CN111687769B - 凸轮轴齿轮及信号盘相位定位销的步进定位装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种凸轮轴齿轮及信号盘相位定位销的步进定位装置，包括：多个沉锥孔设置在活动销导向套的齿圈轴安装孔一端的安装平面上，多个沉锥孔环设在齿圈轴安装孔的周围；多个弹簧沉孔设置在齿圈轴上，多个弹簧沉孔的轴线与齿圈轴的轴线平行，且多个弹簧沉孔围绕齿圈轴的轴线均匀分布；定位弹簧设置在每个弹簧沉孔内；定位钢球设置在每个定位弹簧和沉锥孔之间；其中定位弹簧将定位钢球抵顶在沉锥孔内，用以限制齿圈轴的自由转动，当有外力施加于齿圈轴使其旋转，定位钢球克服弹簧张力从沉锥孔内滚出。本发明的步进定位装置可以实现齿条活动销的步进定位功能，从而确保凸轮轴齿轮及信号盘相位定位的准确性。

Description

凸轮轴齿轮及信号盘相位定位销的步进定位装置

技术领域

本发明是关于发动机制造领域，特别是关于一种能够保证凸轮轴齿轮及信号盘的相位定位准确的凸轮轴齿轮及信号盘相位定位销的步进定位装置。

背景技术

目前在凸轮轴端部压装(热套)凸轮轴齿轮和信号盘，一般采用将凸轮轴垂直放置，并采用固定在工装架上的定位销进行凸轮轴齿轮和信号盘的定位(相位定位)，采用压力机压入或手工打入方式进行热套。

现有技术的压装工装的结构虽然简单，但往往会因为固定在工装架上的定位销直径要覆盖所有销孔位置度的凸轮轴齿轮和信号盘产品，设计工装时就会将定位销直径收小，这样导致的后果就是压入(套入)凸轮轴齿轮和信号盘产品过程中销孔相位定位的一致性较差，出现相位偏差大的现象。

为了改善这些缺点，需要另外更加可靠的结构，采用活动定位销的方案来解决上述的技术问题，即设计一种压装凸轮轴齿轮和信号盘的装置，保证压入(套入)凸轮轴齿轮和信号盘产品过程中销孔的相位定位一致性。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种凸轮轴齿轮及信号盘相位定位销的步进定位装置，其能够保证压装工装的齿条活动销在整个压装过程中不会发生自由活动的现象，从而确保凸轮轴齿轮的相位定位准确。

为实现上述目的，本发明提供了一种凸轮轴齿轮及信号盘相位定位销的步进定位装置，其应用在凸轮轴齿轮及信号盘压装工装的凸轮轴定位块组件上，凸轮轴定位块组件包括V形定位块、端部限位板、活动销导向套、齿圈轴以及齿条活动销，步进定位装置包括：齿圈轴安装孔设置在活动销导向套上，齿圈轴设置在齿圈轴安装孔内，且齿圈轴能够沿其轴线转动；活动销导向孔设置在活动销导向套上且与齿圈轴安装孔交叉垂直，齿条活动销设置在活动销导向孔内，并能够在活动销导向孔内沿其轴线移动；多个沉锥孔设置在活动销导向套的齿圈轴安装孔一端的安装平面上，多个沉锥孔环设在齿圈轴安装孔的周围；多个弹簧沉孔设置在齿圈轴上，多个弹簧沉孔的轴线与齿圈轴的轴线平行，且多个弹簧沉孔围绕齿圈轴的轴线均匀分布；定位弹簧设置在每个弹簧沉孔内；定位钢球设置在每个定位弹簧和沉锥孔之间；其中定位弹簧将定位钢球抵顶在沉锥孔内，用以限制齿圈轴的自由转动，当有外力施加于齿圈轴使其旋转，定位钢球克服弹簧张力从沉锥孔内滚出。

在一优选的实施方式中，凸轮轴齿轮及信号盘相位定位销的步进定位装置还包括环形导槽，其设置在相邻两个沉锥孔之间，且位于多个沉锥孔中心连线的圆弧上，环形导槽能够导引定位钢球从一个沉锥孔进入另一个沉锥孔。

