CN109141318B - 一种卡环选垫装置及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种卡环选垫装置及其方法，属于变速箱卡环选垫测量技术领域。它解决了现有变速箱卡环垫片选择效率低、不精确等问题。本卡环选垫装置包括机架以及设置于机架上且能沿竖直方向运动的至少一组测量组，机架上设置有夹持装置，夹持装置用于固定被测件，测量组包括支撑架以及安装于支撑架上的定位装置和测量装置，定位装置上具有接触点，定接触点用于抵接于被测卡槽的一侧壁并确定基准，测量装置包括测量倒钩与位移传感器一，支撑架上还设置有用于驱动测量倒钩能够伸入卡槽并抵接于卡槽的另一侧壁上的驱动装置，位移传感器一用于测量测量倒钩在竖直方向上的位移。本发明具有卡环垫片选择效率高、精确等优点。
Description
技术领域
本发明属于变速箱卡环选垫测量技术领域，特别涉及一种卡环选垫装置及其方法。
背景技术
变速箱是车辆上非常重要的部件，它可以改变传动比，扩大驱动轮转矩和转速的作用。随着现代科技的发展，变速箱也有了升级，从最初的手动变速箱，到现在无级变速箱，从无同步器到有同步器，操控越来越方便。变速箱性能的优劣是衡量汽车动力性、经济性及驾驶性的关键。目前的变速系统主要有：机械传动、液力传动、静液压传动。变速箱有人力换挡和动力换挡，结构有定轴式和行星式。变速箱中通常包括变速箱壳体、离合器壳体、输出轴、输入轴、差速器等结构，由于零部件之间具有公差间隙需要使用卡环进行填补，使得零部件的位置完全固定。由于变速箱的精度要求非常高，且变速箱中各零部件的配合关系复杂，即使每个零部件具有非常小的误差，也会因为各部位的误差累加而导致变速箱整体误差超出精度要求，因此，变速箱中每一个卡环的选择非常重要。
针对上述问题，人们开发了各种卡环选垫装置用于测量需要选择的卡环垫圈的尺寸。现有的测量装置通常包括夹持机构和测量机构，夹持机构用于夹持于测量位置，夹持机构用于对位于测量位置的基础件测量待检测参数。现有的夹持机构与测量机构通常相互独立设置，使得夹持机构与测量机构之间互不干涉。但是由于夹持机构与测量机构分体设置，占用空间大，使得仅能使用一组夹持机构与测量机构对卡环进行选垫，两机构的受力容易存在不均匀的情况，影响测量精度。当需要校验测量数据时，仅能进行多次测量，测量效率低，影响测量精度，一但测量机构出现故障的情况，也无法及时发现。
变速箱中的各零部件配合复杂，当两个工件使用卡环进行轴向定位时，现有的测量方法通常分别测量两个工件，间接计算出卡环的规格，测量效率低，非未考虑两个工作在装配过程中可能存在的轴向尺寸的变化，选垫尺寸存在偏差。
发明内容
本发明的两个目的是针对现有技术中存在的上述问题，第一个目的是提供了一种测量效率高、测量精确的卡环选垫装置，第二个目的是提供了一种测量效率高、测量精确的卡环选垫方法。
本发明的第一个目的可通过下列技术方案来实现：一种卡环选垫装置，其特征在于，包括机架以及设置于机架上且能沿竖直方向运动的至少一组测量组，所述的机架上设置有夹持装置，所述的夹持装置用于固定被测件，所述的测量组包括支撑架以及安装于支撑架上的定位装置和测量装置，所述的定位装置上具有接触点，所述的定接触点用于抵接于被测卡槽的一侧壁并确定基准，所述的测量装置包括测量倒钩与位移传感器一，所述的支撑架上还设置有用于驱动测量倒钩能够伸入卡槽并抵接于卡槽的另一侧壁上的驱动装置，所述的位移传感器一用于测量测量倒钩在竖直方向上的位移。
本发明的工作原理：将被测的工件通过夹持装置固定，测量装置运动直至定位装置上的接触点抵接于卡槽的一侧壁上，测量倒钩伸入卡槽中并抵接于卡槽的另一侧壁上，位移传感器一侧出测量倒钩在竖直方向上的位移，即能够得到卡槽的宽度，工作人员即可选择相应规格的卡环垫片。本发明中，定位装置与测量装置均安装于同一支撑架上，即定位装置与测量装置为一体设置，能够减少分体设置时存在偏差的情况，提升测量的准确性。且本发明的机架上设置有至少一组测量组，每一组测量组中的定位装置同时抵接于卡槽的一侧壁上，使得被测件受力均匀，且每组测量组均会测量出一个位移数据，工作人员仅需要通过一次操作即可得到多个数据，使得多个数据能够互相校验，即使其中一组测量组存在故障也能够及时发现。
