本發(fā)明屬于載荷試驗裝置領(lǐng)域，更具體地，涉及一種低功耗雙聯(lián)傳動軸加載測試機構(gòu)。

背景技術(shù)：

傳動軸是汽車傳動系統(tǒng)的主要部件，在汽車行駛過程中起著傳遞速度和扭矩的作用。相比較與其他普通的傳動軸，雙聯(lián)傳動軸結(jié)構(gòu)復(fù)雜，能傳遞更高的轉(zhuǎn)速和更大的扭矩。為保證使用安全，在出廠前需要對雙聯(lián)傳動軸做轉(zhuǎn)速、扭矩加載測試?，F(xiàn)有的測試設(shè)備直接只通過一個電機來給雙聯(lián)傳動軸同時加載扭矩和轉(zhuǎn)速的載荷，加載功率較大，耗能也較大。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進需求，本發(fā)明提供了一種低功耗雙聯(lián)傳動軸加載測試機構(gòu)，該機構(gòu)讓兩個驅(qū)動電機分別給雙聯(lián)傳動軸加載轉(zhuǎn)速和扭矩，在雙聯(lián)傳動軸扭矩加載不變的情況下極大降低了電機的扭矩輸出，從而極大的降低加載功率，能有效節(jié)約能源。

為實現(xiàn)上述目的，按照本發(fā)明，提供了一種低功耗雙聯(lián)傳動軸加載測試機構(gòu)，其特征在于，包括機架及共同安裝在所述機架上的左齒輪箱、左驅(qū)動電機、上中軸、右齒輪箱、諧波齒輪、右驅(qū)動電機和下中軸，其中，

所述左齒輪箱包括左箱體、左上齒輪和左下齒輪，所述左上齒輪和左下齒輪均設(shè)置在所述左箱體內(nèi)并且兩者相互嚙合，所述左上齒輪通過所述左驅(qū)動電機驅(qū)動旋轉(zhuǎn)，所述左上齒輪固定連接有左上端架；

所述上中軸可轉(zhuǎn)動安裝在所述機架上并且其位于所述左上端架的右方，所述上中軸與所述左上端架之間預(yù)留有用于容納左雙聯(lián)傳動軸的空間并且兩者用于共同配合固定所述左雙聯(lián)傳動軸；

所述右齒輪箱包括右箱體、右上齒輪和右下齒輪，所述右上齒輪和右下齒輪均設(shè)置在所述右箱體內(nèi)并且兩者相互嚙合，所述右上齒輪上固定連接有右上端架，所述右上端架位于所述上中軸的右方，所述右上端架與所述上中軸之間預(yù)留有用于容納右雙聯(lián)傳動軸的空間并且兩者用于共同配合固定所述右雙聯(lián)傳動軸；

所述諧波齒輪包括外剛輪、內(nèi)柔輪、滾輪和波發(fā)生器，所述外剛輪的內(nèi)齒與所述內(nèi)柔輪的外齒嚙合，所述滾輪安裝在所述波發(fā)生器上并且貼著所述內(nèi)柔輪的內(nèi)壁，所述外剛輪通過第一連接軸與所述右下齒輪連接,所述內(nèi)柔輪通過第二連接軸連接有右下端架，并且所述右下端架通過所述下中軸與所述左下齒輪連接,所述波發(fā)生器通過所述右驅(qū)動電機驅(qū)動旋轉(zhuǎn)。

優(yōu)選地，所述左驅(qū)動電機為三相異步電機。

優(yōu)選地，所述右驅(qū)動電機為伺服電機。

優(yōu)選地，還包括可轉(zhuǎn)動安裝在所述機架上的左轉(zhuǎn)臺，所述左轉(zhuǎn)臺上固定安裝所述左箱體。

優(yōu)選地，所述左轉(zhuǎn)臺通過左回轉(zhuǎn)主軸可轉(zhuǎn)動安裝在所述機架上，所述機架上還安裝有左轉(zhuǎn)臺驅(qū)動電機，所述左轉(zhuǎn)臺驅(qū)動電機的驅(qū)動軸上安裝有左驅(qū)動齒輪，所述左轉(zhuǎn)臺上設(shè)置有與所述左驅(qū)動齒輪嚙合的左齒圈。