在一优选的实施方式中，环形导槽的横截面呈圆弧状或V字状。

在一优选的实施方式中，多个沉锥孔的数量与多个弹簧沉孔的数量相同。

在一优选的实施方式中，多个沉锥孔的数量与多个弹簧沉孔的数量不同。

在一优选的实施方式中，多个沉锥孔的数量是多个弹簧沉孔的数量的整数倍。

在一优选的实施方式中，齿圈轴包括手轮、过渡段、转轴段、齿圈以及多个螺纹孔。手轮设置在齿圈轴的一端；过渡段设置在齿圈轴的中间且与手轮连接，多个弹簧沉孔设置在过渡段上；转轴段设置在齿圈轴的中间且与过渡段连接，转轴段的直径小于过渡段的直径，多个弹簧沉孔朝向转轴段，齿圈轴以转轴段为轴转动；齿圈设置在齿圈轴的另一端；多个螺纹孔设置在齿圈轴另一端的端面上。

在一优选的实施方式中，凸轮轴齿轮及信号盘相位定位销的步进定位装置还包括安装垫圈，其通过安装螺钉设置在齿圈轴的另一端的多个螺纹孔上，安装垫圈的外径大于齿圈轴安装孔另一端的直径，安装垫圈用以克服定位弹簧的张力使齿圈轴不能从齿圈轴安装孔内脱出。

在一优选的实施方式中，齿条活动销上设置有齿条，齿条与齿圈啮合，转动手轮能够带动齿条活动销在活动销导向孔内沿其轴线移动。

与现有技术相比，本发明的凸轮轴齿轮及信号盘相位定位销的步进定位装置具有以下有益效果：其通过弹簧沉孔内的定位弹簧将定位钢球定位在沉锥孔内，同时配合齿圈轴另一端的安装垫圈控制齿条活动销在整个压装过程中不会发生自由活动的现象，从而确保凸轮轴齿轮的相位定位准确。

附图说明

图1是根据本发明一实施方式的凸轮轴定位块组件的主视示意图；

图2是根据本发明一实施方式的凸轮轴定位块组件的左视示意图；

图3是根据本发明一实施方式的凸轮轴定位块组件的俯视示意图；

图4是根据本发明一实施方式的凸轮轴定位块组件的右视示意图；

图5是图1的A—A处的剖视示意图；

图6是图3的B—B处的剖视示意图；

图7是根据本发明一实施方式的活动销导向套的主视示意图；

图8是根据本发明一实施方式的活动销导向套的左视示意图；

图9是根据本发明一实施方式的活动销导向套的俯视示意图；

图10是图7的C—C处的剖视示意图；

图11是图9的D—D剖视示意图；

图12是图9的P向局部示意图；

图13是图12的E—E处的剖视示意图；

图14是根据本发明一实施方式的齿圈轴的主视示意图；

图15是根据本发明一实施方式的齿圈轴的右视示意图；

图16是图15的F—F处的剖视示意图；

图17是根据本发明一实施方式的齿条活动销的主视示意图；

主要附图标记说明：

1-凸轮轴定位块组件，101-V形定位块，102-端部限位板，103-活动销导向套，1031-齿圈轴安装孔，1032-活动销导向孔，1033-沉锥孔，1034-环形导槽，104-齿圈轴，1041-手轮，1042-过渡段，1043-转轴段，1044-齿圈，1045-弹簧沉孔，1046-螺纹孔，105-齿条活动销，1051-定位销头，1052-齿条，106-定位钢球，107-定位弹簧，108-安装垫圈，109-安装螺钉，110-碗形塞，111-限位螺钉，112-限位垫圈。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。

除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。

本发明的凸轮轴齿轮及信号盘相位定位销的步进定位装置，其应用在凸轮轴齿轮及信号盘压装工装的凸轮轴定位块组件上。在将凸轮轴齿轮和信号盘向凸轮轴上压装时，都要采用压装工装，压装工装主要包括导滑底座组件、凸轮轴定位块组件、凸轮轴径向压紧组件、压套组件、偏心轮轴组件以及定位轴滑块组件等。

如图1至图6所示，根据本发明优选实施方式的一种凸轮轴齿轮及信号盘相位定位销的步进定位装置，其应用在凸轮轴齿轮及信号盘压装工装的凸轮轴定位块组件上，凸轮轴定位块组件1包括V形定位块101、端部限位板102、活动销导向套103、齿圈轴104以及齿条活动销105等。在一些实施方式中，V形定位块101设置在导滑底座组件上用于放置和固定凸轮轴，并配合凸轮轴径向压紧组件对凸轮轴进行径向定位。端部限位板102设置在V形定位块101的一侧，其作用是与位于V形定位块101另一侧的导滑底座组件的顶紧螺栓对凸轮轴进行轴向定位。同时定位轴滑块组件的定位轴端面上的圆周定位销对凸轮轴进行圆周定位。

