CN112518318B - 一种用于纵置混合动力变速箱合箱装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于纵置混合动力变速箱合箱装置，它包括：主箱体组件，所述主箱体组件包括工作台、固定在所述工作台上表面的立板、贯穿所述工作台且周面与所述工作台相固定的基体、设置在所述基体内的转子定位机构、通过轴承贯穿所述基体且用于承载所述主箱体分总成的定位盘以及设置在所述转子定位机构下方且用于带动其转动的第一驱动装置；本发明具有以下有益效果：通过工装，给转子增加径向定位，减轻或解决定子、转子相互吸引的问题；保证了同轴度；解决了盲装花键啮合困难的问题；用设备代替人工操作，工艺过程得到规范；采用半自动化装配方案，节省人工，且自动化程度高，质量可控而且节省装配时间，装配节拍一致性好，节约成本。

Description

一种用于纵置混合动力变速箱合箱装置

技术领域

本发明属于变速箱技术工艺领域，具体涉及一种用于纵置混合动力变速箱合箱装置。

背景技术

随着国家油耗、排放政策的日渐严格，混合动力变速箱开始成为汽车行业的主流。但目前，混合动力变速箱的合箱装配方式仍不成熟，特别对于纵置混合动力变速箱合箱工艺，因为存在着两个或多个箱体分总成需要合箱，需要一名员工操作吊具，一名员工根据经验，通过手动调整箱体分总成的方式，逐渐使两个箱体分总成完成合箱。

针对此种典型的纵置混动变速箱的合箱过程，以一台典型的纵置混合动力变速箱为例（如图1所示），其主要结构包含主箱体分总成、后箱体分总成等；其中主箱体分总成主要由主箱体、定子、转子以及转子上的轴承等组成；后箱体分总成主要包含一套拉维纳行星排（太阳轮等）、后箱体等。对于主箱体分总成与后箱体分总成的合箱过程，其典型装配步骤为：主箱体分总成放置在工装上→一名员工吊起后箱体分总成，靠近主箱体分总成→根据经验，另一名员工不断调整后箱体分总成→人工判断花键进入啮合→因轴承、花键配合关系，以及定子、转子相互吸引的问题，必须用手锤敲打后箱体分总成，逐渐使两个箱体分总成完成合箱。

对装配工艺、实际装配过程等进行总结分析，针对纵置混动变速箱的合箱过程，存在着以下难点：

1、定子、转子在装配时互相吸引；

2、箱体分总成之间存在装配时不同心的问题；

3、盲装导致花键进入啮合困难；

4、因为轴承、花键配合关系，需要凭经验手动调整，并施加压力到后箱体分总成，装配不规范；

5、自动化程度低，很大程度上依赖人工经验，质量不可控；

6、节拍时间长，装配时间从几分钟到几十分钟，十分依赖人员熟练程度和经验。

发明内容

本发明目的是为了克服现有技术的不足而提供一种用于纵置混合动力变速箱合箱装置。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种用于纵置混合动力变速箱合箱装置，所述变速箱包括主箱体分总成以及配合在所述主箱体分总成上的后箱体分总成，它包括：

主箱体组件，所述主箱体组件包括工作台、固定在所述工作台上表面的立板、贯穿所述工作台且周面与所述工作台相固定的基体、设置在所述基体内的转子定位机构、通过轴承贯穿所述基体且用于承载所述主箱体分总成的定位盘以及设置在所述转子定位机构下方且用于带动其转动的第一驱动装置，所述转子定位机构包括第一导柱、第二导柱、第一弹簧、导向销、直线导向套和花键定位套，所述第一导柱与第二导柱通过所述导向销连接，中间设有直线导向套以确保该机构竖直，所述第一弹簧设置在所述第一导柱内，所述花键定位套设置在所述直线导向套上端部，所述第一导柱贯穿所述定位盘且其周面通过轴承与所述定位盘相固定；

