CN101666610A - 断开式转向驱动桥总成之差速器轴承垫圈测选系统及方法 - Google Patents

Abstract

为排除生产线组装尤其是关键部件测选中人为因素的影响，本发明提供了一种断开式转向驱动桥总成之差速器轴承垫圈测选系统及方法，其测选系统包括电子控制单元和检测平台；检测平台上设置有以被动齿轮轴线垂直置放的主减速器壳体定位锁紧机构，主动齿轮旋转驱动机构，下基准测量块的下导向驱动机构，上基准测量块的可调压头及其上导向驱动机构。其测选方法是由电子控制单元分别采集下导向驱动机构和上导向驱动机构中的位移传感器量值，依据固定数学模型计算选择。本技术方案实现了装置自动检测和测选操作，从而保证主、被动齿轮副接触区啮合齿侧间隙及差速器轴承预紧力矩同时符合产品技术要求的测选技术目的。

Description

断开式转向驱动桥总成之差速器轴承垫圈测选系统及方法

技术领域

本发明涉及的是断开式转向驱动桥总成组装生产中配置的差速器轴承调整垫圈测选方法及实现该测选方法的系统装置。

背景技术

断开式转向驱动桥总成包括有差速器分总成、主减速器总成及半轴套管核心部件、左、右球笼半轴及左、右轮边总成等部件构成，它是各种中、高档轻型汽车4×4传动系的关键部件。其中，左、右分开式主减速器总成及半轴套管作为驱动桥总成的核心部件，影响其产品关键品质特性之一的是主、被动齿轮副接触区啮合齿侧间隙及差速器轴承预紧力矩应同时符合产品技术要求，那么准确测选差速器左、右轴承调整垫圈值并形成过盈配合状态，即增加左、右调整垫圈所获得补偿值是实现主、被动齿轮副接触区啮合齿侧间隙及差速器轴承预紧力矩同时符合产品技术要求的一关键因素，其测选的准确性是保证断开式转向驱动桥总成产品品质的关键。因左、右分开式主减速器总成的产品特殊结构形式，目前，国内汽车车桥行业仍然以凭借生产线操作人员的工作经验手工试装完成主减速器总成及半轴套管的差速器轴承调整垫圈选择、装配的方法，由于零部件自身存在的尺寸公差、形状位置公差和手工操作的人为因素等多方面影响，导致试装的差速器轴承预紧力矩调整垫圈值选择不当，引起主、被动齿轮副接触区啮合齿侧间隙及差速器轴承预紧力矩不能同时满足产品技术要求，只有通过拆卸、试装、再拆卸、再试装直至符合产品技术要求，这样反复操作易发生破坏零部件配合表面精度的潜在失效模式的技术问题。综上所述，目前车桥行业由于缺少高技术含量测选检测技术，尤其是适合在线检测的技术手段支持，因而装配质量控制和生产效率方面的提高方面难以满足高速发展的汽车工业对断开式转向驱动桥总成生产的需求。

发明内容

本发明专利申请的发明目的在于排除人为因素对测选工作的影响，提供一种以机动化方式实现差速器轴承调整垫圈测选的断开式转向驱动桥总成之差速器轴承垫圈测选系统及方法，本技术方案更适用于断开式转向驱动桥总成组装线完成在线检测、实现产品标准化组装。

