一种变速箱的差速器用试验装置的制作方法

1.本发明涉及差速器试验技术领域，具体为一种变速箱的差速器用试验装置。


背景技术：

2.变速箱的差速器是用于将汽车的左右两个车轮实现不同转速转动的机构，主要由行星齿轮、半轴和齿轮架组成，在车辆转弯时，由于左右两个轮子的转弯半径不同造成转速差，差速器可避免车轮打滑并磨损，还能起到平衡分配扭矩的作用，是车辆的重要组成部件，差速器在设计成型后需要进行试验，主要包括扭矩传递、转速传递等，其中，扭矩传递试验是极其重要的一环，它决定着差速器的连接性能。
3.目前，通常采用三个电机分别与差速器的输入轴和两个输出半轴连接，通过设定驱动模式和加载模式，对差速器的扭矩传递效果进行测试，是主流的试验方法，申请号为cn114486244a的中国发明专利公开了《一种乘用车变速箱的差速器试验装置》，通过设置有工装结构避免与车辆变速箱直连，避免变速箱总成对其进行限制，同时，利用三个电机并设定驱动模式和加载模式模拟真实场景下的扭矩测试，提高了试验的可信度。
4.但该试验装置需要使用三个电机存在以下缺陷：两个半轴连接的负载形式单一，在输入轴接收到动力后，差速器的半轴通过与之相连的两个电机也进行转动，利用转速差进行扭矩传递，造成试验场景还是有颇多限制，比如不能模拟车辆启动并转弯的场景，半轴在输出动力时，与之连接的电机形成的负载无法自然地产生由静止-转动的状态，造成试验数据的不完整，且利用电机转速差进行扭矩测试容易因电器故障造成轴类零件损坏，破坏试验过程。
5.因此，本发明致力于解决上述问题并提出一种全新的变速箱的差速器用试验装置。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供一种变速箱的差速器用试验装置，以解决上述背景技术中提出的试验范围小、精度低的问题。
7.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种变速箱的差速器用试验装置，包括固定工装，所述固定工装的顶部通过安装架压合安装有差速器，所述差速器还包括有设置在正前方的输入轴以及设置在左右两侧的输出半轴，所述输出半轴和输入轴的外表面均固定套接有限位环和花键，所述花键的外表面适配卡接有连接器，所述输出半轴和输入轴分别通过连接器固定连接有扭矩转速传感器和试验电机，所述固定工装的左右两侧均设置有试验箱，所述试验箱的内壁转动安装有连接盘和支撑柱，所述支撑柱的外表面固定套接有转盘和支撑架，所述试验箱的顶部活动套接有配重架，所述配重架的底部固定连接有摩擦弧板，所述连接盘朝向支撑架的一侧开设有放置槽，所述放置槽内壁的上侧固定连接有固定板，所述固定板的正面固定连接有二号弹簧，所述二号弹簧的另一端弹性连接有活动板，所述活动板与转盘固定连接。
8.作为本发明的进一步方案，所述转盘固定套接在支撑柱外表面的中部，所述支撑架固定套接在支撑柱位于试验箱内腔的一侧，所述支撑架的前后两侧均与试验箱的内壁适配挤压接触。
9.作为本发明的进一步方案，所述连接器包括连接外筒，所述连接外筒朝向输出半轴的一端开设有卡槽，所述连接外筒背向输出半轴一端的内部活动套接有连接柱和一号弹簧，所述连接柱通过一号弹簧弹性支撑于连接外筒内部，所述连接外筒与扭矩转速传感器固定连接，位于正面的所述连接外筒与试验电机的输出轴固定连接，所述花键适配卡接于卡槽内。
10.作为本发明的进一步方案，所述固定板和活动板的纵截面形状和尺寸相等，所述活动板位于放置槽内壁的底部，所述二号弹簧压缩设置在固定板和活动板之间，所述活动板的宽度值大于固定板的宽度值。
11.作为本发明的进一步方案，所述摩擦弧板的形状为凹面竖直朝下的圆弧形，所述摩擦弧板的直径值与转盘的直径值相等，所述摩擦弧板的底部与转盘的外表面挤压接触。
12.作为本发明的进一步方案，所述配重架顶部的纵截面形状为龙门架形，所述配重架内壁的前后距离值与试验箱的直径值相等。