请参阅图1至图6以及如图7至图11所示，在一些实施方式中，活动销导向套103设置在V形定位块101的上平面的一侧上。活动销导向套103包括相互交叉垂直的齿圈轴安装孔1031和活动销导向孔1032，且活动销导向孔1032的轴线与凸轮轴的轴线平行，并处于同一水平面内。齿圈轴安装孔1031内的两端都具有与齿圈轴安装孔1031的轴线垂直且平滑的安装面。活动销导向孔1032分为头段、中段和尾段三段，其中头段是与齿条活动销105相互配合的运动锻，中间段与齿圈轴安装孔1031交叉。三段的直径为头段小于中段，中段小于尾段。如图6和图17所示，装配时齿条活动销105从活动销导向孔1032的尾段一侧插入，齿条活动销105的尾部端面具有螺孔，用限位螺钉111将限位垫圈112固定在齿条活动销105的尾部，限位垫圈112的外径大于中段的直径小于尾段的直径，限位垫圈112的作用是限制齿条活动销105不会从活动销导向孔1032中脱出。装配完成以后，用一个碗形塞110堵在活动销导向孔1032的尾段的一端，用以防止齿条活动销105从该处脱出。

请参阅图1至图6以及如图14至图16所示，在一些实施方式中，齿圈轴104设置在齿圈轴安装孔1031内，且齿圈轴104能够沿其轴线转动。齿圈轴104包括手轮1041、过渡段1042、转轴段1043、齿圈1044以及多个螺纹孔1046。手轮1041设置在齿圈轴104的一端。过渡段1042设置在齿圈轴104的中间且与手轮1041连接，多个弹簧沉孔1045设置在过渡段1042上。转轴段1043设置在齿圈轴104的中间且与过渡段1042连接，转轴段1043的直径小于过渡段1042的直径，多个弹簧沉孔1045朝向转轴段1043，齿圈轴104以转轴段1043为轴转动。齿圈1044设置在齿圈轴104的另一端。多个螺纹孔1046设置在齿圈轴104另一端的端面上。

请参阅图1至图6以及如图17所示，在一些实施方式中，齿条活动销105设置在活动销导向孔1032内，并能够在活动销导向孔1032内沿其轴线移动。齿条活动销105上一端具有定位销头1051，其与定位轴滑块组件的导向销同轴，且在凸轮轴齿轮及信号盘的压装过程中，定位销头1051和导向销始终同时从凸轮轴齿轮或信号盘的相位定位孔的两端插入其中，这样才能够确保凸轮轴齿轮或信号盘压装后的相位定位的准确。齿条活动销105上还具有齿条，设置有齿条部分的直径大于定位销头1051的直径，且该部分也是与活动销导向孔1032的头段相互配合滑动的部分。齿圈轴104的齿圈1044与齿条相互啮合，转动齿圈轴104的手轮1041即可通过齿圈1044带动齿条，进而带动齿条活动销105在活动销导向孔1032内直线运动。

请参阅图1至图6以及图12、图13所示，在一些实施方式中，在活动销导向套103的齿圈轴安装孔1031一端的安装平面上还设置有多个沉锥孔1033，多个沉锥孔1033均匀地环设在齿圈轴安装孔1031的周围，且位于一个与齿圈轴安装孔1031同圆心的圆周上。在相邻两个沉锥孔1033之间还设置有环形导槽1034，环形导槽1034的中心线与多个沉锥孔1033位于的与齿圈轴安装孔1031同圆心的圆周重合。环形导槽1034能够导引定位钢球106从一个沉锥孔1033进入另一个沉锥孔1033。在一些实施方式中，环形导槽1034的横截面呈圆弧状或V字状。而且在环形导槽1034的底部中心还可以进一步设置细小的储油槽，存储润滑油或润滑脂。