后箱体组件，所述后箱体组件包括可升降地设置在所述立板一侧的后箱体定位机构、固定在所述后箱体定位机构上且用于夹紧所述后箱体分总成的后箱体夹紧机构以及固定在所述立板另一侧且用于带动所述后箱体定位机构升降的第二驱动装置，所述后箱体夹紧机构包括夹紧气缸以及与所述夹紧气缸相连且相对设置的仿形夹紧块。

优化地，它还包括合箱旋转组件，所述合箱旋转组件包括套设在定位盘外侧且周面与所述定位盘相固定的外齿圈、与所述外齿圈相配合使用的齿条以及与所述齿条相连且用于带动所述齿条移动的移动气缸，由于所述齿条与所述外齿圈的啮合作用，所述定位盘可在所述基体内转动。

优化地，所述后箱体定位机构包括可升降地设置在所述立板一侧的三角架、贯穿所述三角架的直线轴承、与所述直线轴承内部保持架相连的限位板、间隔设置在所述三角架下表面且朝向所述限位板的限位杆、间隔设置在所述限位板下表面的定位杆、套设在所述直线轴承内部保持架上的第二弹簧以及连接所述直线轴承上端部的连接板。

优化地，所述定位盘为止口结构并带有菱形销，可以实现主箱体分总成的6个自由度的定位，便于合箱。

优化地，所述定位杆的数量不少于3根，其中2根定位杆上，分别带有1个圆柱销和1个菱形销，实现一面两销定位，以限制所述后箱体分总成的6个自由度，实现完全定心。

优化地，所述仿形夹紧块不少于两个，其中一个固定在所述限位板下表面，另一个可在所述夹紧气缸的带动下靠近或远离所述仿形夹紧块。

优化地，所述第一驱动装置为伺服电机，所述第二驱动装置为升降气缸。

优化地，所述伺服电机通过联轴器固定在所述转子定位机构下方，所述升降气缸与所述三角架的背面相固定。

由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：本发明用于纵置混合动力变速箱合箱装置通过转子定位机构克服因转子、定子的相互吸引而导致的转子与主箱体同轴度问题；通过伺服电机的旋转，带动转子旋转，克服因盲装带来的花键啮合问题；通过后箱体定位机构实现后箱体分总成的定心、定位，保证与主箱体分总成的同轴度；伺服电机与升降气缸使整体结构区域自动化。

本发明用于纵置混合动力变速箱合箱装置具有以下有益效果：

1、通过工装，给转子增加径向定位，减轻或解决定子、转子相互吸引的问题；

2、强制给两个箱体分总成进行定位，保证同轴度；

3、通过工装，使转子在装配时旋转，解决盲装花键啮合困难的问题；

4、通过气缸的使用，给箱体分总成施加一个向下的力，用设备代替人工操作，工艺过程得到规范；

5、本装置采用半自动化装配方案，节省人工，且自动化程度高，质量可控；

6、装配过程自动化，节省装配时间，装配节拍一致性好，节约成本。

附图说明

图1为一般常见的纵置混合动力变速箱结构；

图2为本发明装有变速箱的结构示意图；

图3为本发明的结构示意图；

图4为本发明的主视图；

图5为本发明图4的局部结构示意图；

图6为本发明图4的局部结构示意图；

图7为本发明图5的右视图；

附图标记说明：

a、主箱体分总成；a1、主箱体；a2、定子；a3、转子；a4、轴承；

b、后箱体分总成；b1、行星排；b2、太阳轮；

1、主箱体组件；11、工作台；12、基体；13、立板；14、定位盘；15、转子定位机构；151、第一导柱；152、第二导柱；153、第一弹簧；154、导向销；155、直线导向套；156、花键定位套；16、联轴器；17、伺服电机；

2、后箱体组件；21、后箱体定位机构；211、三角架；212、第二弹簧；213、直线轴承；214、限位杆；215、限位板；216、连接板；217、定位杆；22、后箱体夹紧机构；221、夹紧气缸；222、仿形夹紧块；23、滑轨；24、滑块；25、升降气缸；

