽车变速箱、汽车动力桥、机床变速箱以及减速机的 试验，为被测试产品提供节能性、封闭式加载方式。图2所示为加载试验台，可用于准确测得加载力与加载扭矩、加载扭矩与驱动扭矩之间 的定量关系。在图2所示的加载试验台中，设置两只扭矩兼转速传感器，即A传感器11和B传感器 12，两只传感器分别串接在两根加载轴上，它位于载荷传动齿轮与直齿轮之间。载荷传动齿 轮是固联在加载轴右端的斜齿轮，两根加载轴右端的斜齿轮分别与螺旋角方向相反的加载人 字齿轮左段和加载人字齿轮右段相啮合。图2所示，在加载轴1的右端，位于螺旋副13与加载轴1之间，设置压力传感器14， 当转动手轮15时通过缓冲弹簧16对压力传感器14施压，这一压力就是施加在加载人字齿 轮上的轴向力。在封闭式传动链的左边驱动端设置扭矩传感器17，以测定驱动扭矩的大小。参见图3，以本实用新型加载装置构成的汽车变速箱双箱并行加载试验系统。本系统具有图2所示的结构形式，具体实施是只将图2所示结构中串联设置在两根加载 轴上的传感器11和传感器12分别由被试变速箱18和被试变速箱19进行替代。此外，如图3所示，为便于自动控制，加载的原动力采用步进电机22，通过滚珠丝杠 21，经过缓冲弹簧16把位移加到压力传感器14上，再经过压力传感器14定量地将推力传 递至加载人字齿轮。左边驱动端的原动力由驱动电机20提供。由驱动电机20带动惰轮9予以实现。为了检
测驱动封闭系统所需的功率，在驱动电机20的输出轴上设置驱动端扭矩传感器17,用于扭 矩兼转速的检测。为调整方便，在驱动电机20输出轴与惰轮9之间设置电磁离合器24。此外，为了实时而准确地检测被试变速箱的各项动态参数，在其输入端与输出端，分别 设置输入端传感器25、输出端传感器26，用于扭矩与转速的检测；为模拟实际工况，在被 试变速箱的输入端，设置了输入端电磁离合器27。变速操纵系统23被安放在两被试箱之 间的空旷区域。
权利要求1、机械产品试验中低能耗大负荷的加载装置，其特征是设置可轴向位移的加载轴(1)，加载齿轮是空套并且轴向定位在加载轴(1)上的人字齿轮；设置两根轴向定位的承载轴，载荷传动齿轮是分别固联在两根承载轴上、并分别与人字齿轮左段(2b)及人字齿轮右段(2a)啮合的两只斜齿齿轮；在所述人字齿轮的输入端串联设置测力感传器。
2、 根据权利要求1所述的机械产品试验中低能耗大负荷的加载装置，其特征是 以机械变速产品为被试件，所述被试件串接在承载轴(1)上；设置驱动单元，在所述驱动单元中，驱动电机(20)的转动通过固联在其输出轴上的惰轮(9)反向传递给分别与 惰轮(9)啮合的两只动力传递齿轮上，所述动力传递齿轮固联在承载轴上，位于被试件的输入端，被试件的输出端位于加载装置一端侧，构成闭合传动系统。
3、 根据权利要求2所述的机械变速产品低能耗大负荷加载试验装置，其特征是所述被 试件为汽车变速箱、汽车动力桥、机床变速箱或减速机。
专利摘要机械产品试验中低能耗大负荷的加载装置，其特征是设置可轴向位移的加载轴，加载齿轮是空套并且轴向定位在加载轴上的人字齿轮；设置两根轴向定位的承载轴，载荷传动齿轮是分别固联在两根承载轴上、并分别与人字齿轮左段及人字齿轮右段啮合的两只斜齿齿轮；在人字齿轮的输入端串联设置测力感传器。本实用新型加载方法简单、载荷平稳、能量损失小、效率高、试验精度高。可广泛用于汽车变速箱、汽车动力桥、机床变速箱以及减速机的试验，为被测试产品提供节能性、封闭式加载方式。
文档编号G01M13/02GK201034814SQ200720036900
公开日2008年3月12日 申请日期2007年4月27日 优先权日2007年4月27日
发明者涌 汪 申请人:涌 汪