CN105673717A - 一种用于汽车变速器下线加载试验的快速连接装置 - Google Patents

Abstract

一种用于汽车变速器下线加载试验的快速连接装置，包括联轴器法兰、法兰盖、及伸出于联轴器法兰端面的销轴，销轴与法兰盖之间抵有弹簧B，法兰盖与加载传动轴之间抵有弹簧A，通过弹簧A与弹簧B实现差速器连接轴与加载传动轴之间的缓冲对接，完全能克服液压油缸快速对接带来的冲击，可适应高速传动，差速器连接轴在差速器中充当堵油的堵头，差速器不用另装堵头；本发明通过一个中心阶梯孔和若干个外围阶梯孔来对加载传动轴及销轴进行限位，结构紧凑，设计合理，更容易保证装配精度，更具轻量化优势，整条装配线的效率提高了70％的同时，还能防止变速器及相关零部件受冲击损坏，可普遍应用于汽车、新能源电动汽车及其他齿轮传动领域。

Description

一种用于汽车变速器下线加载试验的快速连接装置

技术领域

本发明涉及汽车变速器检测设备，特别的，涉及一种用于汽车变速器下线加载试验的快速连接装置。

背景技术

随着我国汽车工业的飞速发展，关键零部件的国产化进程加快，变速器作为汽车的核心零部件在国内已具备自主设计和大规模生产的能力。变速器制造过程中，下线加载试车检测变速器的噪音、换挡性能、密封性等是保证变速器质量的关键工序，也是上千万元级装配线的瓶颈工序。只要通过设计创新和工艺改进提高了变速器加载试车检测效率，就相当于提高了整条装配线的效率(装配线是流水作业)。

参见图1，目前传统的变速器下线加载检测试验台试车流程如下：变速器装配完后定位到托盘上，通过电动滚道将载有变速器的托盘输送至下线检测试车台，再借助定位装置与传感器调整载有变速器的托盘的位置，将变速器输入轴心线定位在和试车台输入电机同轴的位置，同时差速器1的输出轴心线定位在与试车台两加载电机传动轴3同轴的位置，再对变速器注入规定容量的齿轮油，通过液压油缸推动托盘，将变速器的输入轴插入与输入电机主轴相连接的内花键套内，再通过液压油缸夹紧。与两加载电机主轴相连接的两加载传动轴3(伸出端2是外花键21)分别通过油缸缓慢伸入差速器两端内花键11中，伸出端2和加载传动轴3通过止口22和螺栓23固定连接在一起，通过液压油缸带动加载传动轴3直接将伸出端2插入差速器1的内花键11内，很容易将油封4和内花键11损坏，且伸出端2与差速器1之间的连接为刚性连接，内花键11与外花键21只有完全错开才能插入，在插入过程中要低速旋转加载传动轴3，往往造成对正花键时间长，油缸推动加载传动轴移动存在冲击，若未完全错开时直接插入会破坏差速器1的油封4和内花键11，甚至造成整台变速器报废。

另外，加载传动轴3的伸缩通过液压油缸控制，伸缩行程通过接近开关给信号控制，当不同变速器壳体或相关零件轴向尺寸存在差异时，加载传动轴3伸缩的位移不能单台调整，使得花键轴轴向尺寸无法补偿，当花键轴伸入太浅时，会造成油封处密封不良漏油；当花键轴伸入太深时，会挤坏变速器行星轮轴、油封等零件。

在国家十三五规划构建产业新体系，加快建设制造强国，实施《中国制造二○二五》的形势下，节能与新能源汽车产业得到了政府的大力扶持，电动汽车产业也进入了跨越式发展期，电动汽车减速下线加载检测也同样存在以上问题。

中国专利201420654091.6公开了一种汽车变速器加载台输出端柔性驱动装置，该方案中变速器与输出驱动头的连接主要通过其传动销进行导向，虽然其传动销内端套设有弹簧，能对变速器与驱动头的连接起一定的缓冲作用，但其传动销完全插入其对接定位法兰上与传动销对应的销孔后，对接定位法兰端面与驱动头端面之间仍然存在很大的冲击，其缓冲作用有限。

