[发明专利]一种齿轮脉冲载荷式疲劳寿命试验方法及其试验装置

说明书

本发明提供了一种齿轮脉冲载荷式疲劳寿命试验方法及其试验装置，该试验方法包括以下步骤:1)根据变速器总成的疲劳寿命试验要求确定齿轮的脉冲载荷M_z，扭转角度θ，频率f及循环次数N；2)试验前对齿轮的轮齿进行标识；3）将齿轮安装在试验装置内且从动轴固定；4）根据试验参数调试程序；5）试验验证。本发明还提供了一种齿轮脉冲载荷式疲劳寿命试验备，该试验设备包括可安装驱动齿轮和从动齿轮的齿轮副支撑机构、可往复扭转驱动驱动轴的脉冲扭矩试验台和与齿轮副支撑机构连接的润滑油供油系统。本发明通过使从动轴旋转到不同轮齿编号位置并固定来实现同一齿轮不同编号轮齿的试验验证；通过脉冲扭矩试验台驱动驱动轴，可降低试验装置的制造成本。

技术领域

本发明属于齿轮疲劳寿命检测技术领域，具体是涉及一种齿轮脉冲载荷式疲劳寿命试验方法及其试验装置。

背景技术

变速器总成是汽车的关键组成部分，其承载能力和使用寿命必须经过试验验证，而作为变速器总成内关键零件的齿轮，更需如此。

现有齿轮的疲劳寿命试验方法是基于齿轮旋转运行的方式，我们称之为齿轮旋转式疲劳寿命试验方法(以下简称齿轮旋转试验)，而实现这种试验方法的试验装置包括安装在齿轮疲劳寿命试验装置内的齿轮副、与齿轮疲劳寿命试验装置的输入端连接的动力驱动装置、与齿轮疲劳寿命试验装置的输出端连接的加载吸功装置以及设置有齿轮啮合所需的润滑系统。然而，采用这种试验方法的试验装置存在以下几个方面的不足：

1、由于不同齿轮副的中心距不同，致使齿轮副的输入端与输出端的空间位置也不同，这样就会导致搭建的疲劳寿命试验装置需要根据齿轮副中心距的变化来调整动力驱动装置与加载吸功装置的位置，费时费力且通用性不强；

2、齿轮转动时因齿轮副速比有升速或降速之分，其中升速齿轮副输出转速增加，扭矩降低，而降速齿轮副输出转速降低，扭矩增加，这样就需使加载吸功装置适用高速小扭矩或低速大扭矩两种方式的试验，制造成本高；

3、由于齿轮的高速运转，齿轮疲劳寿命试验装置必须考虑润滑油的飞溅，这样就要求齿轮疲劳寿命试验装置有较高的密封性。

基于以上三个原因，现有汽车变速器的齿轮零件基本上不单独做齿轮的疲劳寿命试验验证，而是将齿轮随变速器总成的疲劳寿命试验一同进行，但在这种试验验证过程中齿轮一旦损坏失效，其损坏失效原因很难查清明确。

发明内容

针对上述现有技术，本发明要解决的技术问题在于提供一种通用性强且制作成本更低的齿轮脉冲载荷式疲劳寿命试验方法及其试验装置。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种齿轮脉冲载荷式疲劳寿命试验方法，该试验方法包括以下步骤：

1)根据变速器总成的疲劳寿命试验要求的试验参数：扭矩M、转速n、运行时间t和循环次数N确定齿轮的脉冲式载荷疲劳试验参数：脉冲载荷M_z，扭转角度θ，频率f及循环次数N；

2)试验前，在齿轮副上将需要进行疲劳寿命试验验证的轮齿相应地做好编号标识；

3)将做好编号标识的齿轮副分别安装在齿轮脉冲载荷式疲劳寿命试验装置内的驱动轴和从动轴上，接着旋转驱动轴或从动轴以使有编号的轮齿配对，然后将从动轴固定并由脉冲扭矩试验台往复扭转驱动轴，实现配对啮合轮齿的脉冲扭矩驱动；

4)启动脉冲扭矩试验台，调试试验程序，使各试验参数即脉冲载荷M_z、扭转角度θ、频率f及循环次数N符合试验要求，同时设置各试验参数的允许误差值及极限报警阈值；

5)脉冲扭矩试验台运行后，定期观察试验运行情况。若试验过程中出现报警，则关闭电源，停止运行脉冲扭矩试验台，检查分析报警原因，同时决定试验是否可以继续：若有轮齿磨损或损坏，则不能继续试验，此时可以通过旋转从动轴转换成其他编号标识的轮齿继续进行试验验证；若轮齿未磨损或损坏，则可以继续试验，直到试验完成。