專利名稱：手動變速箱在線加載試驗臺換檔機構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種試驗裝備，更具體地說是應(yīng)用在手動變速箱在線加載試驗臺上的自動換檔機構(gòu)。
背景技術(shù)：
變速箱是車輛傳動系中核心部件，其安全可靠性直接關(guān)系到乘員的生命財產(chǎn)安全，為此，變速箱在出廠前需要在試驗臺架上通過試驗排查其可能潛在的裝配制造和設(shè)計上的缺陷。目前，手動變速箱試驗臺架的自動化程度較低，傳統(tǒng)生產(chǎn)中是依靠工人的手工操作，對于變速箱疲勞壽命實驗中要求連續(xù)20-40萬次的換檔操作，人工作業(yè)費時費力；不僅如此，人工換檔的方式對于換檔的力度和位移無法檢測，換檔的起始時刻與終止時刻也很難測量，這種形式嚴(yán)重影響了對換檔機構(gòu)的性能的準(zhǔn)確判斷。已有的換檔機械手多數(shù)是采用了氣動或者液壓的方式，能夠?qū)崿F(xiàn)簡單行程的換檔操作，但執(zhí)行機構(gòu)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、維護困難；機械手定位精度不高、換檔機構(gòu)柔性不高，一旦變速箱行程或者擋位變化，執(zhí)行機構(gòu)需要重新設(shè)計，通用性差；由于無法完成數(shù)據(jù)的采集使得難以實現(xiàn)對被試件性能的準(zhǔn)確判斷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為避免上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足之處，提供一種簡單、有效的手動變速箱在線加載試驗臺換檔機構(gòu)。本發(fā)明為解決技術(shù)問題采用如下技術(shù)方案本發(fā)明手動變速箱在線加載試驗臺換檔機構(gòu)的結(jié)構(gòu)特點是設(shè)置一選檔單元，是以選檔伺服電機帶動絲杠滑臺在沿滾珠絲杠的軸線方向上滑動；一換檔單元，是以換檔伺服電機通過傳動軸帶動換檔撥頭轉(zhuǎn)過設(shè)定的角度；設(shè)置所述換檔單元中的傳動軸與所述選檔單元中的滾珠絲杠處在相同的軸線方向上；所述換檔單元是由換檔單元支撐板支撐，所述換檔單元支撐板與所述絲杠滑臺固聯(lián)，由絲杠滑臺帶動所述換檔單元在沿滾珠絲杠的軸線方向上滑動。本發(fā)明手動變速箱在線加載試驗臺換檔機構(gòu)的結(jié)構(gòu)特點也在于所述選檔單元的結(jié)構(gòu)設(shè)置為在基架上固定設(shè)置所述選檔伺服電機，選檔伺服電機通過第一聯(lián)軸器與滾珠絲杠軸聯(lián)，絲杠滑臺通過螺母支架與絲杠螺母固聯(lián)，所述絲杠螺母與滾珠絲桿螺紋配合；所述換檔單元的結(jié)構(gòu)設(shè)置為以所述換檔伺服電機直聯(lián)減速機，所述減速機通過第二聯(lián)軸器與扭距傳感器軸聯(lián)，所述扭矩傳感器通過第三聯(lián)軸器與傳動軸軸聯(lián)，在所述傳動軸的軸端設(shè)置換檔撥頭。在所述基架上設(shè)置直線導(dǎo)軌，與直線導(dǎo)軌配合設(shè)置的滑塊與所述絲杠滑臺固聯(lián)， 由直線導(dǎo)軌和滑塊構(gòu)成絲杠滑臺的導(dǎo)向機構(gòu)。
與已有技術(shù)相比，本發(fā)明有益效果體現(xiàn)在1、本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、控制精度高，動作準(zhǔn)確可靠，可以實現(xiàn)手動變速箱的自動換檔。2、本發(fā)明是以選檔單元與換檔單元構(gòu)成，其自成一體、結(jié)構(gòu)緊湊，不與試驗臺架其他部分干涉，通過基架直接安裝在試驗臺的換檔支架上，與換檔支架銷釘定位，整體安裝拆卸極為方便。3、本發(fā)明采用選檔伺服電機帶動滾珠絲杠實現(xiàn)選檔所需的上下運動，其定位精確、能適用于具有不同換檔行程的手動變速箱。4、本發(fā)明中通過更換換檔撥頭提高了其通用性，從而降低使用成本。5、本發(fā)明運行穩(wěn)定，使用壽命長，噪聲小，采用電力驅(qū)動，動力源無污染、維修方便。6、本發(fā)明通過設(shè)置扭矩傳感器直接檢測換檔力矩，為實驗提供參考數(shù)據(jù)。7、本發(fā)明可以通過在各聯(lián)軸器與軸之間設(shè)置脹緊套的連接方式，使拆裝更加方便并兼具過載保護作用。8、本發(fā)明通過換檔伺服電機和步進電機的電氣控制，能夠?qū)崿F(xiàn)換檔力度和換檔速度的可調(diào)，適應(yīng)于不同的試驗需求。