本发明专利申请所提供的断开式转向驱动桥总成之差速器轴承垫圈测选系统技术方案，其主要技术内容为：本断开式转向驱动桥总成之差速器轴承垫圈测选系统包括电子控制单元和检测平台；检测平台上设置有以被动齿轮轴线垂直置放的主减速器壳体定位锁紧机构，主动齿轮旋转驱动机构，下基准测量块的下导向驱动机构，上基准测量块的刻度可调压头及其上导向驱动机构；其中的上基准测量块，其导向轴段设有模拟于右轴承与主减速器右壳体右轴承孔配合的模拟凸台，下端设置与差速器右轴承台配合的内孔；其中的下基准测量块，其导向轴段设有模拟于左轴承与主减速器左壳体左轴承孔配合的模拟凸台，上端设置与差速器左轴承台配合的内孔；主动齿轮旋转驱动机构包括主动齿轮旋转驱动部分和主动齿轮旋转驱动部分被牵动调整水平位移的水平直线位驱动部分；下导向驱动机构包括有固定于检测平台与被动齿轮同轴线的导向滑套，下基准测量块下端可拆卸连接有下压头，下基准测量块导向轴段与导向滑套滑动设置，模拟凸台配合置于主减速器左壳体左轴承孔，下压头轴线处设置感应于下基准测量块下端面的下位移传感器，动力驱动杆与下压头固定联接，下位移传感器与电子控制单元数据采集总线电子连接；上基准测量块模拟凸台置于主减速器右壳体右轴承孔，刻度可调压头随上导向驱动机构作用于上基准测量块上端，置于刻度可调压头内、感应于上基准测量块设有上位移传感器，上位移传感器与电子控制单元数据采集总线电子连接。

基于以上的测选系统，本发明专利申请公开的断开式转向驱动桥总成之差速器轴承垫圈测选方法包括：

第一步、装夹：将合装主动齿轮及差速器的主减速器壳体按检测工位装夹于定位锁紧机构，其差速器左端轴承台置于下基准测量块内孔，下基准测量块导向轴段与导向滑套滑动配合，下端经下压头与动力驱动杆联接，其模拟凸台置于主减速器左壳体左轴承孔；上基准测量块模拟凸台置于主减速器右壳体右轴承孔中，差速器右端轴承台置于上基准测量块内孔中，主减速器左、右壳体紧固联接，刻度可调压头置于上基准测量块上端；主动齿轮与主动齿轮旋转驱动部分轴固定连接；

第二步、测选：

①、标定上位移传感器：下导向驱动机构上行推动上基准测量块模拟凸台外端面与主减速器右壳体右轴承孔内端面紧密配合，上导向驱动机构推动处于归零状态的刻度可调压头下行与上基准测量块上端面紧密接触，由电子控制单元采集上位移传感器量值，电子控制单元将此状态的差速器右轴承外端面和主减速器右壳体右轴承孔内端面之间隙通过该量值测量标定为零；

②、标定下位移传感器：下导向驱动机构驱动下基准测量块，使其模拟凸台外端面与主减速器左壳体左轴承孔内端面紧密接触，由电子控制单元采集此状态的下位移传感器量值，由电子控制单元将此状态的差速器左轴承外端面与主减速器左壳体左轴承孔内端之间隙由该量值测量标定为零；

③、实测：由上导向驱动机构经刻度可调压头下行，将主、被动齿轮副紧密接触使接触区啮合齿间隙调整为零，再反向调整刻度可调压头刻度盘至主、被动齿轮副接触区啮合齿侧间隙标准值Cx后锁紧，由下导向驱动机构上行，使上基准测量块上端面与刻度可调压头紧密接触后，经主动齿轮旋转驱动机构的水平直线位驱动部分水平位移动后低速转动主动齿轮法兰盘并带动主、被动齿轮副在设定的接触区啮合齿侧间隙范围内运动，启动电子控制单元分别采集上、下位移传感器量值Lzs、Lys，由电子控制单元的计算程序分别按数据模型Lz＝Lzs+Gp+Cx+Lzb和Ly＝Lys+Gp+Cx+Lyb获得差速器左、右轴承调整垫圈测选值Lz、Ly，其中Gp为形成过盈配合状态的标准值，Lzb和Lyb分别由以下数据模型计算获得：Lzb＝Xj-Zh，Lyb＝Sj-Yh，其中的Xj为下基准测量块的标定厚度值，Zh为差速器左轴承的实际厚度值，Sj为上基准测量块的标定厚度值，Yh为差速器右轴承的实际厚度值。

