[发明专利]一种车用两挡行星变速机构及振动试验装置

说明书

技术领域

发明涉及一种车用两挡行星变速机构及振动试验装置，属于车辆结构技术领域。 

背景技术

随着近年来城市轨道、公路交通建设等基础设施建设项目的快速增长，对重型车辆和低速工程类车辆的需求量也不断加大，一度供不应求。 

由于这些车辆往往运行在复杂的工作条件下，设计实用的变速系统来提升车辆在各种工作条件下的动力性能和燃油经济性是非常有意义的。 

目前，国内这两种车辆常用的变速系统是双中间轴式变速器。这种变速器通常包括一个主箱和一个副箱，在主箱后串联一个副箱，由副箱中的高、低两挡传动比分别与主变速器各挡传动比搭配而组成高、低两段传动比范围。 

当前市场上用于重型车辆或低速工程车上的双中间轴式变速器的主箱结构大都为双中间轴式，而副箱则有双中间轴式或行星轮式两种。行星轮结构的副箱比双中间轴式的副箱承载能力更强，也是更有发展前途的一种变速机构，但由于当前市场中的行星轮式副箱的设计不够理想、传动比也偏小，从而导致整个变速系统依旧存在着一挡速比小、体积庞大、传动效率低、无法满足扭矩和速比覆盖范围的要求等问题，影响了整车的爬坡能力、耐久性和燃油经济性等使用性能。 

另一方面，由于行星轮结构的副箱相比传统的双中间轴式副箱具有更好的承载能力，它被越来越广泛地用于重型车辆或低速工程车上的变速系统中。由 于重型车辆的承载质量大、低速工程车工作时往往需要传递很大的扭矩，车辆的传动系统的负荷较大，经常需要在高速状态下工作，所以，如何设计合理的振动试验装置来对副箱或类似的变速机构进行试验，是对其进行动力学分析或系统优化的重要前提。 

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种车用两挡行星变速机构及振动试验装置，适用于需要实现高低挡切换的重型车辆、低速工程类汽车使用，同时也能够满足振动试验的需要。 

一种车用两挡行星变速机构及振动试验装置，包括两个电机、第一行星排、第二行星排、制动器Ⅰ、制动器Ⅱ、两组转速转矩传感器、三组应变片和四个膜片联轴器； 

其中，电机Ⅰ提供动力输入，电机Ⅱ提供负载；第一行星排和第二行星排均包括一个太阳轮、一个行星架及行星轮组和一个齿圈；制动器Ⅰ对第一行星排的齿圈制动，制动器Ⅱ对第二行星排的行星架Ⅱ制动；三组应变片分别用来测出第一行星排的太阳轮、齿圈和第二行星排的齿圈应力；四个膜片联轴器分别用于连接输入端、输出端和转速转矩传感器以及转速转矩传感器与第一行星排的输入、第二行星排的输出部件； 

其连接关系为：电机Ⅰ、电机Ⅱ、第一行星排和第二行星排同轴布置，电机Ⅰ与膜片联轴器Ⅰ相连，膜片联轴器Ⅰ与转速转矩传感器Ⅰ相连，转速转矩传感器Ⅰ又通过膜片联轴器Ⅲ与第一行星排的太阳轮Ⅰ相连；第一行星排的行星架Ⅰ与第二行星轮的齿圈Ⅱ相连；第一行星排的齿圈Ⅰ与第二行星轮的太阳轮Ⅱ相连，第一行星排的齿圈Ⅰ通过制动器Ⅰ制动；第二行星排的行星架Ⅱ通 过制动器Ⅱ来制动，第二行星排的齿圈Ⅱ通过膜片联轴器Ⅳ与转速转矩传感器Ⅱ相连，转速转矩传感器Ⅱ又通过膜片联轴器Ⅱ与输出端电机Ⅱ相连；另外还在第一行星排的太阳轮Ⅰ、齿圈Ⅰ和第二行星排的齿圈Ⅱ的齿根处分别布置了应变片Ⅰ、应变片Ⅱ和应变片Ⅲ。 

在低挡时，制动器Ⅰ将第一行星排的齿圈Ⅰ制动，由于第二行星排的太阳轮Ⅱ与第一行星轮的齿圈Ⅰ相连，故其也被制动，制动器Ⅱ则不工作。功率从第一行星排的太阳轮Ⅰ输入,由第一行星排的行星架Ⅰ上的连接件传至第二行星排的齿圈Ⅱ，最后由第二行星排的齿圈Ⅱ输出，第二行星排的行星架Ⅱ空转不受力。在低挡时进行振动试验，布置在第一行星排齿圈Ⅰ的齿根处的应变片Ⅲ可测出齿圈Ⅰ齿根处的应力，第一行星排的太阳轮Ⅰ处的应力还有第二行星排的齿圈Ⅱ处的应力也可分别用遥测应变片Ⅰ、遥测应变片Ⅱ用遥测应变仪来测得。分别布置在输入和输出端的转速转矩传感器Ⅰ和转速转矩传感器Ⅱ可分别测出输入端和输出端的转速和转矩。