CN109342051B - 一种传动间隙测量方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种传动间隙测量方法，包括如下步骤：将被测主减速器的第二半轴锁定，转动第一半轴直到被测主减速器的输入轴转动；然后将第二半轴解除锁定，再反向转动第一半轴直到驱动第二半轴转动，通过第一半轴和第二半轴的转角差确定差速器的传动间隙；再次将被测主减速器的第二半轴锁定，转动第一半轴直到被测主减速器的输入轴转动；然后再第二半轴锁定状态下，反向转动第一半轴，直到被测主减速器的输入轴转动，通过第一半轴和输入轴的转角差确定主减速器的整体传动间隙；将主减速器的整体传动间隙与差速器的传动间隙相减，得到主减速齿轮的传动间隙。本发明具有能够对装配后的主减速器分别测量出差速器和主减速齿轮的传动间隙等优点。

Description

一种传动间隙测量方法
技术领域
本发明涉及汽车试验技术领域，特别的涉及一种传动间隙测量方法。
背景技术
汽车动力传动系统作为汽车发动机和驱动轮之间的动力传动装置，其包括变速箱，传动轴和主减差速器等主要部件，由于其组成部件包括很多齿轮或花键以及万向节结构，有齿轮存在肯定会有一定齿侧间隙，而且传动轴结构往往比较长，受力后会存在一定的传动间隙，如果齿轮的齿侧间隙过大，则会引起齿间冲击，发出啮合噪声并且影响传动平稳性，并且传动间隙过大会引发汽车NVH问题。而万向节或者花键的传动间隙则会影响传动轴性能，当汽车在启动、制动和承受非稳定载荷时，将会引起很多问题。齿轮的齿侧间隙与传动轴和花键的传动间隙共同构成了传动系统的传动间隙。因此为了对传动系统性能进行有效评价，必须对传动系统的传动间隙进行准确测量。
主减速器是将来自变速器或者万向传动装置的转矩增大，同时降低转速并改变转矩的传递方向。其传动间隙不仅包含了主减速齿轮的传动间隙，还有差速器的传动间隙。而在对传动系统性能进行有效评价时，准确测量出主减速齿轮的传动间隙和差速器的传动间隙是至关重要的。由于主减速器的输入端转动后，会依次经过主减速齿轮和差速器传动驱动输出轴转动，使得输入端和输出端测量得到的传动间隙始终为主减速齿轮的传动间隙和差速器的传动间隙之和。因此，目前对差速器和主减速齿轮的传动间隙测量只能在主减速器装配前进行，这样即影响主减速器的装配效率，又无法准确测量装配状态下的差速器传动间隙和主减速齿轮的传动间隙。
发明内容
针对上述现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是：如何提供一种能够针对装配后的主减速器分别测量出差速器和主减速齿轮的传动间隙的传动间隙测量方法。
为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：
一种传动间隙测量方法，其特征在于，包括如下步骤：A、获取差速器的传动间隙：将被测主减速器的第二半轴锁定，再从第一半轴输入动力直到被测主减速器的输入轴转动；然后将第二半轴解除锁定，再反向转动第一半轴，直到驱动第二半轴转动，通过第一半轴和第二半轴的转角差确定差速器的传动间隙；B、获取主减速器的整体传动间隙：再次将被测主减速器的第二半轴锁定，再从第一半轴输入动力直到被测主减速器的输入轴转动；然后再第二半轴锁定状态下，反向转动第一半轴，直到被测主减速器的输入轴转动，通过第一半轴和输入轴的转角差确定主减速器的整体传动间隙；C、获取主减速齿轮的传动间隙：将步骤B中获取的主减速器的整体传动间隙与步骤A中获取的差速器的传动间隙相减，得到主减速齿轮的传动间隙。
进一步的，测量前，先获取如下结构的测量装置，包括底座，安装在所述底座上的被测主减速器和驱动电机；所述被测主减速器的第一半轴上安装有第一角位移传感器，并与所述驱动电机的输出轴同轴连接；所述被测主减速器的第二半轴上安装有第二角位移传感器；所述底座上还安装有能够堵转所述第二半轴的锁止装置，所述第二半轴可松脱地连接至所述锁止装置；所述被测主减速器的输入轴上安装有第三角位移传感器。
