CN111551297B - 一种可变量程动态扭矩测量装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种可变量程动态扭矩测量装置，包括顺次设置的第一法兰齿轮、第二法兰齿轮盘和连接法兰，所述第一法兰齿轮包括第一法兰齿轮盘和第一输出轴，所述连接法兰包括连接法兰盘和连接输出轴，所述第一输出轴和连接输出轴相对紧邻设置；所述第一法兰齿轮盘与所述第二法兰齿轮盘通过大齿圈连接固定，所述第一输出轴和连接输出轴通过小齿圈连接固定；所述大量程扭矩传感器与所述第一法兰齿轮盘的外侧面固定连接；所述小量程扭矩传感器固设于所述第二法兰齿轮盘和连接法兰齿轮盘之间。该装置可以在不更换扭矩传感器的情况下实现扭矩量程切换，使用便捷，提高扭矩测试精度。

Description

一种可变量程动态扭矩测量装置
技术领域
本发明属于扭矩测试技术领域，尤其是涉及一种可变量程动态扭矩测量装置。
背景技术
动态扭矩测量是车辆动力总成研发过程中的重要内容，精准的扭矩测试是每一个试验工程师的追求，当前动力总成台架扭矩测试面临的重要问题是小扭矩工况下扭矩的测量精度不高，目前动力总成台架的扭矩传感器均是固定量程传感器，在传感器量程区间内，中间量程部分测量精度高，但区间两端，尤其是小扭矩的测量，会有很大的测量误差，严重影响车辆扭矩测试精度；若要解决该问题，当前有效的解决方式是使用小量程扭矩传感器；但是由于高精度扭矩传感器每次更换均需专业标定，时间长，要求高，频繁拆装会导致前后测试连贯性差；所以不允许经常更换不同量程的扭矩传感器。针对上述问题发明了一种可变量程动态扭矩试验装置及方法，用于便捷的提高扭矩测试精度。
发明内容
针对当前动力总成台架的扭矩测量范围大，小扭矩工况下测试精度低的问题，发明了一种可变量程动态扭矩试验装置，该装置可以在不更换扭矩传感器的情况下实现扭矩量程切换，使用便捷，提高扭矩测试精度。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种可变量程动态扭矩测量装置，包括顺次设置的第一法兰齿轮、第二法兰齿轮盘和连接法兰，所述第一法兰齿轮包括第一法兰齿轮盘和第一输出轴，所述连接法兰包括连接法兰盘和连接输出轴，所述第一输出轴和连接输出轴相对紧邻设置；
所述第二法兰齿轮盘与小量程扭矩传感器均套设于所述连接输出轴***，且要保证第二法兰齿轮盘、小量程扭矩传感器与连接输出轴不接触；
所述第一法兰齿轮盘与所述第二法兰齿轮盘通过大齿圈连接固定，所述第一输出轴和连接输出轴通过小齿圈连接固定；
大量程扭矩传感器与所述第一法兰齿轮盘的外侧面固定连接；所述小量程扭矩传感器固设于所述第二法兰齿轮盘和连接法兰齿轮盘之间。
进一步，大齿圈齿轮与所述第一法兰齿轮盘为可拆卸连接；所述大齿圈齿轮与第二法兰齿轮盘为可拆卸连接。
进一步，小齿圈齿轮与所述第一输出轴为可拆卸连接；所述小齿圈齿轮与连接输出轴为可拆卸连接。
进一步，所述第一输出轴***设有第一齿轮段，所述连接输出轴设有连接齿轮段，所述第一齿轮段与所述连接齿轮段相邻设置，所述小齿圈的内齿轮与所述第一输出轴的第一齿轮段的外齿轮啮合，所述小齿圈的内齿轮与所述连接齿轮段的外齿轮啮合。
进一步，所述小齿圈与所述第一齿轮段及连接齿轮段固定连接。
进一步，所述大齿圈的内齿轮与第一法兰齿轮盘的外齿轮啮合，所述大齿圈的内齿轮与第二法兰齿轮盘的外齿轮啮合。
进一步，所述小量程扭矩传感器的一侧面与第二法兰齿轮盘为接触式固定连接，其另一侧面与连接法兰盘为接触式固定连接。
进一步，所述第一法兰齿轮盘的齿轮参数与第二法兰齿轮盘的齿轮参数相同。
进一步，所述第一齿轮段的齿轮参数与连接齿轮段的齿轮参数相同。
进一步，所述第一法兰齿轮、第二法兰齿轮盘、连接法兰、大量程扭矩传感器、小量程扭矩传感器的轴心均在一条直线上。
本发明的有益效果：该可变量程动态扭矩测量装置，可以在不拆卸更换不同量程扭矩传感器的情况下，即可实现扭矩传感器量程切换，有效提高了扭矩测量精度的同时，保证了不同扭矩范围扭矩测量的连贯性和便利性。
附图说明