请参阅图1至图6，在一些实施方式中，在每个弹簧沉孔1045内设置有定位弹簧107。在每个定位弹簧107和沉锥孔1033之间设置有定位钢球106。同时安装垫圈108通过安装螺钉109设置在齿圈轴104的另一端的多个螺纹孔1046上。安装垫圈108的外径大于齿圈轴安装孔1031另一端的直径，安装垫圈108用以克服定位弹簧107的轴向张力使齿圈轴104不能从齿圈轴安装孔1031内脱出。同时定位弹簧107将定位钢球106抵顶在沉锥孔1033内，用以限制齿圈轴104的自由转动。

在一些实施方式中，由于在凸轮轴齿轮及信号盘的压装过程中，定位销头1051和导向销必须始终同时从凸轮轴齿轮或信号盘的相位定位孔的两端插入其中，这样才能够确保凸轮轴齿轮或信号盘压装后的相位定位的准确。导向销可以依靠压套组件的压紧弹簧抵顶定位轴滑块组件获得足够的推力而保持在凸轮轴齿轮或信号盘的相位定位孔内。同时压紧弹簧还可以保证定位轴的端面始终与凸轮轴的端面处于贴合状态。而定位销头1051要保持稳定的插入在凸轮轴齿轮或信号盘的相位定位孔内，就是依靠本发明的步进定位装置来实现，步进定位装置的工作原理如下：

当定位钢球106在定位弹簧107张力的作用下稳定地处于沉锥孔1033之内时，齿圈轴104在没有外力的作用下是不会自由转动的，从而齿条活动销105也处于稳定状态不会自由移动。只有在有外力转动手轮1041，而且外力能够克服定位弹簧107的张力时，定位钢球106才能够从沉锥孔1033中滑出，此时定位钢球106没有了沉锥孔1033的限制，因此可以沿着环形导槽1034滑动，因而此时齿圈轴104可以转动，进而带动齿条活动销105移动。

由于凸轮轴齿轮与信号盘的厚度不同，或者不同型号的凸轮轴齿轮和信号盘之间的厚度也不同，为了适应这种情况，齿条活动销105插入凸轮轴齿轮或信号盘的相位定位孔内的深度，或者是齿条活动销105向外移动的距离就需要调整，原则上是保证在整个压装过程中，定位销头1051和导向销必须始终同时从凸轮轴齿轮或信号盘的相位定位孔的两端插入其中，但是定位销头1051和导向销也不能相互接触，最好相互间隔一小段距离，这样一来就需要转动齿圈轴104来调整齿条活动销105从活动销导向孔1032内伸出的距离，这就需要利用本发明的步进定位装置来实现。

在一些实施方式中，齿圈轴104每转动一个需要调整的角度，优选的每个定位钢球106最好都正好进入一个沉锥孔1033内，这样对于齿圈轴104的定位最为稳定。当然也可以是一部分定位钢球106进入沉锥孔1033内，另一部分未进入，而是处在环形导槽1034内，只要是定位弹簧107的张力足够也同样可以。这样一来就决定了多个沉锥孔1033的数量与多个弹簧沉孔1045的数量可以相同，也可以不相同，但优选地多个沉锥孔1033的数量最好是多个弹簧沉孔1045的数量的整数倍，例如是弹簧沉孔1045如果是三个，那么沉锥孔1033的数量可以是六个或九个，六个沉锥孔1033可以实现齿条活动销105的两档步进定位功能，如果是九个就可以实现三挡步进定位功能以此类推。本实施例的沉锥孔1033的数量和弹簧沉孔1045的数量都绘示了四个，但本发明并不以此为限。总体来说沉锥孔1033的数量越多，齿条活动销105的步进定位的档次越多，调整也越灵活，适应性也就越广。

综上所述，本发明的凸轮轴齿轮及信号盘相位定位销的步进定位装置具有以下有益效果：其通过弹簧沉孔内的定位弹簧将定位钢球定位在沉锥孔内，同时配合齿圈轴另一端的安装垫圈控制齿条活动销在整个压装过程中不会发生自由活动的现象，从而确保凸轮轴齿轮的相位定位准确。从而也实现了齿条活动销的步进定位功能。

前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (7)

1.一种凸轮轴齿轮及信号盘相位定位销的步进定位装置，其应用在凸轮轴齿轮及信号盘压装工装的凸轮轴定位块组件上，所述凸轮轴齿轮及信号盘压装工装还包括导滑底座组件、凸轮轴径向压紧组件、压套组件以及偏心轮轴组件，所述凸轮轴定位块组件包括V形定位块、端部限位板、活动销导向套、齿圈轴以及齿条活动销，其特征在于，所述步进定位装置包括：