本发明专利申请提供的断开式转向驱动桥总成之差速器轴承垫圈测选方法及系统技术方案，以装置自动检测操作实现了差速器左、右轴承调整垫圈值及增加补偿值测选工作，因而克服了传统装配方法因零部件的尺寸公差、形状位置公差及手工操作误差大的人为因素等方面的影响，保证了主、被动齿轮副接触区啮合齿侧间隙及差速器轴承预紧力矩同时符合产品技术要求，为实现产品关键项目符合产品技术要求实施产品质量指标化综合控制目的创造了条件。本技术方案成为更适于作为轻型汽车断开式转向驱动桥总成组装线的差速器左、右轴承调整垫圈在线测选的测选装置，使整条组装线实现了标准化组装的技术目的。

附图说明

图1为断开式转向驱动桥总成的套件组装位置示意图

图2为图1中的左、右分开式主减速器及差速器合件构造结构剖视图

图3为本断开式转向驱动桥总成之差速器轴承垫圈测选原理示意图

图4为本断开式转向驱动桥总成之差速器轴承垫圈测选检测平台及测选状态结构示意图。

具体实施方式

本断开式转向驱动桥总成之差速器轴承垫圈测选系统包括电子控制单元和检测平台。如图4所示，检测平台1上设置有以被动齿轮轴线垂直置放的主减速器壳体定位锁紧机构，主动齿轮旋转驱动机构，下基准测量块2的下导向驱动机构，上基准测量块3的刻度可调压头78及其上导向驱动机构。其中的主减速器壳体定位锁紧机构为围绕主减速器壳体的平面三点支撑机构，每一支撑点是由横向固定于支撑体11上端的可调支撑块10构成。所述的上基准测量块3，其导向轴段设有模拟于右轴承与主减速器右壳体右轴承孔配合的模拟凸台30，下端设置与差速器右轴承台配合的内孔；所述的下基准测量块2，其导向轴段设有模拟于左轴承与主减速器左壳体左轴承孔的配合的模拟凸台20，上端设置与差速器左轴承台配合的内孔。主动齿轮旋转驱动机构包括主动齿轮旋转驱动部分和其水平直线位驱动部分，水平直线位驱动部分包括水平驱动气缸4和由水平驱动气缸4驱动沿直线导轨40滑动的滑台41构成，主动齿轮旋转驱动部分设置滑台41上，其电机42的减速箱输出轴设有与主动齿轮轴固定连接的法兰盘43。下导向驱动机构包括有固定于检测平台1与被动齿轮同轴线的导向滑套7，下基准测量块2滑动置于导向滑套7内，其下端与下压头71可拆卸连接，在本实施例结构中，下基准测量块2下部设有与下压头71卡装内腔定位卡装的四弹性球芯70，下压头71轴线处感应于下基准测量块2下端面设有下位移传感器72，下驱动油缸73的动力驱动杆74与下压头71法兰固定联接，下位移传感器72与电子控制单元数据采集总线电子连接。图4所示的上导向驱动机构包括固定设置于检测平台1上两导柱75和以两导柱75导向、由升降油缸77驱动的横梁76构成，于被动齿轮轴线位设置有旋转刻度可调压头78，旋转刻度可调压头78内设置感应于上基准测量块3上端面的上位移传感器79，上位移传感器79与电子控制单元数据采集总线电子连接。其电子控制单元包括有设置有综合控制程序的中央控制单元、中央控制单元的数据采集总线和驱动总线连接显示单元等构成，由于其设置技术由现有技术即可得到支撑和实现，所以在此不再赘述。

