CN101458061A - 等速万向节驱动轴总成间隙测试试验台 - Google Patents

Abstract

本发明是一种汽车工程技术领域的等速万向节驱动轴总成间隙测试试验台，角度传感器和圆周间隙测试夹头分别设置在圆周间隙测试主轴的尾部和头部，圆周间隙测试轴承座、夹具、直线传动组件、扭矩加力组件和导轨固定在机架上，扭矩加力组件的一端与圆周间隙测试主轴固定连接，拉压力传感器位于前滑板、后滑板之间，并分别与前滑板、后滑板连接，直线传动组件与前滑板相连，电机在直线传动组件的一端，位移传感器位于导轨一侧的机架上，并与导轨平行，轴向间隙测试夹头设置在轴向间隙测试支架上，随轴向间隙测试支架固定在后滑板上，并与导轨连接。本发明具备多种间隙测试功能和适用于多品种，全面反映被测部件的间隙。

Description

等速万向节驱动轴总成间隙测试试验台

技术领域

本发明涉及的是一种汽车工程技术领域的机构，具体是一种等速万向节驱动轴间隙测试试验台。

背景技术

汽车驱动系统中，等速万向节驱动轴是将变速箱输出的动力传递给车轮的唯一重要部件。它包括：固定端万向节、芯轴、移动端万向节。目前，我国由于等速万向节驱动轴总成间隙测试尚处于发展成长阶段，各种功能或性能测试技术仍有待进一步完善，至今没有统一、明确的测试方法和规范。即便是国家标准中也仅注明需要测试，但是从未给出具体、明确的测试方法。加之，国外各制造厂商在总成产品生产出厂检验时，根据配套主机厂的需要或零部件维修市场的具体需求情况，或进行单项指标或不做检测，所依据的功能指标要求和实验方法也不尽相同，在技术上对外进行限制。由于有两个万向节，其相对运动件之间的间隙大小直接影响到汽车动力传递的均匀性和平稳性以及该部件的磨损快慢，以致影响到整台汽车行驶平稳性、舒适性、安全性、振动、噪声等。另一方面，随着汽车行业的不断发展，对等速万向节驱动轴总成的设计、制造、装配等都提出了越来越高的质量要求。产品能否满足实际使用要求，对等速万向节驱动轴总成间隙的测试是必不可少的。等速万向节驱动轴总成间隙主要包括两方面：一是圆周间隙，它主要由固定端圆周间隙和滑移端圆周间隙组成；一是轴向间隙，它主要是指固定端与中间芯轴之间的轴向间隙组成。

经对现有技术的文献检索发现，陈敏贤等在期刊《机械制造》1999年第37卷第2期发表了《汽车等速节传动轴的八功能测试》(注：文中将等速万向节驱动轴称作等速节传动轴)，从等速万向节驱动轴总成的轴向间隙和固定端圆周间隙测试方面论述了等速万向节驱动轴总成间隙测试试验台总体方案结构。但是，这两种方法中包含部分不稳定因素。其一，对于轴向间隙，该文测试数据是在消除了滑移端的位移量之后通过微位移传感器测量得到的，这种测试方法容易引入其它误差，因为测量精度与位置、位移精度有关；没有测试固定端轴向间隙，而影响轴向使用的间隙主要是固定端轴向间隙；其二，对于圆周间隙，测试中使用了手轮，这种测试方法不稳定，测试结果中可能包含有人为因素；且仅仅针对固定端进行测试，这个间隙不是总成圆周间隙，不能反映整个部件的圆周间隙，而等速万向节驱动轴安装在汽车上，影响运动和产品质量的是总成圆周间隙。最后，该文没有说明是否可以测试不同结构或长短的工件。

