技术领域
[0001] 本
发明涉及检测测量技术领域，具体涉及一种扭矩传感器标定装置。
背景技术
[0002] 在变速箱、
发动机等动
力系统总成测试设备中，一般都会在
传动轴系上安装扭矩传感器，以便于监测被测件的实际测试扭矩。特别是自动变速箱测试时，输入和
输出轴上均安装有扭矩传感器(自动变速箱的输入与输出之间属于非刚性耦合)。
[0003] 扭矩传感器通常是作为量具使用，按照量具定期检查标定的原则，一般每半年需要对扭矩传感器进行一次标定。一般需要标定扭矩传感器的零漂、准确度、线性度和重复性。然后根据标定结果通过
软件对扭矩传感器的误差进行补偿。
[0004] 目前扭矩传感器的标定一般采用杠杆结构，如
附图1所示。主要由砝码11、砝码座(主要由托盘14来实现)、平衡梁12、
水平仪13等部分组成。
[0005] 杠杆标定的原理就是通过加不同重量的标准砝码
块，然后通过杠杆臂长给轴施加
指定的扭矩。单块砝码一般在10KG以下的重量，便于标定操作时降低人的劳动强度。在不加砝码时，平衡梁及砝码座需要保持一个平衡，即就是不施加任何扭矩给转动轴系；根据水平仪调整平衡梁使之水平，避免平衡梁不水平带来标定误差。
[0006] 由于扭矩传感器的量程大小各不相同，在不同的使用场合时扭矩传感器的量程不同。对于
汽车动力总成或动力部件的测试上，生产线测试设备一般测试扭矩较小，在2KNm以下；在实验室测试设备上，测试扭矩较大，可达5KNm。并且测试时的扭矩标定方向均为双向标定，一方面考虑扭矩传感器自身的线性度和重复性，所以平衡梁设计时需要考虑在空间足够的情况下，平衡梁的臂长足够大，以减少砝码的重量和数量。
[0007] 目前采用平衡梁进行标定的方法主要存在以下缺点：
[0008] 1、标定扭矩较大时，由于平衡梁过长，砝码数量过多，需要标定的空间较大；
[0009] 2、标定扭矩较大时，需要的砝码数量较多，当标定5KNm时，砝码数量过于庞大，不利于降低人员的劳动强度；
[0010] 3、双向标定时，在某些特定情况下双向标定时由于空间不足，无法实施，此时的杠杆就会设计成单向杠杆，而无法平衡。
发明内容
[0011] 本发明所要解决的技术问题在于提供一种占用空间较小，能够以较小砝码标定较大扭矩的扭矩传感器标定装置。
[0012] 其所要解决的技术问题可以通过以下技术方案来实施。
[0013] 一种扭矩传感器标定装置，包括连接转动轴的平衡梁，所述平衡梁两端设有砝码座，其特点为，沿所述转动轴的轴向，所述转动轴具有一可选择性的与拟测试设备的
输入轴系连接或断开的连接部件；还包括一组由相互
啮合的输入
齿轮和输出齿轮组成的
齿轮传动组，所述输出齿轮的直径大于所述输入齿轮的直径，所述输出齿轮的
转轴两端分别设有用于传递扭转力的第一连接部件和第二连接部件；所述输出齿轮的转轴可选择性的经所述第一连接部件与拟测试设备第一标定侧的输出轴系连接，或经所述第二连接部件与拟测试设备第二标定侧的输出轴系连接，或都不连接。
[0014] 作为本发明的优选
实施例，所述输出齿轮
定位于一偏心盘上，并随所述偏心盘的转动而保持所述输入齿轮与所述输出齿轮的啮合侧隙的可调节。
[0015] 作为本技术方案的进一步改进，由所述输入齿轮和输出齿轮组成的啮合齿轮对的
压力角为10～15°。
[0016] 也作为本技术方案的进一步改进，所述连接部件为一平键或
花键。
[0017] 还作为本技术方案的进一步改进，所述第一连接部件为一平键或花键；所述第二连接部件为一平键或花键。
[0018] 同样作为本技术方案的进一步改进，所述平衡梁设有一个或多个用于补偿或微调砝码重量的、可沿平衡梁梁体来回移动的调节游码。
[0019] 采用上述技术方案的扭矩传感器标定装置，相对于
现有技术，具有如下优点：
[0020] 1、明显降低标定人员的劳动强度，砝码数量及重量明显减少；
[0021] 2、一次装夹，实现多根轴系的标定；
[0022] 3、明显降低标定空间的需求，不会使用超长平衡梁和大数量的砝码；