優(yōu)選地，還包括可轉(zhuǎn)動安裝在所述機架上的右轉(zhuǎn)臺，所述右轉(zhuǎn)臺上固定安裝所述右箱體。

優(yōu)選地，所述右轉(zhuǎn)臺通過右回轉(zhuǎn)主軸可轉(zhuǎn)動安裝在所述機架上，所述機架上還安裝有右轉(zhuǎn)臺驅(qū)動電機，所述右轉(zhuǎn)臺驅(qū)動電機的驅(qū)動軸上安裝有右驅(qū)動齒輪，所述右轉(zhuǎn)臺上設(shè)置有與所述右驅(qū)動齒輪嚙合的右齒圈。

優(yōu)選地，通過調(diào)節(jié)所述左驅(qū)動電機和右驅(qū)動電機的轉(zhuǎn)速，可使諧波齒輪的外剛輪與內(nèi)柔輪產(chǎn)生形變進而產(chǎn)生扭矩，從而可將此扭矩傳遞給所述左雙聯(lián)傳動軸和右雙聯(lián)傳動軸,進而可對所述左雙聯(lián)傳動軸和右雙聯(lián)傳動軸均加載扭矩和速度。

優(yōu)選地，所述左上齒輪和左下齒輪均為斜齒輪。

優(yōu)選地，所述右上齒輪和右下齒輪均為斜齒輪。

總體而言，通過本發(fā)明所構(gòu)思的以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，能夠取得下列有益效果：

本發(fā)明通過左驅(qū)動電機的轉(zhuǎn)動給雙聯(lián)傳動軸加載轉(zhuǎn)速，通過右驅(qū)動電機與左驅(qū)動電機的轉(zhuǎn)速差來給雙聯(lián)傳動軸加載扭矩，并通過諧波齒輪的內(nèi)柔輪來把扭矩傳輸出去給雙聯(lián)傳動軸，這樣通過兩個電機來分別加載轉(zhuǎn)速和扭矩，而且由于諧波齒輪具有較大的傳動比，諧波齒輪降速增扭矩的作用使右驅(qū)動電機只需輸出較小的扭矩就可能使內(nèi)柔輪與外鋼輪產(chǎn)生比較大的扭矩，從而給雙聯(lián)傳動軸加載比較大的扭矩，能有效節(jié)約能源。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明撤去機架后的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明中諧波齒輪的示意圖；

圖4是本發(fā)明中左轉(zhuǎn)臺驅(qū)動電機驅(qū)動左轉(zhuǎn)臺工作的示意圖。

具體實施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應(yīng)當理解，此處所描述的具體實施方式僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。此外，下面所描述的本發(fā)明各個實施方式中所涉及到的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互組合。

參照圖1～圖4，一種低功耗雙聯(lián)傳動軸加載測試機構(gòu)，包括機架24及共同安裝在所述機架24上的左齒輪箱2、左驅(qū)動電機1、上中軸5、右齒輪箱8、諧波齒輪10、右驅(qū)動電機9和下中軸13，其中，

所述左齒輪箱2包括左箱體、左上齒輪和左下齒輪，所述左上齒輪和左下齒輪均設(shè)置在所述左箱體內(nèi)并且兩者相互嚙合，所述左上齒輪通過所述左驅(qū)動電機1驅(qū)動旋轉(zhuǎn)，所述左上齒輪固定連接有左上端架3；

所述上中軸5可轉(zhuǎn)動安裝在所述機架24上并且其位于所述左上端架3的右方，所述上中軸5與所述左上端架3之間預(yù)留有用于容納左雙聯(lián)傳動軸4的空間并且兩者用于共同配合固定所述左雙聯(lián)傳動軸4；