在上述的卡环选垫装置中，所述的支撑架包括固定架以及活动连接于固定架上的活动架，所述的固定架上固连有上固定块，所述的上固定块旋转连接有滚子安装杆，所述滚子安装杆的下端连接有滚轮，所述的活动架上固连有下固定块，所述下固定块的上表面上设置凸块，所述的测量倒钩连接于活动架上，所述的测量倒钩与滚子安装杆之间连接有连杆，所述的固定架上设置有支撑臂，所述的固定块上设置有驱动滚子安装杆转动的驱动件，所述的固定架与滚子安装杆之间连接有复位弹性件，所述的支撑臂与下固定块之间连接有拉簧，所述的测量倒钩与活动架之间连接有压簧。
在上述的卡环选垫装置中，所述的活动架上设置有安装臂，所述的位移传感器一安装于安装臂上，所述位移传感器一的位置与活动架位置相对应，所述的位移传感器一用于测量活动架的位移。
在上述的卡环选垫装置中，所述的固定架上还设置有位移感应器，所述的位移感应器位置与连杆位置相对应，所述的位移感应器用于检测连杆是否位移。
在上述的卡环选垫装置中，所述的定位装置固连于固定架上。
在上述的卡环选垫装置中，所述的定位装置具有两个接触点，所述的两个接触点分别位于测量倒钩的两侧。
在上述的卡环选垫装置中，所述的机架上设置有安装盘，所述的安装盘环绕于夹持装置的外部，所述测量组安装于安装盘上，所述的安装盘能沿竖直方向往复运动。
在上述的卡环选垫装置中，所述的测量组均通过安装架安装于安装盘上，所述的固定架与安装架之间设置滑杆，所述的固定架能沿滑杆长度方向滑动，所述的固定架与安装架之间还设置有限位弹性件。
在上述的卡环选垫装置中，所述测量组组数为2。
在上述的卡环选垫装置中，每组所述的测量组数量为3。
在上述的卡环选垫装置中，所述的机架上还设置有至少一组齿加载机构和至少一组测量机构，所述的齿加载机构用于向需要加压的齿轮面加载重量，所述的测量机构用于测量需要测量的齿轮面的位置。
在上述的卡环选垫装置中，所述的齿加载机构包括加载支架、加载杆和加载连杆，所述加载杆的中部旋转连接于加载支架上，所述加载杆的一端为加载触点，所述加载杆的另一端设置有平衡块，所述加载连杆的上端与配重块固连，所述的加载连杆能沿长度方向作往复运动并与加载杆抵接或分离，当所述的加载连杆与加载杆抵接时，加载触点与变速箱轴抵接，当所述的加载连杆与加载杆分离时，在平衡块的作用下加载触点与就速箱轴分离。
在上述的卡环选垫装置中，所述的测量机构包括测量支架、弹片、触头和测量杆，所述的测量支架与机架固连，所述的弹片包括两侧的活动边以及中部的连接边，所述的弹片与测量支架连接形成平行四边形，所述活动边的端部与测量支架连接，所述的触头连接于活动边上，所述的触头沿竖直方向朝上或朝下设置，所述的测量杆连接于活动边上，所述的测量杆能够随弹片的形变而位移，所述的位移传感器二安装于测量支架上，所述的位移传感器二用于测量测量杆位移的距离。
在上述的卡环选垫装置中，每组所述的齿加载机构数量为3，每组所述的测量机构数量为3，每组所述的齿加载机构作用于同一齿轮端面，每组所述的测量机构测量同一齿轮端面。
本发明的第二个目的可通过下列技术方案来实现：一种卡环选垫方法，其特征在于，基于上述的卡环选垫装置，包括以下步骤：
步骤A：将工件二装配至工件一上，形成被测卡槽；
步骤B：将工件一安装至夹持装置上并夹紧；
步骤C：将接触点抵接于被测卡槽的一侧壁上；
步骤D：驱动测量倒钩抵接于被测卡槽的另一侧壁上；
步骤E：读取位移传感器一测得的数据并选择卡环垫片。
与现有技术相比，本发明具有测量效率高、测量精确等优点。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明中其中一组测量组部位的放大结构示意图。
图3是本发明中测量装置部位的放大结构示意图。
图4是本发明中定位装置部位的放大结构示意图。
图5是本发明中测量装置的结构示意图。
图6是本发明中测量机构的结构示意图。
图7是本发明中齿加载机构的结构示意图。
图8是本发明中工件一与工件二的装配结构示意图。
