CN105127248B - 一种汽车传动轴矫直装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种汽车传动轴矫直装置，包括底座，设于底座上的导轨；与导轨滑动连接的滑动支撑机构；设于滑动支撑机构上的测量机构；设于底座上的立柱机构，所述立柱机构位于导轨的一侧；设于立柱机构上的矫直机构；传动轴架设在滑动支撑机构上，矫直机构向下移动到与传动轴上表面即将接触的地方，测量机构接触传动轴的下表面，旋转传动轴并推动滑动支撑机构，矫直机构根据测量机构的读数对传动轴进行压力矫直。与现有技术相比，本发明具有提高矫直精度、结构简易、操作方便等优点。

Description

一种汽车传动轴矫直装置

技术领域

本发明涉及传动轴矫直技术领域，尤其是涉及一种汽车传动轴矫直装置。

背景技术

汽车作为当今社会最普通的交通和运输工具，它的数量在日益增加，发挥着越来越重要的作用。而传动轴作为整车最重要的组成部分之一，它性能质量好坏的重要性，不言而喻。伴随着汽车社会的迅猛发展，近年来，汽车传动轴的生产不论在数量上还是品种上，都有大幅度的增长。新型高质量的传动轴，更是受到各大整车厂的青睐。

传动轴从理论上来说，生产出来后已相当精确，无需再矫直。但是在生产、运输、堆放、组装的过程中，传动轴往往存在不同程度的弯曲和变型。为进一步完善精整过程和提高矫直矫正速度，必须制造新的高效率传动轴矫直器。与普通金属管材矫直不同的是，传动轴矫直不需要太大幅度的改变其外形，但是对其矫直的精度，却是一个高要求。精确地确定矫直过程中的各项参数，对于设计和使用传动轴矫直器是非常重要的。因为这样才有可能正确地评价矫直装置的承载能力，减少多余的安全系数，进而减轻不必要的设备重量。

各机械加工行业的矫直技术与矫直理论的发展明显加快，如拉弯矫直技术很快走向成熟；开发成功平动矫直技术、行星矫直技术、全长矫直技术、程序控制矫直技术以及双间旋转矫直技术等。目前国内外对汽车传动轴的检测与矫直方式研究较少。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种汽车传动轴矫直装置，可以检验传动轴是否弯曲变形，同时可以对传动轴检验出弯曲变形的部位进行矫直，具有提高矫直精度、结构简易、操作方便等优点。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种汽车传动轴矫直装置，包括底座，

设于底座上的导轨；

与导轨滑动连接的滑动支撑机构；

设于滑动支撑机构上的测量机构；

设于底座上的立柱机构，所述立柱机构位于导轨的一侧；

设于立柱机构上的矫直机构；

传动轴架设在滑动支撑机构上，矫直机构向下移动到与传动轴上表面即将接触的地方，测量机构接触传动轴的下表面，旋转传动轴并推动滑动支撑机构，矫直机构根据测量机构的读数对传动轴进行压力矫直。

所述滑动支撑机构包括滑台、滑板和两组支撑垫组件，所述滑台与导轨滑动连接，所述滑板设于滑台上，所述两组支撑垫组件沿导轨方向前后设置，两组支撑垫组件对应支撑传动轴的两端。

每组支撑垫组件包括底垫、压垫和校正垫，所述底垫设于滑板上，所述压垫和校正垫均设于底垫上，压垫支撑传动轴，校正垫校正传动轴。

所述压垫设有用于支撑传动轴的半圆型凹槽，所述校正垫设有用于校正传动轴的V型凹槽。

所述测量机构包括表架和千分尺，所述表架设于滑动支撑机构上，所述千分尺设于表架上，所述千分尺接触传动轴的下表面。

所述千分尺与传动轴的下表面接触之处设置橡胶头。

所述立柱机构包括下侧板、立柱和上侧板，所述立柱的底端通过下侧板设于底座上，所述上侧板的一端设于立柱的顶端，所述矫直机构设于上侧板的另一端。

所述立柱机构还包括呈直角三角形的前侧板和后侧板，所述前侧板的两条直角边分别固定在上侧板和立柱上，所述后侧板的两条直角边分别固定在下侧板和立柱上。

所述矫直机构包括下压丝杆、螺母、压头和用于压力矫直传动轴的矫直辊，所述立柱机构上设有对准滑动支撑机构上传动轴的通孔，所述螺母设于通孔内，所述下压丝杆一端与螺母螺纹连接，所述压头设于下压丝杆另一端，矫直辊设于压头上。

