CN105241661B - 下传动轴磨损试验台及下传动轴尺寸校正方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种下传动轴磨损试验台，包括：底板；固定在所述底板上的固定支架，所述固定支架具有花键头；固定在所述底板上的套管支架，所述套管支架具有套管；与所述套管滑动配合的摇臂，所述摇臂一端具有花键头，另一端安装有滑块，所述摇臂上安装有测力传感器；与所述底板旋转配合的凸轮盘，所述凸轮盘具有凸轮及围绕所述凸轮的滑槽；所述固定支架的花键头、所述套管、所述摇臂同轴布置，所述摇臂的滑块与所述凸轮盘的滑槽滑动配合，当所述凸轮盘旋转时，所述滑块在所述滑槽内滑动从而将所述凸轮盘的转动转换为所述摇臂的直线往复运动。本发明还提供了一种下传动轴尺寸校正方法。本发明提高了下传动轴的检测及校正效率。

Description

下传动轴磨损试验台及下传动轴尺寸校正方法

技术领域

本发明涉及汽车转向系统检测领域，具体涉及一种下传动轴磨损试验台及一种下传动轴尺寸校正方法。

背景技术

汽车转向装置是汽车底盘系统中重要的组成部分，汽车转向系是用来保持或者改变汽车行驶方向的机构，在汽车转向行驶时，还要保证各转向轮之间有协调的转角关系。驾驶员通过操纵转向系统，使汽车保持在直线或转弯运动状态，或者使上述两种运动状态相互转换。如图1所示，方向盘1的转动通过转向管柱2并经电机3提供助力后传递给下传动轴4，最终传递给转向器5。转向管柱2固定在驾驶室内部，转向器5固定在底盘上，整车的装配是将驾驶室内的零部件和底盘的零部件分别装配完成之后,进行驾驶室与底盘合装，在车辆合装的时候需要上、下拉动伸缩式下传动轴4，让下传动轴4的下部十字节叉与转向器5的输入轴相连接，为了保证装配的快速性，需要对伸缩式下传动轴4的伸缩滑动摩擦力做设计要求，设计要求滑动摩擦力为(60～80)N。如滑动摩擦力太小则说明伸缩式下传动轴4的上下两轴间隙过大，如果间隙过大会导致车辆在驾驶过程中产生松旷。如滑动摩擦力太大会造成工人在安装的时候不方便。

如图2至图4所示，现有技术的伸缩式下传动轴4是采用十齿花键运动副配合，花键轴6与花键套7之间是滑动摩擦，为了提高产品的耐磨性花键轴6表面涂尼龙耐磨涂层。

现有技术对滑动摩擦力的要求是通过以下步骤进行保证：

(1)控制尼龙耐磨涂层与花键套7内表面花键尺寸配合；

(2)通过花键轴6与花键套7适配装配并结合拉力计测试，保证设计要求的滑动摩擦力。对适配亦不能满足要求的零部件做二次加工。

现有技术通过尺寸配合很难保证伸缩轴之间的滑动摩擦力满足设计要求。而采用适配与拉力计结合的形式保证设计要求的操作比较繁琐，远远降低了工作效率

发明内容

本发明的目的是高效地对下传动轴滑动摩擦力进行检测及尺寸校正，为此本发明的实施例提供了如下技术方案：

一种下传动轴磨损试验台，包括：底板；固定在所述底板上的固定支架，所述固定支架具有花键头；固定在所述底板上的套管支架，所述套管支架具有套管；与所述套管滑动配合的摇臂，所述摇臂一端具有花键头，另一端安装有滑块，所述摇臂上安装有测力传感器；与所述底板旋转配合的凸轮盘，所述凸轮盘具有凸轮及围绕所述凸轮的滑槽；所述固定支架的花键头、所述套管、所述摇臂同轴布置，所述摇臂的滑块与所述凸轮盘的滑槽滑动配合，当所述凸轮盘旋转时，所述滑块在所述滑槽内滑动从而将所述凸轮盘的转动转换为所述摇臂的直线往复运动。