图1为实施例中可变量程动态扭矩测量装置测量小量程扭矩状态的整体结构示意图，其中的箭头走向为扭矩传递走向；
图2为实施例中可变量程动态扭矩测量装置测量大量程扭矩状态的整体结构示意图，其中的箭头走向为扭矩传递走向；
图3为实施例中可变量程动态扭矩测量装置测量的整体结构示意图。
图中：1、第一法兰齿轮；11、第一法兰齿轮盘；12、第一输出轴；121、第一齿轮段；2、第二法兰齿轮盘；3、连接法兰；31、连接法兰盘；32、连接输出轴；321、连接齿轮段；4、大齿圈；5、小齿圈；6、大量程扭矩传感器；7、小量程扭矩传感器。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术 语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
一种可变量程动态扭矩测量装置，包括顺次设置的第一法兰齿轮1、第二法兰齿轮盘2和连接法兰3，所述第一法兰齿轮1包括第一法兰齿轮盘11和第一输出轴12，所述连接法兰3包括连接法兰盘31和连接输出轴32，所述第一输出轴12和连接输出轴32相对紧邻设置；
所述第二法兰齿轮盘2与所述小量程扭矩传感器7均套设于所述连接输出轴32***；
所述第一法兰齿轮盘11与所述第二法兰齿轮盘2通过大齿圈4连接固定，所述第一输出轴12和连接输出轴32通过小齿圈5连接固定；
所述大量程扭矩传感器6与所述第一法兰齿轮盘11的外侧面固定连接；所述小量程扭矩传感器7的一侧面与第二法兰齿轮盘2为接触式固定连接，其另一侧面与连接法兰盘31为接触式固定连接；上述固定连接的方式可以为螺栓连接、花键连接、平键连接、螺纹连接等常见的固定连接方式。
所述大齿圈4齿轮与所述第一法兰齿轮盘11为可拆卸连接；所述大齿圈4齿轮与第二法兰齿轮盘2为可拆卸连接。
该扭矩测量装置结构紧凑，且对于大小量程扭矩的测量更加便捷，原理如下：
当测量扭矩小于小量程扭矩传感器7测量量程时，解除小齿圈5对连接输出轴32及第一输出轴12固连关系；用大齿圈4将第一法兰齿轮盘11和第二法兰齿轮盘2固连；此时，扭矩由大量程扭矩传感器6和小量程扭矩传感器7同时测量，以小量程扭矩传感器7测量精度为准。
当测量扭矩大于小量程扭矩传感器7测量量程时，用小齿圈5连接输出轴32及第一输出轴12；将大齿圈4拆下，此时，此时扭矩不经过小量程扭矩传感器7，扭矩由大量程扭矩传感器6测得。
其中，小齿圈5与第一输出轴12和连接输出轴32的连接方式如下：所述第一输出轴12***设有第一齿轮段121，所述连接输出轴32设有连接齿轮段321，所述第一齿轮段121与所述连接齿轮段321相邻设置，所述小齿圈5的内齿轮与所述第一输出轴12的第一齿轮段121的外齿轮啮合，所述小齿圈5的内齿轮与所述连接齿轮段321的外齿轮啮合。
小齿圈5可完全拨至第一输出轴12上或连接输出轴32上，并通过螺栓固定连接，即第一输出轴12与连接输出轴32仅是相邻并不相接；小齿圈5也可以同时套住第一输出轴12的端部及连接输出轴32的端部，并同时用螺栓固定连接，以实现第一输出轴12和连接输出轴32的稳固连接。
其中，大齿圈4与第一法兰齿轮盘11和所述第二法兰齿轮盘2的连接方式如下：所述大齿圈4的内齿轮与第一法兰齿轮盘11的外齿轮啮合，所述大齿圈4的内齿轮与第二法兰齿轮盘2的外齿轮啮合。且，大齿圈4可通过螺栓与第二法兰齿轮盘2进行固定。当需要进行拆卸时，仅需要将螺栓拧下，并将大齿圈4从第一法兰齿轮盘11和第二法兰齿轮盘2上抽出即可。
其中，小量程扭矩传感器7、第二法兰齿轮盘2中部均设有供连接输出轴32穿过的通孔，且，小量程扭矩传感器7、第二法兰齿轮盘2与连接输出轴32不接触。
其中，为保证该装置的设置不影响扭矩测试过程，保证扭矩测试的精确度，所述第一法兰齿轮盘11的齿轮参数与第二法兰齿轮盘2的齿轮参数相同；所述第一齿轮段121的齿轮参数与连接齿轮段321的齿轮参数相同。且，所述第一法兰齿轮1、第二法兰齿轮盘2、连接法兰3、大量程扭矩传感器6、小量程扭矩传感器7的轴心均在一条直线上。
其中，大量程扭矩传感器6及小量程扭矩传感器7均为非接触式扭矩传感器，市售产品的常见品牌及型号为HBM的T40B和T12HB；GIF的F1iS等。
