專利名稱：變速器齒輪接觸斑點實驗裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種變速器齒輪接觸斑點實驗裝置。
背景技術：
準雙曲面齒輪由于運轉平穩(wěn)域大、滑動速度小、傳動效率高而被廣泛應用于航空工業(yè)、汽車工業(yè)和重型礦山設備等領域。特別是汽車工業(yè)的迅猛發(fā)展，對準雙曲面齒輪的嚙合質(zhì)量要求越來越高。汽車變速器技術領域通過評估所有齒輪副的輪齒幾何參數(shù)，看其接觸斑點是否分布均勻、合理，以此來優(yōu)化變速器的振動噪音等NVH問題。齒面接觸斑點是衡量準雙曲面齒輪嚙合質(zhì)量的重要指標之一，傳統(tǒng)的齒面接觸斑點的檢測以有經(jīng)驗的工程技術人員目測判斷為主。這種方法只能大致的對準雙曲面齒輪的嚙合狀態(tài)進行評估，檢測精度比較低，且費時耗力，已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代化生產(chǎn)的要求。目前提出將數(shù)字圖像處理技術和計算機圖形技術應用到齒輪接觸斑點的識別過程當中，這種方法首先對采集的準雙曲面齒輪接觸區(qū)圖像進行處理，提取齒面和接觸斑點邊界，進而將齒形輪廓和二維重構，在此基礎上便可對接觸斑點的大小、位置和方向進行詳細的數(shù)學評價?，F(xiàn)有的齒面接觸斑點檢測實驗在記錄與評估齒面接觸斑點前均要完成前期工作， 這包括變速器的安裝及變速器兩端扭矩的輸入和輸出，確保變速器能夠穩(wěn)定運轉。然而目前的齒面接觸斑點檢測實驗的前期工作及實驗時的動力提供通常都是由人工完成，即采用人工手搖的方式驅(qū)動變速器運轉，存在的問題是測試過程耗時長，效率低下，并且輸入和輸出扭矩大小的控制過分依賴熟練操作人員的經(jīng)驗，往往精度不高，穩(wěn)定性差，致使實驗結果數(shù)據(jù)與預期之間差異和波動較大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提供一種自動化程度高，性能穩(wěn)定，檢測精度好的變速器齒輪接觸斑點實驗裝置，能夠大大提高變速器齒輪接觸斑點實驗的效率和質(zhì)量。本發(fā)明的技術方案是一種變速器齒輪接觸斑點實驗裝置，包括輸出端經(jīng)傳動軸相連的兩臺測試用變速器，其特征在于還包括驅(qū)動電機、拖動電機、扭矩傳感器、電機制動器和PC控制器；所述驅(qū)動電機的輸出軸與第一測試用變速器的輸入端相連；所述拖動電機的輸出軸與扭矩傳感器一端相連，而扭矩傳感器另一端則通過傳動軸與第二測試用變速器的輸入端相連，所述拖動電機末端連接電機制動器，所述驅(qū)動電機、拖動電機、扭矩傳感器和電機制動器均與PC控制器電連接。進一步優(yōu)選的，本發(fā)明中還包括第一、第二減速器，所述驅(qū)動電機的輸出軸與第一減速器輸入端相連，而第一減速器輸出端通過傳動軸與第一測試用變速器的輸入端相連; 所述拖動電機的輸出軸與第二減速器輸入端相連，第二減速器輸出端通過傳動軸與扭矩傳感器一端相連，而扭矩傳感器另一端則通過傳動軸與第二測試用變速器的輸入端相連。更進一步的，本發(fā)明中所述第一減速器和第二減速器的傳動比不同。此種情況見于當所選的驅(qū)動電機和拖動電機扭矩規(guī)格不同時，需要利用不同傳動比的減速器將兩個電機的輸出扭矩調(diào)節(jié)趨于一致。當然，如果本發(fā)明中所選的驅(qū)動電機和拖動電機的扭矩規(guī)格一致時，第一減速器和第二減速器的傳動比可以相同。本發(fā)明的工作原理如下本發(fā)明主要用于變速器齒輪接觸斑點實驗，同常規(guī)技術一樣，實驗前準備如下1、清洗兩個測試用變速器內(nèi)的齒輪，并按規(guī)范要求檢對齒輪進行檢測計量，繪制計量曲線(齒輪的計量曲線配對整理用于實驗分析)；2、加工兩個測試用變速器箱體的觀察孔；3、將齒輪重新裝配入兩個測試用變速器內(nèi)，并在軸承和齒輪孔間加少量的潤滑油；4、使用紅丹噴劑均勻噴涂到齒輪齒面；5、將兩個測試用變速器的輸出端通過傳動軸相連，而輸入端則分別與驅(qū)動電機和拖動電機相裝配。