技术领域
[0001] 本
发明涉及车辆零部件试验设备技术领域，具体涉及一种换档拨叉脚面摩擦试验机及其试验方法。
背景技术
[0002] 变速箱是变速操控系统中的重要传动装置，广泛使用于
汽车及其它机械中，拔叉是变速箱中的关键零部件之一。
[0003] 现有针对变速箱整机的加工和试验已经比较成熟，国内外也已研发出相关的检测设备；但是单独针对变速箱中拨叉的摩擦试验尚缺少成熟的检测设备。传统的检测方法是：采用装配好后的变速箱整机在变速箱试验台上进行试验，通过测试整个变速箱性能同时也间接测试拨叉摩擦寿命。这种方法，就迫使单独从事拨叉生产的企业必须配备整套的变速箱台架试验台，同时每研发一种拨叉都需购买整套变速箱用于台架试验，这对单纯从事拨叉研发及生产的企业来说，极为不便，成本过高，同时存在着一定的资源浪费，从而导致新产品开发受到很大约束。
发明内容
[0004] 本发明的目的在于提供一种换档拨叉脚面摩擦试验机及其试验方法，该试验机及其试验方法可以实现拨叉工作面在可变压
力作用下的摩擦试验，并且试验
机体积小、造价低、控制及调整简单。
[0005] 为达此目的，本发明采用以下技术方案：
[0006] 提供一种换档拨叉脚面摩擦试验机，包括有
工作台架、试验
机架、电气控制系统、试验工装、旋转驱动装置和竖直往复驱动装置；
[0007] 试验机架固定安装在工作台架的顶端，电气控制系统安装在工作台架的内部，试验工装安装在试验机架的内部，旋转驱动装置和竖直往复驱动装置固定安装在试验机架的顶端；
[0008] 试验工装包括有工装
支架、双层摩擦盘和拨叉，工装支架固定安装在试验机架的内部，双层摩擦盘和拨叉设置在工装支架的内部；
[0009] 双层摩擦盘可旋转地安装在旋转驱动装置的工作端，双层摩擦盘的旋
转轴竖直设置，拨叉可竖直移动地安装在竖直往复驱动装置的工作端；
[0010] 双层摩擦盘包括有上下同轴设置的第一摩擦盘和第二摩擦盘，第一摩擦盘和第二摩擦盘通过
传动轴固定连接，拨叉的工作端设置在第一摩擦盘和第二摩擦盘之间；
[0011] 旋转驱动装置包括有
主轴电机，竖直往复驱动装置包括有精密
气缸，主轴电机与电气控制系统电连接，精密气缸与电气控制系统连通。
[0012] 作为一种换档拨叉脚面摩擦试验机的一种优选方案，旋转驱动装置还包括有第一转轴、第二转轴和
齿轮传动机构，第一转轴和第二转轴均可旋转地安装在工装支架上，第一转轴和第二转轴的
旋转轴竖直设置，第一转轴和第二转轴通过
齿轮传动机构传动连接，主轴电机的
输出轴与第一转轴传动连接，双层摩擦盘固定安装在第二转轴的顶端。
[0013] 作为一种换档拨叉脚面摩擦试验机的一种优选方案，竖直往复驱动装置还包括有滑柱、直线
轴承和连接头，拨叉固定安装在滑柱上，滑柱可竖直滑动地安装在直
线轴承上，直线轴承固定安装在工装支架上，直线轴承的工作轴竖直设置，精密气缸的工作端竖直向下设置，精密气缸的工作端通过连接头与滑柱的顶端固定连接。
[0014] 作为一种换档拨叉脚面摩擦试验机的一种优选方案，连接头包括有驱动
块和从动块，驱动块与精密气缸的工作端固定连接，从动块与滑柱的顶端固定连接，从动块为
水平设置的扁平滑块，驱动块上设置有与从动块间隙配合的槽，槽的底端设置有与滑柱间隙配合的限位块。
[0015] 作为一种换档拨叉脚面摩擦试验机的一种优选方案，从动块和槽均为方形。
[0016] 作为一种换档拨叉脚面摩擦试验机的一种优选方案，电气控制系统还包括有精密调压
阀，精密气缸通过精密调压阀与气源连通。
[0017] 作为一种换档拨叉脚面摩擦试验机的一种优选方案，连接头包括有驱动块和从动块，驱动块与精密气缸的工作端固定连接，从动块与滑柱的顶端固定连接，从动块为水平设置的扁平滑块，驱动块上设置有与从动块
摩擦连接的槽，槽的底端设置有与滑柱间隙配合的限位块。
[0018] 作为一种换档拨叉脚面摩擦试验机的一种优选方案，试验工装还包括有盛液槽，盛液槽固定安装在试验机架内部，盛液槽套设在工装支架外部，盛液槽内填充有变速箱油。
[0019] 作为一种换档拨叉脚面摩擦试验机的一种优选方案，拨叉的表面硬度为HBW80-105，摩擦盘贴合面的硬度为660～800HV30。
