CN111256963B - 一种球铰扭矩测试工装 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种球铰扭矩测试工装，包括底座、安装在底座上端的竖板，所述的竖板的顶部安装有顶板，所述的顶板的前端竖向安装有驱动轴，所述的驱动轴的上端安装有手轮且通过传动组件与顶板后侧的电机相连，所述的竖板的上部前侧安装有扭矩传感器，所述的扭矩传感器的上下两根连接轴分别通过联轴器与驱动轴的下端以及主轴的上端轴向相连，所述的底座的前侧上端设置有升降调节组件，所述的升降调节组件的上端通过云台组件与工件座相连以调节工件座的水平位置，所述的工件座的上端安装有球座夹板，所述的主轴通过主轴支架与竖板相连且下端安装有球销连接组件。本发明结构简单，产品安装放置比较方便，产品适应性高。

Description

一种球铰扭矩测试工装

技术领域

本发明涉及汽车部件测试工装领域，特别是涉及一种球铰扭矩测试工装。

背景技术

球铰链产品作为典型的汽车底盘功能件应用非常广泛。它通常处于两金属结构件的连接部位，承受并传递着来自路面和车身的各种作用，可靠性设计尤为关键。同时，由于其所处位置的特殊性，绝大多数车辆与路面的信息传递都会经过球铰链结构，它的各项动静性能，如结构强度、刚度、扭矩等对行车操稳有着极大的影响。

球铰链产品开发阶段，针对结构强度和刚度的评估可通过CAE方式进行，但是对于扭矩的评价却缺少有效的手段，只能在开发后期通过实验验证。现有球铰链扭矩测试系统多为进口，成本高昂、维护不便，且产品的适用范围也窄，更重要的是其结构复杂，零件安装不便。随着客户对汽车性能要求不断提升，底盘球铰链结构和工艺也不断推陈出新，如何迅速、有效、充分的验证产品性能成为当下急需解决的一个问题。为了迎合这一需要，开发一种结构简单、安装、维护方便、产品适用度高的球铰链扭矩检测试验装置十分必要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种球铰扭矩测试工装，结构简单，产品安装放置比较方便，产品适应性高。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种球铰扭矩测试工装，包括底座、安装在底座上端的竖板，所述的竖板的顶部安装有顶板，所述的顶板的前端竖向安装有驱动轴，所述的驱动轴的上端安装有手轮且通过传动组件与顶板后侧的电机相连。

手轮和传动组件均可以使驱动轴进行转动，可以根据需要进行切换。

所述的竖板的上部前侧安装有扭矩传感器，所述的扭矩传感器的上下两根连接轴分别通过联轴器与驱动轴的下端以及主轴的上端轴向相连，所述的底座的前侧上端设置有升降调节组件，所述的升降调节组件的上端通过云台组件与工件座相连以调节工件座的水平位置，所述的工件座的上端安装有球座夹板，所述的主轴通过主轴支架与竖板相连且下端安装有球销连接组件。

云台组件可以在XY轴方向上对工件座的位置进行调整，而升降调节组件则可以调整工件座的高度，以适应不同的球铰产品，调整后的驱动轴、扭矩传感器和主轴的轴线重合，组成驱动下端的球销进行转动的联动部件，而球销与球座之间转动的扭矩就会被扭矩传感器检测到。

球座夹板为弧形板，与工件座一起将球座的两侧侧壁夹住固定。

为了方便球销的快速安装和拆卸，所述的球销连接组件包括一端通过销轴与主轴下端轴向相连的球销连接头套管，所述的球销连接头套管的下端设置有多边形插孔，所述的多边形插孔内由下至上插入有形状相配的球销夹块，所述的球销夹块的套接固定在球销的上端，球销夹块与多边形插孔可以轴向移动，不能进行相对转动，所以球销连接头套管可以带动球销夹块和球销一起进行转动，球销夹块和球销连接头套管均可以根据不同的球销进行替换，对于不同长度的球销，在一定范围内球销夹块就不用替换了。