圖1為本發(fā)明外部結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；圖中標(biāo)號1選檔伺服電機；2電機安裝座；3基架；如滾珠絲杠、4b絲杠螺母；5直線導(dǎo)軌、6滑塊、7絲杠滑臺；8換檔單元支撐板；9換檔伺服電機；10減速機；11扭矩傳感器支架；12第二聯(lián)軸器；13扭矩傳感器；14第三聯(lián)軸器、15軸承座、16氣爪外殼、17換檔拔快、18第一聯(lián)軸器；19螺母支架；20氣爪；21夾緊爪；22調(diào)整墊片；23軸用彈性卡環(huán)、M角接觸軸承、25軸承隔套J6傳動軸；27軸承座上端蓋、觀軸承座下端蓋。
具體實施例方式參見圖1、圖2，本實施例中的手動變速箱在線加載試驗臺換檔機構(gòu)中設(shè)置有選檔單元，是在基架3上通過電機安裝座2固定設(shè)置選檔伺服電機1，選檔伺服電機1通過第一聯(lián)軸器18與滾珠絲杠如軸聯(lián)，絲杠滑臺7通過螺母支架19與絲杠螺母4b固聯(lián)，絲杠螺母4b與滾珠絲桿如螺紋配合，以選檔伺服電機1帶動絲杠滑臺7在沿滾珠絲杠如的軸線方向上滑動；換檔單元，是以換檔伺服電機9直聯(lián)減速機10，減速機10通過第二聯(lián)軸器12與扭距傳感器13軸聯(lián)，扭矩傳感器13通過第三聯(lián)軸器14與傳動軸沈軸聯(lián)，在傳動軸沈的軸端設(shè)置換檔撥頭，以換檔伺服電機9通過傳動軸沈帶動換檔撥頭轉(zhuǎn)過設(shè)定的角度；設(shè)置換檔單元中的傳動軸沈與選檔單元中的滾珠絲杠如處在相同的軸線方向上；換檔單元是以固聯(lián)在扭矩傳感器支架11上的換檔單元支撐板8支撐，換檔單元支撐板8與絲杠滑臺7固聯(lián)，由絲杠滑臺7帶動換檔單元在沿滾珠絲杠如的軸線方向上滑動。具體實施中，相應(yīng)的結(jié)構(gòu)設(shè)置也包括
在基架3上設(shè)置直線導(dǎo)軌5，與直線導(dǎo)軌5配合設(shè)置的滑塊6與絲杠滑臺7固聯(lián)， 由直線導(dǎo)軌和滑塊6對絲杠滑臺7的上下運動起導(dǎo)向作用；在換檔單元中，減速機10起到減速增扭的作用，可以使換檔伺服電機9傳遞在換檔撥頭上的扭矩成倍的提高，扭矩傳感器13用于采集換檔過程中的換檔力；傳動軸沈由軸承座15、軸承座上端蓋27和軸承座下端蓋28固定設(shè)置，通過軸承隔套25調(diào)整軸承的軸向間隙，使用軸用彈性卡環(huán)23與調(diào)整墊片22來調(diào)整傳動軸沈與角接觸軸承M的連接。換檔撥頭采用常規(guī)結(jié)構(gòu)形式的氣爪，由設(shè)置在氣爪外殼16中的氣爪20帶動夾緊爪21用于夾緊選換檔軸，換檔撥塊17是通過螺釘固定在氣爪外殼16上隨氣爪外殼16 — 同轉(zhuǎn)動，氣爪20固定在氣爪外殼16內(nèi)，由氣爪夾緊工件軸，同時換檔撥塊17卡在變速箱選換檔臂上，與氣爪20同時轉(zhuǎn)動，撥動換擋機構(gòu)；手動變速箱在裝配完成處于三、四檔空擋位置上，選換檔實驗可以根據(jù)試驗流程按以下步驟順序進行，也可以根據(jù)指定順序進行選換檔實驗第一步選檔伺服電機1正轉(zhuǎn)通過滾珠絲杠帶動整個換檔單元向下運動，直到換檔撥頭與選換檔軸接觸；氣爪20通入氣體帶動夾緊爪21夾住選換檔軸；然后選檔伺服電機1正轉(zhuǎn)繼續(xù)帶動換檔單元向下運動，此時換檔撥頭已抓住選換檔軸，因此選換檔軸被壓下直到一、二檔空擋位；完成一、二檔選檔操作。