[發明專利]一種汽車發動機減振齒輪的疲勞試驗裝置及其方法

有效

• 申請號: 201910030666.4
• 申請日: 2019-01-14
• 公開（公告）號: CN109668727B
• 公開（公告）日: 2023-07-18
• 發明（設計）人: 韋源源;王萬里;龔俊杰;高建和;王衛;陸永樂;楊過
• 申請（專利權）人: 揚州大學
• 主分類號: G01M13/021
• 分類號: G01M13/021;G01M13/025
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責任公司 32102
• 代理人: 董旭東;趙荔

1.使用一種汽車發動機減振齒輪的疲勞試驗裝置進行試驗的方法，其特征在于，疲勞試驗裝置包括試驗箱和測試電機，所述試驗箱內固連有用于夾緊齒輪的試驗夾具，所述齒輪上連接有測試軸，所述測試電機與伸出試驗箱外的測試軸所在的端部傳動連接，其特征在于，在試驗箱外的測試軸上連接有用于測試扭矩信號的扭矩傳感器和用于測試扭轉角度信號的角度傳感器，所述試驗夾具上開有容納槽，所述容納槽里側對應的試驗夾具上粘貼有發熱片，所述容納槽外側對應的試驗夾具內固連有彈性圈，所述彈性圈和發熱片之間形成的空間為壓緊區，所述壓緊區內過盈配合有壓緊組件，所述壓緊組件有若干層具有彈性的壓緊單元組成，相鄰層壓緊單元粘接在一起，所述試驗夾具包括抱緊件和緊固件，所述抱緊件為內齒輪，抱緊件與汽車發動機減振齒輪嚙合，所述緊固件的一端與抱緊件可拆卸地連接在一起，緊固件的另一端與試驗箱固連；抱緊件上開有環形的容納槽，所述發熱片的寬度與容納槽的寬度相同，彈性圈與發熱片之間的容納槽對應的抱緊件上開有過渡槽，所述過渡槽與容納槽連通，在軸向方向上，過渡槽的寬度不小于壓緊區的寬度，過渡槽和容納槽對應的寬度設為a，壓緊組件的軸向寬度大于容納槽的寬度且小于a，所述抱緊件上開有穿線孔，所述發熱片上的通電線穿過穿線孔與試驗箱外部的數據采集分析控制系統電連接，抱緊件朝試驗箱內壁相對設置的一側排布有至少一個方便安裝溫度傳感器的安裝孔，所述抱緊件的一端為抱緊件相對緊固件設置的一端，容納槽設置在抱緊件的一端；包括以下步驟：

（1）將抱緊件安裝進試驗箱內之前，先將發熱片按次序粘貼到抱緊件上，彈性圈放置到容納槽外邊緣對應的抱緊件內，將壓緊組件插進彈性圈內邊緣與發熱片外邊緣之間的壓緊區，各層壓緊單元發生彈性形變，壓緊組件抵觸到過渡槽對應的抱緊件上后，將壓緊組件向外拉，使壓緊組件的朝外的一側與抱緊件的一端齊平，壓緊單元逆向使發熱片緊密貼合在抱緊件上；

（2）將抱緊件放入試驗箱內，使抱緊件與齒輪嚙合，緊固件固定安裝在試驗箱上，在齒輪外的抱緊件上安裝上溫度傳感器，使用螺栓將抱緊件與緊固件連接在一起；

（3）數據分析控制系統控制發熱片發熱，溫度傳感器采集抱緊件的溫度，當采集到的溫度值至設定的溫度范圍內時，控制發熱片停止發熱，否則繼續控制發熱片升溫，使抱緊件的溫度維持在設定的溫度范圍內；

（4）打開測試電機，控制測試電機的輸出力矩為M_j，j的初始值為1，M_j=M₀+（j-1）*10，j++，并使測試軸在[-3.5°，3.5°]的角度范圍內來回擺動，同時，數據采集分析控制系統計算出每一時刻下的扭矩值和角位移值，以扭轉角為橫向坐標，扭矩值為縱向坐標，每扭轉一次，將該扭轉次數下測試得到的扭矩值和角位移值做線性擬合曲線，計算出同一扭轉次數下曲線圍成的面積大小，數據采集分析控制系統根據最大扭轉角和面積給出測試結果,?若測試結果為合格，判斷j是否大于k，若j≤k，返回測試步驟，否則結束測試；若測試結果為不合格，則結束測試；

其中，以測試軸的轉動角度從0°轉動至3.5°再從3.5°轉動至0°的扭轉為扭轉一次，k為常數，M_j為測試電機第j次的輸出力矩值，單位為Nm，M₀=10?Nm。

2.根據權利要求1所述的試驗方法，其特征在于，所述壓緊單元上排布有若干壓緊槽，相鄰層壓緊單元上的各個壓緊槽錯開設置。

3.根據權利要求1或2所述的試驗方法，其特征在于，所述步驟（4）中，設定齒輪的疲勞壽命為Nj次，扭轉次數在Nj次內，若當前的最大扭轉角大于設定的扭轉角閾值范圍或面積不在設定的范圍內時，則該齒輪不合格；當扭轉次數達到Nj次時，若最大扭轉角和面積同時在設定的范圍內時，則該齒輪合格；其中，Nj次為輸出力矩為第j次時的疲勞壽命。

4.根據權利要求1或2所述的試驗方法，其特征在于，所述步驟（4）中，取擬合曲線方程為三次曲線方程，測試軸逆時針轉動的角度為正，以初始狀態下測試軸的轉動角度為0°，當測試軸轉動至+3.5°時，擬合得到的曲線方程為?；測試軸從+3.5°轉動至0°時，擬合得到的曲線方程為，扭轉次數為i時，Y_i1和Y_i2圍成的面積為，其中，為扭轉次數i下的最大扭轉角；測試軸從0°轉動至3.5°且扭轉次數為i時，Y_i1為扭矩值，a_i1為最高次項系數，b_i1為次高次項系數，c_i1為最低次項系數，d_i1為常數；測試軸從+3.5°轉動至0°且扭轉次數為i時，Y_i2為扭矩值，a_i2為最高次項系數，b_i2為次高次項系數，c_i2為最低次項系數，d_i2為常數。