进一步的，所述底座上还安装有支撑座，所述支撑座位于所述第二半轴的轴线上，所述第二半轴背离所述被测主减速器的一端通过轴承可转动地安装在所述支撑座上。
进一步的，所述第二半轴上同轴安装有呈圆形的锁止盘，所述锁止装置为安装在所述支撑座上的碟式制动器，所述锁止盘的外侧边缘位于所述碟式制动器的制动槽内。
进一步的，所述锁止装置沿所述锁止盘的周向布置有三个。
进一步的，所述底座上还安装有被测变速器，所述被测变速器的输出轴上安装有第四角位移传感器，所述被测变速器的输入轴上安装有第五角位移传感器；所述被测变速器的输出轴与所述被测主减速器的输入轴之间通过万向节联轴器连接有被测传动轴。
进一步的，所述第一角位移传感器、第二角位移传感器、第三角位移传感器、第四角位移传感器和第五角位移传感器均为圆光栅角位移传感器。
进一步的，所述被测变速器通过变速器安装架安装在所述底座上；所述变速器安装架包括底板和垂直设置立板，所述立板的两侧与所述底板之间还焊接有加强板；所述底板上具有螺栓孔，并通过螺栓固定在所述底座上；所述立板的中部具有连通孔，以及绕所述连通孔布置的螺纹孔，所述被测变速器的输入轴穿过所述连通孔，并通过螺栓固定在所述立板上。
进一步的，所述驱动电机通过电机调节底座安装在所述底座上，所述被测主减速器通过主减调节底座安装在所述底座上；所述电机调节底座和主减调节底座均包括固定安装在所述底座上的下调节底座，以及通过导轨可滑动地安装在所述下调节底座上方的上调节底座，所述下调节底座与上调节底座之间还安装有丝杆螺母机构，所述上调节底座与所述丝杆螺母机构的螺母相连；所述丝杆螺母机构的丝杆外端安装有把手。
进一步的，所述驱动电机为力矩电机。
综上所述，本发明具有能够对装配后的主减速器分别测量出差速器和主减速齿轮的传动间隙等优点。
附图说明
图1为传动间隙测量装置的结构示意图。
图2为第二半轴与锁止装置之间的结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明。
具体实施时：如图1和图2所示，一种传动间隙测量装置，包括底座17，安装在所述底座17上的被测主减速器5和驱动电机1；所述被测主减速器5的第一半轴上安装有第一角位移传感器4，并与所述驱动电机1的输出轴同轴连接；所述被测主减速器5的第二半轴上安装有第二角位移传感器6；所述底座17上还安装有能够堵转所述第二半轴的锁止装置8，所述第二半轴可松脱地连接至所述锁止装置8；所述被测主减速器5的输入轴上安装有第三角位移传感器9。
采用上述结构，在测量时，可以先将第二半轴与锁止装置脱开，然后利用驱动电机带动第一半轴反向转动，由于差速器的行星齿轮自转，以及第二半轴空载转动的阻力之和小于行星架转动时的阻力，使得第一半轴会通过第一半轴齿轮驱动行星齿轮自转，并带动第二半轴转动。这样，就可以根据第一角位移传感器和第二角位移传感器的差值确定出差速器的传动间隙。进一步，将第二半轴与锁止装置连接，将第二半轴堵转，反向转动第一半轴，直到主减速器的输入轴转动，就可以通过第一角位移传感器和第三角位移传感器的差值确定出主减速器的整体传动间隙，将整体传动间隙减去差速器的传动间隙就可以得到主减速齿轮的传动间隙。上述测量装置结构简单，设计巧妙，且能够对装配后的差速器和主减速齿轮的传动间隙进行无损测量，便于实现主减速器的下线检测。
实施时，所述底座17上还安装有支撑座18，所述支撑座18位于所述第二半轴的轴线上，所述第二半轴背离所述被测主减速器5的一端通过轴承可转动地安装在所述支撑座18上。
这样，支撑座可以对第二半轴的端部进行支撑，避免第二半轴形成悬臂结构而增加第二半轴的旋转阻力，进一步保证第一转轴的输入能够在使行星架转动前直接驱动第二半轴旋转。