13.作为本发明的进一步方案，所述固定工装顶部的左右两侧均开设有支撑槽，两个所述均输出半轴转动支撑在支撑槽内部且通过安装架压合安装在固定工装的内壁。
14.作为本发明的进一步方案，所述连接盘的横截面形状为“t”形，所述连接盘朝向支撑架的一侧与支撑架之间留有20mm～30mm的间隙。
15.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
16.1.本发明通过设置有连接盘和转盘在活动板和二号弹簧的配合下扩大装置试验的范围和提高精度，通过设置有二号弹簧，在输出半轴输出动力时带动二号弹簧先行压缩一段时间，使该阶段的扭矩转速传感器进行静止受力测试，有效试验了差速器在车辆起步时的扭矩传递性能，提高了试验的范围，同时，利用被压缩至极限的二号弹簧配合活动板带动转盘转动，通过与摩擦弧板的摩擦配合，来模拟真实场景下车辆在行进过程中的载荷，通过以动带静，有效模拟了差速器的真实负载情况，提高了试验精度。
17.2.本发明还通过设置有配重架带动摩擦弧板持续向下对转盘产生压制力，维持了转盘转动过程中摩擦阻力负载值的恒定性，在进行试验时，输出半轴带动连接盘和转盘转动，转盘通过与摩擦弧板的相互摩擦来获取变化范围几乎为零的摩擦阻力，可有效模拟连接盘所需要的转动负载，提高装置的试验效率。
18.3.本发明还通过设置有连接器实现了连接的便利性和稳定性，通过设置有花键与卡槽适配卡接，在连接时，通过设置有一号弹簧在连接柱的配合下对连接外筒整体施加压力，致使花键在受力的情况下适配卡接进入卡槽的内部，且通过卡槽和花键的十字形适配保持转动时可稳定连接，拆卸时，只需将连接外筒沿轴向拨动并使之远离花键，即可将连接脱离并解除连接关系，使装置在连接时具有便利性和稳定性。
附图说明
19.图1为本发明总体结构的正面立体外观示意图；
20.图2为本发明总体结构的俯视外观示意图；
21.图3为本发明总体结构的正面剖切示意图；
22.图4为本发明图3中a处结构的放大示意图；
23.图5为本发明固定工装、安装架、差速器、连接器和试验电机的分离示意图；
24.图6为本发明试验箱、连接盘、配重架、支撑柱、转盘、支撑架、摩擦弧板、固定板、活动板和二号弹簧的分离示意图；
25.图7为本发明固定板、活动板和二号弹簧在放置槽内部的分布示意图。
26.附图中，各标号所代表的部件列表如下：
27.1、固定工装；2、安装架；3、差速器；4、输出半轴；5、输入轴；6、连接器；61、连接外筒；62、连接柱；63、一号弹簧；64、卡槽；7、试验电机；8、限位环；9、扭矩转速传感器；10、试验箱；11、连接盘；12、配重架；13、支撑柱；14、转盘；15、支撑架；16、摩擦弧板；17、放置槽；18、固定板；19、活动板；20、花键；21、二号弹簧；22、支撑槽。
具体实施方式
28.请参阅图1-7，本发明提供一种技术方案：一种变速箱的差速器用试验装置，包括固定工装1，固定工装1的顶部通过安装架2压合安装有差速器3，差速器3还包括有设置在正前方的输入轴5以及设置在左右两侧的输出半轴4，输出半轴4和输入轴5的外表面均固定套接有限位环8和花键20，花键20的外表面适配卡接有连接器6，输出半轴4和输入轴5分别通过连接器6固定连接有扭矩转速传感器9和试验电机7，固定工装1的左右两侧均设置有试验箱10，试验箱10的内壁转动安装有连接盘11和支撑柱13，支撑柱13的外表面固定套接有转盘14和支撑架15，试验箱10的顶部活动套接有配重架12，配重架12的底部固定连接有摩擦弧板16，连接盘11朝向支撑架15的一侧开设有放置槽17，放置槽17内壁的上侧固定连接有固定板18，固定板18的正面固定连接有二号弹簧21，二号弹簧21的另一端弹性连接有活动板19，活动板19与转盘14固定连接；
29.本装置在使用时，通过连接器6分别将试验电机7的输出轴与输入轴5连接，通过连接器6将输出半轴4与扭矩转速传感器9连接，通过螺栓将安装架2压合安装在固定工装1的顶部并进行固定，完成试验的准备工作；