作为优选方案，所述凸轮盘包括上凸轮盘和下凸轮盘，所述上凸轮盘具有重叠的形状相同的大凸轮孔和小凸轮孔，所述下凸轮盘具有盘部、位于所述盘部一侧的轮毂、位于所述盘部另一侧的与所述大凸轮孔和所述小凸轮孔形状相同的大凸轮和小凸轮，所述小凸轮位于所述大凸轮下方，所述上凸轮盘固定到所述盘部上使所述大凸轮、所述小凸轮、所述大凸轮孔和所述小凸轮孔形成倒T形的滑槽。

作为优选方案，所述摇臂与所述滑块通过连杆连接，所述滑块为盘形，所述滑块卡在所述倒T形的滑槽内而所述连杆从所述滑槽内伸出。

作为优选方案，所述轮毂连接电机。

作为优选方案，所述大凸轮具有多个凸部和凹部，所述底板上固定有多组固定支架和套管支架。

一种下传动轴尺寸校正方法，包括：将待校正的下传动轴两端的万向节分别与如上所述的下传动轴磨损试验台的所述固定支架的花键头、所述摇臂的花键头配合，并保证所述下传动轴与两个花键头同轴；旋转所述凸轮盘使所述下传动轴的花键轴与花键套相对滑动产生磨损；监测所述花键轴与所述花键套之间的滑动摩擦力，当所述滑动摩擦力达到预定值以下时，停止旋转凸轮盘，校正完成。

本发明的实施例利用凸轮盘推动摇臂直线往复运动并进一步带动下传动轴直线往复运动，利用测力传感器能够很容易地测出下传动轴的花键轴与花键套之间的滑动摩擦力，效率高。而利用该试验台对下传动轴进行磨损直至滑动摩擦力达到预定值以下时，证明花键轴与花键套之间的尺寸配合合适，直接将下传动轴从试验台上拆下上线组装即可，无需二次加工，提高了生产效率。

进一步地，本实施例中的上凸轮盘与下凸轮盘的配合方式能够保证摇臂的运动过程平稳、可靠，并且拆装方便。

进一步地，本实施例中的凸轮盘形状满足在一个旋转周期内对多根下传动轴进行磨损，提高了效率。

附图说明

图1是一种典型的汽车转向装置的结构示意图；

图2是一种典型的下传动轴的主视图；

图3是一种典型的下传动轴的横截面视图；

图4是一种典型的下传动轴的花键轴的立体图；

图5是本发明的实施例的安装有下传动轴的下传动轴磨损试验台的立体图；

图6是本发明的实施例的下传动轴与下传动轴磨损试验台配合的主视图；

图7是本发明的实施例的下传动轴与下传动轴磨损试验台配合的俯视图；

图8是本发明的实施例的固定支架的立体图；

图9是本发明的实施例的套管支架的立体图；

图10是本发明的实施例的凸轮盘的立体图；

图11是本发明的实施例的上凸轮盘的俯视图；

图12是沿着图11的A-A线的剖视图；

图13是本发明的实施例的上凸轮盘的立体图；

图14是本发明的实施例的下凸轮盘的俯视图；

图15是沿着图14的B-B线的剖视图；

图16是本发明的实施例的下凸轮盘的立体图；

图17是本发明的实施例的凸轮盘的俯视图；

图18是沿着图17中的C-C线的剖视图；

图19是本发明的实施例的摇臂的立体图；

图20是本发明的实施例的安装有下传动轴的下传动轴磨损试验台的局部剖视图。

图中标记说明：1、方向盘，2、转向管柱，3、电机，4、下传动轴，5、转向器，6、花键轴，7、花键套，8、固定支架，9、套管支架，10、凸轮盘，101、第三槽，11、摇臂，111、连杆，112、花键头，12、底板，13、螺栓孔，14、花键头，15、螺栓孔，16、套管，17、上凸轮盘，171、凸轮孔，172、小凸轮孔，173、大凸轮孔，18、下凸轮盘，181、大凸轮，182、小凸轮，183、盘部，19、螺栓孔，20、第一槽，21、轮毂，22、第二槽，23、滑槽，24、滑块，25、测力传感器。