3、合箱旋转组件；31、齿条；32、外齿圈；33、移动气缸。

具体实施方式

下面结合附图所示的实施例对本发明作进一步描述。

如图1至图7所示，本发明用于纵置混合动力变速箱合箱装置（如图1所示，主箱体分总成主要由主箱体、定子、转子以及转子上的轴承等组成；后箱体分总成主要包含一套拉维纳行星排（太阳轮等）、后箱体等；对于主箱体分总成与后箱体分总成的合箱过程，其典型装配步骤为：主箱体分总成放置在工装上→一名员工吊起后箱体分总成，靠近主箱体分总成→根据经验，另一名员工不断调整后箱体分总成→人工判断花键进入啮合→因轴承、花键配合关系，以及定子、转子相互吸引的问题，必须用手锤敲打后箱体分总成，逐渐使两个箱体分总成完成合箱）。

本发明通常用于自动化安装主箱体分总成与后箱体分总成，从而保证安装精度与准确度，它主要包括主箱体组件1、后箱体组件2和合箱旋转组件3等。

其中，主箱体组件1主要包括工作台11、基体12、立板13、定位盘14、转子定位机构15、联轴器16和伺服电机17等。

工作台11为矩形状金属板，材质为不锈钢，其具体形状与材质不是本发明的保护重点；在本实施例中，工作台11底部固定有铝型材焊接而成的支撑框。立板13固定在工作台11上表面（立板13可通过螺丝紧固或焊接的方式固定在工作台11上）。基体12贯穿所述工作台11且周面与所述工作台11相固定（基体12呈法兰状，且其内部中空，基体12周面与工作台11接触部分可通过焊接实现固定）。定位盘14通过轴承贯穿基体12且用于承载主箱体分总成（轴承可使用深沟球轴承；在本实施例中，定位盘14可在基体12内转动，所述定位盘14为止口结构并带有菱形销，可以实现主箱体分总成的6个自由度的定位，便于合箱）。

转子定位机构15设置在基体12内，转子定位机构15主要包括第一导柱151、第二导柱152、第一弹簧153、导向销154、直线导向套155和花键定位套156等；所述第一导柱151与第二导柱152通过所述导向销154连接，中间设有直线导向套155以确保该机构竖直，所述第一弹簧153设置在所述第一导柱151内，所述花键定位套156设置在所述直线导向套155上端部（其中花键定位套156和定子下端轴承共同实现对转子径向定位，确保转子竖直，减轻和消除因为转子、定子相互吸引而导致的转子偏心）。所述第一导柱151贯穿所述定位盘14且其周面通过轴承与所述定位盘14相固定（转子定位机构15可在定位盘14内移动）。转子定位机构15的转动是通过第一驱动装置实现的（第一驱动装置为伺服电机17，该机构通过联轴器16与伺服电机17连接，伺服电机17缓慢转动，通过转子定位机构15带动转子旋转，使转子上端的花键与太阳轮的花键容易进入啮合）。转子定位机构15可以克服因转子、定子的相互吸引而导致的转子与主箱体同轴度问题，通过伺服电机17的旋转，带动转子旋转，克服因盲装带来的花键啮合问题。

后箱体组件2主要包括后箱体定位机构21、后箱体夹紧机构22、滑轨23、滑块24和升降气缸25等。

后箱体定位机构21可升降地设置在所述立板13一侧，它主要包括三角架211、第二弹簧212、直线轴承213、限位杆214、限位板215、连接板216和定位杆217等。三角架211可升降地设置在所述立板13一侧（三角架211由相互垂直的两块支撑板焊接而成，且形成的直角内焊接有两块直角三角板）。三角架211的升降是通过第二驱动装置实现的，第二驱动装置为升降气缸25，滑轨23固定在立板13侧面，滑块24滑动安装在滑轨23上，三角架211一直角面固定在滑块24上，升降气缸25与三角架211相连，用于带动三角架211升降。

直线轴承213有四个，它们贯穿所述三角架211（直线轴承213可保证压力竖直）。限位板215与直线轴承213内部保持架相连。限位杆214有四根，它们间隔设置在三角架211下表面且朝向限位板215。定位杆217有多根，它们间隔设置在限位板215下表面（定位杆217的数量不少于三根，其中两根定位杆217上，分别带有1个圆柱销和1个菱形销，实现一面两销定位，以限制所述后箱体分总成的六个自由度，实现完全定心）。第二弹簧212有四根，它们套设在所述直线轴承213内部保持架上。连接板216用于连接所述直线轴承213上端部。