30.试验时，启动试验电机7并将动力传递至差速器3，然后带动输出半轴4转动，输出半轴4带动扭矩转速传感器9和连接盘11转动，带动固定板18转动，此时，二号弹簧21被持续压缩，转盘14在摩擦弧板16下压产生的摩擦力作用下保持静止，此时，扭矩转速传感器9的受力读数呈线性增加，试验箱10内部的主要负载未启动，待连接盘11相对于转盘14转动至80
°
时，二号弹簧21被压缩至极限，然后带动活动板19和转盘14以及支撑柱13、支撑架15整体一起转动，此时，需要带动连接盘11转动的扭矩增大，试验电机7保持初始转速，此时扭矩转速传感器9所受的扭矩增大，大地转盘14转动稳定后，扭矩转速传感器9所受扭矩稳定，通过观察扭矩转速传感器9的扭矩即可得出差速器3的试验结果，差速器3对扭矩的传递是否存在不均衡的问题，通过改变左右两个配重架12的重力使两者重量不同，这样便能改变转盘14所受的摩擦力，从而可以模拟车辆真实载荷下转弯形状的扭矩传递情况，提高试验精度，二号弹簧21的加入可试验差速器3在车辆由静止到移动的起步阶段的扭矩传递情况，增加试验范围，提高装置的实用性。
31.本发明通过设置有连接盘11和转盘14在活动板19和二号弹簧21的配合下扩大装
置试验的范围和提高精度，通过设置有二号弹簧21，在输出半轴4输出动力时带动二号弹簧21先行压缩一段时间，使该阶段的扭矩转速传感器9进行静止受力测试，有效试验了差速器3在车辆起步时的扭矩传递性能，提高了试验的范围，同时，利用被压缩至极限的二号弹簧21配合活动板19带动转盘14转动，通过与摩擦弧板16的摩擦配合，来模拟真实场景下车辆在行进过程中的载荷，通过以动带静，有效模拟了差速器3的真实负载情况，提高了试验精度。
32.本发明还通过设置有配重架12带动摩擦弧板16持续向下对转盘14产生压制力，维持了转盘14转动过程中摩擦阻力负载值的恒定性，在进行试验时，输出半轴4带动连接盘11和转盘14转动，转盘14通过与摩擦弧板16的相互摩擦来获取变化范围几乎为零的摩擦阻力，可有效模拟连接盘11所需要的转动负载，提高装置的试验效率。
33.其中，转盘14固定套接在支撑柱13外表面的中部，支撑架15固定套接在支撑柱13位于试验箱10内腔的一侧，支撑架15的前后两侧均与试验箱10的内壁适配挤压接触；
34.支撑柱13的一端转动安装在连接盘11的内壁，另一端套接有支撑架15，支撑架15的两侧通过与试验箱10的内壁挤压接触，从而实现了对支撑柱13和转盘14的支撑功能，从而为后续的试验操作提供支撑环境。
35.其中，连接器6包括连接外筒61，连接外筒61朝向输出半轴4的一端开设有卡槽64，连接外筒61背向输出半轴4一端的内部活动套接有连接柱62和一号弹簧63，连接柱62通过一号弹簧63弹性支撑于连接外筒61内部，连接外筒61与扭矩转速传感器9固定连接，位于正面的连接外筒61与试验电机7的输出轴固定连接，花键20适配卡接于卡槽64内；
36.将连接外筒61整个向扭矩转速传感器9一侧移动，使一号弹簧63被压缩，将卡槽64与花键20适配对准，然后将连接外筒61松开，利用一号弹簧63的回弹力带动连接外筒61向花键20施压，使花键20适配卡接进入卡槽64内部，从而达到连接的目的，上述连接方法可将扭矩转速传感器9与输出半轴4连接、输入轴5与试验电机7连接。
37.本发明还通过设置有连接器6实现了连接的便利性和稳定性，通过设置有花键20与卡槽64适配卡接，在连接时，通过设置有一号弹簧63在连接柱62的配合下对连接外筒61整体施加压力，致使花键20在受力的情况下适配卡接进入卡槽64的内部，且通过卡槽64和花键20的十字形适配保持转动时可稳定连接，拆卸时，只需将连接外筒61沿轴向拨动并使之远离花键20，即可将连接脱离并解除连接关系，使装置在连接时具有便利性和稳定性。
38.其中，固定板18和活动板19的纵截面形状和尺寸相等，活动板19位于放置槽17内壁的底部，二号弹簧21压缩设置在固定板18和活动板19之间，活动板19的宽度值大于固定板18的宽度值；
