变速器选换挡机构疲劳耐久试验方法与流程

本发明涉及汽车零部件试验技术领域，尤其涉及变速器中的选换挡机构疲劳耐久试验方法，具体地说，涉及一种变速器选换挡机构疲劳耐久试验方法。

背景技术：

变速器选换挡机构是汽车变速器的重要部件，它是变速器内部最重要的零部件之一，换挡器的选换挡通过软轴将力和力矩传递到选换挡机构，选换挡机构利用自身机构特性，将换挡软轴传递的力和力矩反应到换挡指上，换挡指通过旋转和移动再将力矩传递到换挡轴上，带动拨叉再作用到同步器。由于在汽车的行驶过程中需要适时的进行挡位的频繁切换，如果变速器选换挡机构达不到相应的寿命要求就会影响变速器内部的选换挡过程，将会对汽车驾驶安全产生很大的隐患，所以有必要在选换挡机构的设计试制过程以及对成品进行疲劳耐久试验，以验证其疲劳可靠性，并通过疲劳耐久试验分析变速器选换挡机构失效或损坏的位置再对变速器选换挡机构的参数设计或结构设计进行相应的优化。

现有的设计试制过程以及对成品没有进行疲劳耐久试验，所以只能从实车上得到变速器选换挡机构的疲劳耐久结果但却无法得到相应的数据，由于换挡指是焊接在换挡轴上的，在换挡过程中，换挡指需要带动拨叉推动同步器完成换挡操作，会承受较大的负载，所以很容易出现结构承载能力下降等缺陷，仅凭借经验去改善参数设计和结构设计，这种方法比较客观，无法对变速器选换挡机构疲劳耐久进行定性和定量的评价。

技术实现要素：

针对上述现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是：如何提供一种便于对选换挡机构的疲劳寿命进行检测，检测结果客观准确的变速器选换挡机构疲劳耐久试验方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：

一种变速器选换挡机构疲劳耐久试验方法，其特征在于，包括如下步骤，将变速器的选换挡机构按照实车安装定位方式进行固定；在选换挡机构的换挡指上施加与实车相一致的负载，驱动选换挡机构的换挡臂旋转完成换挡操作，检测此时选换挡机构的换挡指的转角，若该转角在选换挡机构换挡时的合格转角范围内，则表示换挡成功，对总换挡次数累加1次，并将选换挡机构的换挡指返回空挡位置，重复上述操作步骤，直到总换挡次数达到规定的试验次数或换挡指的转角在选换挡机构换挡时的合格转角范围外。

作为优化，试验前，先获取如下结构的变速器选换挡机构疲劳耐久试验系统，该变速器选换挡机构疲劳耐久试验系统包括底座，所述底座上设置有用于固定安装待测试选换挡机构的安装架，以及用于操作选换挡机构的换挡臂旋转的换挡操作机构；还包括用于对待测试选换挡机构的换挡指施加负载力的加载装置，所述加载装置的输出端设置有用于与待测试选换挡机构的换挡指相配合的换挡指卡座，所述换挡指卡座与所述加载装置的输出端之间安装有用于检测选换挡机构换挡指的转动角的角位移传感器；所述换挡操作机构包括用于输出转矩的第一驱动装置，所述第一驱动装置的轴线与待测试选换挡机构的换挡臂的旋转轴线相平行；所述第一驱动装置的输出轴端部上垂直安装有换挡摆杆，所述换挡摆杆的另一端设置有用于与待测试选换挡机构的换挡臂上的球头相配合的换挡套筒；所述角位移传感器通过数据采集器连接至计算机；所述计算机通过控制器分别连接并控制所述第一驱动装置和加载装置；

试验时，先将待测量选换挡机构安装在所述安装架上，计算机通过控制器控制加载装置对换挡指施加负载，同时控制第一驱动装置带动换挡摆杆旋转，驱动选换挡机构的换挡臂旋转，使选换挡机构的选换挡轴旋转，完成换挡操作；所述数据采集器将所述角位移传感器检测到的换挡指的转角进行采集并输入计算机中；计算机将该转角与选换挡机构换挡时的合格转角范围进行对比，若在该范围内，则对总换挡次数累加1次，并将选换挡机构的换挡指返回空挡位置，重复上述换挡步骤，直到总换挡次数达到规定的试验次数或换挡指的转角在选换挡机构换挡时的合格转角范围外。