所述右齒輪箱8包括右箱體、右上齒輪和右下齒輪，所述右上齒輪和右下齒輪均設(shè)置在所述右箱體內(nèi)并且兩者相互嚙合，所述右上齒輪上固定連接有右上端架7，所述右上端架7位于所述上中軸5的右方，所述右上端架7與所述上中軸5之間預(yù)留有用于容納右雙聯(lián)傳動軸6的空間并且兩者用于共同配合固定所述右雙聯(lián)傳動軸6；

所述諧波齒輪10包括外剛輪16、內(nèi)柔輪17、滾輪19和波發(fā)生器18，所述外剛輪16的內(nèi)齒與所述內(nèi)柔輪17的外齒嚙合，所述滾輪19安裝在所述波發(fā)生器18上并且貼著所述內(nèi)柔輪17的內(nèi)壁，所述外鋼輪16通過第一連接軸與所述右下齒輪連接,從而通過所述右下齒輪帶動旋轉(zhuǎn),所述內(nèi)柔輪17上通過第二連接軸連接有右下端架11，并且所述右下端架11通過所述下中軸13與所述左下齒輪固定連接,所述波發(fā)生器18通過所述右驅(qū)動電機9驅(qū)動旋轉(zhuǎn).

進一步，所述左驅(qū)動電機1為三相異步電機，所述右驅(qū)動電機9為伺服電機。

進一步，還包括可轉(zhuǎn)動安裝在所述機架24上的左轉(zhuǎn)臺14，所述左轉(zhuǎn)臺14上固定安裝所述左箱體，所述左轉(zhuǎn)臺14通過左回轉(zhuǎn)主軸20可轉(zhuǎn)動安裝在所述機架24上，所述機架24上還安裝有左轉(zhuǎn)臺驅(qū)動電機23，所述左轉(zhuǎn)臺驅(qū)動電機23的驅(qū)動軸上安裝有左驅(qū)動齒輪21，所述左轉(zhuǎn)臺14上設(shè)置有與所述左驅(qū)動齒輪21嚙合的左齒圈22。

進一步，還包括可轉(zhuǎn)動安裝在所述機架24上的右轉(zhuǎn)臺12，所述右轉(zhuǎn)臺12上固定安裝所述右箱體，所述右轉(zhuǎn)臺12通過右回轉(zhuǎn)主軸20可轉(zhuǎn)動安裝在所述機架24上，所述機架24上還安裝有右轉(zhuǎn)臺12驅(qū)動電機，所述右轉(zhuǎn)臺12驅(qū)動電機的驅(qū)動軸上安裝有右驅(qū)動齒輪，所述右轉(zhuǎn)臺12上設(shè)置有與所述右驅(qū)動齒輪嚙合的右齒圈22。

進一步，通過調(diào)節(jié)所述左驅(qū)動電機1和右驅(qū)動電機9的轉(zhuǎn)速，使內(nèi)柔輪17相對右下端架11產(chǎn)生扭矩，從而可讓扭矩在整個加載測試機構(gòu)上進行傳遞,對所述左雙聯(lián)傳動軸4和右雙聯(lián)傳動軸6均加載扭矩和速度。

進一步，所述左上齒輪和左下齒輪均為斜齒輪，所述右上齒輪和右下齒輪均為斜齒輪，以減小摩擦，節(jié)約能源。

在本加載測試機構(gòu)上安裝上左雙聯(lián)傳動軸4和右雙聯(lián)傳動軸6后，整個結(jié)構(gòu)就組成了一種空間平行四邊形閉環(huán)傳動結(jié)構(gòu)，通過該結(jié)構(gòu)能實現(xiàn)通過兩臺電機分別給雙聯(lián)傳動軸加載轉(zhuǎn)速和扭矩，從而達到大幅降低雙聯(lián)傳動軸測試設(shè)備功耗的的效果。