发明内容

本发明目的在于提供一种用于汽车变速器下线加载试验的快速连接装置，以解决背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种用于汽车变速器下线加载试验的快速连接装置，包括与差速器输出端连接的差速器连接轴及设置在加载传动轴末端的可与差速器连接轴沿轴向方向灵活对接及分离的联轴器组件；

所述联轴器组件包括联轴器法兰、法兰盖、销轴，所述联轴器法兰上设有轴向中心阶梯孔，加载传动轴从中心阶梯孔的小孔端伸入中心阶梯孔内，中心阶梯孔的大孔端沿轴向对准所述差速器连接轴，加载传动轴伸入中心阶梯孔一端的外圆面凸起有可被中心阶梯孔孔肩挡住而防止加载传动轴脱出中心阶梯孔的轴向止挡A，加载传动轴通过中心阶梯孔的小孔端与联轴器法兰驱动连接，联轴器法兰位于中心阶梯孔小孔端的端面上盖设有带通孔的可沿轴向移动的所述法兰盖，加载传动轴穿过法兰盖上的通孔从中心阶梯孔的小孔端伸入中心阶梯孔内，加载传动轴位于中心阶梯孔外的部分设有轴向止挡B，加载传动轴上套设有抵在轴向止挡B与法兰盖之间的弹簧A，联轴器法兰上还设有位于中心阶梯孔的径向外围的轴向设置的外围阶梯孔，联轴器法兰设有法兰盖的一端为外围阶梯孔的大孔端，中心阶梯孔的大孔端为外围阶梯孔的小孔端，所述销轴设置在外围阶梯孔内，销轴中间部位的外圆面凸起有轴向止挡C，且轴向止挡C位于外围阶梯孔大孔端内，销轴位于外围阶梯孔大孔端的部分套有弹簧B，弹簧B一端抵住法兰盖，弹簧B另一端抵住轴向止挡C使销轴从外围阶梯孔的小孔端伸出联轴器法兰；弹簧A与弹簧B分别朝相向的方向抵住法兰盖；

所述差速器连接轴轴向由差速器壳体定位，差速器连接轴一端从差速器壳体上的输出轴连接孔伸入差速器内与差速器半轴齿轮驱动连接，另一端伸出差速器壳体外且该端的端面设有与联轴器法兰端面伸出的销轴一一对应的销孔，差速器连接轴与加载传动轴之间的对接与分离通过销孔与销轴之间的对接与分离来实现。

进一步的，所述差速器连接轴用于连接加载传动轴的一端设有法兰盘，差速器连接轴上供销轴插入的销孔设置在法兰盘上；所述联轴器组件还包括与联轴器法兰朝向差速器连接轴的一端套连且伸出联轴器法兰端面的导向套筒，导向套筒朝向差速器连接轴的一端设有锥状引导面，导向套筒通过锥状引导面对差速器连接轴及法兰盘进行导向；法兰盘与导向套筒相对的一端外轮廓边角设有圆弧倒角，便于与导向套筒对接时导向，使差速器连接轴自动对中。

进一步的，所述联轴器法兰套连导向套筒的一端外圆面上设有沿轴向方向挡往导向套筒端面的挡肩A，联轴器法兰外圆面与导向套筒套接的部位设有环形凹槽，导向套筒通过拧入环形凹槽中的锁止螺钉套接固定在联轴器法兰末端外圆面上。

进一步的，分布在中心阶梯孔的径向外围的外围阶梯孔有若干个，各外围阶梯孔呈中心对称分布在中心阶梯孔的径向外围，即各外围阶梯孔轴心线与中心阶梯孔轴心线平行且各外围阶梯孔轴心线到中心阶梯孔轴心线的距离均相等，且相邻两根外围阶梯孔轴心线间的距离相等，每一个外围阶梯孔内设有一根销轴，每一根销轴在差速器连接轴法兰盘上对应一个销孔。