该齿轮参数为常规的齿轮大小、齿距、齿顶高、齿根高、齿高、齿顶圆直径、齿根圆直径等参数。
该可变量程动态扭矩测量装置的具体使用过程如下：当测量扭矩小于小量程扭矩传感器7测量量程时，将小齿圈5拨至连接输出轴32一侧，并通过螺栓与连接输出轴32固连；将大齿圈4与第一法兰齿轮盘11边缘的齿轮和第二法兰齿轮盘2边缘的齿轮同时啮合，并通过螺栓与第二法兰齿轮盘2固连；此时，扭矩由大量程扭矩传感器6和小量程扭矩传感器7同时测量，以小量程扭矩传感器7测量精度为准；
当测量扭矩大于小量程扭矩传感器7测量量程时，将小齿圈5拨至覆盖第一输出轴12端部和连接输出轴32端部，此时小齿圈5同时与第一输出轴12的第一齿轮段121的齿轮和连接齿轮段321的齿轮啮合，并通过螺栓将小齿圈5与第一输出轴12和连接输出轴32固连；将大齿圈4拆下，不参与扭矩传递；此时扭矩不经过小量程扭矩传感器7，扭矩由大量程扭矩传感器6测得。
上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (7)

1.一种可变量程动态扭矩测量装置，其特征在于，包括顺次设置的第一法兰齿轮、第二法兰齿轮盘和连接法兰，所述第一法兰齿轮包括第一法兰齿轮盘和第一输出轴，所述连接法兰包括连接法兰盘和连接输出轴，所述第一输出轴和连接输出轴相对紧邻设置；
所述第二法兰齿轮盘与小量程扭矩传感器均套设于所述连接输出轴***；
所述第一法兰齿轮盘与所述第二法兰齿轮盘通过大齿圈连接固定，所述第一输出轴和连接输出轴通过小齿圈连接固定；
大量程扭矩传感器与所述第一法兰齿轮盘的外侧面固定连接；所述小量程扭矩传感器固设于所述第二法兰齿轮盘和连接法兰齿轮盘之间；
大齿圈齿轮与所述第一法兰齿轮盘为可拆卸连接；所述大齿圈齿轮与第二法兰齿轮盘为可拆卸连接；
小齿圈齿轮与所述第一输出轴为可拆卸连接；所述小齿圈齿轮与连接输出轴为可拆卸连接；
所述第一输出轴***设有第一齿轮段，所述连接输出轴设有连接齿轮段，所述第一齿轮段与所述连接齿轮段相邻设置，所述小齿圈的内齿轮与所述第一输出轴的第一齿轮段的外齿轮啮合，所述小齿圈的内齿轮与所述连接齿轮段的外齿轮啮合；
可变量程动态扭矩测量装置的具体使用过程如下：当测量扭矩小于小量程扭矩传感器测量量程时，将小齿圈拨至连接输出轴一侧，并通过螺栓与连接输出轴固连；将大齿圈与第一法兰齿轮盘边缘的齿轮和第二法兰齿轮盘边缘的齿轮同时啮合，并通过螺栓与第二法兰齿轮盘固连；此时，扭矩由大量程扭矩传感器和小量程扭矩传感器同时测量，以小量程扭矩传感器测量精度为准；
当测量扭矩大于小量程扭矩传感器测量量程时，将小齿圈拨至覆盖第一输出轴端部和连接输出轴端部，此时小齿圈同时与第一输出轴的第一齿轮段的齿轮和连接齿轮段的齿轮啮合，并通过螺栓将小齿圈与第一输出轴和连接输出轴固连；将大齿圈拆下，不参与扭矩传递；此时扭矩不经过小量程扭矩传感器，扭矩由大量程扭矩传感器测得。
2.根据权利要求1所述的一种可变量程动态扭矩测量装置，其特征在于，所述小齿圈与所述第一齿轮段及连接齿轮段固定连接。
3.根据权利要求1所述的一种可变量程动态扭矩测量装置，其特征在于，所述大齿圈的内齿轮与第一法兰齿轮盘的外齿轮啮合，所述大齿圈的内齿轮与第二法兰齿轮盘的外齿轮啮合。
4.根据权利要求1所述的一种可变量程动态扭矩测量装置，其特征在于，所述小量程扭矩传感器的一侧面与第二法兰齿轮盘为接触式固定连接，其另一侧面与连接法兰盘为接触式固定连接。
5.根据权利要求1所述的一种可变量程动态扭矩测量装置，其特征在于，所述第一法兰齿轮盘的齿轮参数与第二法兰齿轮盘的齿轮参数相同。
6.根据权利要求1所述的一种可变量程动态扭矩测量装置，其特征在于，所述第一齿轮段的齿轮参数与连接齿轮段的齿轮参数相同。
7.根据权利要求1所述的一种可变量程动态扭矩测量装置，其特征在于，所述第一法兰齿轮、第二法兰齿轮盘、连接法兰、大量程扭矩传感器、小量程扭矩传感器的轴心均在一条直线上。
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