图中，1、机架；2、测量组；3、夹持装置；4、支撑架；5、定位装置；6、测量装置；7、测量倒钩；8、位移传感器一；9、驱动装置；10、固定架；11、活动架；12、上固定块；13、滚子安装杆；14、滚轮；15、下固定块；16、凸块；17、连杆；18、支撑臂；19、驱动件；20、复位弹性件；21、拉簧；22、压簧；23、安装臂；24、位移感应器；25、安装盘；26、安装架；27、滑杆；28、限位弹性件；29、齿加载机构；30、测量机构；31、加载支架；32、加载杆；33、加载连杆；34、加载触点；35、平衡块；36、配重块；37、测量支架；38、弹片；39、触头；40、测量杆；41、位移传感器二；42、工件一；43、工件二；44、被测卡槽。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
如图1～图7所示，本卡环选垫装置包括机架1以及设置于机架1上且能沿竖直方向运动的至少一组测量组2，机架1上设置有夹持装置3，夹持装置3用于固定被测件，测量组2包括支撑架4以及安装于支撑架4上的定位装置5和测量装置6，定位装置5上具有接触点，定接触点用于抵接于被测卡槽44的一侧壁并确定基准，测量装置6包括测量倒钩7与位移传感器一8，支撑架4上还设置有用于驱动测量倒钩7能够伸入卡槽并抵接于卡槽的另一侧壁上的驱动装置9，位移传感器一8用于测量测量倒钩7在竖直方向上的位移。
进一步细说，支撑架4包括固定架10以及活动连接于固定架10上的活动架11，固定架10上固连有上固定块12，上固定块12旋转连接有滚子安装杆13，滚子安装杆13的下端连接有滚轮14，活动架11上固连有下固定块15，下固定块15的上表面上设置凸块16，测量倒钩7连接于活动架11上，测量倒钩7与滚子安装杆13之间连接有连杆17，固定架10上设置有支撑臂18，固定块上设置有驱动滚子安装杆13转动的驱动件19，固定架10与滚子安装杆13之间连接有复位弹性件20，支撑臂18与下固定块15之间连接有拉簧21，测量倒钩7与活动架11之间连接有压簧22。未工作状态下滚轮14抵靠于凸块16的顶部，需要对工件进行测量时，驱动件19启动并推动滚子安装杆13转动，滚轮14离开凸块16的顶部，从而连杆17带动测量倒钩7水平运动，测量倒钩7能够沿水平方向伸入卡槽，在拉簧21弹力的作用下，下固定块15向上运动，活动架11和测量倒钩7均随下固定块15向上运动，使得测量倒钩7抵接于卡槽的侧壁上，当测量完成时，在复位弹性件20的作用下复位。本设置使得仅需要驱动件19推动滚子安装杆13即可实现测量倒钩7水平、竖直两个方法的运动，结构简单，操作方便。
进一步细说，活动架11上设置有安装臂23，位移传感器一8安装于安装臂23上，位移传感器一8的位置与活动架11位置相对应，位移传感器一8用于测量活动架11的位移。本设置使得位移传感器一8测量活动架11即可得到测量倒钩7在竖直方向上的运动，使用方便，测量精确。
进一步细说，固定架10上还设置有位移感应器24，位移感应器24位置与连杆17位置相对应，位移感应器24用于检测连杆17是否位移。本设置用于监测驱动件19启动后连杆17是否位移，当本装置卡壳的情况时，能够及时检测，防止无效的测量也被当作正常的测量计算，使工作人员能够及时发现并排除故障，提升生产效率。
进一步细说，定位装置5固连于固定架10上。本设置使得定位装置5与测量装置6一体式设置，在定位装置5确定基准的过程中，测量装置6能够跟随移动，排除了定位装置5与测量装置6分体设置时存在误差的情况，且本设置使得测量组2的占用空间小，使得能够环绕被测件安装多个测量组2，且各测量组2之间互不干涉，使得一次测量即可得到多个数据，测量效率高，且方便各数据之间进行校对。
进一步细说，定位装置5具有两个接触点，两个接触点分别位于测量倒钩7的两侧。测量倒钩7位于两个接触点中间位置，使得被测件固定牢固且被施加的压力更加平衡，定位准确，提升被测数据的精确度。
进一步细说，机架1上设置有安装盘25，安装盘25环绕于夹持装置3的外部，测量组2安装于安装盘25上，安装盘25能沿竖直方向往复运动。本设置使得各测量组2之间在竖直方向上的运动相互关联，排除了各测量组2分体设置时存在误差的情况，提升测量的精确度。
进一步细说，测量组2均通过安装架26安装于安装盘25上，固定架10与安装架26之间设置滑杆27，固定架10能沿滑杆27长度方向滑动，固定架10与安装架26之间还设置有限位弹性件28。限位弹性件28能够起到调节定位装置5与测量装置6位置的作用，使得卡槽受力均匀，提升测量精确度。