为了方便调整工件座的高度，所述的升降调节组件包括竖直插入到底座前端的螺纹座，所述的底座的上端设置有套接在螺纹座外侧的调节旋套，所述的螺纹座的中心竖向设置有多边形孔，所述的底座的内部设置有竖直插入到多边形孔内的多边形防转插杆，由于多边形防转插杆的作用，螺纹座不能转动，只能轴向升降，转动调节旋套，由于是螺纹连接，所以可以驱动螺纹座进行上升和下降，调节旋套可以安装几个凸起，方便操作的时候转动调节旋套。

为了提高调节旋套转动的顺畅度，所述的调节旋套的下端与底座之间安装有轴承，这样调节旋套就可以轻松转动了。

作为优选，所述的云台组件包括设置在升降调节组件上端的基板，所述的基板的上端层叠布置有水平滑动方向相反的第一滑动板和第二滑动板，所述的第一滑动板和第二滑动板的一侧均设置有推动其水平滑动的云台调节旋杆，所述的工件座安装在第二滑动板上端，第一滑动板与基板之间以及第二滑动板与第一滑动板之间均设置有导向滑槽，方便相对滑动，而第二滑动板是直接架设在第一滑动板上的，云台调节旋杆是带有刻度的旋杆，通过转动旋杆其前端的连接柱就会伸出推动第一滑动板或第二滑动板移动，其结构与千分尺的结构类似。

作为优选，所述的传动组件包括与电机转轴相连的主动带轮和套接在驱动轴上的从动带轮，所述的主动带轮与从动带轮之间通过传动带相连，电机上带有减速器，减速器的输出轴与主动带轮相连，传动带转动成本比较低，而且比较稳定，这里的传动带是带齿的传动带，不会打滑。

为了能直观地读出数据，所述的竖板的一侧安装有与扭矩传感器相连的扭矩显示器，扭矩显示器通过信号线与扭矩传感器相连，可以安装在工装上的任意一个位置。

进一步的，主轴与主轴支架之间是通过轴承连接的，所述的主轴的下端外侧套接有轴向挡块，轴向挡块可以对轴承进行轴向限位，防止轴承脱落，拆掉轴向挡块可以方便拆卸主轴。

有益效果：本发明涉及一种球铰扭矩测试工装，通过调整联轴器可对动力输入轴线与扭矩传感器轴线、球铰链球销轴线进行匹配；通过旋转升降调节组件和其上的云台旋杆，可对工件空间位置进行调整；以上操作尽可能减小了系统偏差，提高了测量数据的准确性。为了提高扭矩监测机的适用性，球销连接头和工件座、夹板均可根据零件特征进行定制，并且可以实现快拆，提高了检测效率，本发明具有结构简单、安装、维护方便、产品适用度高的特点。

附图说明

图1是本发明的立体结构图；

图2是本发明的侧视半剖结构图；

图3是本发明的主视半剖结构图；

图4是图3的A处放大结构图。

图示：1.底座；2.竖板；3.顶板；4.传动组件；5、手轮；6、扭矩显示器；7、扭矩传感器；8、电机；9、主轴支架；12、球销连接组件；13、云台组件；14、球座夹板；15、工件座；16、螺纹座；17、调节旋套；18、轴承； 19、多边形防转插杆；20、云台调节旋杆；21、第一滑动板；22、第二滑动板；23、主轴；24、联轴器；25、从动带轮；26、驱动轴；27、传动带；28、主动带轮；29、轴向挡块；30、球销夹块；31、球销连接头套管；32、销轴； 33、多边形插孔；34、基板。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

如图1-4所示，本发明的实施方式涉及一种球铰扭矩测试工装，包括底座1、安装在底座1上端的竖板2，所述的竖板2的顶部安装有顶板3，所述的顶板3的前端竖向安装有驱动轴26，所述的驱动轴26的上端安装有手轮5 且通过传动组件4与顶板3后侧的电机8相连。