发明内容

本发明针对现有技术的现状和存在的上述不足，提供一种等速万向节驱动轴总成间隙测试试验台，使本发明测试方法简单、可靠，本发明具备多种间隙测试功能和适用于多品种，全面反映被测部件的间隙，对于提高产品质量具有实际意义。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括：角度传感器、圆周间隙测试轴承座、圆周间隙测试夹头、夹具、轴向间隙测试夹头、轴向间隙测试支架、拉压力传感器、直线传动组件、电机、圆周间隙测试主轴、扭矩加力组件、位移传感器、导轨、前滑板、后滑板、机架。其中：角度传感器和圆周间隙测试夹头分别设置在圆周间隙测试主轴的尾部和头部，圆周间隙测试轴承座、夹具、直线传动组件、扭矩加力组件和导轨固定在机架上；扭矩加力组件的一端与圆周间隙测试主轴固定连接；拉压力传感器位于前滑板、后滑板之间，并分别与前滑板、后滑板连接；直线传动组件与前滑板相连，电机在直线传动组件的一端；位移传感器位于导轨一侧的机架上，并与导轨平行，位移传感器随后滑板可一起移动；轴向间隙测试夹头设置在轴向间隙测试支架上，随轴向间隙测试支架固定在后滑板上，并与导轨连接，可随导轨一起移动。从位移传感器中可检测出后滑板(即轴向间隙测试夹头)的移动距离。夹具沿导轨长度方向可以自由调整位置，以适应不同规格或结构产品的测试需要。轴向间隙测试支架位置可以通过电机左右调整，以适应不同工件测试要求。

所述的直线传动组件包括：丝杠、第一螺母、轴承座，丝杠由两个轴承座支撑，丝杠一端和电机连接，第一螺母与前滑板相连。

所述的扭矩加力组件为气动扭矩加力组件或是液压扭矩加力组件。

所述的气动扭矩加力组件有两种结构方式：

结构一

所述的气动扭矩加力组件包括：杠杆、气缸，其中：气缸固定在机架上，杠杆的一端紧套在圆周间隙测试主轴上；

结构二

所述的气动扭矩加力组件包括：杠杆、气缸、砝码，其中：杠杆两端悬挂有砝码，中间紧套在圆周间隙测试主轴上，气缸置于砝码正下方并固定在机架上。

所述的液压扭矩加力组件有两种结构方式：

结构一

所述的液压扭矩加力组件包括：杠杆、液压缸，其中：液压缸是固定在机架上，杠杆的一端紧套圆周间隙测试主轴上；

结构二

所述的液压扭矩加力组件包括：杠杆、液压缸、砝码，其中：液压缸固定在机架上，杠杆两端悬挂有砝码，中间紧套在圆周间隙测试主轴上，液压缸置于砝码正下方并固定在机架上。

所述的夹具包括：基座、V型定位件、压板、第二螺母、螺栓，基座设置在机架上，V型定位件则设置在基座上，压板与基座通过螺栓、第二螺母连接，将工件压紧在V型定位件中。

所述的圆周间隙测试夹头、夹具的V型定位件、轴向间隙测试夹头，三者中心同轴。

本发明工作时，电机正反向转动时，直线传动组件中的第一螺母带动前滑板可左右移动。通过拉压力传感器与后滑板的连接，从位移传感器中可以测量出后滑板(即轴向间隙测试夹头)的移动距离，这样就可以测试出轴向间隙。扭矩加力组件可以驱动圆周间隙测试主轴正反向转动。当扭矩加力组件主要由杠杆、气缸(或液压缸)组成时，所加扭矩大小是由输入气缸(液压缸)的气体(液体)压力和杠杆的臂长所决定。当扭矩加力组件主要由杠杆、气缸、砝码组成时，所加扭矩大小是由砝码重量和杠杆臂长所决定。这样，圆周间隙测试主轴正反向转动的间隙，就可以由与该主轴一端相连的角度传感器检测出，该间隙就是被测圆周间隙。