所述下压丝杆与螺母螺纹连接的一端设有手轮。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1)针对生产、运输过程中出现传动轴成品的轻度弯曲、变形的问题，设计一种汽车传动轴矫直装置，通过测量机构可以检验传动轴是否弯曲变形，同时可以利用矫直机构对传动轴检验出弯曲变形的部位进行矫直，精确矫正传动轴的圆轴度等尺度，以便传动轴总成装配时更加严谨，提高传动轴的使用寿命，乃至提高整车的安全性以及使用寿命，同时使传动轴在有利的工况下工作，提高发动机传递动力的效率。

2)测量机构采用千分尺，可以直接显示需要矫直的量。可在不同位置设置多个千分尺，操作得当，可以保证矫直精度，精度至少可达0.05mm。

3)矫直机构采用简单高效的压力矫直，生产率高、工作过程简单连续，需要矫直辊数量少，可消除椭圆度，保证了矫直质量，结构简单、操纵容易、易布置等。

4)矫直机构中采用压头和矫直辊分体式设计，矫直辊有特定的辊型曲线，保证了汽车传动轴和矫直辊的相应接触面积，进一步保证了矫直质量并保证传动轴本身的圆度，且可根据不同传动轴的尺寸替换不同矫直辊，其他结构不变。

5)矫直机构中采用丝杆传动，结构简单，易组装、易操作。

6)采用敞开式结构，装置一侧可直接传动轴送料，另一侧可直接送出检验矫直后的传动轴，提高了送料、入料的可靠性；

7)操作安全，机体机构不大，只要底座固定稳定，可以保证操作人员的人身安全。矫直机构采用手轮提供传动力，无电机、液压机等装置，可以很好的保证工人安全操作。

8)立柱机构采用立式立柱预应力柱联接，这样可以提高机架的刚性，并且从造型来讲也很美观。

9)千分尺与传动轴的下表面接触之处设置橡胶头，防止测量过程中磨损传动轴表面。

10)支撑垫组件采用分体式设计，由底垫、压垫和校正垫组装成，其中压垫设有用于支撑传动轴的半圆型凹槽，校正垫设有用于校正传动轴的V型凹槽，不仅可以稳定支撑传动轴，同时还可以根据不同传动轴的尺寸采用不同的校正垫进行校正。

附图说明

图1为本发明总体结构示意图；

图2为底座的结构示意图；

图3为滑板的结构示意；

图4为底垫的结构示意图；

图5为压垫的结构示意图；

图6为校正垫的结构示意图；

图7为立柱机构的结构示意图；

图8为下压丝杆的结构示意图；

图9为压头的结构示意图。

图中：1、传动轴，2、底座，3、导轨，4、滑台，5、滑板，6、底垫，7、压垫，8、校正垫，9、表架，10、千分尺，11、下侧板，12、立柱，13、上侧板，14、前侧板，15、后侧板，16、下压丝杆，17、压头，18、矫直辊，19、挡板。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，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所示，一种汽车传动轴矫直装置，包括底座2，设于底座2上的线性导轨3，与导轨3滑动连接的滑动支撑机构，设于滑动支撑机构上的测量机构，设于底座2上的立柱机构，立柱机构位于导轨3的一侧，以及设于立柱机构上的矫直机构。传动轴1架设在滑动支撑机构上，矫直机构向下移动到与传动轴1上表面即将接触的地方，测量机构接触传动轴1的下表面，旋转传动轴1并推动滑动支撑机构，矫直机构根据测量机构的读数对传动轴1进行压力矫直。下面具体说明：

如图2所示底座2结构，底座2选用低合金钢。因为低合金钢与碳钢相比具有重量轻，机械性能好的特点。

矫直机构为压力矫直方式，适用于汽车传动轴1的矫直，是最高效、最简单、最方便的矫直方式。矫直机构包括下压丝杆16、螺母、压头17和用于压力矫直传动轴1的矫直辊18，立柱机构上设有对准滑动支撑机构上传动轴1的通孔，螺母设于通孔内，下压丝杆16一端与螺母螺纹连接，压头17设于下压丝杆16另一端，矫直辊18设于压头17上，矫直辊18和压头17之间为可拆式连接，如图9所示压头17结构。下压丝杆16的传动力可以为手动也可以为电动，本实施例中下压丝杆16与螺母螺纹连接的一端的设有手轮，通过手轮进行矫直，人工操作更加安全。