手轮5和传动组件4均可以使驱动轴26进行转动，可以根据需要进行切换。

所述的竖板2的上部前侧安装有扭矩传感器7，所述的扭矩传感器7的上下两根连接轴分别通过联轴器24与驱动轴26的下端以及主轴23的上端轴向相连，所述的底座1的前侧上端设置有升降调节组件，所述的升降调节组件的上端通过云台组件13与工件座15相连以调节工件座15的水平位置，所述的工件座15的上端安装有球座夹板14，所述的主轴23通过主轴支架9与竖板2相连且下端安装有球销连接组件12。

云台组件13可以在XY轴方向上对工件座15的位置进行调整，而升降调节组件则可以调整工件座15的高度，以适应不同的球铰产品，调整后的驱动轴26、扭矩传感器7和主轴23的轴线重合，组成驱动下端的球销进行转动的联动部件，而球销与球座之间转动的扭矩就会被扭矩传感器7检测到。

球座夹板14为弧形板，与工件座15一起将球座的两侧侧壁夹住固定。

为了方便球销的快速安装和拆卸，所述的球销连接组件12包括一端通过销轴32与主轴23下端轴向相连的球销连接头套管31，所述的球销连接头套管31的下端设置有多边形插孔33，所述的多边形插孔33内由下至上插入有形状相配的球销夹块30，所述的球销夹块30的套接固定在球销的上端，球销夹块30与多边形插孔33可以轴向移动，不能进行相对转动，所以球销连接头套管31可以带动球销夹块30和球销一起进行转动，球销夹块30和球销连接头套管31均可以根据不同的球销进行替换，对于不同长度的球销，在一定范围内球销夹块30就不用替换了。

为了方便调整工件座15的高度，所述的升降调节组件包括竖直插入到底座1前端的螺纹座16，所述的底座1的上端设置有套接在螺纹座16外侧的调节旋套17，所述的螺纹座16的中心竖向设置有多边形孔，所述的底座1的内部设置有竖直插入到多边形孔内的多边形防转插杆19，由于多边形防转插杆 19的作用，螺纹座16不能转动，只能轴向升降，转动调节旋套17，由于是螺纹连接，所以可以驱动螺纹座16进行上升和下降，调节旋套17可以安装几个凸起，方便操作的时候转动调节旋套17。

为了提高调节旋套17转动的顺畅度，所述的调节旋套17的下端与底座1 之间安装有轴承18，这样调节旋套17就可以轻松转动了。

作为优选，所述的云台组件13包括设置在升降调节组件上端的基板34，所述的基板34的上端层叠布置有水平滑动方向相反的第一滑动板21和第二滑动板22，所述的第一滑动板21和第二滑动板22的一侧均设置有推动其水平滑动的云台调节旋杆20，所述的工件座15安装在第二滑动板22上端，第一滑动板21与基板34之间以及第二滑动板22与第一滑动板21之间均设置有导向滑槽，方便相对滑动，而第二滑动板22是直接架设在第一滑动板21 上的，云台调节旋杆20是带有刻度的旋杆，通过转动旋杆其前端的连接柱就会伸出推动第一滑动板21或第二滑动板22移动，其结构与千分尺的结构类似。

作为优选，所述的传动组件4包括与电机8转轴相连的主动带轮28和套接在驱动轴26上的从动带轮25，所述的主动带轮28与从动带轮25之间通过传动带27相连，电机8上带有减速器，减速器的输出轴与主动带轮28相连，传动带27转动成本比较低，而且比较稳定，这里的传动带27是带齿的传动带，不会打滑。

为了能直观地读出数据，所述的竖板2的一侧安装有与扭矩传感器7相连的扭矩显示器6，扭矩显示器6通过信号线与扭矩传感器7相连，可以安装在工装上的任意一个位置。

进一步的，主轴23与主轴支架9之间是通过轴承连接的，所述的主轴23 的下端外侧套接有轴向挡块29，轴向挡块29可以对轴承进行轴向限位，防止轴承脱落，拆掉轴向挡块29可以方便拆卸主轴23。