其测选方法的第一步，装夹：将合装主动齿轮和差速器的主减速器壳体按检测工位装夹于定位锁紧机构，即以被动齿轮轴线垂直位置于检测平台1的定位锁紧机构上装夹固定，差速器左端轴承台置于下基准测量块2内孔，下基准测量块2导向轴段与导向滑套7滑动配合，下基准测量块2下端经四弹性球芯70卡装于下压头71卡装内腔中，下压头71与动力驱动杆74法兰固定联接，下基准测量块2模拟凸台20置于主减速器左壳体左轴承孔中；上基准测量块3的模拟凸台30置于主减速器右壳体右轴承孔中，差速器右端轴承台置于上基准测量块3内孔中，主减速器左、右壳体5、6螺栓紧固联接，刻度可调压头78置于上基准测量块3上端；主动齿轮与电机减速箱输出轴法兰43轴固定连接。第二步测选：①、标定上位移传感器零点：下驱动油缸73推动动力驱动杆74上行，驱使上基准测量块模拟凸台30外端面与主减速器右壳体右轴承孔内端面紧密配合，升降油缸77推动处于归零状态的刻度可调压头78下行与上基准测量块3上端面紧密接触，由电子控制单元采集并A/D转换上位移传感器79量值，电子控制单元将此状态的差速器右轴承外端面和主减速器右壳体右轴承孔内端面之间隙通过该量值测量标定为零；②、标定下位移传感器零点：下驱动油缸73驱动下基准测量块2，使其模拟凸台20外端面与主减速器左壳体左轴承孔内端面紧密接触，由电子控制单元采集并A/D转换此状态的下位移传感器量值，由电子控制单元将此状态的差速器左轴承外端面与主减速器左壳体左轴承孔内端之间隙由该量值测量标定为零；③、实测：刻度可调压头78在升降油缸77的带动下行，将主、被动齿轮副接触区啮合齿间隙调整为零，此后反向调整刻度可调压头78的刻度盘至主、被动齿轮副接触区啮合齿侧间隙标准值Cx后锁紧，由下驱动油缸73推动上行，使上基准测量块3上端面与刻度可调压头78紧密接触后，启动主动齿轮水平直线位驱动部分的电机42工作，带动主、被动齿轮副在设定的接触区啮合齿侧间隙范围内运动，启动电子控制单元分别采集并A/D转换上、下位移传感器量值Lzs、Lys，由电子控制单元的计算程序分别按数据模型Lz＝Lzs+Gp+Cx+Lzb和Ly＝Lys+Gp+Cx+Lyb获得差速器左、右轴承调整垫圈测选值Lz、Ly，其中Gp为形成过盈配合状态的标准值，Lzb和Lyb分别由以下数据模型计算获得：Lzb＝Xj-Zh，Lyb＝Sj-Yh，其中的Xj为下基准测量块的标定厚度值，Zh为差速器左轴承的实际厚度值，Sj为上基准测量块的标定厚度值，Yh为差速器右轴承的实际厚度值。

Claims (6)

1、一种断开式转向驱动桥总成之差速器轴承垫圈测选系统，其特征在于该系统包括电子控制单元和检测平台；检测平台上设置有以被动齿轮轴线垂直置放的主减速器壳体定位锁紧机构，主动齿轮旋转驱动机构，下基准测量块(2)的下导向驱动机构，上基准测量块(3)的刻度可调压头(78)及其上导向驱动机构；其中的上基准测量块(3)，其导向轴段设有模拟于右轴承与主减速器右壳体右轴承孔配合的模拟凸台(30)，下端设置与差速器右轴承台配合的内孔；其中的下基准测量块(3)，其导向轴段设有模拟于左轴承与主减速器左壳体左轴承孔配合的模拟凸台(20)，上端设置与差速器左轴承台配合的内孔；主动齿轮旋转驱动机构包括主动齿轮旋转驱动部分和主动齿轮旋转驱动部分被牵动调整水平位移的水平直线位驱动部分；下导向驱动机构包括有固定于检测平台与被动齿轮同轴线的导向滑套(7)，下基准测量块下端可拆卸连接有下压头(71)，下基准测量块导向轴段与导向滑套滑动设置，模拟凸台配合置于主减速器左壳体左轴承孔，下压头轴线处设置感应于下基准测量块下端面的下位移传感器(72)，动力驱动杆(74)与下压头固定联接，下位移传感器与电子控制单元数据采集总线电子连接；上基准测量块模拟凸台置于主减速器右壳体右轴承孔，刻度可调压头随上导向驱动机构作用于上基准测量块上端，置于刻度可调压头内、感应于上基准测量块设有上位移传感器(79)，上位移传感器与电子控制单元数据采集总线电子连接。

