本发明专利技术公开了一种齿轮箱内部挡油盘性能测试装置及测试方法，包括光源、相机、电机、扭矩传感器、测试箱体、分体式挡油盘及其固定支架，分体式挡油盘由前盖、后盖与侧盖组成，当测试不同侧盖直径对齿轮搅油损失的影响时避免了更换完整的挡油盘，单独更换侧盖即可，当测试挡油盘与齿轮端面的不同间距对齿轮搅油损失的影响时只需移动挡油盘限位螺母，使其轴向移动即可，测试箱体周围设置相机和光源可以获取不同挡油盘设计参数下箱体内部三维瞬态速度场。本发明专利技术结构简单，利用分体式挡油盘、挡油盘固定支架和PIV系统，能够实现使用少量的挡油盘测试样件准确测试大量不同挡油盘设计参数在不同油液粘度下降低齿轮搅油损失效能的快速检测。快速检测。快速检测。
【技术实现步骤摘要】
一种齿轮箱内部挡油盘性能测试装置及测试方法
[0001]本专利技术涉及机械设计、实验方法
，特别涉及一种齿轮箱内部挡油盘性能测试装置及测试方法。
技术介绍
[0002]齿轮作为机械传动机构中最为重要的传动零件，其工作性能的好坏对整个系统的性能与稳定均有着重要的影响。为了提高传动系统的效率，很多大功率变速箱系统会在齿轮周围设置挡油盘结构。在齿轮转动过程中挡油盘对降低齿轮搅油所带来搅油损失的作用效能成为提高传动系统效率不可忽视的问题。目前专门用来测试不同结构尺寸挡油盘作用下齿轮搅油损失的装置很少，且不具有通用性，对不同设计参数的挡油盘测试时往往需要定制单独的测试盘，很难通过少量的测试挡油盘完成大量不同设计参数下的齿轮挡油盘测试工作。
技术实现思路
[0003]本专利技术的目的是要解决上述现有技术中的问题，而提供一种齿轮箱内部挡油盘性能测试装置及测试方法。
[0004]一种齿轮箱内部挡油盘性能测试装置，包括分体式挡油盘、分体式挡油盘通过挡油盘固定支架固定设置在测试箱体内，测试箱体外侧有固定电机，电机的输出轴上通过联轴器连接有用于采集主轴扭矩的扭矩传感器，扭矩传感器通过联轴器与主轴连接，主轴用于安装待测齿轮，主轴穿过测试箱体端部置于测试箱体内，电机输出轴、主轴、扭矩传感器、分体式挡油盘同轴，主轴与测试箱体密封连接，测试箱体侧面设有PIV光源，测试箱体正前方设有PIV相机，PIV相机设置在PIV系统承载台上，PIV光源、PIV相机、PIV系统承载台构成的三维速度场的瞬态测量系统PIV；
[0005]所述测试箱体由齿轮箱前盖、齿轮箱左盖、齿轮箱上盖、齿轮箱后盖、齿轮箱右盖和齿轮箱底座搭接而成，齿轮箱上盖带进油孔，进油孔上设置有进油孔密封螺母，齿轮箱左盖带有出油孔，出油孔上设置有出油口密封螺母，齿轮箱后盖设有主轴通孔，主轴穿过主轴通孔与待测齿轮固定连接主轴与齿轮箱后盖之间通过油封装置密封；所述齿轮箱前盖、齿轮箱左盖、齿轮箱上盖、齿轮箱右盖采用全透明材质；
[0006]所述分体式挡油盘由挡油盘前盖、挡油盘后盖、挡油盘侧盖和挡油盘夹紧螺栓搭接而成，挡油盘前盖与挡油盘后盖通过8个挡油盘限位螺母和两个挡油盘限位螺栓固定在挡油盘固定支架上，挡油盘前盖与挡油盘后盖在挡油盘限位螺栓上的位置可以通过挡油盘限位螺母进行调整，所述挡油盘前盖、挡油盘后盖、挡油盘侧盖采用全透明材质；
[0007]具体的测试箱周围设有PIV系统，PIV光源发出的片状光束会照亮油液中的示踪粒子，PIV相机会记录被照亮示踪粒子的位置；
[0008]所述电机为伺服电机；
[0009]所述挡油盘前盖与挡油盘后盖相对面上均匀设有一一对应的同轴环形限位槽，限