作为优化，所述变速器选换挡机构疲劳耐久试验系统中，所述安装架包括水平设置的安装板，所述安装板上具有可供待测试选换挡机构的一端穿过的安装孔以及用于与待测试选换挡机构上的定位销相配合的定位销孔；还包括用于将待测试选换挡机构压装在所述安装板上的压板；试验时，将待测量选换挡机构穿过安装板上的安装孔，然后使选换挡机构上的定位销配合插入定位销孔中，用压板将选换挡机构紧压在安装板上，完成选换挡机构的固定。

作为优化，所述变速器选换挡机构疲劳耐久试验系统中，所述换挡操作机构通过直线移动装置安装在所述底座上，所述直线移动装置用于驱动所述换挡操作机构沿轴线方向移动。

作为优化，所述变速器选换挡机构疲劳耐久试验系统中，所述直线移动装置包括导轨以及安装在所述导轨上的滑台，还包括用于驱动所述滑台沿所述导轨移动的第二驱动装置；所述换挡操作机构安装在所述滑台上，所述第二驱动装置的驱动端连接至所述控制器。

作为优化，所述变速器选换挡机构疲劳耐久试验系统中，所述第二驱动装置包括气缸以及用于控制气路的气缸控制器，所述气缸控制器连接至所述控制器。

作为优化，所述变速器选换挡机构疲劳耐久试验系统中，所述角位移传感器为空心轴旋转编码器。

作为优化，所述变速器选换挡机构疲劳耐久试验系统中，所述第一驱动装置和加载装置均为电机。

综上所述，本发明具有如下优点：

1、本发明试验方法实现简单，工作原理可靠，可以实现试验过程中计算机全程自动控制。

2、本发明试验方法中利用第一驱动装置带动换挡摆杆，并通过与换挡摆杆刚性连接的换挡套筒完成换挡动作，与实际变速器选换挡机构的工作方式一致，确保了变速器选换挡机构疲劳耐久试验结果的准确性和可靠性。

3、本发明试验方法可以利用加载装置模拟换挡指在拔叉轴凹槽处所受的力矩，该力矩与实车一致，模拟精度高、通用性强，可以适当调整以针对不同型号变速器选换挡机构疲劳耐久试验。

4、本发明试验方法可以连续测得试验过程中变速器选换挡机构的相关数据，从而为选换挡机构的可靠性设计提供了有效的试验数据，有针对性的提高选换挡机构的可靠性设计。

附图说明

图1为一种变速器选换挡机构疲劳耐久试验系统的结构示意图。

图2为图1的俯视结构示意图。

图3为本发明试验方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。

具体实施时：如图1～图2所示，一种变速器选换挡机构疲劳耐久试验系统，包括底座1，所述底座1上设置有用于固定安装待测试选换挡机构的安装架2，以及用于操作选换挡机构的换挡臂旋转的换挡操作机构3；还包括用于对待测试选换挡机构的换挡指施加负载力的加载装置4，所述加载装置4的输出端设置有用于与待测试选换挡机构的换挡指相配合的换挡指卡座5，所述换挡指卡座5与所述加载装置4的输出端之间安装有用于检测选换挡机构换挡指的转动角的角位移传感器51；

所述换挡操作机构3包括用于输出转矩的第一驱动装置31，所述第一驱动装置31的轴线与待测试选换挡机构的换挡臂的旋转轴线相平行；所述第一驱动装置31的输出轴端部上垂直安装有换挡摆杆32，所述换挡摆杆32的另一端设置有用于与待测试选换挡机构的换挡臂上的球头相配合的换挡套筒33；