进一步细说，测量组2组数为2。本设置使得本发明能够同时测量两个被测件上卡环的尺寸。一套变速箱中，需要使用卡环垫片的零部件数量往往为2，本设置使得一套变速箱中的零部件同时进行测量，能够提升测量效率与精确度。
进一步细说，每组测量组2数量为3。3组测量组2均匀布置于被侧件的周部，使得被测件受力均匀，能一次测量即可得到3个卡槽尺寸，提升测量效率，且3个卡槽尺寸能够互相进行校验，当其中一个测量组2存在故障时也能够及时发现。
进一步细说，机架1上还设置有至少一组齿加载机构29和至少一组测量机构30，齿加载机构29用于向需要加压的齿轮面加载重量，测量机构30用于测量需要测量的齿轮面的位置。由于被测件除了选择卡环垫片，还需要选择各轴之间的垫片，当选择各轴之间的垫片时，需要选取齿轮面并施加压力，使得齿轮面模拟变速箱工作状态下的压力需求，再选取齿轮面测量齿轮面的位置数据，从而与其他零部件已测得的数据进行计算而得出各轴之间配合的垫片尺寸。本设置使得本发明在测量卡环垫片的同时也能够测出轴系选垫时需要的数据，避免了二次测量，提升了测量效率，而在测量过程中齿轮面加载装置即模拟齿轮在工作状态下受到的压力，防止被测件装配后存在误差的情况，测量精确。
进一步细说，齿加载机构29包括加载支架31、加载杆32和加载连杆33，加载杆32的中部旋转连接于加载支架31上，加载杆32的一端为加载触点34，加载杆32的另一端设置有平衡块35，加载连杆33的上端与配重块36固连，加载连杆33能沿长度方向作往复运动并与加载杆32抵接或分离，当加载连杆33与加载杆32抵接时，加载触点34与变速箱轴抵接，当加载连杆33与加载杆32分离时，在平衡块35的作用下加载触点34与就速箱轴分离。本设置使得在需要加载时通过加载杆32下压加载连杆33进行加载，结构简单，测量完成后又能够及时分离，防止干涉。
进一步细说，测量机构30包括测量支架37、弹片38、触头39和测量杆40，测量支架37与机架1固连，弹片38包括两侧的活动边以及中部的连接边，弹片38与测量支架37连接形成平行四边形，活动边的端部与测量支架37连接，触头39连接于活动边上，触头39沿竖直方向朝上或朝下设置，测量杆40连接于活动边上，测量杆40能够随弹片38的形变而位移，位移传感器二41安装于测量支架37上，位移传感器二41用于测量测量杆40位移的距离。由于零部件结构复杂，直接测量往往存在安装位置不足的情况，本设置通过平行四边形原理，测量测量杆40位移的距离即可得到需要的数据，使用方便，测量精确，也不会出现与被测件干涉的情况。
进一步细说，每组齿加载机构29数量为3，每组测量机构30数量为3，每组齿加载机构29作用于同一齿轮端面，每组测量机构30测量同一齿轮端面。本设置使得齿轮面受到的压力均匀，且一次测量即可得到3组数据，各组数据之间能够相互校验，提升测量的精确度。
如图8所示，本卡环选垫方法基于上述的卡环选垫装置，包括以下步骤：
步骤A：将工件二43装配至工件一42上，形成被测卡槽44；
步骤B：将工件一42安装至夹持装置3上并夹紧；
步骤C：将接触点抵接于被测卡槽44的一侧壁上；
步骤D：驱动测量倒钩7抵接于被测卡槽44的另一侧壁上；
步骤E：读取位移传感器一8测得的数据并选择卡环垫片。
两个工件使用卡环进行轴向定位时，将两件工件装配后再进行测量，排除了两个工件在装配过程中可能存在的轴向尺寸的变化，且一次测量即可得到需要的尺寸数据，无需计算，测量精确且效率高。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管本文较多地使用了机架1、测量组2、夹持装置3、支撑架4、定位装置5、测量装置6、测量倒钩7、位移传感器一8、驱动装置9、固定架10、活动架11、上固定块12、滚子安装杆13、滚轮14、下固定块15、凸块16、连杆17、支撑臂18、驱动件19、复位弹性件20、拉簧21、压簧22、安装臂23、位移感应器24、安装盘25、安装架26、滑杆27、限位弹性件28、齿加载机构29、测量机构30、加载支架31、加载杆32、加载连杆33、加载触点34、平衡块35、配重块36、测量支架37、弹片38、触头39、测量杆40、位移传感器二41、工件一42、工件二43、被测卡槽44等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。