位槽用于安装不同直径的挡油盘侧盖；
[0010]具体的根据测试的齿轮直径，更换相适应直径的挡油盘侧盖；
[0011]所述齿轮箱底座上铺设了加热器；
[0012]具体的当测试环境温度过低时适当的加热以保证测试工作顺利进行，由于润滑油的粘度会随着温度发生明显的变化，通过加热器调节箱体内部润滑油液的粘度；
[0013]所述主轴上还设置有轴承；
[0014]所述电机通过电机固定架固定在底座上，测试箱体底座直接固定在底座上，扭矩传感器通过扭矩传感器固定架固定在底座上，轴承通过轴承支座固定架固定在底座上。
[0015]一种变速箱齿轮挡油盘优化测试方法包括以下步骤：
[0016]S1：安装调试各测试装置，通过进油孔向箱体中注入适当体积的润滑油，向待测箱体中注入荧光粉，打开PIV系统光源，调试PIV系统使其正常工作；
[0017]S2：启动电机，待主轴速度达到待测值且扭矩传感器传回的数据稳定后记录扭矩传感器的读数，停止电机转动，静置到油液温度降至室温，关闭PIV系统，对同一挡油盘测试样件重复十次上述测试步骤，并将记录的扭矩传感器读数取平均值作为该挡油盘设计参数下齿轮的摩擦阻力矩；
[0018]S3：通过出油孔将箱体内的润滑油排尽，启动电机，待主轴速度达到待测值且扭矩传感器传回的数据稳定后记录扭矩传感器的读数，停止电机转动，对同一挡油盘测试样件重复十次上述测试步骤，并将记录的扭矩传感器读数取平均值作为齿轮的摩擦阻力矩，将有润滑油作用下的齿轮摩擦阻力矩与没有润滑油作用下的齿轮摩擦阻力矩做差，即为该挡油盘设计参数下齿轮的搅油损失力矩；
[0019]S4：更换分体式挡油盘的侧盖或移动限位螺母改变挡油盘与齿轮的轴向间距，重复上述S1
‑
S3即可分析不同轴向间距和径向间距的挡油盘对齿轮搅油损失力矩和空间三维瞬态速度场的影响。
[0020]本专利技术的有益效果：
[0021]本专利技术一种齿轮挡油盘测试装置，在测试箱体内设置用于安装待测挡油盘的固定结构，通过调节油盘限位螺母在挡油盘限位螺栓的轴向位置实现挡油盘在一定范围内的轴向移动，进而可以在不改变增加或者更换任何零部件的前提下分析挡油盘前端面或后端面与齿轮端面的不同间距对齿轮搅油损失的影响。当挡油盘的端面直径不满足待测齿轮的尺寸要求时仅需要更换适当尺寸的挡油盘侧板即可，本专利技术结构简单，利用分体式挡油盘和特殊的固定支架能够实现不同挡油盘作用下齿轮搅油损失的快速检测，避免了以往一体式挡油盘由于重新定制完整的挡油盘样件造成的较高测试成本，提高了设计挡油盘参数优化过程中的测试效率，降低了测试成本，测试箱体除底板和背板均采用了透明的材质，齿轮采用了悬臂安装的方式，避免了对从箱体正前方观察油液时的视线遮挡。在低速状态下可以借助高速相机完整捕获不同设计参数的挡油盘作用下箱体内润滑油的运动情况，在高速状态下可以借助粒子图像测速仪PIV获取箱体内部空间三维速度场的瞬态测量，这为优化挡油盘尺寸促进润滑提供了条件。齿轮箱箱体由六块板件通过螺钉固定而成，结构简单，在保证结构强度的同时降低了加工的成本，箱体底部为更大挡油盘支架固定预留了螺纹孔和加工的空间，提高了对于超大尺寸挡油盘测试的适应性。箱体底部铺设的油液加热设备，均匀分布的加热设备可以保证箱体底部的油液受热均匀，通过对油液进行适当的加热降低了该
