带湿式换挡元件的复合行星齿轮传动机构的动载测试方法技术

本发明专利技术公开了一种带湿式换挡元件的复合行星齿轮传动机构的动载测试方法，具体包括：在复合行星齿轮传动机构内部的承载构件上布置三向加速度传感器，非承载构件上布置应变测试装置；在稳定工况下对所述复合行星齿轮传动机构进行振动测试；在非稳定工况下对复合行星齿轮传动机构进行空载振动测试；在非稳定工况下对复合行星齿轮传动机构进行加载振动测试；通过信号分析软件系统对获得的三向加速度数据和应变数据进行数据处理，并基于处理后的数据对所述复合行星齿轮传动机构的动载特性进行分析。本发明专利技术能够准确、可靠地测量得到带湿式换挡元件的复合行星齿轮传动机构内部构件的振动数据，并通过信号采集及信号分析系统进行动载特性分析。

【技术实现步骤摘要】
带湿式换挡元件的复合行星齿轮传动机构的动载测试方法
本专利技术属于星齿轮传动机构振动测试
，特别涉及一种带湿式换挡元件的复合行星齿轮传动机构的动载测试方法。
技术介绍
现有的行星齿轮传动机构的振动测试技术中，一方面是测试机构整体的输入和输出轴端的振动特性，这可以通过直接布置加速度传感器来完成测试；另一方面是测试单个行星轮系或者简单行星齿轮变速机构内部构件的振动特性，这一般都要求测试件是固定的，而且测试空间较大且便于布置数据采集系统，并通过在该固定的测试件上布置加速度传感器来完成测试。在复合行星齿轮传动机构内部，行星轮系中的太阳轮、齿圈和行星架除了承担行星轮系内部的功率分流或者汇流的角色，同时还作为湿式换挡元件的内毂或者外毂构件，通过花键接合来实现换挡元件的转矩传递。因此，这些构件的动载特性复杂，对其进行测试，面临着结构紧凑、空间狭窄、高速旋转、油气混合、高温等难点。现有测试技术中的加速度传感器布置、数据采集传输方式等技术手段将难以得到直接应用，无法达到复合行星齿轮传动机构内部构件的动载测试目标。
技术实现思路
为此，本专利技术提供了一种适合带换挡元件的复合行星齿轮传动机构的动载测试方法，能够准确、可靠地测量得到复合行星齿轮传动机构内部构件的振动数据，并通过信号采集及信号分析系统进行动载特性分析。本专利技术提供了一种带湿式换挡元件的复合行星齿轮传动机构的动载测试方法，所述复合行星齿轮传动机构的输入端通过输入轴与包括电机和齿轮箱的驱动机构相连，输出端通过输出轴与测功机相连，所述输入轴上设置有测扭仪和第一测速仪，所述输出轴上设置有第二测速仪；所述动载测试方法包括如下步骤：步骤1：在所述复合行星齿轮传动机构内部的承载构件上布置三向加速度传感器，非承载构件上布置应变测试装置；步骤2：在稳定工况下对所述复合行星齿轮传动机构进行振动测试，获得稳定工况下的三向加速度数据和应变数据；步骤3：在非稳定工况下对所述复合行星齿轮传动机构进行空载振动测试，获得空载条件下、非稳定工况下的三向加速度数据和应变数据；步骤4：在非稳定工况下对所述复合行星齿轮传动机构进行加载振动测试，获得加载条件下、非稳定工况下的三向加速度数据和应变数据；步骤5：通过信号分析软件系统对步骤2-4中获得的三向加速度数据和应变数据进行数据处理，并基于处理后的数据对所述复合行星齿轮传动机构的动载特性进行分析。在一些实施例中，所述复合行星齿轮传动机构可以为带双齿圈的复合行星齿轮传动机构，所述承载构件包括第一齿圈、太阳轮和行星架，所述第一齿圈为输入元件，所述太阳轮为固定元件，所述行星架为输出元件；所述非承载构件包括第二齿圈，所述第二齿圈浮动且通过其外花键与所述湿式换挡元件连接；步骤1中，在所述第一齿圈和所述行星架的固定支撑件上以及所述太阳轮的轴上布置三向加速度传感器，在所述第二齿圈上布置应变测试装置。在一些实施例中，所述复合行星齿轮传动机构可以为带双太阳轮的复合行星齿轮传动机构，所述承载构件包括第一太阳轮、第二太阳轮以及行星架，所述第一太阳轮为输入元件，所述第二太阳轮为固定元件，所述行星架为输出元件；所述非承载构件包括齿圈，所述齿圈浮动且通过其外花键与所述湿式换挡元件连接；步骤1中，在所述第一太阳轮和所述行星架的固定支撑件上以及所述第二太阳轮的轴上布置三向加速度传感器，在所述齿圈上布置应变测试装置。在一些实施例中，所述应变测试装置可以包括多个高温应变片和多个动态应变仪，单个动态应变仪可以与1~4个高温应变片连接。