进一步的，所述销孔与销轴相对的一端边角处设有圆弧倒角，销轴与销孔相对的一端边角处设有圆弧倒角，或者销轴与销孔相对的一端为球头结构，便于销轴插入销孔时导向，防止冲击与碰撞损坏销轴及破坏销孔。

进一步的，所述差速器壳体上的输出轴连接孔内设有油封，差速器连接轴穿过油封内圈的部位与油封内圈形成过盈配合，使得差速器连接轴被油封卡住而无法轻易脱离差速器并在差速器内形成密封油腔，差速器连接轴中间部位设有沿轴向方向抵住差速器壳体而防止差速器连接轴伸入太深的挡肩B，差速器连接轴通过油封与差速器连接轴上的挡肩B来实现轴向定位。

优选的，所述导向套筒的锥状引导面的锥度为45°～75°。

有益效果：本发明通过设置于联轴器法兰内的小弹簧B抵住销轴对销轴起对接缓冲作用，联轴器法兰背面有大弹簧A对整个连接装置起轴向间隙补偿作用，两个弹簧同时缓冲，完全能克服液压油缸快速对接带来的冲击，可适应高速传动。

本发明通过一个中心阶梯孔和若干个外围阶梯孔来对加载传动轴及销轴进行限位，结构紧凑，设计合理，更容易保证装配精度，同时，更具轻量化优势，可普遍应用于汽车、新能源电动汽车及其他齿轮传动领域。

本发明的连接装置设有导向套筒，与销轴同时导向，液压油缸推动加载传动轴2秒即可完成对接，变速器试车准备时间由原来的4min缩短为1.5min，变速器试车时间由原来的6min缩短至3.5min，使整条装配线的效率提高了70％。

本发明的销轴、销孔、法兰盘设有圆弧倒角，导向套筒设有锥状引导面，提高试车效率的同时，也能防止变速器及相关零部件受冲击损坏。

本发明的差速器连接轴与差速器结合为一体，通过油封卡住定位，直接插入差速器内，不需拆装螺丝，且又作为防止差速器漏油的堵头使用，不用另外对差速器安装堵头，节省材料，提高效率。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是现有变速器与加载传动轴的连接示意图；

图2是本发明优选实施例的连接装置的整体结构示意图；

图3是本发明优选实施例的联轴器法兰左视图；

图4是本发明中图3的M-M剖视图；

图5是本发明优选实施例的导向套筒主视剖面图；

图6是本发明优选实施例的导向套筒左视图。

图1中：1-差速器，11-内花键，2-伸出端，21-外花键，22-止口，23-螺栓，4-油封。

图2～图6中：1-差速器，3-加载传动轴，31-轴向止挡A，32-轴向止挡B，33-外花键A，4-油封，5-差速器连接轴，51-销孔，52-法兰盘，53-外花键B，54-挡肩B，6-联轴器组件，61-联轴器法兰，611-中心阶梯孔，6111-内花键A，612-外围阶梯孔，613-挡肩A，614-环形凹槽，62-法兰盖，63-销轴，631-轴向止挡C，64-导向套筒，641-锥状引导面，7-弹簧A，8-弹簧B，9-锁止螺钉，10-差速器半轴齿轮，101-内花键B。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

参见图2～图6的一种用于汽车变速器下线加载试验的快速连接装置，包括与差速器输出端连接的差速器连接轴5及设置在加载传动轴3末端的可与差速器连接轴5沿轴向方向灵活对接及分离的联轴器组件6；

