变速器选换挡机构性能测量试验系统的制作方法

本发明涉及汽车试验技术领域，尤其涉及变速器中的选换挡机构组件性能测量试验系统，具体地说，涉及变速器选换挡机构的选挡臂的选挡力和选挡位移、换挡臂的换挡力和换挡位移、换挡指行程以及转角、变速器换挡机构性能测量及其评价的系统。属于检测装置技术领域。

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结构特性，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，完成换挡的动作。选换挡机构作为传递力和力矩的中间关键零部件，它自身的结构参数变化对选换挡性能的影响尤为突出，它的好坏直接影响到汽车的行驶，如果把不合格的选换挡机构安装到汽车上，很大程度上影响了汽车行驶的安全性；结构设计不合理，会使换挡刚度减小，影响驾驶员操作的感受；间隙过大会造成选换挡过程中选换挡行程增大；所以有必要在选换挡机构生产过程中检出不合格产品，通过检测数据优化变速器选换挡的设计参数或设计结构。

现有生产过程中由于没有很好的自动化检测设备，主要是靠人工使用夹具和检具来进行检测，由于工人的技能等因素不能保证生产过程中的次品都能被检测出，检测精度的一致性较差会导致产品参差不齐，从外观上无法分辨产品内部零件是否有缺失，并且不能得出有效的数据与设计标准进行比较，传统的人工检测方法得到的相关测量数据比较主观，也无法对选换挡机构的性能进行定性和定量的评价，因此很有必要设计一款专门用于检测变速器选换挡机构性能的测量试验系统。

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：如何提供一种能够对选换挡机构的选换挡力、位移等参数进行检测，提高生产中对选换挡机构检测的效率以及准确性，检测精度的一致性较好的变速器选换挡机构性能测量试验系统。

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性能测量试验系统，其特征在于，包括测量试验台的底座，所述底座上设置有用于固定安装待测量选换挡机构的安装架，以及用于操作选换挡机构的选挡臂旋转的选挡操作机构和用于操作选换挡机构的换挡臂旋转的换挡操作机构；还包括用于与待测量选换挡机构的换挡指相配合的换挡指卡座，所述换挡指卡座上安装有用于测量转角的第三角位移传感器以及用于测量所述换挡指的轴向位移的位移传感器；

所述选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量选换挡机构的选挡臂的旋转轴线相平行；所述第一驱动装置的输出轴上连接设置有用于测量输出转矩的第一转矩传感器，所述第一转矩传感器的输出轴上安装有用于测量转角的第一角位移传感器，所述第一转矩传感器的输出轴端部上垂直安装有选挡摆杆，所述选挡摆杆的另一端设置有用于与待测量选换挡机构的选挡臂上的球头相配合的选挡套筒；

所述换挡操作机构包括用于输出转矩的第二驱动装置，所述第二驱动装置的轴线与待测量选换挡机构的换挡臂的旋转轴线相平行；所述第二驱动装置的输出轴上连接设置有用于测量输出转矩的第二转矩传感器，所述第二转矩传感器的输出轴上安装有用于测量转角的第二角位移传感器，所述第二转矩传感器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量选换挡机构的换挡臂上的球头相配合的换挡套筒；

所述第三角位移传感器、位移传感器、第一转矩传感器、第一角位移传感器、第二转矩传感器以及第二角位移传感器均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第二驱动装置。

采用上述结构，可以便于将待测量选换挡机构安装在安装架上，然后计算机通过控制器控制第一驱动装置转动，带动第一转矩传感器的输出轴端部上的选挡摆杆旋转，驱动选换挡机构的选挡臂旋转，使选换挡机构的选换挡轴沿轴向方向移动，同时，数据采集器分别对第一转矩传感器、第一角位移传感器以及位移传感器所检测到的第一驱动装置的输出转矩、转角以及换挡指的位移进行采集，并送入到计算机中，完成对选换挡机构的选挡性能的测试。计算机通过控制器控制第二驱动装置旋转，带动第二转矩传感器的输出轴端部上的换挡摆杆旋转，驱动选换挡机构的换挡臂转动，使选换挡机构的选换挡轴绕轴线旋转。同时，数据采集器分别对第二转矩传感器、第二角位移传感器以及第三角位移传感器所检测到的第二驱动装置的输出转矩、转角以及换挡指的转角进行采集，并送入到计算机中，完成对选换挡机构的换挡性能的测试。上述系统中通过计算机对选换挡机构的选换挡力、位移等参数进行检测，避免了人工检测中因工人技能的高低以及主观判断的不一致而对结果造成的影响，导致产品性能参差不齐，有利于提高检测的准确性还检测效率，检测精度的一致性较高，有利于提高出厂产品的性能。