具体实施方式

参考图5，该图中的下传动轴磨损试验台已经安装了待测的下传动轴4。下传动轴磨损试验台包括：底板12、固定在底板12上的固定支架8，固定在底板12上的套管支架9、与底板12旋转配合的凸轮盘10、摇臂11。在本实施例中，底板12上安装了三组固定支架8、套管支架9、摇臂11，利用一个凸轮盘10能够同时对三根下传动轴4进行磨损试验。根据实际需要，能够继续增加或者减少固定支架8、套管支架9、摇臂11的组数从而对不同数量的下传动轴4进行同步试验。

参考图8，固定支架8由横板和立板构成倒T字形状，横板上开有螺栓孔13，用于将固定支架8固定到底板12上，或者也能够利用铆接、焊接等方式将固定支架8固定到底板12上。立板上具有花键头14。

参考图9，套管支架9由横板和立板构成倒T字形状，横板上开有螺栓孔15，用于将套管支架9固定到底板12上，或者也能够利用铆接、焊接等方式将套管支架9固定到底板12上。立板上具有套管16。

参考图10，本实施例中的凸轮盘10包括上凸轮盘17和下凸轮盘18两部分，螺栓穿过上凸轮盘17上的螺栓孔19后紧固到下凸轮盘18上，从而将上凸轮盘17与下凸轮盘组装到一起。当然，两个凸轮盘也能够通过焊接、铆接等方式组装到一起。

参考图11、图12和图13。由图11可见，上凸轮盘17具有凸轮孔171。由图12可见，凸轮孔171实际由重叠的形状相同的大凸轮孔173和小凸轮孔172形成。图13为从上凸轮盘17的斜下方观察的立体图，由于大凸轮孔173和小凸轮孔172的存在，使得上凸轮盘17上形成了一个第一槽20。

参考图14、图15和图16。下凸轮盘18具有盘部183、位于盘部183一侧的轮毂21、位于盘部183另一侧的大凸轮181和小凸轮182，大凸轮181和小凸轮182与大凸轮孔173和小凸轮孔172形状相同。大凸轮181与小凸轮182重叠在一起使小凸轮182位于大凸轮181下方，这样在大凸轮181与盘部183之间就形成了一个第二槽22。大凸轮181和小凸轮182具有多个圆弧形的凸部和圆弧形的凹部，这些圆弧相切。

参考图17、图18，上凸轮盘17固定到下凸轮盘18的盘部183上，大凸轮181及小凸轮182从凸轮孔171中伸出，并且大凸轮181与小凸轮孔172之间由于尺寸差别而存在第三槽101，这使得固定后，下凸轮盘18的大凸轮181、小凸轮182与上凸轮盘17的大凸轮孔173和小凸轮孔172形成了以盘部183为底的倒T形的滑槽23。从空间上讲，倒T形滑槽23又第一槽20、第二槽22和第三槽101构成。滑槽23围绕大凸轮181和小凸轮182构成的凸轮结构。在本实施例中，为了同时对三根下传动轴4进行磨损试验，滑槽23的圆弧面是由六段相切的圆弧组成，整个内圆弧面过度平滑。

参考图19，摇臂11一端具有花键头112，另一端通过连杆111连接有盘形的滑块24。摇臂上还安装有测力传感器25。

参考图6、图7和图20，摇臂11的滑块24卡在倒T形的滑槽23内而连杆111从滑槽23内伸出，摇臂11与套管16滑动配合，从而实现固定支架8的花键头14、套管支架9的套管16、摇臂11(包括其主体及花键头112)同轴布置，滑块24与凸轮盘10的滑槽23滑动配合，下凸轮盘18的轮毂21连接电机或者其它旋转驱动装置，打开旋转驱动装置带动凸轮盘10旋转时，滑块24在滑槽23内滑动从而将凸轮盘10的转动转换为摇臂11的直线往复运动。

