[发明专利]通过变接触刚度测试获取摩擦片齿部周向载荷分布的方法

说明书

技术领域

本发明属于试验仿真技术领域，具体涉及一种通过变接触刚度测试获取摩擦片齿部周向载荷分布的方法。 

背景技术

传动系统作为特种车辆的重要组成部分，其性能直接影响车辆的机动性（如制动性、通过性、加速性）、可靠性和使用寿命，传动系统的失效，将直接导致特种车辆丧失使用。 

离合器摩擦副是传动系统重要的基础部件之一。在实际工程中，摩擦副动力传动时，啮合齿部经常出现点蚀、裂纹甚至断裂等损伤，为了探究摩擦副齿部啮合传动出现上述损伤的原因，需要研究摩擦副齿部强度在啮合传动过程中的周向载荷分布特征及其变化规律。要获得以上特征参数，必须进行摩擦副齿部的周向载荷分布试验测试。而如果通过齿部周向载荷的直接测试方法（如在522摩擦片全部齿上粘贴108个应变片），不仅受到试验设备条件所限（无法找到如此多通道的采集设备），而且在每个齿啮合的位置和产生的接触力都不相同，所获得的载荷也无法充分反应出齿部实际啮合加载过程，不能得到准确的应力分布特征曲线。因此，需要一种其它的能通过某种测试技术手段来获得摩擦片齿部周向载荷分布特性的试验测试方法。 

发明内容

（一）要解决的技术问题 

本发明要解决的技术问题是提供一种通过变接触刚度测试获得摩擦片齿部周向载荷分布的试验测试方法，为摩擦元件的动态强度仿真与设计提供理论支持，同时本试验还可进行摩擦元件齿部静态应力 的测试，从而实现两种分布规律测试结果的相互验证。 

（二）技术方案 

为解决上述技术问题，本发明提供一种通过变接触刚度测试获取摩擦片齿部周向载荷分布的方法，其特征在于：该方法包括如下步骤： 

步骤一，利用多片蝶形弹簧叠合为一组的组合方式来控制试验装置的加压，使压板和摩擦片之间的压强保持特定压力； 

步骤二，根据摩擦系数设定凹槽压板的深度，使得凹槽压板既要能起到摩擦片定位作用，又要能满足外端压板和凹槽压板之间的轴向压力，使得摩擦片具有足够的摩擦力，同时还要兼顾保持摩擦片摩擦层摩擦性能； 

步骤三，根据摩擦副齿部啮合受力方向，将高灵敏度位移传感器的测试位置安装在内毂啮合齿部侧面，方向为法向方向； 

步骤四，对测量得到的变接触位移微信号进行啮合刚度数据转换，并获得周向载荷分布特征。 

其中，所述凹槽压板径向开槽处均匀分布3个方向的应变采集数据。 

其中，所述3个方向的每个方向由6个应变花传感器组成。 

其中，所述应变花方向为摩擦片齿根处的周向和齿侧啮合处沿法向力方向。 

其中，所述将变接触微位移信号转换成啮合刚度数据，并获得周向载荷分布特征的方法，包括如下步骤： 

步骤一，将变接触微位移传感器测试的信息经数据采集仪和计算机编写的程序，转换成与其相应的齿部啮合刚度数据； 

步骤二，根据理论计算得到单齿的啮合刚度，推导出摩擦副的实时啮合齿数及其在全齿啮合中所占的百分比数，进而获得齿部的周向载荷分布特征。 

其中，所述凹槽深度为被试件厚度的1/3。 

其中，所述特定压力为10MPa。 

（三）有益效果 

与现有技术相比较，本发明具备如下有益效果： 

1、本发明提供的通过变接触刚度测试获取摩擦片齿部周向载荷分布特征的试验方法，不仅能够避开难以解决的同步采集大量数据问题，减少了中间试验环节和数据处理环节，而且可以通过试验测试所获得的变接触刚度曲线，直接获得摩擦片齿部周向载荷的分布特征，提高了试验测试结果的精度； 

2、本发明提供的试验测试方法简单、实用，测试结果精度高，通过本发明所获得的结果，完全能反应出综合传动装置变速摩擦副在实际使用中的特性，并为进一步深入探究摩擦片齿部啮合过程中的各种性能（如动态强度），提供了很好的方法借鉴。 

附图说明

图1为根据本发明建立的试验台结构布置图； 

图2为变接触刚度试验测试结果图。 

具体实施方式

为使本发明的目的、内容和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。 

离合器摩擦副是传动系统重要的基础部件之一。在实际工程中，摩擦副动力传动时，啮合齿部经常出现点蚀、裂纹甚至断裂等损伤。为了探究摩擦副齿部啮合传动出现上述损伤的原因，需要研究摩擦副齿部强度在啮合传动过程中的周向载荷分布特征及其变化规律。要获得以上特征参数，必须进行相应的试验测试。