CN113176498B - 测功机主轴浮动机构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种测功机主轴浮动结构，包括轴向浮动单元、径向浮动单元，所述轴向浮动单元由内花键套和外花键轴组成花键副，所述内花键套通过双膜片联轴器与主轴箱连接，使所述轴向浮动单元径向与主轴箱之间形成浮动对接；所述内花键套端面安装有挡板，对外花键轴轴向限位；所述内花键套和外花键轴上分别安装左右弹簧支座，弹簧通过外圈定位的方式设置于左右弹簧支座内；所述外花键轴能够在内花键套内轴向滑动，并且轴向有弹簧预压，使外花键轴与内花键套之间形成轴向浮动对接。本发明结构紧凑，易于装配，方便调试，零件加工难度不高；与三合一电机对接端花键轴方便拆卸换型，整体结构柔性较高；内部弹簧更换便捷，易于维护。

Description

测功机主轴浮动机构
技术领域
本发明涉及一种汽车主轴的测试装置，尤其是一种应用于新能源汽车三合一电机EOL测试台架测功机主轴与被测电机对接机构。
背景技术
在三合一电机EOL测试台架领域，三合一电机总成与托盘的定位支撑位置分别是在定子壳体和减速器壳体底部的工艺销孔、工艺面。这种定子壳体和减速器壳体共同所形成的两销一面的定位方式，最终会降低三合一电机在托盘上位置精度，重复定位精度0.2mm左右。从而在托盘和被测电机进入测试台架内部，台架的定位机构将托盘定位，三合一电机的所有对接口将和测试台架形成一个位置体系。三合一电机的输出轴与台架测功机主轴的同轴精度会由于三合一电机总成在托盘上的低精度定位而达不到测试台架测功机主轴和电机总成输出轴的高精度花键副自动对接要求。
目前常用结构为测功机主轴花键与电机总成输出轴花键刚性对接，当三合一电机总成下线批量测试时，进入台架测试的工件在托盘上的精度很难达到花键副对接的精度要求，这样很容易造成在测功机主轴花键与三合一电机总成输出轴花键对接不顺畅，故障率高，频繁触发对接检测开关报警，从而无法进行下一步测试流程。导致整个测试台架开机率低，影响整条产品的下线产量。现找出问题根源、对症下药，创新研发一种新型的测功机主轴浮动机构。
发明内容
本发明是要提供一种新型的测功机主轴浮动结构，以解决现有技术中的不足，提高设备稳定性，适用于对三合一电机总成下线测试台架应用场合。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种测功机主轴浮动结构，包括轴向浮动单元、径向浮动单元，所述轴向浮动单元由内花键套和外花键轴组成花键副，所述内花键套通过双膜片联轴器与主轴箱连接，使所述轴向浮动单元径向与主轴箱之间形成浮动对接；所述内花键套端面安装有挡板，对外花键轴轴向限位；所述内花键套和外花键轴上分别安装左右弹簧支座，弹簧通过外圈定位的方式设置于左右弹簧支座内；所述外花键轴能够在内花键套内轴向滑动，并且轴向有弹簧预压，使外花键轴与内花键套之间形成轴向浮动对接。
进一步，所述径向浮动单元前端通过过渡板连接双膜片联轴器，后端固定在主轴箱输出法兰上。
进一步，所述内花键套法兰与双膜片联轴器法兰连接固定。
进一步，所述轴向浮动单元的外花键轴在内花键套7内的轴向移动量为30mm，由弹簧产生的轴向对接力为50～80N。
进一步，所述轴向浮动单元与主轴箱之间还连接有支撑单元。
进一步，所述支撑单元包括支撑板、支撑气缸，所述支撑板固定在主轴箱上，所述支撑气缸缸体端面安装在支撑板上，所述支撑气缸的导杆活塞杆通过轴承安装支架连接两件左右对称布置的支撑轴承，所述支撑气缸支撑推动支撑轴承来滚动支撑所述轴向浮动单元。
进一步，所述支撑气缸的导杆活塞杆上通过螺钉安装板连接调节螺钉，所述调节螺钉通过螺母锁紧在螺钉安装板底部。
进一步，所述支撑板前端上通过安装支架连接对接检测开关。
本发明的有益效果是：
本发明的机构有轴向浮动和径向浮动功能，可以满足测功机主轴和三合一电机输出轴花键副高精度自动对接要求。径向浮动单元不但可以通过双膜片联轴器做径向补偿，而且可以稳定传递扭矩。轴向浮动单元通过花键副和弹簧实现轴向浮动，也可以通过花键副传递稳定的扭矩。由于双模片联轴器自身具有柔性的特点，支撑单元将内花键套支撑，避免外花键轴对接时由于自重而偏载。测功机主轴花键和被测电机输出轴花键对接时，支撑气缸活塞杆伸出，两个轴承支撑内花键套，精密调压阀调节支撑气缸进气压力，保证对接时的测功机主轴径向浮动量。自动对接成功后，支撑气缸活塞杆缩回，测功机的主轴旋转精度由主轴箱精度保证。
此结构紧凑，易于装配，方便调试，零件加工难度不高。与客户三合一电机对接端花键轴方便拆卸换型，整体结构柔性较高。内部弹簧更换便捷，易于维护。
附图说明
图1为本发明的主轴浮动机构立体示意图；
图2为本发明的主轴浮动机构主剖视图；
图3为本发明的主轴浮动机构侧视图；
图4为双膜片联轴器的结构示意图；
图中：1—主轴箱，2—过渡板，3—双膜片联轴器，4—右弹簧支座，5—弹簧，6—左弹簧支座，7—内花键套，8—挡板，9—外花键轴，10—对接检测开关，11—支撑板，12—支撑轴承，13—轴承安装支架，14—支撑气缸，15—螺钉安装板，16—调节螺钉。
具体实施方式
以下将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案和工作原理进行清楚完整的描述。
如图1至图3所示，本发明的实施例是提供一种主轴浮动机构，包括主轴箱、径向浮动单元、轴向浮动单元、支撑单元、对接检测5大组件。主轴箱1采用数控机床行业标准产品，具有承载高扭矩，高旋转精度的特点。
径向浮动单元由过渡板2连接双膜片联轴器3固定在主轴箱1输出法兰上。轴向浮动单元由内花键套7和外花键轴9组成花键副，内花键套7法兰与双膜片联轴器3法兰连接固定，内花键套7端面安装有挡板8，对外花键轴9轴向限位。在内花键套7和外花键轴9上分别安装右弹簧支座4、左弹簧支座6，弹簧5通过外圈定位的方式设置于左右弹簧支座内。轴向浮动单元的外花键轴9在内花键套7内的轴向移动量为30mm，由弹簧5的产生的轴向对接力为50～80N。支撑单元由支撑板11固定在主轴箱1箱体上，支撑气缸14缸体端面安装在支撑板11上，轴承安装支架13和螺钉安装板15分别固定在支撑气缸14导杆活塞杆上。两件支撑轴承12固定在轴承安装支架13两侧，调节螺钉16通过螺母锁紧在螺钉安装板15底部。对接检测开关10通过安装支架安装在支撑板11上。
如图4所示，双膜片联轴器3的结构图和偏移量参数。可允许的轴向偏移量1.3mm，可允许的径向偏移量0.3mm，可允许的角度偏移量0.7°。
该机构的工作原理为，利用外花键轴9具有轴向和径向浮动，完成测功机主轴外花键9和三合一电机输出轴内花键的对接，组成花键副，传递扭矩进行下一步测试流程。该机构的径向单元不但可以通过双膜片联轴器3做径向补偿，而且可以稳定传递扭矩。该机构轴向浮动单元通过内花键套7和外花键轴9组成的花键副以及弹簧实现轴向浮动，也可以通过花键副传递稳定的扭矩。由于双模片联轴器3具有柔性的特点，支撑单元将内花键套7支撑，避免外花键轴9对接时由于自身重力而偏载。测功机主轴和被测电机输出轴对接时，支撑气缸14活塞杆伸出，两个支撑轴承12支撑内花键套7，精密调压阀调节支撑气缸14进气压力，保证对接时的径向浮动量。对接成功后，支撑气缸14活塞杆缩回，测功机的主轴旋转精度由主轴箱1精度保证。

