CN109238207B - 一种动态差速器轴向间隙测量仪及其测量方法 - Google Patents

一种动态差速器轴向间隙测量仪及其测量方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种动态差速器轴向间隙测量仪及其测量方法，测量仪包括用于测量差壳上下半部分轴向间隙的上测量单元及下测量单元和用于固定及限制差壳上下自由度的差速器定位工装；上测量单元、下测量单元分别包括用于将上内涨芯轴/下内涨芯轴移至差壳上下半轴内的上下位移气缸、上测量气缸/下测量气缸、用于拉动拉杆涨开上内涨芯轴/下内涨芯轴的上内涨芯轴涨紧气缸/下内涨芯轴涨紧气缸、上内涨芯轴/下内涨芯轴、用于转动上内涨芯轴/下内涨芯轴的动力装置和用于测量半轴齿轮在上下极限位置转动时动态位移值的上位移传感器/下位移传感器；本发明的优点在于能够控制装配过程中差速器轴向间隙满足工艺要求，降低差速器小总成对变速器总成的NVH影响。

Description

一种动态差速器轴向间隙测量仪及其测量方法
技术领域
本发明涉及一种动态差速器轴向间隙测量仪及其测量方法，属于机械装配技术领域。
背景技术
在汽车转弯时，需要由差速器实现内外轮的差速完成转弯。差速器牵涉零件包括差壳、行星齿轮、行星齿轮垫片、行星齿轮轴、半轴齿轮、半轴齿轮垫片。半轴齿轮和行星齿轮都属于伞齿轮，差速器总成装配完成后，伞齿轮之间要求有一定的侧隙。
传统装配工艺只是把握零部件生产过程的质量检测，在装配后的小总成没有专用的齿轮侧隙测量检测设备，差壳齿轮侧隙控制不到位容易造成变速器总成NVH问题。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明目的是提供一种动态差速器轴向间隙测量仪及其测量方法，将差壳齿轮侧隙转化为半轴齿轮的轴向间隙，适用于变速器总成差速器小总成，且能够保证小总成的装配质量。
为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：
本发明的一种动态差速器轴向间隙测量仪，包括用于测量差壳上半部分轴向间隙的上测量单元、用于测量差壳下半部分轴向间隙的下测量单元和用于固定及限制差壳上下自由度的差速器定位工装；上测量单元、下测量单元分别包括用于将上内涨芯轴/下内涨芯轴移至差壳上下半轴内的上下位移气缸、上测量气缸/下测量气缸、用于拉动拉杆涨开上内涨芯轴/下内涨芯轴的上内涨芯轴涨紧气缸/下内涨芯轴涨紧气缸、上内涨芯轴/下内涨芯轴、用于转动上内涨芯轴/下内涨芯轴的动力装置和用于测量半轴齿轮在上下极限位置转动时动态位移值的上位移传感器/下位移传感器；所述上测量气缸/下测量气缸拉动上内涨芯轴/下内涨芯轴，所述上内涨芯轴/下内涨芯轴再拉动半轴齿轮，带动所述半轴齿轮在差壳内的上下极限位置。
上内涨芯轴/下内涨芯轴是由上内涨芯轴涨紧气缸/下内涨芯轴涨紧气缸拉动拉杆涨开上内涨芯轴/下内涨芯轴涨紧半轴齿轮，半轴齿轮是装配用的零件，不属于设备部分，半轴齿轮中间是内花键，上内涨芯轴是外花键，涨开后涨紧半轴齿轮。
本发明还包括用于确认选用垫片厚度是否正确的垫片复测机构和垫片分配系统，所述垫片分配系统在测量不合格时根据测量结果提示选用半轴垫片的规格。
上述垫片复测机构包括位移传感器和垫片定位机构；
所述垫片分配系统包括多个垫片规格指示灯柱，备选垫片设置在指示灯柱上。
上述差速器定位工装包括用于固定差壳的定位装置和用于限制差壳上下自由度的肘夹，所述定位装置包括定位底座和定位销。
上述动力装置采用的是电机。
本发明测量仪的测量方法，包括以下步骤：
(a)将预装好的差速器总成放置在所述差速器定位工装上，用于避免差速器总成旋转；
(b)在控制面板上设定好预装半轴垫片的厚度，双手按下启动测量按钮进行自动测量；
(c)测量完成后设备复位，控制面板显示测量间隙结果，间隙测量结果X＝a-b-c，其中，a为上止点模拟平面的高度，b为下止点模拟平面的高度，c为机械变形修正值；
(d)如果测量结果不合格，进行返工操作，计算出返工垫片规格，返工后再次进行间隙测量。
返工垫片规格具体计算方法如下：
工艺要求间隙为0.05-0.15；