作为本发明的一种实施例，当需要进行球铰链扭矩检测时，首先逆时针旋转升降调节组件上的调节旋套17将工件座15降至设备最底部，之后根据球铰链球座结构选取合适的工件座15和球座夹板14，将球座置于工件座15 上扣以球座夹板14并用螺栓紧固。

接下来，根据球铰链球销结构选取合适的球销夹块30，并将其套于球销顶上。调整球销形态，使其轴线尽可能与系统轴线平行。顺时针旋转调节旋套17提升球铰链高度使球销夹块30得以轻松插入球销连接头套管31的多边形插孔33中，如插入困难，可在旋转云台组件13上第一滑动板21和第二滑动板22对应的云台调节旋杆20，调整球铰链平面位置后再次尝试。球铰链安装完毕后，即可以电动方式或手动方式进行扭矩测量，并在扭矩显示器6上显示出来。

Claims (7)

1.一种球铰扭矩测试工装，包括底座(1)、安装在底座(1)上端的竖板(2)，所述的竖板(2)的顶部安装有顶板(3)，其特征在于，所述的顶板(3)的前端竖向安装有驱动轴(26)，所述的驱动轴(26)的上端安装有手轮(5)且通过传动组件(4)与顶板(3)后侧的电机(8)相连，所述的竖板(2)的上部前侧安装有扭矩传感器(7)，所述的扭矩传感器(7)的上下两根连接轴分别通过联轴器(24)与驱动轴(26)的下端以及主轴(23)的上端轴向相连，所述的底座(1)的前侧上端设置有升降调节组件，所述的升降调节组件的上端通过云台组件(13)与工件座(15)相连以调节工件座(15)的水平位置，所述的工件座(15)的上端安装有球座夹板(14)，所述的主轴(23)通过主轴支架(9)与竖板(2)相连且下端安装有球销连接组件(12)，所述的球销连接组件(12)包括一端通过销轴(32)与主轴(23)下端轴向相连的球销连接头套管(31)，所述的球销连接头套管(31)的下端设置有多边形插孔(33)，所述的多边形插孔(33)内由下至上插入有形状相配的球销夹块(30)，所述的球销夹块(30)的套接固定在球销的上端。

2.根据权利要求1所述的球铰扭矩测试工装，其特征在于：所述的升降调节组件包括竖直插入到底座(1)前端的螺纹座(16)，所述的底座(1)的上端设置有套接在螺纹座(16)外侧的调节旋套(17)，所述的螺纹座(16)的中心竖向设置有多边形孔，所述的底座(1)的内部设置有竖直插入到多边形孔内的多边形防转插杆(19)。

3.根据权利要求2所述的球铰扭矩测试工装，其特征在于：所述的调节旋套(17)的下端与底座(1)之间安装有轴承(18)。

4.根据权利要求1或2所述的球铰扭矩测试工装，其特征在于：所述的云台组件(13)包括设置在升降调节组件上端的基板(34)，所述的基板(34)的上端层叠布置有水平滑动方向相反的第一滑动板(21)和第二滑动板(22)，所述的第一滑动板(21)和第二滑动板(22)的一侧均设置有推动其水平滑动的云台调节旋杆(20)，所述的工件座(15)安装在第二滑动板(22)上端。

5.根据权利要求4所述的球铰扭矩测试工装，其特征在于：所述的传动组件(4)包括与电机(8)转轴相连的主动带轮(28)和套接在驱动轴(26)上的从动带轮(25)，所述的主动带轮(28)与从动带轮(25)之间通过传动带(27)相连。

6.根据权利要求5所述的球铰扭矩测试工装，其特征在于：所述的竖板(2)的一侧安装有与扭矩传感器(7)相连的扭矩显示器(6)。

7.根据权利要求6所述的球铰扭矩测试工装，其特征在于：所述的主轴(23)的下端外侧套接有轴向挡块(29)。

Images