Claims (3)

1.一种测功机主轴浮动结构，包括轴向浮动单元、径向浮动单元，其特征在于：所述轴向浮动单元由内花键套和外花键轴组成花键副，所述内花键套通过双膜片联轴器与主轴箱连接，使所述轴向浮动单元径向与主轴箱之间形成浮动对接；所述内花键套端面安装有挡板，对外花键轴轴向限位；所述内花键套和外花键轴上分别安装左右弹簧支座，弹簧通过外圈定位的方式设置于左右弹簧支座内；所述外花键轴能够在内花键套内轴向滑动，并且轴向有弹簧预压，使外花键轴与内花键套之间形成轴向浮动对接；所述轴向浮动单元的外花键轴在内花键套7内的轴向移动量为30mm，由弹簧产生的轴向对接力为50～80N；所述轴向浮动单元与主轴箱之间还连接有支撑单元；所述支撑单元包括支撑板、支撑气缸，所述支撑板固定在主轴箱上，所述支撑气缸缸体端面安装在支撑板上，所述支撑气缸的导杆活塞杆通过轴承安装支架连接两件左右对称布置的支撑轴承，所述支撑气缸支撑推动支撑轴承来滚动支撑所述轴向浮动单元；所述径向浮动单元前端通过过渡板连接双膜片联轴器，后端固定在主轴箱输出法兰上；所述支撑气缸的导杆活塞杆上通过螺钉安装板连接调节螺钉，所述调节螺钉通过螺母锁紧在螺钉安装板底部。
2.根据权利要求1所述的测功机主轴浮动结构，其特征在于：所述内花键套法兰与双膜片联轴器法兰连接固定。
3.根据权利要求1所述的测功机主轴浮动结构，其特征在于：所述支撑板前端上通过安装支架连接对接检测开关。
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