实施时，所述第二半轴上同轴安装有呈圆形的锁止盘19，所述锁止装置8为安装在所述支撑座18上的碟式制动器，所述锁止盘19的外侧边缘位于所述碟式制动器的制动槽内。
这样，在进行第一半轴和第二半轴之间的差速器传动间隙测量时，松开碟式制动器，让第二半轴自由转动，而在进行第一半轴到主减速器的输入端之间的传动间隙测量时，可以通过碟式制动器钳紧第二半轴上的锁止盘，对第二半轴进行堵转。
实施时，所述锁止装置8沿所述锁止盘19的周向布置有三个。
这样，可以从多个方向对锁止盘进行钳紧，进一步避免第二半轴发生转动而影响测量结果，提高检测的精度。
实施时，所述底座17上还安装有被测变速器13，所述被测变速器13的输出轴上安装有第四角位移传感器12，所述被测变速器13的输入轴上安装有第五角位移传感器15；所述被测变速器13的输出轴与所述被测主减速器5的输入轴之间通过万向节联轴器连接有被测传动轴10。
这样，就可以通过被测变速器输入轴和输出轴上的角位移传感器检测的转角数据，计算出被测变速器的传动间隙，通过被测变速器的输出轴和被测主减速器的输入轴上的角位移传感器检测的转角数据，计算出被测传动轴的传动间隙。这样，就可以计算出各传动部件的扭转间隙和整个传动系统的扭转间隙。
实施时，所述第一角位移传感器、第二角位移传感器、第三角位移传感器、第四角位移传感器和第五角位移传感器均为圆光栅角位移传感器。使用时，将圆光栅角位移传感器的圆光栅采用抱轴式安装固定在轴上，将其读数头通过支架固定安装在底座上。
实施时，所述被测变速器13通过变速器安装架14安装在所述底座17上；所述变速器安装架14包括底板和垂直设置立板，所述立板的两侧与所述底板之间还焊接有加强板；所述底板上具有螺栓孔，并通过螺栓固定在所述底座17上；所述立板的中部具有连通孔，以及绕所述连通孔布置的螺纹孔，所述被测变速器13的输入轴穿过所述连通孔，并通过螺栓固定在所述立板上。
实施时，所述驱动电机1通过电机调节底座3安装在所述底座17上，所述被测主减速器5通过主减调节底座2安装在所述底座17上，所述变速器安装架14通过变速器调节底座16安装在所述底座17上；所述电机调节底座3、所述主减调节底座2和所述变速器调节底座16均包括固定安装在所述底座17上的下调节底座，以及通过导轨可滑动地安装在所述下调节底座上方的上调节底座，所述下调节底座与上调节底座之间还安装有丝杆螺母机构，所述上调节底座与所述丝杆螺母机构的螺母相连；所述丝杆螺母机构的丝杆外端安装有把手。
实施时，所述驱动电机1为力矩电机。
实施时，所述底座17的底部还设置有减震垫铁。
进行测试时，先通过锁止装置将第二半轴堵转，然后通过力矩电机将整个系统沿顺时针或逆时针转至极限位置，停止力矩电机的加载，清零所有角位移传感器数据。然后松开锁止装置，使第二半轴能够自由转动，启动力矩电机反向旋转，待第二半轴转动后，同时采集第一角位移传感器的测量角度θ1和第二角位移传感器的测量角度θ2，计算得到差速器转过的角度θ'＝θ1-θ2；
再次通过锁止装置将第二半轴堵转，通过力矩电机将整个系统沿顺时针或逆时针转至极限位置，停止力矩电机的加载，清零所有角位移传感器数据。然后保持第二半轴堵转状态，启动力矩电机反向旋转直至被测变速器的输入轴转动，同时采集第一角位移传感器的测量角度、第二角位移传感器的测量角度、第三角位移传感器的测量角度θ3、第四角位移传感器的测量角度θ4和第五角位移传感器的测量角度θ5；进一步可以得到：
主减速齿轮转过的角度为；
传动轴转过角度；
变速器转过角度。
如需进行反向测量，将传动系统反向调至极限，并反转电机。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不以本发明为限制，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种传动间隙测量方法，其特征在于，包括如下步骤：