作为优化，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量选换挡机构的一端穿过的安装孔以及用于与待测量选换挡机构上的定位销相配合的定位销孔；还包括用于将待测量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。

作为优化，所述选挡操作机构和所述换挡操作机构分别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选挡操作机构或所述换挡操作机构沿轴线方向移动。

采用上述结构，利用直线移动装置，可以将选挡操作机构或换挡操作机构快速地沿自身轴线移动。这样，当检测结束后，将选挡操作机构或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。

作为优化，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驱动装置；所述选挡操作机构或所述换挡操作机构安装在所述滑台上，所述驱动装置的驱动端连接至所述控制器。

上述结构简单，制造成本较低，便于维修与安装。

作为优化，所述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，所述第三角位移传感器、第一角位移传感器、以及第二角位移传感器均为空心轴旋转编码器；所述位移传感器为非接触式位移传感器。

作为优化，所述第一驱动装置和第二驱动装置均为伺服电机。

综上所述，本发明具有如下优点：

1、该系统的结构相对较简单，安装调试方便，并且与换挡指相配合的换挡指卡座同实车上的配合相一致，从而确保了该系统的精确性和可行性。

2、该系统利用与选换挡机构刚性连接的第三角位移传感器和位移传感器对换挡指的转角和轴向位移进行检测，消除了该系统中其余零部件对检测结果的影响，从而得到更加准确的选换挡机构的性能检测数据。

3、该试验系统通过计算机对第一驱动装置和第二驱动装置进行控制，使得选、换挡套筒对选、换挡臂的操作与驾驶员在汽车上的操作方法是一致的，便于实现不同挡位间选换挡机构动作的模拟。

4、该系统采用计算机半自动控制检测过程，在检测过程中，只需要一般工人对选换挡机构的装夹、定位、拆卸即可，极大的提高了检测效率。

5、该系统通过计算机对每个选换挡机构的测量数据进行分析，能够精确的得出选换挡机构的是否为合格产品，并作出对应的评价，避免了人工检测中因工人技能的高低以及主观判断的不一致而对结果造成的影响，导致产品性能参差不齐，有利于提高检测的准确性还检测效率，检测精度的一致性较高，有利于提高出厂产品的性能。

附图说明

图1为本发明实施例的结构示意图。

图2为图1的俯视结构示意图。

图3为图1中换挡指部分的结构示意图。

图4为图1中计算机控制部分的原理图。

图5为一种变速器选换挡机构性能测量试验方法的检测流程图。

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4所示，一种变速器选换挡机构性能测量试验系统，包括测量试验台的底座1，所述底座1上设置有用于固定安装待测量选换挡机构的安装架2，以及用于操作选换挡机构的选挡臂旋转的选挡操作机构3和用于操作选换挡机构的换挡臂旋转的换挡操作机构4；还包括用于与待测量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上安装有用于测量转角的第三角位移传感器51以及用于测量所述换挡指的轴向位移的位移传感器52；

所述选挡操作机构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的轴线与待测量选换挡机构的选挡臂的旋转轴线相平行；所述第一驱动装置31的输出轴上连接设置有用于测量输出转矩的第一转矩传感器32，所述第一转矩传感器32的输出轴上安装有用于测量转角的第一角位移传感器33，所述第一转矩传感器32的输出轴端部上垂直安装有选挡摆杆34，所述选挡摆杆34的另一端设置有用于与待测量选换挡机构的选挡臂上的球头相配合的选挡套筒35；