本发明测量圆周间隙时，既可以测试固定端圆周间隙，也可测试滑移端圆周间隙，同时可以测试总成圆周间隙。测量轴向间隙时，本发明测试的是对传动系统影响较大的固定端轴向间隙。对于不同工件，在统一基座的条件下，本发明可以通过更换V型定位件和夹头来统一测试、定位基准，以实现各种品种工件的测试。对于测试精度，本发明采用高精度角度传感器的分辨率可达0.54弧分，位移传感器的精度1微米，并且没有间接测量环节。特别是在圆周间隙测试中没有手动环节，因此本发明具有一机多用，适用范围广，结构简单，操作方便，可靠稳定，测试基准统一，测量准确之优点。

附图说明

图1为本发明的正视示意图；

图2为本发明的俯视示意图；

图3为本发明的右视示意图；

图4为夹具的示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

如图1、2和3所示，本实施例包括：角度传感器1、圆周间隙测试轴承座2、圆周间隙测试夹头3、夹具5、轴向间隙测试夹头6、轴向间隙测试支架7、拉压力传感器8、直线传动组件9、电机10、圆周间隙测试主轴11、扭矩加力组件12、位移传感器13、导轨14、前滑板15、后滑板16、机架17。其中：角度传感器1和圆周间隙测试夹头3分别设置在圆周间隙测试主轴11的尾部和头部，圆周间隙测试轴承座2、夹具5、直线传动组件9、扭矩加力组件12和导轨14固定在机架17上，扭矩加力组件12的一端与圆周间隙测试主轴11固定连接；前滑板15、后滑板16位于等速万向节驱动轴总成间隙测试试验台的一侧，拉压力传感器8位于前滑板15、后滑板16之间，并分别与前滑板15、后滑板16连接；直线传动组件9与前滑板15相连，电机10在直线传动组件9的一端，位移传感器13位于导轨14一侧的机架17上，并与导轨14平行，位移传感器13随后滑板16可一起移动。轴向间隙测试夹头6设置在轴向间隙测试支架7上，随轴向间隙测试支架7固定在后滑板16上，并与导轨14连接，可随导轨14一起移动。从位移传感器13中可检测出后滑板16(即轴向间隙测试夹头6)的移动距离。夹具5沿导轨14长度方向可以自由调整位置，以适应不同规格或结构产品的测试需要。轴向间隙测试支架7位置可以通过电机10左右调整，以适应不同工件测试要求。

所述的直线传动组件9包括：丝杠、第一螺母、轴承座，丝杠由两个轴承座支撑，丝杠一端和电机10连接，第一螺母与前滑板15相连。

所述的扭矩加力组件12为气动扭矩加力组件或是液压扭矩加力组件。

本实施例所述的气动扭矩加力组件分别采用两种结构方式进行实施：结构一，本实施例所述的气动扭矩加力组件包括：杠杆、气缸，其中：气缸固定在机架17上，杠杆的一端紧套在圆周间隙测试主轴11上；结构二，本实施例所述的气动扭矩加力组件包括：杠杆、气缸、砝码，其中：杠杆两端悬挂有砝码，中间紧套在圆周间隙测试主轴11上，气缸置于砝码正下方并固定在机架17上。

本实施例所述的液压扭矩加力组件分别采用两种结构方式进行实施：结构一，本实施例所述的液压扭矩加力组件包括：杠杆、液压缸，其中：液压缸是固定在机架17上，杠杆的一端紧套圆周间隙测试主轴11上；结构二，本实施例所述的液压扭矩加力组件包括：杠杆、液压缸、砝码，其中：液压缸固定在机架17上，杠杆两端悬挂有砝码，中间紧套在圆周间隙测试主轴11上，液压缸置于砝码正下方并固定在机架17上。

如图4所示，所述的夹具5包括：基座18、V型定位件19、压板20、第二螺母21、螺栓22，基座18设置在机架17上，V型定位件19则设置在基座18上，压板20与基座18通过螺栓22、第二螺母21连接，将工件4压紧在V型定位件19中。