所述角位移传感器51通过数据采集器6连接至计算机7；所述计算机7通过控制器8分别连接并控制所述第一驱动装置31和加载装置4。

采用上述结构，可以方便地将待测试选换挡机构固定在安装架上，计算机可以通过控制器控制第一驱动装置转动，带动第一驱动装置的输出轴端部的换挡摆杆旋转，驱动选换挡机构的换挡臂旋转，使选换挡机构的选换挡轴旋转，完成换挡操作，在换挡操作的同时，控制器控制加载装置对换挡指进行加载，可以模拟实车状态下换挡指所承受的负载。另外，计算机能够对换挡操作机构的换挡次数进行统计，能够统计出换挡指的转动角不合格前的累计换挡次数，从而得到选换挡机构的疲劳寿命。

实施时，所述安装架2包括水平设置的安装板，所述安装板上具有可供待测试选换挡机构的一端穿过的安装孔以及用于与待测试选换挡机构上的定位销相配合的定位销孔；还包括用于将待测试选换挡机构压装在所述安装板上的压板。

采用上述结构，只需要将待测量选换挡机构穿过安装板上的安装孔，然后使选换挡机构上的定位销配合插入定位销孔中，用压板将选换挡机构紧压在安装板上，即可完成选换挡机构的装配，上述装配过程简单，拆装方便，有利于提高选换挡机构的检测效率。

具体实施时，可以采用如下结构，压板通过螺栓连接在安装板上，压板与安装板之间或者压板与位于压板上端的螺母之间设置有弹簧。这样，压板可以通过螺栓的紧固力或弹簧的弹性力压紧在待测量选换挡机构上，拆装更加快速。

实施时，所述换挡操作机构3通过直线移动装置9安装在所述底座1上，所述直线移动装置9用于驱动所述换挡操作机构3沿轴线方向移动。

采用上述结构，利用直线移动装置，可以将换挡操作机构快速地沿自身轴线移动。这样，当试验结束后，将换挡操作机构沿远离待测量选换挡机构方向移动，可以为已经检测的选换挡机构的拆卸和更换新的选换挡机构提供更大的操作空间，方便选换挡机构的拆装，有利于提高选换挡机构的检测效率。

实施时，所述直线移动装置9包括导轨91以及安装在所述导轨91上的滑台92，还包括用于驱动所述滑台92沿所述导轨91移动的第二驱动装置93；所述换挡操作机构3安装在所述滑台92上，所述第二驱动装置93的驱动端连接至所述控制器8。

上述结构简单，制造成本较低，便于维修与安装。

实施时，所述第二驱动装置93包括气缸以及用于控制气路的气缸控制器，所述气缸控制器连接至所述控制器8。

具体实施时，还可以采用伺服电机或步进电机通过丝杠螺母结构对滑台进行直线驱动，可以提高直线移动的精度。

实施时，所述角位移传感器51为空心轴旋转编码器。

实施时，所述第一驱动装置31和加载装置4均为电机。

具体实施时，还可以根据不同型号的选换挡机构，调整换挡操作机构中各部件的尺寸参数和安装位置，使换挡操作机构的换挡套筒与选换挡机构的换挡臂的配合与实车上选换挡机构的相关配合相一致；还可以调节换挡指卡座和换挡指之间的安装配合关系与实车上的换挡指和拨叉卡槽之间的配合相一致。这样，可以使检测的结果更加准确。

具体试验时，如图3所示，采用如下步骤：先将待测量选换挡机构安装在所述安装架2上，计算机通过控制器8控制加载装置4对换挡指施加负载，同时控制第一驱动装置带动换挡摆杆旋转，驱动选换挡机构的换挡臂旋转，使选换挡机构的选换挡轴旋转，完成换挡操作；所述数据采集器将所述角位移传感器检测到的换挡指的转角进行采集并输入计算机中；计算机将该转角与选换挡机构换挡时的合格转角范围进行对比，若在该范围内，则对总换挡次数累加1次，并将选换挡机构的换挡指返回空挡位置，重复上述换挡步骤，直到总换挡次数达到规定的试验次数或换挡指的转角在选换挡机构换挡时的合格转角范围外。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不以本发明为限制，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。