通過空間平行四邊形閉環(huán)傳動結(jié)構(gòu)能實現(xiàn)通過左驅(qū)動電機1給雙聯(lián)傳動軸加載轉(zhuǎn)速，通過右驅(qū)動電機9給雙聯(lián)傳動軸加載扭矩。通過兩個電機分別加載轉(zhuǎn)速和扭矩能大幅降低雙聯(lián)傳動軸測試設(shè)備的功耗。

本發(fā)明的左驅(qū)動電機1安裝在左齒輪箱2上，并通過該機構(gòu)給雙聯(lián)傳動軸加載速度，左齒輪箱2能將左驅(qū)動電機1的轉(zhuǎn)速1:1的傳遞給左上端架3和左下端架15。同時將右驅(qū)動電機9產(chǎn)生的扭矩由左下端架15傳遞給左上端架3，左上端架3兩端分別連接左齒輪箱2與左雙聯(lián)傳動軸4，能將左驅(qū)動電機1產(chǎn)生的轉(zhuǎn)速和右驅(qū)動電機9產(chǎn)生的扭矩由左齒輪箱2傳遞給左雙聯(lián)傳動軸4，能同時給左雙聯(lián)傳動軸4和右雙聯(lián)傳動軸6加載轉(zhuǎn)速與扭矩。上中軸5兩端分別連接左雙聯(lián)傳動軸4和右雙聯(lián)傳動軸6，能將左驅(qū)動電機1產(chǎn)生的轉(zhuǎn)速和右驅(qū)動電機9產(chǎn)生的扭矩由左雙聯(lián)傳動軸4傳遞給右雙聯(lián)傳動軸6。右上端架7分別連接右雙聯(lián)傳動軸6與右齒輪箱8，能將左驅(qū)動電機1產(chǎn)生的轉(zhuǎn)速由右雙聯(lián)傳動軸6傳遞給右齒輪箱8。右齒輪箱8分別連接右雙聯(lián)傳動軸6，右驅(qū)動電機9和諧波齒輪10，能將左驅(qū)動電機1產(chǎn)生的轉(zhuǎn)速由右上端架7傳遞給諧波齒輪10的外剛輪16。右驅(qū)動電機9安裝在右齒輪箱8上，并通過該機構(gòu)給雙聯(lián)傳動軸加載扭矩。諧波齒輪10分別連接右齒輪箱8與右下端架11，能將右驅(qū)動電機9產(chǎn)生的扭矩由內(nèi)柔輪17傳遞給右下端架11。右下端架11分別連接諧波齒輪10與下中軸13，能將左驅(qū)動電機1產(chǎn)生的轉(zhuǎn)速由下中軸13傳遞給諧波齒輪10的內(nèi)柔輪17，能將右驅(qū)動電機9產(chǎn)生的扭矩由諧波齒輪10的內(nèi)柔輪17傳遞給下中軸13。下中軸13分別連接右下端架11與左下端架15，能將左驅(qū)動電機1產(chǎn)生的轉(zhuǎn)速由左下端架15傳遞給右下端架11，能將右驅(qū)動電機9產(chǎn)生的扭矩由右下端架11傳遞給左下端架15。左下端架15分別連接下中軸13與左齒輪箱2，能將左驅(qū)動電機1產(chǎn)生的轉(zhuǎn)速由左齒輪箱2傳遞給下中軸13，能將右驅(qū)動電機9產(chǎn)生的扭矩由下中軸13傳遞給左齒輪箱2。