在一些实施例中，可以在所述第二齿圈或所述齿圈的至少两个内齿根部和至少两个外花键根部设置所述多个高温应变片；可以在所述第二齿圈或所述齿圈的侧端面设置所述多个动态应变仪；所述多个高温应变片和所述多个动态应变仪沿所述第二齿圈或所述齿圈周向均匀布置。在一些实施例中，可以在各内齿根部沿所述第二齿圈或所述齿圈周向和齿宽方向各布置一个高温应变片，在各外花键根部沿所述第二齿圈或所述齿圈周向和齿宽方向各布置一个高温应变片。在一些实施例中，步骤2具体过程可以为：预先确定动载显著的所述复合行星齿轮传动机构的稳定工作点，通过调节所述电机和所述测功机，达到所述稳定工作点要求的转速和扭矩，使所述复合行星齿轮传动机构在所述稳定工作点下稳定运转，利用三向加速度传感器和应变测试装置获得稳定工况下的三向加速度数据和应变数据。在一些实施例中，步骤3具体过程可以为：对所述复合行星齿轮传动机构的输出端不加载，通过所述电机调节输入转速从最低稳定转速匀速提升到最高稳定转速，利用三向加速度传感器和应变测试装置进行测量；当输入转速达到最高稳定转速后，调节所述电机将输入转速从最高稳定转速匀速降低到最低稳定转速，利用三向加速度传感器和应变测试装置进行测量，获得空载条件下、非稳定工况下的三向加速度数据和应变数据。在一些实施例中，步骤4具体过程可以为：对所述复合行星齿轮传动机构的输出端加载，通过所述电机调节所述复合行星齿轮传动机构的输出端的负载；调节所述电机将所述复合行星齿轮传动机构的输入转速从最低稳定转速匀速提升到最高稳定转速，利用三向加速度传感器和应变测试装置进行测量；当输入转速达到最高稳定转速后，调节所述电机将输入转速从最高稳定转速匀速降低到最低稳定转速，利用三向加速度传感器和应变测试装置进行测量，获得加载条件下、非稳定工况下的三向加速度数据和应变数据。在一些实施例中，步骤5具体过程可以为：通过信号分析软件系统，采用傅里叶变换将得到的时域序列转换为频域序列的信号处理方法对步骤2-4中获得的三向加速度数据和应变数据进行数据处理。本专利技术的有益效果：1）本专利技术可实现高温油气混合的齿轮箱体内部的多个构件的振动信号的同步以及实时振动测试；2）本专利技术可满足在湿式换挡元件约束下高速旋转件的振动测试要求；3）本专利技术通过高温应变片和动态应变仪的结合使用，解决了狭窄空间内高速旋转件的啮合冲击振动测试问题，既适用于复合行星齿轮传动机构的承载构件也适用于其非承载构件。附图说明图1为实施例1的带双齿圈的复合行星齿轮传动机构的动载测试结构示意图；图2为实施例2的带双太阳轮的复合行星齿轮传动机构的动载测试结构示意图；图3为实施例1和2的高温应变片的安装示意图；图4为实施例1和2的动态应变仪的安装示意图；图5为本专利技术的带湿式换挡元件的复合行星齿轮传动机构的动载测试方法流程图。附图中：1-电机；2-测扭仪；3、18-测速仪；4-齿轮箱；5、17-联轴器；6、20-输入轴；8、12、28-齿圈；7、15、22、24-固定支撑件；9、26-长行星轮；10、25-短行星轮；11、27-湿式换挡元件；13、21、29-太阳轮；14、23-行星架；16、30-输出轴；19-测功机；31、32-高温应变片；33-动态应变仪。具体实施方式下面结合附图和实施例进一步描述本专利技术，应该理解，以下所述实施例旨在便于对本本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种带湿式换挡元件的复合行星齿轮传动机构的动载测试方法，其特征在于，所述复合行星齿轮传动机构的输入端通过输入轴与包括电机和齿轮箱的驱动机构相连，输出端通过输出轴与测功机相连，所述输入轴上设置有测扭仪和第一测速仪，所述输出轴上设置有第二测速仪；所述动载测试方法包括如下步骤：/n步骤1：在所述复合行星齿轮传动机构内部的承载构件上布置三向加速度传感器，非承载构件上布置应变测试装置；/n步骤2：在稳定工况下对所述复合行星齿轮传动机构进行振动测试，获得稳定工况下的三向加速度数据和应变数据；/n步骤3：在非稳定工况下对所述复合行星齿轮传动机构进行空载振动测试，获得空载条件下、非稳定工况下的三向加速度数据和应变数据；/n步骤4：在非稳定工况下对所述复合行星齿轮传动机构进行加载振动测试，获得加载条件下、非稳定工况下的三向加速度数据和应变数据；/n步骤5：通过信号分析软件系统对步骤2-4中获得的三向加速度数据和应变数据进行数据处理，并基于处理后的数据对所述复合行星齿轮传动机构的动载特性进行分析。/n