如果间隙＜0.05，返工垫片厚度＝预装垫片厚度-0.05；
如果间隙＞0.15，返工垫片厚度＝预装垫片厚度+测量间隙-0.10。
步骤(b)中，设备自动测量逻辑包括以下步骤：
(1)所述上下位移气缸将上内涨芯轴及下内涨芯轴推入差速器壳体；
(2)所述上测量气缸及下测量气缸将推动上内涨芯轴及下内涨芯轴将半轴齿轮压紧；
(3)所述上内涨芯轴涨紧气缸及下内涨芯轴涨紧气缸拉动上内涨芯轴及下内涨芯轴拉杆，拉杆带动涨头将上内涨芯轴及下内涨芯轴撑开涨紧半轴齿轮；
(4)所述上测量气缸及下测量气缸拉动上内涨芯轴及下内涨芯轴使半轴齿轮处于差壳上止点位置，此位置默认为检测原点；
(5)动力装置转动上内涨芯轴，上内涨芯轴与下内涨芯轴形成差速，上位移传感器及下位移传感器测量上止点模拟平面的高度a；
(6)步骤(5)完成后所述上测量气缸及下测量气缸推动上内涨芯轴及下内涨芯轴使半轴齿轮处于差壳下止点位置；
(7)所述动力装置转动上内涨芯轴，上内涨芯轴与下内涨芯轴形成差速，所述上位移传感器及下位移传感器测量下止点模拟平面的高度b。
步骤(4)中，所述差壳上止点位置为上下半轴齿轮远离球心。
步骤(6)中，所述差壳下止点位置为上下半轴齿轮靠近球心。
本发明通过测量轴在上下止点转动模拟出一个平面，传感器测量上下止点模拟平面的高度，算法取模拟平面高度的平均值来提高半轴齿轮轴向间隙的测量精度，并自动判断轴向间隙是否合格以及不合格时计算返工垫片的规格；本发明的优点在于能够控制装配过程中差速器轴向间隙满足工艺要求，降低差速器小总成对变速器总成的NVH影响。
附图说明
图1为差壳轴向间隙测量仪主体结构示意图；
图2为垫片复检机构和垫片分配系统结构示意图；
图3为上测量单元结构示意图；
图4为差速器定位工装结构示意图；
图5为下测量单元结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
参见图1-图5，本发明的动态差速器轴向间隙测量仪包括上测量单元A、差速器定位工装B、下测量单元C、垫片复测机构D、垫片分配系统E。上测量单元A用于测量差壳上半部分轴向间隙；差速器定位工装B用于放置差速器小总成；下测量单元C用于测量差壳下半部分轴向间隙；垫片分配系统E在测量不合格时根据测量结果提示选用半轴垫片的规格；垫片复测机构D用于确认选用垫片的厚度是否正确。
本发明测量仪的测量方法，包括以下步骤：
(a)将预装好的差速器总成放置在所述差速器定位工装B上，对准定位销，固定好肘夹，用于避免差速器总成旋转；
(b)在控制面板上设定好预装半轴垫片的厚度，双手按下启动测量按钮进行自动测量；
(c)测量完成后设备复位，控制面板显示测量间隙结果，间隙测量结果X＝a-b-c，其中，a为上止点模拟平面的高度，b为下止点模拟平面的高度，c为机械变形修正值；如果测量结果合格，进行后续操作(即该工位工作已经结束，后续操作在其他工位进行，具体指后续压装行星轴弹性销、主减速齿轮、锥轴承以及安装拧紧主减速齿轮锁紧螺栓)；
(d)如果测量结果不合格，进行返工操作，所述垫片分配系统E自动计算出返工垫片规格，返工后再次进行间隙测量。
步骤(b)中，设备自动测量逻辑包括以下步骤：
(1)所述上下位移气缸1将上内涨芯轴8-1及下内涨芯轴8-2推入差速器壳体；
(2)所述上测量气缸3-1及下测量气缸3-2将推动上内涨芯轴8-1及下内涨芯轴8-2将半轴齿轮压紧；
(3)上下涨紧气缸拉动上内涨芯轴8-1及下内涨芯轴8-2拉杆，拉杆带动涨头将上内涨芯轴8-1及下内涨芯轴8-2撑开涨紧半轴齿轮；
(4)所述上测量气缸3-1及下测量气缸3-2拉动上内涨芯轴8-1及下内涨芯轴8-2使半轴齿轮处于差壳上止点位置，此位置默认为检测原点；所述差壳上止点位置为上下半轴齿轮远离球心，所述差壳下止点位置为上下半轴齿轮靠近球心。
(5)动力装置转动上内涨芯轴，上内涨芯轴与下内涨芯轴形成差速，上位移传感器7-1及下位移传感器7-2测量上止点模拟平面的高度a；
(6)步骤5完成后所述上测量气缸3-1及下测量气缸3-2推动上内涨芯轴8-1及下内涨芯轴8-2使半轴齿轮处于差壳下止点位置；