[0020] 提供一种换档拨叉脚面摩擦试验机的试验方法，包括以下步骤：
[0021] 步骤一：精密气缸驱动拨叉向下移动并与第二摩擦盘的顶面贴合；
[0022] 步骤二：主轴电机驱动双层摩擦盘以400～600r/min的速度旋转，持续2～4h；
[0023] 步骤三：主轴电机驱动双层摩擦盘以1800～2200r/min的速度旋转，持续2～4h；
[0024] 步骤四：主轴电机驱动双层摩擦盘以900～1100r/min的速度旋转，持续2～4h；
[0025] 步骤五：主轴电机驱动双层摩擦盘以3500～4500r/min的速度旋转，持续2～4h；
[0026] 步骤六：精密气缸驱动拨叉向上移动并与第一摩擦盘的底面贴合；
[0027] 步骤七：重复步骤二到步骤五；
[0028] 步骤八：检测拨叉的磨损程度。
[0029] 本发明的有益效果：
[0030] 气源通过精密调压阀向精密气缸输出压缩气体，从而向气缸提供规定压强的气压，对拨叉施加规定的压力，使得拨叉的工作面与双层摩擦盘的工作面贴合；
[0031] 数字变频控制系统控制主轴电机以规定的转速旋转，通过1:1传动齿轮驱动双层摩擦盘旋转，实现与拨叉的摩擦试验；
[0032] 通过电磁换向阀实现精密气缸压和拉的转换，从而实现拨叉正反两面分别与第一摩擦盘和第二摩擦盘的摩擦试验；
[0033] 通过驱动块和从动块的滑动连接和限制从动块最大行程的限位块，克服了精密气缸输出功率不稳的
缺陷；
[0034] 也可以将驱动块和从动块的滑动连接改为摩擦连接，从而降低对精密气缸输出功率与行程的要求；
[0035] 1.该试验机可以实现拨叉工作面在可变压力下的摩擦试验；
[0036] 2.该试验机体积小、造价低、控制及调整简单。
附图说明
[0037] 为了更清楚地说明本发明
实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0038] 图1是本发明实施例所述的一种换档拨叉脚面摩擦试验机的立体图；
[0039] 图2是本发明实施例所述的一种换档拨叉脚面摩擦试验机的左视图；
[0040] 图3是本发明实施例所述的一种换档拨叉脚面摩擦试验机的正视图；
[0041] 图4是本发明实施例所述的一种换档拨叉脚面摩擦试验机的剖视图；
[0042] 图5是图4的A处局部放大图；
[0043] 图6是本发明实施例所述的一种换档拨叉脚面摩擦试验机的内部结构图；
[0044] 图中：
[0045] 1、工作台架；
[0046] 2、试验机架；
[0047] 3、电气控制系统；
[0048] 4、试验工装；4a、工装支架；4b、双层摩擦盘；4b1、第一摩擦盘；4b2、第二摩擦盘；4c、拨叉；4d、盛液槽；
[0049] 5、旋转驱动装置；5a、主轴电机；5b、第一转轴；5c、第二转轴；5d、齿轮传动机构；
[0050] 6、竖直往复驱动装置；6a、精密气缸；6b、滑柱；6c、直线轴承；6d、连接头；6d1、驱动块；6d2、从动块；6d3、槽；6d4、限位块；
具体实施方式
[0051] 下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
[0052] 其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本
专利的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
[0053] 本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若出现术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或
位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