所述的圆周间隙测试夹头3、夹具的V型定位件19、轴向间隙测试夹头6，三者中心同轴。

电机10正反向转动时，直线传动组件9中的第一螺母带动前滑板15可左右移动。通过拉压力传感器8与后滑板16的连接，从位移传感器13中可以测量出后滑板16(即轴向间隙测试夹头6)的移动距离，这样就可以测试出轴向间隙。扭矩加力组件12可以驱动圆周间隙测试主轴11正反向转动。当扭矩加力组件12主要由杠杆、气缸(或液压缸)组成时，所加扭矩大小是由输入气缸(液压缸)的气体(液体)压力和杠杆的臂长所决定；当扭矩加力组件12主要由杠杆、气缸、砝码组成时，所加扭矩大小是由砝码重量和杠杆臂长所决定。这样，圆周间隙测试主轴11正反向转动的间隙，就可以由与该主轴一端相连的角度传感器1检测出，该间隙就是被测圆周间隙。

间隙测试过程(以下说明中的左右方向以图1为准)：

一、圆周间隙：1、固定端圆周间隙；2、滑移端圆周间隙；3、总成圆周间隙

1、固定端圆周间隙的测试方法及步骤：

1)、将工件芯轴装入夹具5上的V型定位件19中并用压板20加紧，工件固定端柄部装入夹头3中并锁紧。

2)、气动驱动(扭矩加力组件12主要由气缸、杠杆组成)：调整气源压力值，启动按钮，使扭矩加力组件12中的气缸推动杠杆的一端，杠杆另一端绕圆周间隙测试主轴11转动。此时该杠杆对圆周间隙测试主轴11产生±10Nm(推力X杠杆臂长)力矩。当在正向力矩作用下，圆周间隙测试主轴11转动达到正最大角度，由角度传感器1记录该角度值。当在反向力矩作用下，圆周间隙测试主轴11转动达到反向最大角度，由角度传感器1再次记录此时角度值。二者角度之差即为固定端圆周间隙测量值。

气动驱动(扭矩加力组件12主要由气缸、杠杆、砝码组成)：调整气源压力值，使气缸活塞杆具有的推力大于砝码的重量。启动按钮，扭矩加力组件12中的气缸顶起杠杆一端悬挂的砝码，则杠杆另一端的砝码加力对回转中心产生扭矩，使得绕圆周间隙测试主轴11转动的扭矩达到10Nm(砝码重量X杠杆臂长)。当在正向力矩作用下，圆周间隙测试主轴11转动达到正最大角度，由角度传感器1记录该角度值。当在反向力矩作用下，圆周间隙测试主轴11转动达到反向最大角度，由角度传感器1再次记录此时角度值。二者角度之差即为固定端圆周间隙测量值。由于砝码加杠杆施加扭矩是专业标定机构通用方法，当配以高精度角度传感器测量时，该方法测试稳定、可靠、准确。