Claims (9)
1.一种卡环选垫装置，其特征在于，包括机架(1)以及设置于机架(1)上且能沿竖直方向运动的至少一组测量组(2)，所述的机架(1)上设置有夹持装置(3)，所述的夹持装置(3)用于固定被测件，所述的测量组(2)包括支撑架(4)以及安装于支撑架(4)上的定位装置(5)和测量装置(6)，所述的定位装置(5)上具有接触点，所述的接触点用于抵接于被测卡槽(44)的一侧壁并确定基准，所述的测量装置(6)包括测量倒钩(7)与位移传感器，所述的支撑架(4)上还设置有用于驱动测量倒钩(7)能够伸入卡槽并抵接于卡槽的另一侧壁上的驱动装置(9)，所述的位移传感器用于测量测量倒钩(7)在竖直方向上的位移，所述的支撑架(4)包括固定架(10)以及活动连接于固定架(10)上的活动架(11)，所述的固定架(10)上固连有上固定块(12)，所述的上固定块(12)旋转连接有滚子安装杆(13)，所述滚子安装杆(13)的下端连接有滚轮(14)，所述的活动架(11)上固连有下固定块(15)，所述下固定块(15)的上表面上设置凸块(16)，所述的测量倒钩(7)连接于活动架(11)上，所述的测量倒钩(7)与滚子安装杆(13)之间连接有连杆(17)，所述的固定架(10)上设置有支撑臂(18)，所述的固定块上设置有驱动滚子安装杆(13)转动的驱动件(19)，所述的固定架(10)与滚子安装杆(13)之间连接有复位弹性件(20)，所述的支撑臂(18)与下固定块(15)之间连接有拉簧(21)，所述的测量倒钩(7)与活动架(11)之间连接有压簧(22)。
2.根据权利要求1所述的一种卡环选垫装置，其特征在于，所述的活动架(11)上设置有安装臂(23)，所述的位移传感器安装于安装臂(23)上，所述位移传感器的位置与活动架(11)位置相对应，所述的位移传感器用于测量活动架(11)的位移。
3.根据权利要求1所述的一种卡环选垫装置，其特征在于，所述的固定架(10)上还设置有位移感应器(24)，所述的位移感应器(24)位置与连杆(17)位置相对应，所述的位移感应器(24)用于检测连杆(17)是否位移。
4.根据权利要求1所述的一种卡环选垫装置，其特征在于，所述的定位装置(5)固连于固定架(10)上。
5.根据权利要求1所述的一种卡环选垫装置，其特征在于，所述的定位装置(5)具有两个接触点，所述的两个接触点分别位于测量倒钩(7)的两侧。
6.根据权利要求1所述的一种卡环选垫装置，其特征在于，所述的机架(1)上设置有安装盘(25)，所述的安装盘(25)环绕于夹持装置(3)的外部，所述测量组(2)安装于安装盘(25)上，所述的安装盘(25)能沿竖直方向往复运动。
7.根据权利要求6所述的一种卡环选垫装置，其特征在于，所述的测量组(2)均通过安装架(26)安装于安装盘(25)上，所述的固定架(10)与安装架(26)之间设置滑杆(27)，所述的固定架(10)能沿滑杆(27)长度方向滑动，所述的固定架(10)与安装架(26)之间还设置有限位弹性件(28)。
8.根据权利要求1所述的一种卡环选垫装置，其特征在于，所述的机架(1)上还设置有至少一组齿加载机构(29)和至少一组测量机构(30)，所述的齿加载机构(29)用于向需要加压的齿轮面加载重量，所述的测量机构(30)用于测量需要测量的齿轮面的位置。
9.一种卡环选垫方法，其特征在于，基于如权利要求1～8任意一项所述的卡环选垫装置，包括以下步骤：
步骤A：将工件二(43)装配至工件一(42)上，形成被测卡槽(44)；
步骤B：将工件一(42)安装至夹持装置(3)上并夹紧；
步骤C：将接触点抵接于被测卡槽(44)的一侧壁上；
步骤D：驱动测量倒钩(7)抵接于被测卡槽(44)的另一侧壁上；
步骤E：读取位移传感器测得的数据并选择卡环垫片。
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