后箱体夹紧机构22固定在所述后箱体定位机构21上且用于夹紧所述后箱体分总成，它主要包括夹紧气缸221和仿形夹紧块222等。所述仿形夹紧块222不少于两个，其中一个固定在所述限位板215下表面，另一个可在所述夹紧气缸221的带动下靠近或远离所述仿形夹紧块215（在本实施例中，夹紧气缸221、仿形夹紧块222共同实现对后箱体分总成的夹紧；在升降气缸25下降，对后箱体分总成施加压力时，第二弹簧212、直线轴承213等保证压力竖直、且缓慢施加到后箱体分总成；并通过限位杆214、限位板215等进行工装限位）。

合箱旋转组件3主要包括齿条31、外齿圈32和移动气缸33等，外齿圈32套设在定位盘14外侧且周面与所述定位盘14相固定。齿条31与所述外齿圈32相啮合使用。移动气缸33与所述齿条31相连且用于带动所述齿条31移动（由于齿条31与外齿圈32的啮合作用，所述定位盘14可在所述基体12内转动）。

本发明用于纵置混合动力变速箱合箱装置在实际使用时：

1、机器人将主箱体分总成放在定位盘14上方，保持一段距离→伺服电机17带动花键定位套156转动→机器人带动主箱体分总成缓慢下降→在重力作用下，转子下端花键与花键定位套156进入啮合→花键定位套156与转子下端轴承对转子进行共同定位，克服定子、转子之间的吸引力，确保转子不偏心→机器人继续下降，直到主箱体与定位盘14实现完全定位和贴合，实现完全定位→机器人松开；

2、机器人通过侧加工面抓取后箱体分总成→悬停到由升降气缸25、滑轨23、三角架211、第二弹簧212、直线轴承213、限位杆214、限位板215、夹紧气缸221、定位杆217、仿形夹紧块222等组成的后箱体组件2的下方→气缸下降时，定位杆217与后箱体工艺销孔进行对接，实现一面两销定位→夹紧气缸221动作，实现对后箱体分总成的夹紧→机器人松开；

3、伺服电机17带动转子旋转→升降气缸25带动后箱体分总成开始下降→转子上端花键与太阳轮花键开始进入啮合→升降气缸25继续缓慢下降→定位杆217开始向后箱体分总成施加合箱压力，但因为第二弹簧212的存在，该合箱压力是弹性的，避免损坏变速箱内部零件→当合箱到位之后，第二弹簧212压缩，限位杆214与限位板215贴合→此时，升降气缸25已无法继续下降→夹紧气缸221完全松开→升降气缸25上升→合箱过程完成；

4、手动预装合箱螺栓→移动气缸33移动，移动气缸33与所述齿条31相连且用于带动所述齿条31移动（由于齿条31与外齿圈32的啮合作用，所述定位盘14可在所述基体12内转动）。主箱体旋转180°，预装完成剩下的合箱螺栓→在本合箱装置工作结束；

5、机器人夹紧变速箱→移动到其他工位，拧紧轴自动拧紧。

总而言之，本发明用于纵置混合动力变速箱合箱装置具有以下有益效果：

1、通过工装，给转子增加径向定位，减轻或解决定子、转子相互吸引的问题；

2、强制给两个箱体分总成进行定位，保证同轴度；

3、通过工装，使转子在装配时旋转，解决盲装花键啮合困难的问题；

4、通过气缸的使用，给箱体分总成施加一个向下的力，用设备代替人工操作，工艺过程得到规范；

5、本装置采用半自动化装配方案，节省人工，且自动化程度高，质量可控；

6、装配过程自动化，节省装配时间，实际测算合箱节拍控制在150S内，装配节拍一致性好，节约成本。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种用于纵置混合动力变速箱合箱装置，所述变速箱包括主箱体分总成以及配合在所述主箱体分总成上的后箱体分总成，其特征在于，所述用于纵置混合动力变速箱合箱装置包括：