联轴器组件包括联轴器法兰61、法兰盖62、销轴63，联轴器法兰61上设有轴向中心阶梯孔611，加载传动轴3从中心阶梯孔611的小孔端伸入中心阶梯孔611内，中心阶梯孔611的大孔端沿轴向对准差速器连接轴5，加载传动轴3伸入中心阶梯孔611一端的外圆面凸起有可被中心阶梯孔孔肩挡住而防止加载传动轴3脱出中心阶梯孔的轴向止挡A31，加载传动轴3通过中心阶梯孔611的小孔端与联轴器法兰61驱动连接，本实施例中，轴向止挡A31为卡环，中心阶梯孔611的小孔端设有内花键A6111，加载传动轴3伸入中心阶梯孔611的一端设有外花键A33，联轴器法兰61与加载传动轴3通过内外花键实现驱动连接。

联轴器法兰61位于中心阶梯孔611小孔端的端面上盖设有带通孔的可沿轴向移动的法兰盖62，加载传动轴3穿过法兰盖62上的通孔从中心阶梯孔611的小孔端伸入中心阶梯孔611内，加载传动轴3位于中心阶梯孔611外的部分设有轴向止挡B32，本实施例中，轴向止挡B32为与加载传动轴3本体上设置的轴肩。

加载传动轴3上套设有抵在轴向止挡B32与法兰盖62之间的弹簧A7，联轴器法兰61上还设有位于中心阶梯孔611的径向外围的轴向设置的外围阶梯孔612，联轴器法兰61设有法兰盖62的一端为外围阶梯孔612的大孔端，中心阶梯孔611的大孔端为外围阶梯孔612的小孔端，销轴63设置在外围阶梯孔612内，销轴63中间部位的外圆面凸起有轴向止挡C631，且轴向止挡C631位于外围阶梯孔612大孔端内，销轴63位于外围阶梯孔612大孔端的部分套有弹簧B8，弹簧B8一端抵住法兰盖62，弹簧B8另一端抵住轴向止挡C631使销轴63从外围阶梯孔612的小孔端伸出联轴器法兰61；

差速器连接轴5一端从差速器壳体上的输出轴连接孔伸入差速器内与差速器半轴齿轮驱动连接，本实施例中，差速器连接轴5与差速器半轴齿轮10连接的一端设有外花键B53，差速器半轴齿轮10设有内花键B101，差速器连接轴5与差速器半轴齿轮10通过内外花键实现驱动连接。差速器连接轴5另一端的端面设有与联轴器法兰61端面伸出的销轴63一一对应的销孔51，差速器连接轴5与加载传动轴3之间的对接与分离通过销孔51与销轴63之间的对接与分离来实现。

本实施例中，差速器连接轴5用于连接加载传动轴3的一端设有伸出差速器壳体外的法兰盘52，差速器连接轴5上供销轴63插入的销孔51设置在法兰盘52上；联轴器组件6还包括与联轴器法兰61朝向差速器连接轴5的一端套连且伸出联轴器法兰61该端端面的导向套筒64，导向套筒64伸出联轴器法兰61该端端面的长度大于或等于销轴63伸出联轴器法兰61该端端面的长度。

导向套筒64朝向差速器连接轴5的一端设有锥状引导面641，导向套筒64通过锥状引导面641对差速器连接轴5及法兰盘52进行导向；法兰盘52与导向套筒64相对的一端外轮廓边角设有半径为3mm的圆倒角，便于与导向套筒对接时导向，使差速器连接轴5自动对中。

本实施例中，联轴器法兰61套连导向套筒64的一端外圆面上设有沿轴向方向挡往导向套筒64端面的挡肩A613，联轴器法兰61外圆面与导向套筒套64接的部位设有环形凹槽614，导向套筒64上设有两个M5的螺孔，导向套筒64通过两个锁止螺钉9经两个M5的螺孔拧入环形凹槽614中而套接固定在联轴器法兰61末端外圆面上。通过环形凹槽614来固定导向套筒64，一方面是在安装时不需要对螺孔，节省安装时间，另一方面是为导向套筒64提供一定的转动行程，增强对接时的缓冲效果。

本实施例中，分布在中心阶梯孔611的径向外围的外围阶梯孔612有4个，4个外围阶梯孔612呈中心对称分布在中心阶梯孔611的径向外围，每一个外围阶梯孔612内设有一根销轴63，每一根销轴63在差速器连接轴5的法兰盘52上对应一个销孔51。