如果諧波齒輪10的外剛輪16、內(nèi)柔輪17的轉(zhuǎn)速均由左驅(qū)動電機1按照1:1的比例傳遞，則兩者相對靜止。當右驅(qū)動電機9提供給波發(fā)生器18的轉(zhuǎn)速與左驅(qū)動電機1的轉(zhuǎn)速相同時，空間平行四邊形機構(gòu)內(nèi)加載了轉(zhuǎn)速但是未加載扭矩。當右驅(qū)動電機9提供給波發(fā)生器18的轉(zhuǎn)速與左驅(qū)動電機1的轉(zhuǎn)速不同時，諧波齒輪10中的外剛輪16、內(nèi)柔輪17產(chǎn)生微小的形變進而產(chǎn)生扭矩。諧波齒輪10具有降速增扭矩的作用，可以將右驅(qū)動電機9產(chǎn)生的扭矩按照傳動比的倒數(shù)倍輸出給內(nèi)柔輪17。

具體測試步驟如下：首先，同步提高左驅(qū)動電機1與右驅(qū)動電機的轉(zhuǎn)速直至額定工作速度，此時外剛輪16、內(nèi)柔輪17、波發(fā)生器18相對靜止，空間平行四邊形機構(gòu)內(nèi)加載轉(zhuǎn)速，未加載扭矩。然后，降低右驅(qū)動電機的轉(zhuǎn)速加載扭矩，該扭矩按照傳動比的倒數(shù)倍輸出給內(nèi)柔輪17。然后依次通過右下端架11，下中軸13，左下端架15，左齒輪箱2，左上端架3傳遞給左雙聯(lián)傳動軸4，再通過上中軸5傳遞給右雙聯(lián)傳動軸6，因此，可以通過兩臺驅(qū)動電機分別給雙聯(lián)傳動軸加載轉(zhuǎn)速與扭矩。扭矩加載后恢復(fù)右驅(qū)動電機9的轉(zhuǎn)速，使右驅(qū)動電機9提供給波發(fā)生器18的轉(zhuǎn)速與左驅(qū)動電機1的轉(zhuǎn)速相同，從而保持空間平行四邊形中已經(jīng)產(chǎn)生的扭矩，進而給雙聯(lián)傳動軸持續(xù)加載扭矩與轉(zhuǎn)速?？臻g平行四邊形機構(gòu)卸載扭矩的過程與加載扭矩的過程相反，卸載速度的過程與加載速度的過程相反。

如圖2、3所示，左雙聯(lián)傳動軸4與右雙聯(lián)傳動軸6在實際使用中兩端是成一定角度的，需要在不同角度下對其做加載測試。將左齒輪箱2、右齒輪箱8分別固定在左轉(zhuǎn)臺14和右轉(zhuǎn)臺12上，通過左轉(zhuǎn)臺14、右轉(zhuǎn)臺12旋轉(zhuǎn)不同角度來匹配左雙聯(lián)傳動軸4與右雙聯(lián)傳動軸6的測試角度。在該匹配過程中，外齒輪驅(qū)動電機工作，驅(qū)動外齒輪旋轉(zhuǎn)，因為該齒輪固定，從而使左轉(zhuǎn)臺14繞回轉(zhuǎn)主軸20旋轉(zhuǎn)。最終實現(xiàn)雙聯(lián)傳動軸不同工作角度下的加載測試。

現(xiàn)有的只靠一個電機直接給雙聯(lián)傳動軸同時加載轉(zhuǎn)速與扭矩方案中，直接通過電機給雙聯(lián)傳動軸加載1000牛米的扭矩和1500轉(zhuǎn)/分的載荷，傳動效率為98％時的計算加載功率約為160.3千瓦。而本機構(gòu)在加載時，如果左驅(qū)動電機1加載速度為1500轉(zhuǎn)/分，同時克服機構(gòu)中的摩擦阻力，其理論設(shè)計功率約為12千瓦，實際安裝使用的電機功率為15千瓦。右驅(qū)動電機9加載扭矩約為1000牛米，如果諧波齒輪10采用1:100的傳動比，其理論設(shè)計功率約為2.5千瓦，實際安裝使用的電機功率為3千瓦，改進后總功耗約為18千瓦，則比現(xiàn)有的加載方案功耗約降低90％左右。

本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。