第二步換檔伺服電機9正轉(zhuǎn)帶動換檔撥頭旋轉(zhuǎn)，此時夾緊爪21依然夾緊選換檔軸，選換檔軸一同正轉(zhuǎn)一個角度掛上一檔，即一檔換檔完成；氣爪20松開夾緊爪21，選檔伺服電機1反轉(zhuǎn)帶動換檔單元上升退回原位；一檔試驗完成后，選檔伺服電機1正轉(zhuǎn)，換檔機構(gòu)下降直至換檔撥頭接觸選換檔軸，氣爪20通入氣體帶動夾緊爪21夾緊選換檔軸，換檔伺服電機9反轉(zhuǎn)，選換檔軸一同反轉(zhuǎn)一個角度掛上二檔，即二檔換檔完成；氣爪20進氣，夾緊爪21松開，選檔伺服電機1反轉(zhuǎn)帶動換檔機構(gòu)上升退回原位；二檔試驗完成后，選檔伺服電機1正轉(zhuǎn)，換檔單元下降直至換檔撥頭接觸選換檔軸，氣爪20進氣帶動夾緊爪21夾緊選換檔軸，換檔伺服電機9正轉(zhuǎn)帶動選換檔軸到達一、二檔空檔位。第三步選檔伺服電機1反轉(zhuǎn)將換檔單元及選換檔軸提起到三、四檔空檔位，按第 2步完成三、四檔的換檔試驗。第四步按第三步完成五、R檔的換檔試驗。第五步選換檔實驗完成后，氣爪20通入氣體，使夾緊爪21松開選換檔軸，選檔伺服電機1反轉(zhuǎn)帶動換檔單元上升到指定位置。
權(quán)利要求
1.手動變速箱在線加載試驗臺換檔機構(gòu)，其特征是設(shè)置一選檔單元，是以選檔伺服電機(1)帶動絲杠滑臺(7)在沿滾珠絲杠Ga)的軸線方向上滑動；一換檔單元，是以換檔伺服電機(9)通過傳動軸06)帶動換檔撥頭轉(zhuǎn)過設(shè)定的角度；設(shè)置所述換檔單元中的傳動軸(26)與所述選檔單元中的滾珠絲杠Ga)處在相同的軸線方向上；所述換檔單元是由換檔單元支撐板(8)支撐，所述換檔單元支撐板(8)與所述絲杠滑臺(7)固聯(lián)，由絲杠滑臺(7)帶動所述換檔單元在沿滾珠絲杠Ga)的軸線方向上滑動。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的手動變速箱在線加載試驗臺換檔機構(gòu)，其特征是所述選檔單元的結(jié)構(gòu)設(shè)置為在基架(3)上固定設(shè)置所述選檔伺服電機(1)，選檔伺服電機(1)通過第一聯(lián)軸器(18)與滾珠絲杠Ga)軸聯(lián)，絲杠滑臺(7)通過螺母支架(19)與絲杠螺母Gb)固聯(lián)，所述絲杠螺母Gb)與滾珠絲桿Ga)螺紋配合；所述換檔單元的結(jié)構(gòu)設(shè)置為以所述換檔伺服電機(9)直聯(lián)減速機(10)，所述減速機(10)通過第二聯(lián)軸器(1 與扭距傳感器(1 軸聯(lián)，所述扭矩傳感器(1 通過第三聯(lián)軸器(14)與傳動軸06)軸聯(lián)，在所述傳動軸06)的軸端設(shè)置換檔撥頭。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的手動變速箱在線加載試驗臺換檔機構(gòu)，其特征是在所述基架(3)上設(shè)置直線導(dǎo)軌(5)，與直線導(dǎo)軌(5)配合設(shè)置的滑塊(6)與所述絲杠滑臺(7)固聯(lián)，由直線導(dǎo)軌(5)和滑塊(6)構(gòu)成絲杠滑臺(7)的導(dǎo)向機構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種手動變速箱在線加載試驗臺換檔機構(gòu)，其特征是設(shè)置選檔單元是以選檔伺服電機帶動絲杠滑臺在沿滾珠絲杠的軸線方向上滑動；換檔單元是以換檔伺服電機通過傳動軸帶動換檔撥頭轉(zhuǎn)過設(shè)定的角度；設(shè)置換檔單元中的傳動軸與選檔單元中的滾珠絲杠處在相同的軸線方向上；換檔單元是由換檔單元支撐板支撐，換檔單元支撐板與絲杠滑臺固聯(lián)，由絲杠滑臺帶動換檔單元在沿滾珠絲杠的軸線方向上滑動。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、控制精度高，動作準(zhǔn)確可靠，可以實現(xiàn)手動變速箱的自動換檔。
文檔編號G01M13/02GK102384845SQ20111038632
公開日2012年3月21日 申請日期2011年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月29日
發(fā)明者林巨廣, 蔡高坡 申請人:安徽巨一自動化裝備有限公司