本实施例中，销孔51与销轴63相对的一端边角处设有半径为2mm的圆弧倒角，销轴63与销孔51相对的一端为球头结构，便于销轴63插入销孔51时导向，防止冲击与碰撞损坏销轴63及破坏销孔51。

本实施例中，差速器1壳体上的输出轴连接孔内设有油封4，差速器连接轴5穿过油封4内圈的部位与油封4的内圈形成过密封过盈配合，使得差速器连接轴5被油封卡住而无法轻易脱离差速器1并在差速器1内形成密封油腔，差速器连接轴5的中间部位设有沿轴向方向抵住差速器1壳体而防止差速器连接轴5伸入太深的挡肩B54，差速器连接轴5通过油封4与差速器连接轴5上的挡肩B54来实现轴向定位。由于具有密封作用差速器连接轴5在变速器装配完成后再将差速器连接轴5插入差速器内，再加注齿轮油，不需要另外设置用于封住差速器轴出轴连接孔防止漏油的堵头，直接通过本发明的连接装置与加载传动轴3对接，再进行加载试验即可。

本实施例中，导向套筒64的锥状引导面641的锥度为60°。

本实施例中，各内花键均采用矩形内花键，各外花键均采用矩形外花键。

利用本发明的连接装置进行加载试验的过程大致如下：

差速器连接轴5在变速器进试车台前装好，并注入规定容量的齿轮油，可为整条装配线的瓶颈工序—加载试车环节节省时间；通过托盘和滚道将被测变速器送至下线检测试车台，再借助定位装置与传感器调整载有变速器的托盘的位置，将变速器输入轴心线定位在和试车台输入电机同轴的位置，同时差速器1的输出轴心线定位在与试车台两加载电机传动轴3同轴的位置，通过液压油缸推动托盘，将变速器的输入轴插入与输入电机主轴相连接的内花键套内，再通过液压油缸夹紧。

加载传动轴3右边与液压油缸相连，由油缸带动加载传动轴3及整个联轴器组件及弹簧往左边移动，当导向套筒64左端面(即朝向差速器连接轴5的一端端面)与法兰盘52右端面接触时，由于差速器连接轴5的法兰盘52外轮廓边角倒了R3的圆角，导向套筒64内孔是60°的锥状引导面641，锥状引导面641与导向套筒64主体内壁之间有R5的圆弧过渡，可进行自动导向对中；由于弹簧A7与弹簧B8在撞击过程能起缓冲作用，并能快速完成对接(约2S)，并防止撞击损坏变速器；轴向间隙能通过弹簧A7自动补偿，保证差速器连接轴5紧贴差速器油封4而防止差速器漏油。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种用于汽车变速器下线加载试验的快速连接装置，其特征在于，包括与差速器输出端连接的差速器连接轴(5)及设置在加载传动轴(3)末端的可与差速器连接轴沿轴向方向灵活对接及分离的联轴器组件(6)；

所述联轴器组件包括联轴器法兰(61)、法兰盖(62)、销轴(63)，所述联轴器法兰上设有轴向中心阶梯孔(611)，加载传动轴从中心阶梯孔的小孔端伸入中心阶梯孔内，中心阶梯孔的大孔端沿轴向对准所述差速器连接轴，加载传动轴伸入中心阶梯孔一端的外圆面凸起有可被中心阶梯孔孔肩挡住而防止加载传动轴脱出中心阶梯孔的轴向止挡A(31)，加载传动轴通过中心阶梯孔的小孔端与联轴器法兰驱动连接，联轴器法兰位于中心阶梯孔小孔端的端面上设有带通孔的可沿轴向移动的所述法兰盖，加载传动轴穿过法兰盖上的通孔从中心阶梯孔的小孔端伸入中心阶梯孔内，加载传动轴位于中心阶梯孔外的部分设有轴向止挡B(32)，加载传动轴上套设有抵在轴向止挡B与法兰盖之间的弹簧A(7)，联轴器法兰上还设有位于中心阶梯孔的径向外围的轴向设置的外围阶梯孔(612)，联轴器法兰设有法兰盖的一端为外围阶梯孔的大孔端，中心阶梯孔的大孔端为外围阶梯孔的小孔端，所述销轴设置在外围阶梯孔内，销轴中间部位的外圆面凸起有轴向止挡C(631)，且轴向止挡C位于外围阶梯孔大孔端内，销轴位于外围阶梯孔大孔端的部分套有弹簧B(8)，弹簧B一端抵住法兰盖，弹簧B另一端抵住轴向止挡C使销轴从外围阶梯孔的小孔端伸出联轴器法兰；弹簧A与弹簧B分别朝相向的方向抵住法兰盖；