具體實驗流程如下1、兩臺變速器同時掛上相應的檔位，通過PC控制器輸入兩臺電機的加載扭矩和兩個減速器的傳動比參數(shù)；2、啟動PC控制器，驅(qū)動電機以< 5rpm的轉速運行以提升扭矩至目標值，電機制動器制動拖動電機，使得整個裝置的靜態(tài)扭矩逐步升高；3、當拖動電機達到設定扭矩并穩(wěn)定后，電機制動器迅速松開，同時確保驅(qū)動電機以< 50r/min運轉，持續(xù)2分鐘(目標為兩個變速器運轉2圈)；4、隨后兩臺電機卸電，電機制動器迅速制動以使整個裝置停機；5、用相機拍照記錄兩個變速器內(nèi)齒輪的接觸斑點；6、改變兩臺電機的加載扭矩(也即改變負載工況)，并重復上述步驟對兩臺變速器進行測試；7、改變兩臺變速器的檔位，重復上述步驟進行測試。實驗最終目的是結合先前描繪的變速器內(nèi)部齒輪計量曲線，對比預測的齒輪接觸斑點和實驗所得齒輪斑點，趨勢是否一致？如果不一致，則分析主要原因并確定措施和驗證要求；若有必要，則可開展系統(tǒng)變形研究。本發(fā)明中無論驅(qū)動電機，還是拖動電機，還是電機制動器，它們與PC控制器間的連接控制技術均為現(xiàn)有技術；所述扭矩傳感器為現(xiàn)有技術，其與PC控制器相連，主要作用是將測得的扭矩參數(shù)信號輸送給PC控制器，由PC控制器進行記錄，并根據(jù)扭矩參數(shù)及實驗要求實時輸出控制信號調(diào)整兩臺電機的運轉情況。當然扭矩傳感器與PC控制器的連接控制技術也為本領域技術人員所熟知，本發(fā)明不再詳述。本發(fā)明的優(yōu)點是本發(fā)明提供的這種變速器齒輪接觸斑點實驗裝置，其采用PC控制器控制兩臺電機作為動力源對測試用變速器輸出扭矩，并且實驗過程中能夠通過PC控制器內(nèi)的設定程序?qū)εぞ剡M行調(diào)節(jié)，相比人工手搖的方式，自動化程度更高，操控方便，檢測精度更好，運轉性能更穩(wěn)定，能夠大大提高變速器齒輪接觸斑點實驗的效率和質(zhì)量。


下面結合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步描述圖1為本發(fā)明一種具體實施例的結構示意圖。其中1、第一測試用變速器；2、第二測試用變速器；3、驅(qū)動電機；4、拖動電機；5、 扭矩傳感器；6、電機制動器；7、PC控制器；8、第一減速器；9、第二減速器。
具體實施例方式實施例結合圖1所示為本發(fā)明變速器齒輪接觸斑點實驗裝置的一種具體實施方式
，其由第一測試用變速器1、第二測試用變速器2、驅(qū)動電機3、拖動電機4、扭矩傳感器5、 電機制動器6、PC控制器7、第一減速器8和第二減速器9。所述第一、第二測試用變速器1、2的輸出端通過傳動軸相連，所述驅(qū)動電機3的輸出軸與第一減速器8輸入端相連，而第一減速器8輸出端通過傳動軸與第一測試用變速器 1的輸入端相連；所述拖動電機4的輸出軸與第二減速器9輸入端相連，第二減速器9輸出端通過傳動軸與扭矩傳感器5 —端相連，而扭矩傳感器5另一端則通過傳動軸與第二測試用變速器2的輸入端相連，所述拖動電機4末端連接電機制動器6。所述驅(qū)動電機3、拖動電機4、扭矩傳感器5和電機制動器6均與PC控制器7電連接。本實施例的工作原理如下一、本實施例中各部件的具體參數(shù)要求；1、兩臺電機3、4的基本性能扭矩彡400N. m，轉速0 6000rpm，電壓220V ；2、兩個減速器8、9傳動比第一減速器8的傳動比I1和第二減速器9的傳動比i2 相同，當然I1實際取決于驅(qū)動電機扭矩，i2則取決于拖動電機扭矩。本實施例中驅(qū)動電機和拖動電機的扭矩規(guī)格相同。3、所述電機及減速器可由供應商集成作為一個動力輸入，滿足之前對電機的性能需求；4、扭矩傳感器 5 :1000N.m，精度士 0. ；5、電機制動器6 扭矩彡500N. m ；6、PC控制器7 能夠平順實現(xiàn)實驗步驟的控制過程，無沖擊，穩(wěn)定可靠；7、時間不超過^iin/測量點。