对下传动轴4进行磨损试验时，将下传动轴4两端的万向节分别与固定支架8的花键头14、摇臂11的花键头112配合，锁紧后保证下传动轴4与花键头14和花键头112同轴。然后，旋转凸轮盘10，在摇臂11的直线往复运动的驱动下，下传动轴4的花键轴6与花键套7也做直线往复运动，由于相对滑动而产生磨损，而花键轴6与花键套7之间的滑动摩擦力从测力传感器25能够很容易地监测到。如果滑动摩擦力在预定范围内，说明下传动轴4的花键轴6与花键套7的适配正常，尺寸符合设计要求。当滑动摩擦力较大时，需要对下传动轴4的花键轴6与花键套7的尺寸进行校正。

利用本实施例的下传动轴磨损试验台进行下传动轴4的尺寸校正时，将待校正的下传动轴4两端的万向节分别与固定支架8的花键头14、摇臂11的花键头112配合，锁紧后保证下传动轴4与花键头14和花键头112同轴。然后，旋转凸轮盘10，在摇臂11的直线往复运动的驱动下，下传动轴4的花键轴6与花键套7也做直线往复运动，由于相对滑动而产生磨损，通过测力传感器25监测花键轴6与花键套之间7的滑动摩擦力，当滑动摩擦力达到预定值以下时，停止旋转凸轮盘10，校正完成。也就是说，利用本实施例的下传动轴磨损试验台，既能够检测下传动轴4的滑动摩擦力是否符合设计要求，当滑动摩擦力过大时，又能够继续利用该试验台对下传动轴4进行磨损直至滑动摩擦力降低到设计范围内，而无需进行二次加工，检测效率、尺寸校正效率均得到提高。

虽然本发明是结合以上实施例进行描述的，但本发明并不被限定于上述实施例，本领域普通技术人员能够容易地对其进行修改和变化，但并不离开本发明的实质构思和范围。

Claims (5)

1.一种下传动轴磨损试验台，其特征在于，包括：

底板；

固定在所述底板上的固定支架，所述固定支架具有花键头；

固定在所述底板上的套管支架，所述套管支架具有套管；

与所述套管滑动配合的摇臂，所述摇臂一端具有花键头，另一端安装有滑块，所述摇臂上安装有测力传感器；

与所述底板旋转配合的凸轮盘，所述凸轮盘具有凸轮及围绕所述凸轮的滑槽；

所述固定支架的花键头、所述套管、所述摇臂同轴布置，所述摇臂的滑块与所述凸轮盘的滑槽滑动配合，当所述凸轮盘旋转时，所述滑块在所述滑槽内滑动从而将所述凸轮盘的转动转换为所述摇臂的直线往复运动；

所述凸轮盘包括上凸轮盘和下凸轮盘，所述上凸轮盘具有重叠的形状相同的大凸轮孔和小凸轮孔，所述下凸轮盘具有盘部、位于所述盘部一侧的轮毂、位于所述盘部另一侧的与所述大凸轮孔和所述小凸轮孔形状相同的大凸轮和小凸轮，所述小凸轮位于所述大凸轮下方，所述上凸轮盘固定到所述盘部上使所述大凸轮、所述小凸轮、所述大凸轮孔和所述小凸轮孔形成倒T形的滑槽。

2.根据权利要求1所述的下传动轴磨损试验台，其特征在于，所述摇臂与所述滑块通过连杆连接，所述滑块为盘形，所述滑块卡在所述倒T形的滑槽内而所述连杆从所述滑槽内伸出。

3.根据权利要求1或2所述的下传动轴磨损试验台，其特征在于，所述轮毂连接电机。

4.根据权利要求1所述的下传动轴磨损试验台 ，其特征在于，所述大凸轮具有多个凸部和凹部，所述底板上固定有多组固定支架和套管支架。

5.一种下传动轴尺寸校正方法，其特征在于，包括：

将待校正的下传动轴两端的万向节分别与如权利要求1至4中的任一项所述的下传动轴磨损试验台的所述固定支架的花键头、所述摇臂的花键头配合，并保证所述下传动轴与两个花键头同轴；

旋转所述凸轮盘使所述下传动轴的花键轴与花键套相对滑动产生磨损；

监测所述花键轴与所述花键套之间的滑动摩擦力，当所述滑动摩擦力达到预定值以下时，停止旋转凸轮盘，校正完成。