A、获取差速器的传动间隙：将被测主减速器的第二半轴锁定，再从第一半轴输入动力直到被测主减速器的输入轴转动；然后将第二半轴解除锁定，再反向转动第一半轴，直到驱动第二半轴转动，通过第一半轴和第二半轴的转角差确定差速器的传动间隙；
B、获取主减速器的整体传动间隙：再次将被测主减速器的第二半轴锁定，再从第一半轴输入动力直到被测主减速器的输入轴转动；然后再第二半轴锁定状态下，反向转动第一半轴，直到被测主减速器的输入轴转动，通过第一半轴和输入轴的转角差确定主减速器的整体传动间隙；
C、获取主减速齿轮的传动间隙：将步骤B中获取的主减速器的整体传动间隙与步骤A中获取的差速器的传动间隙相减，得到主减速齿轮的传动间隙。
2.如权利要求1所述的传动间隙测量方法，其特征在于，测量前，先获取如下结构的测量装置，包括底座(17)，安装在所述底座(17)上的被测主减速器(5)和驱动电机(1)；所述被测主减速器(5)的第一半轴上安装有第一角位移传感器(4)，并与所述驱动电机(1)的输出轴同轴连接；所述被测主减速器(5)的第二半轴上安装有第二角位移传感器(6)；所述底座(17)上还安装有能够堵转所述第二半轴的锁止装置(8)，所述第二半轴可松脱地连接至所述锁止装置(8)；所述被测主减速器(5)的输入轴上安装有第三角位移传感器(9)。
3.如权利要求2所述的传动间隙测量方法，其特征在于，所述底座(17)上还安装有支撑座(18)，所述支撑座(18)位于所述第二半轴的轴线上，所述第二半轴背离所述被测主减速器(5)的一端通过轴承可转动地安装在所述支撑座(18)上。
4.如权利要求3所述的传动间隙测量方法，其特征在于，所述第二半轴上同轴安装有呈圆形的锁止盘(19)，所述锁止装置(8)为安装在所述支撑座(18)上的碟式制动器，所述锁止盘(19)的外侧边缘位于所述碟式制动器的制动槽内。
5.如权利要求4所述的传动间隙测量方法，其特征在于，所述锁止装置(8)沿所述锁止盘(19)的周向布置有三个。
6.如权利要求2所述的传动间隙测量方法，其特征在于，所述底座(17)上还安装有被测变速器(13)，所述被测变速器(13)的输出轴上安装有第四角位移传感器(12)，所述被测变速器(13)的输入轴上安装有第五角位移传感器(15)；所述被测变速器(13)的输出轴与所述被测主减速器(5)的输入轴之间通过万向节联轴器连接有被测传动轴(10)。
7.如权利要求6所述的传动间隙测量方法，其特征在于，所述第一角位移传感器、第二角位移传感器、第三角位移传感器、第四角位移传感器和第五角位移传感器均为圆光栅角位移传感器。
8.如权利要求6所述的传动间隙测量方法，其特征在于，所述被测变速器(13)通过变速器安装架(14)安装在所述底座(17)上；所述变速器安装架(14)包括底板和垂直设置立板，所述立板的两侧与所述底板之间还焊接有加强板；所述底板上具有螺栓孔，并通过螺栓固定在所述底座(17)上；所述立板的中部具有连通孔，以及绕所述连通孔布置的螺纹孔，所述被测变速器(13)的输入轴穿过所述连通孔，并通过螺栓固定在所述立板上。
9.如权利要求6所述的传动间隙测量方法，其特征在于，所述驱动电机(1)通过电机调节底座(3)安装在所述底座(17)上，所述被测主减速器(5)通过主减调节底座(2)安装在所述底座(17)上；所述电机调节底座(3)和主减调节底座(2)均包括固定安装在所述底座(17)上的下调节底座，以及通过导轨可滑动地安装在所述下调节底座上方的上调节底座，所述下调节底座与上调节底座之间还安装有丝杆螺母机构，所述上调节底座与所述丝杆螺母机构的螺母相连；所述丝杆螺母机构的丝杆外端安装有把手。
10.如权利要求2所述的传动间隙测量方法，其特征在于，所述驱动电机(1)为力矩电机。
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