【技术特征摘要】
1.一种带湿式换挡元件的复合行星齿轮传动机构的动载测试方法，其特征在于，所述复合行星齿轮传动机构的输入端通过输入轴与包括电机和齿轮箱的驱动机构相连，输出端通过输出轴与测功机相连，所述输入轴上设置有测扭仪和第一测速仪，所述输出轴上设置有第二测速仪；所述动载测试方法包括如下步骤：
步骤1：在所述复合行星齿轮传动机构内部的承载构件上布置三向加速度传感器，非承载构件上布置应变测试装置；
步骤2：在稳定工况下对所述复合行星齿轮传动机构进行振动测试，获得稳定工况下的三向加速度数据和应变数据；
步骤3：在非稳定工况下对所述复合行星齿轮传动机构进行空载振动测试，获得空载条件下、非稳定工况下的三向加速度数据和应变数据；
步骤4：在非稳定工况下对所述复合行星齿轮传动机构进行加载振动测试，获得加载条件下、非稳定工况下的三向加速度数据和应变数据；
步骤5：通过信号分析软件系统对步骤2-4中获得的三向加速度数据和应变数据进行数据处理，并基于处理后的数据对所述复合行星齿轮传动机构的动载特性进行分析。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述复合行星齿轮传动机构为带双齿圈的复合行星齿轮传动机构，所述承载构件包括第一齿圈、太阳轮和行星架，所述第一齿圈为输入元件，所述太阳轮为固定元件，所述行星架为输出元件；所述非承载构件包括第二齿圈，所述第二齿圈浮动且通过其外花键与所述湿式换挡元件连接；
步骤1中，在所述第一齿圈和所述行星架的固定支撑件上以及所述太阳轮的轴上布置三向加速度传感器，在所述第二齿圈上布置应变测试装置。


3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述应变测试装置包括多个高温应变片和多个动态应变仪，单个动态应变仪与1~4个高温应变片连接；
在所述第二齿圈的至少两个内齿根部和至少两个外花键根部布置所述多个高温应变片；在所述第二齿圈的侧端面布置所述多个动态应变仪；
所述多个高温应变片和所述多个动态应变仪沿所述第二齿圈周向均匀布置。


4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在各内齿根部沿所述第二齿圈周向和齿宽方向各布置一个高温应变片，在各外花键根部沿所述第二齿圈周向和齿宽方向各布置一个高温应变片。


5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述复合行星齿轮传动机构为带双太阳轮的复合行星齿轮传动机构，所述承载构件包括第一太阳轮、第二太阳轮以及行星架，所述第一太阳轮为输入元件，所述第二太阳轮为固定元件，所述行星架为输出元件；所述非承载构...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘艳芳，赖俊斌，徐向阳，李洪武，董鹏，许晋，许昊星，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：北京;11