设备对使用环境的敏感度同时可以准确评估挡油盘在不同油液粘度下对齿轮搅油损失力矩的影响。箱体中的润滑油从测试挡油盘端面与齿轮旋转轴之间的间隙进入挡油盘，经过齿轮端面汇聚到齿轮齿面与挡油盘之间的空隙，并受到轮齿的拖拽作用从挡油盘上方开口处射出。该分体式挡油盘结构简单，与工程中实际应用的挡油盘相比前端盖和后端盖形状相同，进一步降低了测试装置的成本。本专利技术一种变速箱齿轮挡油盘优化测试方法，通过测定初始挡油盘和参数优化挡油盘装置稳定后的摩擦损失力矩能够获取挡油盘与齿轮不同端面距离、不同径向距离时齿轮的搅油损失力矩，进而测试不同挡油盘设计参数对齿轮搅油损失的作用，方法简单。能够实现不同润滑油浸润深度下齿轮搅油损失力矩的测量并且能够实现不同设计参数下挡油盘对齿轮周围空间三维速度场的瞬态测量。将搅油损失从齿轮总摩擦损失中分离，提高了测量精度。
附图说明
[0022]图1是本专利技术实施例中本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种齿轮箱内部挡油盘性能测试装置，其特征在于：包括分体式挡油盘、分体式挡油盘通过挡油盘固定支架(20)固定设置在测试箱体内，测试箱体外侧有固定电机(11)，电机(11)的输出轴上通过联轴器(12)连接有用于采集主轴扭矩的扭矩传感器(9)，扭矩传感器(9)通过联轴器(12)与主轴(13)连接，主轴(13)用于安装待测齿轮(28)，主轴(13)穿过测试箱体端部置于测试箱体内，电机(11)输出轴、主轴(13)、扭矩传感器(9)、分体式挡油盘同轴，主轴(13)与测试箱体密封连接，测试箱体侧面设有PIV光源(15)，测试箱体正前方设有PIV相机(1)，PIV相机(1)设置在PIV系统承载台(2)上，PIV光源(15)、PIV相机(1)、PIV系统承载台(2)构成的三维速度场的瞬态测量系统(PIV)；所述测试箱体由齿轮箱前盖(3)、齿轮箱左盖(5)、齿轮箱上盖(14)、齿轮箱后盖(26)、齿轮箱右盖(29)和齿轮箱底座(19)搭接而成，齿轮箱上盖(14)带进油孔，进油孔上设置有进油孔密封螺母(16)，齿轮箱左盖(5)带有出油孔，出油孔上设置有出油口密封螺母(4)，齿轮箱后盖(26)设有主轴通孔，主轴(13)穿过主轴通孔与待测齿轮(28)固定连接主轴(13)与齿轮箱后盖(26)之间通过油封装置密封；所述齿轮箱前盖(3)、齿轮箱左盖(5)、齿轮箱上盖(14)、齿轮箱右盖(29)采用全透明材质；所述分体式挡油盘由挡油盘前盖(22)、挡油盘后盖(25)、挡油盘侧盖(27)和挡油盘夹紧螺栓(21)搭接而成，挡油盘前盖(22)与挡油盘后盖(25)通过8个挡油盘限位螺母(24)和两个挡油盘限位螺栓(23)固定在挡油盘固定支架(20)上，挡油盘前盖(22)与挡油盘后盖(25)在挡油盘限位螺栓(23)上的位置可以通过挡油盘限位螺母(24)进行调整，所述挡油盘前盖(22)、挡油盘后盖(25)、挡油盘侧盖(27)采用全透明材质。2.根据权利要求1所述的一种齿轮箱内部挡油盘性能测试装置，其特征在于：所述电机(11)为伺服电机。3.根据权利要求2所述的一种齿轮箱内部挡油盘性能测试装置，其特征在于：所述挡油盘前...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘春宝，钱旭，杨孔华，张森博，尹思泽，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：
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