[0054] 在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“连接”等指示部件之间的连接关系，该术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个部件内部的连通或两个部件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0055] 具体实施方式一：
[0056] 参照图1至图6所示的一种换档拨叉脚面摩擦试验机，一种换档拨叉脚面摩擦试验机，包括有工作台架1、试验机架2、电气控制系统3、试验工装4、旋转驱动装置5和竖直往复驱动装置6；
[0057] 试验机架2固定安装在工作台架1的顶端，电气控制系统3安装在工作台架1的内部，试验工装4安装在试验机架2的内部，旋转驱动装置5和竖直往复驱动装置6固定安装在试验机架2的顶端；
[0058] 试验工装4包括有工装支架4a、双层摩擦盘4b和拨叉4c，工装支架4a固定安装在试验机架2的内部，双层摩擦盘4b和拨叉4c设置在工装支架4a的内部；
[0059] 双层摩擦盘4b可旋转地安装在旋转驱动装置5的工作端，双层摩擦盘4b的旋转轴竖直设置，拨叉4c可竖直移动地安装在竖直往复驱动装置6的工作端；
[0060] 双层摩擦盘4b包括有上下同轴设置的第一摩擦盘4b1和第二摩擦盘4b2，第一摩擦盘 4b1和第二摩擦盘4b2通过传动轴固定连接，拨叉4c的工作端设置在第一摩擦盘4b1和第二摩擦盘4b2之间；
[0061] 旋转驱动装置5包括有主轴电机5a，竖直往复驱动装置6包括有精密气缸6a，主轴电机 5a与电气控制系统3电连接，精密气缸6a与电气控制系统3连通。
[0062] 工作台架1和试验机架2用于承载和固定安装设备；
[0063] 电气控制系统3包括有气源、电磁换向阀和数字变频控制系统；
[0064] 气源用于向竖直往复驱动装置6提供气体动力，电磁换向阀用于切换精密气缸6a输出和复位，数字变频控制系统用于控制主轴电机5a的转速；
[0065] 主轴电机5a为高速高
扭矩主轴电机，旋转驱动装置5用于驱动双层摩擦盘4b旋转；
[0066] 竖直往复驱动装置6用于驱动拨叉4c竖直往复移动；
[0067] 竖直往复驱动装置6竖直往复移动从而得以抵接在第一摩擦盘4b1的底面或者第二摩擦盘4b2的顶面，竖直往复驱动装置6保持一定的压力，持续一段时间后，检测拨叉4c的磨损程度。
[0068] 旋转驱动装置5还包括有第一转轴5b、第二转轴5c和齿轮传动机构5d，第一转轴5b 和第二转轴5c均可旋转地安装在工装支架4a上，第一转轴5b和第二转轴5c的旋转轴竖直设置，第一转轴5b和第二转轴5c通过齿轮传动机构5d传动连接，主轴电机5a的输出轴与第一转轴5b传动连接，双层摩擦盘4b固定安装在第二转轴5c的顶端。
[0069] 主轴电机5a通过
联轴器驱动第一转轴5b旋转，第一转轴5b通过齿轮传动机构5d驱动第二转轴5c旋转，第二转轴5c驱动双层摩擦盘4b旋转，从而模仿汽车摩擦盘的工作。
[0070] 竖直往复驱动装置6还包括有滑柱6b、直线轴承6c和连接头6d，拨叉4c固定安装在滑柱6b上，滑柱6b可竖直滑动地安装在直线轴承6c上，直线轴承6c固定安装在工装支架4a 上，直线轴承6c的工作轴竖直设置，精密气缸6a的工作端竖直向下设置，精密气缸6a的工作端通过连接头6d与滑柱6b的顶端固定连接。
[0071] 精密气缸6a通过连接头6d驱动滑柱6b沿着直线轴承6c的轴线竖直往复移动，从而使得拨叉4c竖直往复移动。
[0072] 连接头6d包括有驱动块6d1和从动块6d2，驱动块6d1与精密气缸6a的工作端固定连接，从动块6d2与滑柱6b的顶端固定连接，从动块6d2为水平设置的扁平滑块，驱动块6d1 上设置有与从动块6d2间隙配合的槽6d3，槽6d3的底端设置有与滑柱6b间隙配合的限位块6d4。
[0073] 精密气缸6a驱动驱动块6d1竖直往复移动时，驱动块6d1需要移动一段距离之后，使得从动块6d2抵接在槽6d3的上端或限位块6d4的顶端时，驱动块6d1才能够驱动从动块6d2 移动，从而使得从动块6d2的移动速率和受力大小较为平稳，减少了精密气缸6a刚刚启动时功率不稳定影响试验结果的因素。
[0074] 从动块6d2和槽6d3均为方形。