本装置采用压力矫直方式中的单辊式，该矫直辊18交叉角为22.5°，也就是矫直辊18每工作摇摆一周，矫直辊18便完成一次45°回旋，保证了汽车传动轴1和矫直辊18的相应接触面积，进一步保证了矫直质量并保证传动轴1本身的圆度，其设计结构简单，操纵、维修方便，对矫直传动轴1这种形变不是很大的工件，优势明显。

下压丝杆16选用的材料是40Cr，该材料有较高的强度和耐磨性，其结构如图8所示，下压丝杆16和螺母上加工有梯形螺纹，梯形螺纹传动效率高。

立柱机构用于稳定支撑矫直机构，采用立式机架，如图7所示，立柱机构包括下侧板11、立柱12和上侧板13，以及呈直角三角形的前侧板14和后侧板15，立柱12的底端通过下侧板11设于底座2上，立柱12与滑板5垂直，上侧板13的一端设于立柱12的顶端，矫直机构设于上侧板13的另一端，前侧板14的两条直角边分别固定在上侧板13和立柱12上，后侧板15的两条直角边分别固定在下侧板11和立柱12上，前侧板14和后侧板15进一步固定立柱12和上侧板13的位置。采用立式机架的装置可见度良好，操作简单、维修方便。本实施例中立柱机构选用45#钢，表面淬火硬度HRC40—45，该材料有较高的强度和良好的加工性能。

滑动支撑机构包括滑台4、滑板5和两组支撑垫组件，滑台4与导轨3滑动连接，滑板5设于滑台4上，两组支撑垫组件沿导轨3方向前后设置，两组支撑垫组件对应支撑传动轴1的两端。如图3所示滑板5结构，滑板5通过滑台4可以在导轨3上前后滑动，能准确且轻易的移动和改变汽车传动轴1要矫直或检验的部位。

支撑垫组件用于固定要矫直的传动轴1，其位置、距离、角度、形状和根据不同的传动轴1而改变、设计。每组支撑垫组件包括底垫6、压垫7和校正垫8，底垫6设于滑板5上，压垫7和校正垫8均设于底垫6上，压垫7支撑传动轴1，校正垫8校正传动轴1。其中，底垫6采用卡接与螺栓固定的方式固定在滑板5的不同位置，如图4所述底垫6结构，压垫7和校正垫8也采用卡接与螺栓固定的方式固定在底垫6上。

如图5所示，压垫7设有用于支撑传动轴1的半圆型凹槽，该半圆型凹槽的半径与传动轴1的固定部位的半径相同，如图6所示，校正垫8设有用于校正传动轴1的V型凹槽，该V型凹槽的两斜边与传动轴1固定部位的圆弧相切。校正垫8和压垫7的设计与选择要根据需要矫直的传动轴1的外形与尺度而定，可使用聚缩醛(POM)材料进行设计加工。POM具有较高的机械强度与刚性，最高的疲劳强度，耐环境性、耐有机溶剂性佳，并且尺寸稳定优异，还有较宽的温度范围(-40℃～120℃)。校正垫8和压垫7的形状设计直接影响矫直的精度。因此在选材和角度尺度上的要求是非常严格的。压垫7在本装置多处应用，按力学原理放置在装置需要受力的连接处，再用挡板18等固定，保证装置稳定性，防止机械各单位发生移位。

测量机构包括表架9和千分尺10，表架9设于滑动支撑机构上，千分尺10设于表架9上，千分尺10接触传动轴1的下表面。表架9主要是固定千分尺10用于检测传动轴1需要矫直的具体位置。千分尺10与传动轴1的下表面接触之处设置橡胶头，防止千分尺10的针头刮伤传动轴1表面。若对传动轴1不同位置进行测量，需要设置多个测量机构。

压力矫直通常采用“三点”弯曲的压力矫直方法，即在外力作用下使传动轴1产生一定的弹塑性变形，部分弹复后得到正确的形状并达到平衡。利用这种矫直方式，可以实现对传动轴1上某一点的曲率完成完全矫直。在实际操作过程中，传动轴1的原始曲率沿长度方向往往是变化的，并且弯曲的方向也不同。因此在矫直过程中，关注传动轴1所有长度上的曲率变化是必要的，所以本装置至少采用三只千分尺10定位在传动轴1矫直装置上，即测量机构至少为三个。防止在矫直过程中，该矫直的地方矫直了，原本是直的地方又被连带压弯了。