二、本實施例用于變速器齒輪接觸斑點實驗，同常規(guī)技術一樣，實驗前準備如下1、清洗兩個測試用變速器1、2內(nèi)的齒輪，并按規(guī)范要求檢對齒輪進行檢測計量， 繪制計量曲線(齒輪的計量曲線配對整理用于實驗分析)；2、加工兩個測試用變速器1、2箱體的觀察孔；3、將齒輪重新裝配入兩個測試用變速器1、2內(nèi)，并在軸承和齒輪孔間加少量的潤滑油；4、使用紅丹噴劑均勻噴涂到齒輪齒面；5、將兩個測試用變速器1、2的輸出端通過傳動軸相連，而輸入端則分別與驅(qū)動電機3和拖動電機4相裝配。具體實驗步驟如下1、兩臺測試用變速器1、2同時掛上相應的檔位，通過PC控制器7輸入兩臺電機3、4的加載扭矩和兩個減速器8、9的傳動比參數(shù)；2、啟動PC控制器7，驅(qū)動電機3以< 5rpm的轉速運行以提升扭矩至目標值，電機制動器6制動拖動電機4，使得整個裝置的靜態(tài)扭矩逐步升高；3、當拖動電機4達到設定扭矩并穩(wěn)定后，電機制動器6迅速松開，同時確保驅(qū)動電機3以< 50r/min運轉，持續(xù)2分鐘(目標為兩個變速器1、2運轉2圈)；上述步驟中驅(qū)動電機3和拖動電機4從開始運轉至達到設定扭矩的變化情況如下
表
權利要求
1.一種變速器齒輪接觸斑點實驗裝置，包括輸出端經(jīng)傳動軸相連的兩臺測試用變速器 (1、2)，其特征在于還包括驅(qū)動電機(3)、拖動電機G)、扭矩傳感器(5)、電機制動器(6)和 PC控制器(7)；所述驅(qū)動電機(3)的輸出軸與第一測試用變速器(1)的輸入端相連；所述拖動電機的輸出軸與扭矩傳感器( 一端相連，而扭矩傳感器(5)另一端則通過傳動軸與第二測試用變速器O)的輸入端相連，所述拖動電機(4)末端連接電機制動器(6)，所述驅(qū)動電機(3)、拖動電機G)、扭矩傳感器(5)和電機制動器(6)均與PC控制器(7)電連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的變速器齒輪接觸斑點實驗裝置，其特征在于還包括第一、第二減速器(8、9)，所述驅(qū)動電機(3)的輸出軸與第一減速器(8)輸入端相連，而第一減速器 (8)輸出端通過傳動軸與第一測試用變速器(1)的輸入端相連；所述拖動電機的輸出軸與第二減速器(9)輸入端相連，第二減速器(9)輸出端通過傳動軸與扭矩傳感器(5) — 端相連，而扭矩傳感器(5)另一端則通過傳動軸與第二測試用變速器O)的輸入端相連。
3.根據(jù)權利要求2所述的變速器齒輪接觸斑點實驗裝置，其特征在于所述第一減速器 (8)和第二減速器(9)的傳動比不同。
4.根據(jù)權利要求2所述的變速器齒輪接觸斑點實驗裝置，其特征在于所述第一減速器 (8)和第二減速器(9)的傳動比相同。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種變速器齒輪接觸斑點實驗裝置，包括輸出端經(jīng)傳動軸相連的兩臺測試用變速器，其特征在于還包括驅(qū)動電機、拖動電機、扭矩傳感器、電機制動器和PC控制器；所述驅(qū)動電機的輸出軸與第一測試用變速器的輸入端相連；所述拖動電機的輸出軸與扭矩傳感器一端相連，而扭矩傳感器另一端則通過傳動軸與第二測試用變速器的輸入端相連，所述拖動電機末端連接電機制動器，所述驅(qū)動電機、拖動電機、扭矩傳感器和電機制動器均與PC控制器電連接。本發(fā)明自動化程度高，性能穩(wěn)定，檢測精度好，能夠大大提高變速器齒輪接觸斑點實驗的效率和質(zhì)量。
文檔編號G01M13/02GK102519721SQ20111029760
公開日2012年6月27日 申請日期2011年9月30日 優(yōu)先權日2011年9月30日
發(fā)明者馮飛, 芮敏, 范鑫, 谷葉水 申請人:吉孚動力技術(中國)有限公司