所述换挡操作机构4包括用于输出转矩的第二驱动装置41，所述第二驱动装置41的轴线与待测量选换挡机构的换挡臂的旋转轴线相平行；所述第二驱动装置41的输出轴上连接设置有用于测量输出转矩的第二转矩传感器42，所述第二转矩传感器42的输出轴上安装有用于测量转角的第二角位移传感器43，所述第二转矩传感器42的输出轴端部上垂直安装有换挡摆杆44，所述换挡摆杆44的另一端设置有用于与待测量选换挡机构的换挡臂上的球头相配合的换挡套筒45；

所述第三角位移传感器51、位移传感器52、第一转矩传感器32、第一角位移传感器33、第二转矩传感器42以及第二角位移传感器43均通过数据采集器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和第二驱动装置41。

采用上述结构，可以便于将待测量选换挡机构安装在安装架上，然后计算机通过控制器控制第一驱动装置转动，带动第一转矩传感器的输出轴端部上的选挡摆杆旋转，驱动选换挡机构的选挡臂旋转，使选换挡机构的选换挡轴沿轴向方向移动，同时，数据采集器分别对第一转矩传感器、第一角位移传感器以及位移传感器所检测到的第一驱动装置的输出转矩、转角以及换挡指的位移进行采集，并送入到计算机中，完成对选换挡机构的选挡性能的测试。计算机通过控制器控制第二驱动装置旋转，带动第二转矩传感器的输出轴端部上的换挡摆杆旋转，驱动选换挡机构的换挡臂转动，使选换挡机构的选换挡轴绕轴线旋转。同时，数据采集器分别对第二转矩传感器、第二角位移传感器以及第三角位移传感器所检测到的第二驱动装置的输出转矩、转角以及换挡指的转角进行采集，并送入到计算机中，完成对选换挡机构的换挡性能的测试。上述系统中通过计算机对选换挡机构的选换挡力、位移等参数进行检测，避免了人工检测中因工人技能的高低以及主观判断的不一致而对结果造成的影响，导致产品性能参差不齐，有利于提高检测的准确性还检测效率，检测精度的一致性较高，有利于提高出厂产品的性能。

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量选换挡机构的一端穿过的安装孔以及用于与待测量选换挡机构上的定位销相配合的定位销孔；还包括用于将待测量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，所述选挡操作机构3和所述换挡操作机构4分别通过直线移动装置9安装在所述底座1上，所述直线移动装置9用于驱动所述选挡操作机构3或所述换挡操作机构4沿轴线方向移动。

采用上述结构，利用直线移动装置，可以将选挡操作机构或换挡操作机构快速地沿自身轴线移动。这样，当检测结束后，将选挡操作机构或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移动的驱动装置93；所述选挡操作机构3或所述换挡操作机构4安装在所述滑台92上，所述驱动装置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，所述第三角位移传感器51、第一角位移传感器33、以及第二角位移传感器43均为空心轴旋转编码器；所述位移传感器52为非接触式位移传感器。

实施时，所述第一驱动装置31和第二驱动装置41均为伺服电机。

具体实施时，还可以根据不同型号的选换挡机构，调整选挡操作机构和换挡操作机构中各部件的尺寸参数和安装位置，使选挡操作机构的选挡套筒与选换挡机构的选挡臂的配合、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之间的配合相一致。这样，可以使检测的结果更加准确。

具体测量时，如图5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控制第一驱动装置31带动第一转矩传感器32旋转，安装在第一转矩传感器32上的选挡摆杆34驱动待测量选换挡机构的选挡臂旋转，完成选挡操作；所述数据采集器6将所述第一转矩传感器32检测到的输入端的转矩、所述第一角位移传感器33检测到的输入端的转角、以及所述位移传感器52检测到的换挡指的位移进行采集并输入计算机7中；计算机通过控制器8控制第二驱动装置41带动第二转矩传感器42旋转，安装在第二转矩传感器42上的换挡摆杆44驱动待测量选换挡机构的换挡臂旋转，完成换挡操作；所述数据采集器6将所述第二转矩传感器42检测到的输入端的转矩、所述第二角位移传感器43检测到的输入端的转角、以及第三角位移传感器51检测到的换挡指的轴向位移进行采集并输入计算机7中；计算机7将上述参数分别与相对应的合格参数进行比较，若均合格，则该选换挡机构的性能合格；否则，该选换挡机构的性能不合格。

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。