工作过程：

1)入料：将需要检测、矫直的传动轴1固定于矫直装置的支撑垫组件之上。

2)利用导轨3，推动滑台4在装置上运动，到适合位置进行检测。

3)转动手轮，使穿过立柱机构的下压丝杆16带着矫直辊18向下移动到与传动轴1上表面即将接触的地方停下。

4)千分尺10通过顶针从下表面直接接触传动轴1。

5)然后慢慢旋转传动轴1并推动滑台4让传动轴1向前前进。同时要关注着千分尺10上的指针读数变化。若指针始终不跳动保持稳定，即该检测的传动轴1为合格品。若指针产生跳动，即表明使指针跳动的位置，传动轴1的该处需矫直。从读数可以对应出传动轴1的变形程度和需要矫直的量。从而操作手轮使带着矫直辊18的下压丝杆16向传动轴1弯曲变形处施压，进行压力矫直。当千分尺10的指针恢复到初始位置，即矫直完成。停止矫直辊18向下。继续检测下一处。

本装置主要从精确检查传动轴1是否弯曲变形和如何加以精确矫直矫正两方面进行设计。其主要工作原理是将轴放于支撑垫组件的槽内旋转，测量圆跳动，如超出技术要求范围，利用矫直机构来进行矫正。本发明装置可以成功矫直、检测汽车传动轴1在生产、运输、堆放、装配、使用过程中因外力因素导致的弯曲、变形。

Claims (8)

1.一种汽车传动轴矫直装置，包括底座(2)，其特征在于，还包括：

设于底座(2)上的导轨(3)；

与导轨(3)滑动连接的滑动支撑机构；

设于滑动支撑机构上的测量机构；

设于底座(2)上的立柱机构，所述立柱机构位于导轨(3)的一侧；

设于立柱机构上的矫直机构；

传动轴(1)架设在滑动支撑机构上，矫直机构向下移动到与传动轴(1)上表面即将接触的地方，测量机构接触传动轴(1)的下表面，旋转传动轴(1)并推动滑动支撑机构，矫直机构根据测量机构的读数对传动轴(1)进行压力矫直；

所述滑动支撑机构包括滑台(4)、滑板(5)和两组支撑垫组件，所述滑台(4)与导轨(3)滑动连接，所述滑板(5)设于滑台(4)上，所述两组支撑垫组件沿导轨(3)方向前后设置，两组支撑垫组件对应支撑传动轴(1)的两端；

每组支撑垫组件包括底垫(6)、压垫(7)和校正垫(8)，所述底垫(6)设于滑板(5)上，所述压垫(7)和校正垫(8)均设于底垫(6)上，压垫(7)支撑传动轴(1)，校正垫(8)校正传动轴(1)。

2.根据权利要求1所述的一种汽车传动轴矫直装置，其特征在于，所述压垫(7)设有用于支撑传动轴(1)的半圆型凹槽，所述校正垫(8)设有用于校正传动轴(1)的V型凹槽。

3.根据权利要求1所述的一种汽车传动轴矫直装置，其特征在于，所述测量机构包括表架(9)和千分尺(10)，所述表架(9)设于滑动支撑机构上，所述千分尺(10)设于表架(9)上，所述千分尺(10)接触传动轴(1)的下表面。

4.根据权利要求3所述的一种汽车传动轴矫直装置，其特征在于，所述千分尺(10)与传动轴(1)的下表面接触之处设置橡胶头。

5.根据权利要求1所述的一种汽车传动轴矫直装置，其特征在于，所述立柱机构包括下侧板(11)、立柱(12)和上侧板(13)，所述立柱(12)的底端通过下侧板(11)设于底座(2)上，所述上侧板(13)的一端设于立柱(12)的顶端，所述矫直机构设于上侧板(13)的另一端。

6.根据权利要求5所述的一种汽车传动轴矫直装置，其特征在于，所述立柱机构还包括呈直角三角形的前侧板(14)和后侧板(15)，所述前侧板(14)的两条直角边分别固定在上侧板(13)和立柱(12)上，所述后侧板(15)的两条直角边分别固定在下侧板(11)和立柱(12)上。

7.根据权利要求1所述的一种汽车传动轴矫直装置，其特征在于，所述矫直机构包括下压丝杆(16)、螺母、压头(17)和用于压力矫直传动轴的矫直辊(18)，所述立柱机构上设有对准滑动支撑机构上传动轴(1)的通孔，所述螺母设于通孔内，所述下压丝杆(16)一端与螺母螺纹连接，所述压头(17)设于下压丝杆(16)另一端，矫直辊(18)设于压头(17)上。

8.根据权利要求7所述的一种汽车传动轴矫直装置，其特征在于，所述下压丝杆(16)与螺母螺纹连接的一端设有手轮。