所述差速器连接轴轴向由差速器壳体定位，差速器连接轴一端从差速器壳体上的输出轴连接孔伸入差速器内与差速器半轴齿轮驱动连接，另一端伸出差速器壳体外且该端的端面设有与联轴器法兰端面伸出的销轴一一对应的销孔(51)，差速器连接轴与加载传动轴之间的对接与分离通过销孔与销轴之间的对接与分离来实现。

2.根据权利要求1所述的一种用于汽车变速器下线加载试验的快速连接装置，其特征在于，所述差速器连接轴用于连接加载传动轴的一端设有法兰盘(52)，差速器连接轴上供销轴插入的销孔设置在法兰盘上；所述联轴器组件还包括与联轴器法兰朝向差速器连接轴的一端套连且伸出联轴器法兰端面的导向套筒(64)，导向套筒朝向差速器连接轴的一端设有锥状引导面(641)，导向套筒通过锥状引导面对差速器连接轴及法兰盘进行导向；法兰盘与导向套筒相对的一端外轮廓边角设有圆弧倒角。

3.根据权利要求2所述的一种用于汽车变速器下线加载试验的快速连接装置，其特征在于，所述联轴器法兰套连导向套筒的一端外圆面上设有沿轴向方向挡往导向套筒端面的挡肩A(613)，联轴器法兰外圆面与导向套筒套接的部位设有环形凹槽(614)，导向套筒通过拧入环形凹槽中的锁止螺钉套接固定在联轴器法兰末端外圆面上。

4.根据权利要求1～3中任意一项所述的一种用于汽车变速器下线加载试验的快速连接装置，其特征在于，分布在中心阶梯孔的径向外围的外围阶梯孔有若干个，各外围阶梯孔呈中心对称分布在中心阶梯孔的径向外围，即各外围阶梯孔轴心线与中心阶梯孔轴心线平行且各外围阶梯孔轴心线到中心阶梯孔轴心线的距离均相等，且相邻两根外围阶梯孔轴心线间的距离相等，每一个外围阶梯孔内设有一根销轴，每一根销轴在差速器连接轴法兰盘上对应一个销孔。

5.根据权利要求4所述的一种用于汽车变速器下线加载试验的快速连接装置，其特征在于，所述销孔与销轴相对的一端边角处设有圆弧倒角，销轴与销孔相对的一端边角处设有圆弧倒角，或者销轴与销孔相对的一端为球头结构。

6.根据权利要求1～3中任意一项所述的一种用于汽车变速器下线加载试验的快速连接装置，其特征在于，所述差速器壳体上的输出轴连接孔内设有油封，差速器连接轴穿过油封内圈的部位与油封内圈形成过盈配合，使得差速器连接轴被油封卡住而无法轻易脱离差速器并在差速器内形成密封油腔，差速器连接轴中间部位设有沿轴向方向抵住差速器壳体而防止差速器连接轴伸入太深的挡肩，差速器连接轴通过油封与差速器连接轴上的挡肩来实现轴向定位。

7.根据权利要求2或3所述的一种用于汽车变速器下线加载试验的快速连接装置，其特征在于，所述导向套筒的锥状引导面的锥度为45°～75°。