主箱体组件（1），所述主箱体组件（1）包括工作台（11）、固定在所述工作台（11）上表面的立板（13）、贯穿所述工作台（11）且周面与所述工作台（11）相固定的基体（12）、设置在所述基体（12）内的转子定位机构（15）、通过轴承贯穿所述基体（12）且用于承载所述主箱体分总成的定位盘（14）以及设置在所述转子定位机构（15）下方且用于带动其转动的第一驱动装置，所述转子定位机构（15）包括第一导柱（151）、第二导柱（152）、第一弹簧（153）、导向销（154）、直线导向套（155）和花键定位套（156），所述第一导柱（151）与第二导柱（152）通过所述导向销（154）连接，所述定位盘（14）的中间设有直线导向套（155）以确保该转子定位机构竖直，所述第一弹簧（153）设置在所述第一导柱（151）内，所述花键定位套（156）设置在所述直线导向套（155）上端部，所述第一导柱（151）贯穿所述定位盘（14）且其周面通过轴承与所述定位盘（14）相固定；

后箱体组件（2），所述后箱体组件（2）包括能够升降地设置在所述立板（13）一侧的后箱体定位机构（21）、固定在所述后箱体定位机构（21）上且用于夹紧所述后箱体分总成的后箱体夹紧机构（22）以及固定在所述立板（13）另一侧且用于带动所述后箱体定位机构（21）升降的第二驱动装置，所述后箱体夹紧机构（22）包括夹紧气缸（221）以及与所述夹紧气缸（221）相连且相对设置的仿形夹紧块（222）。

2.根据权利要求1所述的一种用于纵置混合动力变速箱合箱装置，其特征在于：所述用于纵置混合动力变速箱合箱装置还包括合箱旋转组件（3），所述合箱旋转组件（3）包括套设在定位盘（14）外侧且周面与所述定位盘（14）相固定的外齿圈（32）、与所述外齿圈（32）相配合使用的齿条（31）以及与所述齿条（31）相连且用于带动所述齿条（31）移动的移动气缸（33），由于所述齿条（31）与所述外齿圈（32）的啮合作用，所述定位盘（14）能够在所述基体（12）内转动。

3.根据权利要求1所述的一种用于纵置混合动力变速箱合箱装置，其特征在于：所述后箱体定位机构（21）包括能够升降地设置在所述立板（13）一侧的三角架（211）、贯穿所述三角架（211）的直线轴承（213）、与所述直线轴承（213）内部保持架相连的限位板（215）、间隔设置在所述三角架（211）下表面且朝向所述限位板（215）的限位杆（214）、间隔设置在所述限位板（215）下表面的定位杆（217）、套设在所述直线轴承（213）内部保持架上的第二弹簧（212）以及连接所述直线轴承（213）上端部的连接板（216）。

4.根据权利要求1所述的一种用于纵置混合动力变速箱合箱装置，其特征在于：所述定位盘（14）为止口结构并带有菱形销，能够实现主箱体分总成的6个自由度的定位，便于合箱。

5.根据权利要求3所述的一种用于纵置混合动力变速箱合箱装置，其特征在于：所述定位杆（217）的数量不少于3根，其中2根定位杆（217）上，分别带有1个圆柱销和1个菱形销，实现一面两销定位，以限制所述后箱体分总成的6个自由度，实现完全定心。

6.根据权利要求3所述的一种用于纵置混合动力变速箱合箱装置，其特征在于：所述仿形夹紧块（222）不少于两个，其中一个固定在所述限位板（215）下表面，另一个能够在所述夹紧气缸（221）的带动下靠近或远离所述仿形夹紧块（222）。

7.根据权利要求3所述的一种用于纵置混合动力变速箱合箱装置，其特征在于：所述第一驱动装置为伺服电机（17），所述第二驱动装置为升降气缸（25）。

8.根据权利要求7所述的一种用于纵置混合动力变速箱合箱装置，其特征在于：所述伺服电机（17）通过联轴器（16）固定在所述转子定位机构（15）下方，所述升降气缸（25）与所述三角架（211）的背面相固定。

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