齿圈轴安装孔，其设置在所述活动销导向套上，所述齿圈轴设置在所述齿圈轴安装孔内，且所述齿圈轴能够沿其轴线转动，所述齿圈轴包括：

手轮，其设置在所述齿圈轴的一端；

过渡段，其设置在所述齿圈轴的中间且与所述手轮连接，多个弹簧沉孔设置在所述过渡段上；

转轴段，其设置在所述齿圈轴的中间且与所述过渡段连接，所述转轴段的直径小于所述过渡段的直径，所述多个弹簧沉孔朝向所述转轴段，所述齿圈轴以所述转轴段为轴转动；

齿圈，其设置在所述齿圈轴的另一端；及

多个螺纹孔，其设置在所述齿圈轴另一端的端面上；

活动销导向孔，其设置在所述活动销导向套上且与所述齿圈轴安装孔交叉垂直，所述齿条活动销设置在所述活动销导向孔内，并能够在所述活动销导向孔内沿其轴线移动，所述齿条活动销包括：

定位销头，其设置在所述齿条活动销的一端，所述定位销头用以和所述定位轴滑块组件的导向销同轴且同时地从凸轮轴齿轮或信号盘的相位定位孔的两端插入；及

齿条，其设置在所述齿条活动销的中部，所述齿条与所述齿圈啮合，转动所述手轮能够带动所述齿条活动销在所述活动销导向孔内沿其轴线移动；

多个沉锥孔，其设置在所述活动销导向套的所述齿圈轴安装孔一端的安装平面上，所述多个沉锥孔环设在所述齿圈轴安装孔的周围；

多个弹簧沉孔，其设置在所述齿圈轴上，所述多个弹簧沉孔的轴线与所述齿圈轴的轴线平行，且所述多个弹簧沉孔围绕所述齿圈轴的轴线均匀分布；

定位弹簧，其设置在每个所述弹簧沉孔内；以及

定位钢球，其设置在每个所述定位弹簧和所述沉锥孔之间；

其中所述定位弹簧将所述定位钢球抵顶在所述沉锥孔内，用以限制所述齿圈轴的自由转动，当有外力施加于所述齿圈轴使其旋转，所述定位钢球克服所述弹簧张力从所述沉锥孔内滚出；

其中调整所述齿条活动销能够控制所述定位销头插入凸轮轴齿轮或信号盘的所述相位定位孔内的深度，从而保证所述定位销头和所述导向销能够始终同轴且同时地从凸轮轴齿轮或信号盘的所述相位定位孔的两端插入，但又保证所述定位销头和所述导向销在所述相位定位孔内互不接触。

2.如权利要求1所述的凸轮轴齿轮及信号盘相位定位销的步进定位装置，其特征在于，还包括环形导槽，其设置在相邻两个所述沉锥孔之间，且位于所述多个沉锥孔中心连线的圆弧上，所述环形导槽能够导引所述定位钢球从一个所述沉锥孔进入另一个所述沉锥孔。

3.如权利要求2所述的凸轮轴齿轮及信号盘相位定位销的步进定位装置，其特征在于，所述环形导槽的横截面呈圆弧状或V字状。

4.如权利要求1所述的凸轮轴齿轮及信号盘相位定位销的步进定位装置，其特征在于，所述多个沉锥孔的数量与所述多个弹簧沉孔的数量相同。

5.如权利要求1所述的凸轮轴齿轮及信号盘相位定位销的步进定位装置，其特征在于，所述多个沉锥孔的数量与所述多个弹簧沉孔的数量不同。

6.如权利要求1所述的凸轮轴齿轮及信号盘相位定位销的步进定位装置，其特征在于，所述多个沉锥孔的数量是所述多个弹簧沉孔的数量的整数倍。

7.如权利要求1所述的凸轮轴齿轮及信号盘相位定位销的步进定位装置，其特征在于，还包括安装垫圈，其通过安装螺钉设置在所述齿圈轴的另一端的所述多个螺纹孔上，所述安装垫圈的外径大于所述齿圈轴安装孔另一端的直径，所述安装垫圈用以克服所述定位弹簧的张力使所述齿圈轴不能从所述齿圈轴安装孔内脱出。

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