2、根据权利要求1所述的差速器轴承垫圈测选系统，其特征在于主减速器壳体定位锁紧机构为围绕主减速器壳体的平面三点支撑机构，每一支撑点是由横向固定于支撑体(11)上端的可调支撑块(10)构成。

3、根据权利要求1所述的差速器轴承垫圈测选系统，其特征在于水平直线位驱动部分包括水平驱动气缸(4)和由水平驱动气缸(4)驱动沿直线导轨(40)滑动的滑台(41)构成，主动齿轮旋转驱动部分设置滑台(41)上，其电机(42)的减速箱输出轴设有与主动齿轮轴固定连接的法兰盘(43)。

4、根据权利要求1所述的差速器轴承垫圈测选系统，其特征在于下压头(71)上端设有与下基准测量块(2)连接的卡装内腔，下基准测量块(2)下部设有与卡装内腔定位卡装的弹性球芯(70)。

5、根据权利要求1所述的差速器轴承垫圈测选系统，其特征在于上导向驱动机构包括固定设置于检测平台上两导柱(75)和以两导柱(75)导向、由升降油缸(77)驱动的横梁(76)构成，于被动齿轮轴线位设置有旋转刻度可调压头(78)。

6、基于权利要求1所述测选系统的断开式转向驱动桥总成之差速器轴承垫圈测选方法，其特征在于该方法包括：

第一步、装夹：将合装主动齿轮及差速器的主减速器壳体按检测工位装夹于定位锁紧机构，其差速器左端轴承台置于下基准测量块内孔，下基准测量块导向轴段与导向滑套滑动配合，下端经下压头与动力驱动杆联接，其模拟凸台置于主减速器左壳体左轴承孔；上基准测量块模拟凸台置于主减速器右壳体右轴承孔中，差速器右端轴承台置于上基准测量块内孔中，主减速器左、右壳体紧固联接，刻度可调压头置于上基准测量块上端；主动齿轮与主动齿轮旋转驱动部分轴固定连接；

第二步、测选：

①、标定上位移传感器：下导向驱动机构上行推动上基准测量块模拟凸台外端面与主减速器右壳体右轴承孔内端面紧密配合，上导向驱动机构推动处于归零状态的刻度可调压头下行与上基准测量块上端面紧密接触，由电子控制单元采集上位移传感器量值，电子控制单元将此状态的差速器右轴承外端面和主减速器右壳体右轴承孔内端面之间隙通过该量值测量标定为零；

②、标定下位移传感器：下导向驱动机构驱动下基准测量块，使其模拟凸台外端面与主减速器左壳体左轴承孔内端面紧密接触，由电子控制单元采集此状态的下位移传感器量值，由电子控制单元将此状态的差速器左轴承外端面与主减速器左壳体左轴承孔内端之间隙由该量值测量标定为零；

③、实测：由上导向驱动机构经刻度可调压头下行，将主、被动齿轮副紧密接触使接触区啮合齿间隙调整为零，再反向调整刻度可调压头刻度盘至主、被动齿轮副接触区啮合齿侧间隙标准值Cx后锁紧，由下导向驱动机构上行，使上基准测量块上端面与刻度可调压头紧密接触后，经主动齿轮旋转驱动机构的水平直线位驱动部分水平位移动后低速转动主动齿轮法兰盘并带动主、被动齿轮副在设定的接触区啮合齿侧间隙范围内运动，启动电子控制单元分别采集上、下位移传感器量值Lzs、Lys，由电子控制单元的计算程序分别按数据模型Lz＝Lzs+Gp+Cx+Lzb和Ly＝Lys+Gp+Cx+Lyb获得差速器左、右轴承调整垫圈测选值Lz、Ly，其中Gp为形成过盈配合状态的标准值，Lzb和Lyb分别由以下数据模型计算获得：Lzb＝Xj-Zh，Lyb＝Sj-Yh，其中的Xj为下基准测量块的标定厚度值，Zh为差速器左轴承的实际厚度值，Sj为上基准测量块的标定厚度值，Yh为差速器右轴承的实际厚度值。

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