39.固定板18与放置槽17固定连接，活动板19则活动卡接在放置槽17内部，活动板19和转盘14固定连接，在连接盘11带动固定板18转动时，会压缩二号弹簧21，从而对活动板19施压，而活动板19连接的转盘14通过其与摩擦弧板16形成的重力刹车负载保持活动板19的静止状态，从而使扭矩转速传感器9所测得的扭矩数值呈线性增长，对于差速器3来说，能够更加准确地测试自身的静止扭矩传递效率。
40.其中，摩擦弧板16的形状为凹面竖直朝下的圆弧形，摩擦弧板16的直径值与转盘14的直径值相等，摩擦弧板16的底部与转盘14的外表面挤压接触；
41.摩擦弧板16的底部与转盘14的外表面接触，然后在配重架12的重力作用下提供摩
擦弧板16和转盘14之间的压力，使转盘14与摩擦弧板16之间产生摩擦阻力，形成类似刹车的负载，且该负载还具有载荷恒定的优点，当转盘14转动并与摩擦弧板16相对摩擦时，摩擦弧板16的摩擦部分会产生消耗，此时，配重架12便在重力作用下自动下移，维持摩擦弧板16和转盘14之间恒定的摩擦压力，从而达到了维持载荷不便的目的。
42.其中，配重架12顶部的纵截面形状为龙门架形，配重架12内壁的前后距离值与试验箱10的直径值相等；
43.配重架12的龙门架形状可维持其在试验箱10的顶部保持稳定，在摩擦弧板16被转动的转盘14摩擦损害时，配重架12利用重力保持摩擦弧板16和转盘14始终紧贴，维持摩擦力，同时，配重架12无法在试验箱10的外表面转动，其内壁的前后距离值与试验箱10的外表面直径值相同，使配重架12在摩擦弧板16的作用下只能往下竖直移动，有助于提高其在移动过程中的稳定性。
44.其中，固定工装1顶部的左右两侧均开设有支撑槽22，两个均输出半轴4转动支撑在支撑槽22内部且通过安装架2压合安装在固定工装1的内壁；
45.支撑槽22用于为输出半轴4提供转动支撑，如图5所示，安装架2整个向下压的时候，可保持输出半轴4的外表面全是用于支撑的实体部分，且螺栓的固定方式稳定性好，可靠性高，固定工装1和安装架2安装到位后，差速器3的外壳被完全支撑，从而使其稳定性倍增，可提高装置在试验过程中的稳定性，差速器3的安装不用考虑到车辆安装的变速箱总成的限制，灵活性大大提高。
46.其中，连接盘11的横截面形状为“t”形，连接盘11朝向支撑架15的一侧与支撑架15之间留有20mm～30mm的间隙；
47.连接盘11通过轴承转动安装在试验箱10的内壁，其所受的眼里完全来自转动方向，因此，其在竖直向上的支撑方向并无支撑需要，且其左右两面由于不与试验箱10的内壁接触，避免磨损，延长了使用寿命，有助于降低成本。
48.工作原理：
49.本装置在使用时，通过连接器6分别将试验电机7的输出轴与输入轴5连接，通过连接器6将输出半轴4与扭矩转速传感器9连接，通过螺栓将安装架2压合安装在固定工装1的顶部并进行固定，完成试验的准备工作；
50.试验时，启动试验电机7并将动力传递至差速器3，然后带动输出半轴4转动，输出半轴4带动扭矩转速传感器9和连接盘11转动，带动固定板18转动，此时，二号弹簧21被持续压缩，转盘14在摩擦弧板16下压产生的摩擦力作用下保持静止，此时，扭矩转速传感器9的受力读数呈线性增加，试验箱10内部的主要负载未启动，待连接盘11相对于转盘14转动至80
°
时，二号弹簧21被压缩至极限，然后带动活动板19和转盘14以及支撑柱13、支撑架15整体一起转动，此时，需要带动连接盘11转动的扭矩增大，试验电机7保持初始转速，此时扭矩转速传感器9所受的扭矩增大，大地转盘14转动稳定后，扭矩转速传感器9所受扭矩稳定，通过观察扭矩转速传感器9的扭矩即可得出差速器3的试验结果，差速器3对扭矩的传递是否存在不均衡的问题，通过改变左右两个配重架12的重力使两者重量不同，这样便能改变转盘14所受的摩擦力，从而可以模拟车辆真实载荷下转弯形状的扭矩传递情况，提高试验精度，二号弹簧21的加入可试验差速器3在车辆由静止到移动的起步阶段的扭矩传递情况，增加试验范围，提高装置的实用性。