[0075] 从动块6d2和槽6d3均为方形，使得从动块6d2不会相对于槽6d3旋转，从而使得拨叉 4c不会旋转。
[0076] 电气控制系统3还包括有精密调压阀，精密气缸6a通过精密调压阀与气源连通。
[0077] 精密调压阀用于调整精密气缸6a的输出功率，从而调整拨叉4c抵接在双层摩擦盘4b 工作面上的作用力。
[0078] 试验工装4还包括有盛液槽4d，盛液槽4d固定安装在试验机架2内部，盛液槽4d套设在工装支架4a外部，盛液槽4d内填充有变速箱油。
[0079] 盛液槽4d用于承载变速箱油，使得双层摩擦盘4b、拨叉4c、第一转轴5b、第二转轴 5c和齿轮传动机构5d始终位于变速箱油内部，在
散热的同时起到润滑作用，同时完全模拟变速箱内工况。
[0080] 拨叉4c的表面硬度为660～800HV30。
[0081] 本发明的工作原理：
[0082] 气源通过精密调压阀向精密气缸6a输出压缩气体，从而向气缸提供规定压强的气压，对拨叉4c施加规定的压力，使得拨叉4c的工作面与双层摩擦盘4b的工作面贴合；
[0083] 数字变频控制系统控制主轴电机5a以规定的转速旋转，通过1:1传动齿轮驱动双层摩擦盘4b旋转，实现与拨叉4c的摩擦试验；
[0084] 通过电磁换向阀实现精密气缸6a压和拉的转换，从而实现拨叉4c正反两面分别与第一摩擦盘4b1和第二摩擦盘4b2的摩擦试验；
[0085] 通过驱动块6d1和从动块6d2的滑动连接和限制从动块6d2最大行程的限位块6d4，克服了精密气缸6a输出功率不稳的缺陷；
[0086] 也可以将驱动块6d1和从动块6d2的滑动连接改为摩擦连接，从而降低对精密气缸6a 输出功率与行程的要求；
[0087] 试验步骤如下：
[0088] 步骤一：精密气缸6a驱动拨叉4c向下移动并与第二摩擦盘4b2的顶面贴合；
[0089] 步骤二：主轴电机5a驱动双层摩擦盘4b以400～600r/min的速度旋转，持续2～4h；
[0090] 步骤三：主轴电机5a驱动双层摩擦盘4b以1800～2200r/min的速度旋转，持续2～4h；
[0091] 步骤四：主轴电机5a驱动双层摩擦盘4b以900～1100r/min的速度旋转，持续2～4h；
[0092] 步骤五：主轴电机5a驱动双层摩擦盘4b以3500～4500r/min的速度旋转，持续2～4h；
[0093] 步骤六：精密气缸6a驱动拨叉4c向上移动并与第一摩擦盘4b1的底面贴合；
[0094] 步骤七：重复步骤二到步骤五；
[0095] 步骤八：检测拨叉4c的磨损程度。
[0096] 具体实施方式二：
[0097] 与实施方式一的不同之处在于：连接头6d包括有驱动块6d1和从动块6d2，驱动块6d1 与精密气缸6a的工作端固定连接，从动块6d2与滑柱6b的顶端固定连接，从动块6d2为水平设置的扁平滑块，驱动块6d1上设置有与从动块6d2摩擦连接的槽6d3，槽6d3的底端设置有与滑柱6b间隙配合的限位块6d4。
[0098] 精密气缸6a驱动驱动块6d1竖直往复移动时，驱动块6d1通过槽6d3与从动块6d2的摩擦连接带动从动块6d2竖直往复移动，当拨叉4c抵接在双层摩擦盘4b上时，从动块6d2 停止移动，驱动块6d1克服槽6d3与从动块6d2之间的
摩擦力继续移动到精密气缸6a行程的终点，拨叉4c抵接在双层摩擦盘4b上的作用力始终等于槽6d3和从动块6d2之间的摩擦力，通过更换驱动块6d1或从动块6d2改变摩擦力即可改变双层摩擦盘4b和拨叉4c之间的压力；
[0099] 将6d1和6d2之间的滑动连接改为摩擦连接，降低了对精密气缸6a精
密度的要求，同时驱动块6d1和从动块6d2不会相对旋转。
[0100] 需要
声明的是，上述具体实施方式仅仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员应该明白，还可以对本发明做各种
修改、等同替换、变化等等。但是，这些变换只要未背离本发明的精神，都应在本发明的保护范围之内。另外，本
申请说明书和
权利要求书所使用的一些术语并不是限制，仅仅是为了便于描述。