液压驱动：调整液压站的压力值，其余过程与气动驱动的步骤相同。

2、滑移端圆周间隙的测试方法及步骤：

1)、将工件芯轴装入夹具5上的V型定位件19中并用压板20加紧，工件滑移端柄部装入夹头3中并锁紧；

2)、测试过程与固定端圆周间隙的测试方法及步骤相同，二者角度之差即为滑移端圆周间隙测量值；

3、总成圆周间隙测试方法及步骤：

1)、分别将工件固定端(滑移端)柄部装入夹头3，工件滑移端(固定端)柄部装入夹具5中V型定位件19中用压板20夹紧；

2)、测试过程与固定端圆周间隙的测试方法及步骤相同，二者角度之差即为总成圆周间隙测量值；

二、轴向间隙：即固定端轴向间隙。

轴向间隙的测试方法及步骤：

1、将工件固定端柄部装入轴向间隙测试夹头6中锁紧，工件芯轴装入夹具5的V型定位件19中用压板20夹紧；

2、启动电机10，第一螺母与前滑板15相连接。如果电机10转动丝杠使丝杠、第一螺母向左移动即前滑板15向左拉动拉压力传感器8，则后滑板16带动轴向间隙测量夹头6向左移动，此时对于工件4来说，相当于工件芯轴和工件固定端相对压紧，对于拉压力传感器8相当于拉伸。当拉压力传感器8感知力达到20kg时，电机10停止，位移传感器13记录此时位置坐标。然后电机10反转，即第一螺母向右移动。当丝杠、第一螺母向右移动时即前滑板15通过拉压力传感器8向右推压后滑板16，即轴向间隙测量夹头6向右移动，此时对于工件4来说，相当于工件芯轴和工件固定端相对拉伸，对于拉压力传感器8相当于压缩。当拉压力传感器8感知力达到20kg时，电机10停止，位移传感器13记录此时位置坐标。二者坐标差即为轴向间隙值。

Claims (7)

1、一种等速万向节驱动轴总成间隙测试试验台，包括：角度传感器、圆周间隙测试轴承座、圆周间隙测试夹头、轴向间隙测试夹头、轴向间隙测试支架、拉压力传感器、圆周间隙测试主轴、位移传感器、导轨、机架，其特征在于，还包括：夹具、扭矩加力组件、前滑板、后滑板、电机、直线传动组件，其中：角度传感器和圆周间隙测试夹头分别设置在圆周间隙测试主轴的尾部和头部，圆周间隙测试轴承座、夹具、直线传动组件、扭矩加力组件和导轨固定在机架上，扭矩加力组件的一端与圆周间隙测试主轴固定连接，拉压力传感器位于前滑板、后滑板之间，并分别与前滑板、后滑板连接，直线传动组件与前滑板相连，电机在直线传动组件的一端，位移传感器位于导轨一侧的机架上，并与导轨平行，轴向间隙测试夹头设置在轴向间隙测试支架上，随轴向间隙测试支架固定在后滑板上，并与导轨连接。

2、根据权利要求1所述的等速万向节驱动轴总成间隙测试试验台，其特征是，所述的直线传动组件包括：丝杠、第一螺母、轴承座，丝杠由两个轴承座支撑，丝杠一端和电机连接，第一螺母与前滑板相连。

3、根据权利要求1所述的等速万向节驱动轴总成间隙测试试验台，其特征是，所述的扭矩加力组件为气动扭矩加力组件或液压扭矩加力组件。

4、根据权利要求3所述的等速万向节驱动轴总成间隙测试试验台，其特征是，所述的气动扭矩加力组件为以下两种结构方式之一：包括杠杆、气缸，气缸固定在机架上，杠杆的一端紧套在圆周间隙测试主轴上；或者包括杠杆、气缸、砝码，杠杆两端悬挂有砝码，中间紧套在圆周间隙测试主轴上，气缸置于砝码正下方并固定在机架上。

5、根据权利要求3所述的等速万向节驱动轴总成间隙测试试验台，其特征是，所述的液压扭矩加力组件为以下两种结构方式之一：包括杠杆、液压缸，液压缸是固定在机架上，杠杆的一端紧套圆周间隙测试主轴上；包括杠杆、液压缸、砝码，液压缸固定在机架上，杠杆两端悬挂有砝码，中间紧套在圆周间隙测试主轴上，液压缸置于砝码正下方并固定在机架上。

6、根据权利要求1所述的等速万向节驱动轴总成间隙测试试验台，其特征是，所述的夹具包括：基座、V型定位件、压板、第二螺母、螺栓，基座设置在机架上，V型定位件则设置在基座上，压板与基座通过螺栓、第二螺母连接。

7、根据权利要求1所述的等速万向节驱动轴总成间隙测试试验台，其特征是，所述的圆周间隙测试夹头、夹具的V型定位件、轴向间隙测试夹头，三者中心同轴。

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