(7)所述动力装置6转动上内涨芯轴8-1，上内涨芯轴8-1与下内涨芯轴8-2形成差速，所述上位移传感器7-1及下位移传感器7-2测量下止点模拟平面的高度b。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (1)

1.一种动态差速器轴向间隙测量仪的测量方法，其特征在于，
所述测量仪，包括用于测量差壳上半部分轴向间隙的上测量单元(A)、用于测量差壳下半部分轴向间隙的下测量单元(C)和用于固定及限制差壳上下自由度的差速器定位工装(B)；
所述上测量单元(A)、下测量单元(C)分别包括用于将上内涨芯轴(8-1)/下内涨芯轴(8-2)移至差壳上下半轴内的上下位移气缸(1)、上测量气缸(3-1)/下测量气缸(3-2)、用于拉动拉杆涨开上内涨芯轴(8-1)/下内涨芯轴(8-2)的上内涨芯轴涨紧气缸(5-1)/下内涨芯轴涨紧气缸(5-2)、上内涨芯轴(8-1)/下内涨芯轴(8-2)、用于转动上内涨芯轴(8-1)/下内涨芯轴(8-2)的动力装置(6)和用于测量半轴齿轮在上下极限位置转动时动态位移值的上位移传感器(7-1)/下位移传感器(7-2)；所述上测量气缸(3-1)/下测量气缸(3-2)拉动上内涨芯轴(8-1)/下内涨芯轴(8-2)，所述上内涨芯轴(8-1)/下内涨芯轴(8-2)再拉动半轴齿轮，带动所述半轴齿轮在差壳内的上下极限位置；
还包括用于确认选用垫片厚度是否正确的垫片复测机构(D)和垫片分配系统(E)，所述垫片分配系统(E)在测量不合格时根据测量结果提示选用半轴垫片的规格；
所述垫片复测机构(D)包括位移传感器和垫片定位机构；
所述垫片分配系统(E)包括多个垫片规格指示灯柱，备选垫片设置在指示灯柱上；
所述差速器定位工装(B)包括用于固定差壳的定位装置和用于限制差壳上下自由度的肘夹，所述定位装置包括定位底座和定位销(9)；
所述动力装置采用的是电机；
所述测量方法，包括以下步骤：
(a)将预装好的差速器总成放置在所述差速器定位工装(B)上，用于避免差速器总成旋转；
(b)在控制面板上设定好预装半轴垫片的厚度，双手按下启动测量按钮进行自动测量；
(c)测量完成后设备复位，控制面板显示测量间隙结果，间隙测量结果X＝a-b-c，其中，a为上止点模拟平面的高度，b为下止点模拟平面的高度，c为机械变形修正值；
(d)如果测量结果不合格，进行返工操作，计算出返工垫片规格，返工后再次进行间隙测量；
返工垫片规格具体计算方法如下：
工艺要求间隙为0.05-0.15；
如果间隙＜0.05，返工垫片厚度＝预装垫片厚度-0.05；
如果间隙＞0.15，返工垫片厚度＝预装垫片厚度+测量间隙-0.10；
步骤(b)中，设备自动测量逻辑包括以下步骤：
(1)所述上下位移气缸(1)将上内涨芯轴(8-1)及下内涨芯轴(8-2)推入差速器壳体；
(2)所述上测量气缸(3-1)及下测量气缸(3-2)将推动上内涨芯轴(8-1)及下内涨芯轴(8-2)将半轴齿轮压紧；
(3)所述上内涨芯轴涨紧气缸(5-1)及下内涨芯轴涨紧气缸(5-2)拉动上内涨芯轴(8-1)及下内涨芯轴(8-2)的拉杆，拉杆带动涨头将上内涨芯轴(8-1)及下内涨芯轴(8-2)撑开涨紧半轴齿轮；
(4)所述上测量气缸(3-1)及下测量气缸(3-2)拉动上内涨芯轴(8-1)及下内涨芯轴(8-2)使半轴齿轮处于差壳上止点位置，此位置默认为检测原点；
(5)动力装置转动上内涨芯轴(8-1)，上内涨芯轴(8-1)与下内涨芯轴(8-2)形成差速，上位移传感器(7-1)及下位移传感器(7-2)测量上止点模拟平面的高度a；
(6)步骤(5)完成后所述上测量气缸(3-1)及下测量气缸(3-2)推动上内涨芯轴(8-1)及下内涨芯轴(8-2)使半轴齿轮处于差壳下止点位置；
(7)所述动力装置(6)转动上内涨芯轴(8-1)，上内涨芯轴(8-1)与下内涨芯轴(8-2)形成差速，所述上位移传感器(7-1)及下位移传感器(7-2)测量下止点模拟平面的高度b；
步骤(4)中，所述差壳上止点位置为上下半轴齿轮远离球心；
步骤(6)中，所述差壳下止点位置为上下半轴齿轮靠近球心。
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