[0023] 4、明显减少砝码类型和数量，输入和输出标定时砝码类型只有一种，实现输入和输出砝码共用。现有方案标定时，由于输出扭矩大，需要较大的砝码重量和较多的砝码数量；
附图说明
[0024] 图1为现有扭矩传感器标定装置的结构示意图；
[0025] 图2为本发明基于齿轮传动的扭矩传感器标定装置的结构简图；
[0026] 图3为本发明基于齿轮传动的扭矩传感器标定装置的侧向示意图；
[0027] 图4为本发明基于齿轮传动的扭矩传感器标定装置的剖视图(局部)；
[0028] 图5为本发明基于齿轮传动的扭矩传感器标定装置与标定设备连接示意结构简图；
[0029] 图中：1——砝码座 2——平衡梁 3——输入轴 4——左侧输出花键 5——右侧输出花键 6——输出齿轮 7——输入齿轮8——输入花键 9——偏心盘 10——调节游码 11——砝码12——横梁 13——水平仪 14——托盘 15——输入扭矩传感器16——输出扭矩传感器
具体实施方式
[0030] 下面结合附图对本发明的具体实施方式进行进一步的详细说明。
[0031] 如图2至图5所示的基于齿轮传动的扭矩传感器标定装置，是在杠杆标定的
基础上，增加一对齿轮啮合，将扭矩放大，从而实现较少砝码标定较大扭矩，具体结构如下。
[0032] 平衡梁2的两端设有砝码座1，平衡梁2的转轴位输入轴3，输入轴3轴接有输入齿轮7，与输入齿轮7相啮合的是半径更大的输出齿轮6，输出齿轮6的输出轴上设置了左侧输出花键4和右侧输出花键5。
[0033] 输出齿轮6与输入齿轮7形成一组齿轮对，设齿轮对的
传动比为i。当对输入轴3进行扭矩标定时，输出轴(即输出齿轮6的转轴)不对接(也就是没有负载)，被标定设备的输入轴系需要与图中的输入花键8连接；此时扭矩标定策略与现有方案相同，分别在两个砝码座上轮流添加砝码，实现扭矩标定。
[0034] 当需要对输出扭矩标定时，输入轴系脱开，将需要标定侧的输出轴系与对应的花键(即左侧输出花键4或右侧输出花键5)连接。然后分别在砝码座上依次增加或减少砝码，即可算出输出
轴承受的扭矩值。具体为：
[0035] T＝∑m·g×l×i
[0036] 其中，T为扭矩值，m为砝码重量，g为重力
加速度，l为臂长，即为轴心到砝码的长度，i为齿轮对的传动比。
[0037] 由于齿轮组中输出齿轮的半径大于输入齿轮的半径，进而将扭矩放大，从而实现较少砝码标定较大扭矩。当然使用齿轮啮合传动的类似省力机构均可，比如渐开线齿，圆弧形齿的类似结构。
[0038] 如图5所示，还示意了输入扭矩传感器15和输出扭矩传感器16连接，其中，输入扭矩传感器15与
驱动轴承连接，输出扭矩传感器16与负载轴承连接。输入扭矩传感器15利用砝码标定，输出扭矩传感器16利用输入扭矩传感器标定的结果，对输出扭矩传感器进行对标。标定原理如下，将输出轴系卡死，然后通过输入
电机施加扭矩，这样输入和输出扭矩传感器就会同时有测量结果。将两个之间进行对比，就可以达到对输出扭矩传感器进行标定的目的。
[0039] 另外，标定轴系也可以不采用花键，输入轴系和输出轴系的对接部分不采用花键，例如采用端面平键，2个或以上的普通平键等。
[0040] 此外，本装置还涉及输入与输出齿轮之间侧隙的消除技术，在扭矩标定过程中需要进行双向扭矩标定。本装置主要利用改变输入与输出轴的中心距来调节两啮合齿轮的啮合侧隙。在输出花键与输出齿轮之间有一个偏心盘9，调整偏心盘的
姿态实现齿轮副中心距的调节，达到齿轮啮合侧隙可调的目的；
[0041] 同时，本装置结构中，啮合齿轮对的压力角不是标准压力角20°，为了提高标定
精度，本结构中将齿轮压力角降低为10～15°。降低压力角主要是因为传动过程中减少齿
轮齿廓上的
正压力分量，从而减小两齿轮齿廓之间的相对滑动
摩擦力，这样就有效降低标定误差。
[0042] 另一方面，平衡梁2上还设置了
不平衡调节游码10，用以消除平衡梁及砝码座的制造误差，通过来回移动的微调来实现。
[0043] 本发明提供选择性的将输入或输出轴所产生的扭力传递(或不传递)到目标的标定轴上，并进一步利用了齿轮传动的放大效果，实现了空间大小的控制，达到了一次装夹标定多根轴系的目的。
