CN117020540A - 一种变速箱焊接夹具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及焊接装置技术领域，具体公开了一种变速箱焊接夹具，包括工作台和焊接机械手，工作台上设有齿轮定位组件和轴定位组件，齿轮定位组件包括对称设置的两个U型安装板和连接于U型安装板内的定位齿轮，定位齿轮连接有驱动电机，工作台上对称设置有两个支撑板，两个U型安装板分别通过第一弹性杆与支撑板连接，第一弹性杆内设置有压力传感器；轴定位组件包括相对设置的用于夹持变速箱轴的夹持件，两个定位齿轮中心的连线的中点位于变速箱轴的中心轴线上；本发明的变速箱焊接夹具，通过齿轮定位组件和轴定位组件实现变速箱齿轮和变速箱轴的定位和固定，无需对变速箱齿轮和变速箱轴进行额外加工，加快了齿轮轴的生产效率。

Description

一种变速箱焊接夹具

技术领域

本发明涉及焊接装置技术领域，具体涉及一种变速箱焊接夹具。

背景技术

变速箱是机械传动中广泛应用的重要部件，尤其是齿轮轴作为减速器上的常见部件，能起到非常关键的作用。目前齿轮轴在焊接时，仅仅是将齿轮套设在金属轴上，容易出现焊接前齿轮在外力的作用下相对于金属轴滑动，使得齿轮与金属轴上的焊接位置相互偏移，进而导致齿轮轴生产质量降低的情况。

公开号为CN112809225B的中国专利公开了一种用于新能源汽车的稳定型齿轮轴及其焊接装置，包括金属管和套设在金属管上的固定齿轮，固定齿轮的内缘上开设有若干定位槽，金属管的外缘上对应设有若干与定位槽相匹配的定位块；当若干定位块分别对应插接在若干定位槽内时，固定齿轮位于金属管的焊接位置。

上述技术方案虽然解决了固定齿轮与金属管之间的焊接位置易相互偏移的技术问题，但是需要在焊接前对固定齿轮和金属管额外加工，增加了加工工序，降低了生产效率。

因此，本领域需要一种变速箱焊接夹具来解决上述问题。

发明内容

本发明提供一种变速箱焊接夹具，旨在解决相关技术中齿轮轴的齿轮和金属轴需要额外加工来实现焊接位置的固定，导致生产效率较低的问题。

本发明的一种变速箱焊接夹具，包括工作台和设置于工作台上的焊接机械手，所述工作台上还设置有齿轮定位组件和轴定位组件，其中，

所述齿轮定位组件包括对称设置的两个U型安装板和两个定位齿轮，两个所述定位齿轮分别转动连接于对应的U型安装板内，且两个所述定位齿轮分别连接有驱动电机，所述工作台上对称设置有两个支撑板，两个所述U型安装板的开口朝向彼此，背离开口的一侧分别通过第一弹性杆与对应的所述支撑板连接，所述第一弹性杆内设置有压力传感器，所述压力传感器通过控制器与所述驱动电机信号连接，两个所述定位齿轮之间形成放置空间；

所述轴定位组件包括相对设置的两个夹持件，两个所述夹持件夹持住变速箱轴时，两个所述定位齿轮中心的连线的中点位于变速箱轴的中心轴线所在直线上。

优选的，所述轴定位组件还包括锥形筒，所述锥形筒的尖端处开设有朝向所述齿轮定位组件的通孔，两个所述夹持件安装于所述锥形筒内，所述工作台上安装有支撑环，所述锥形筒转动连接于所述支撑环内，两个所述定位齿轮分别连接有同轴设置的锥面轮，所述锥面轮经过其中心轴线的轴向截面为等腰梯形，所述锥面轮经过该等腰梯形中位线的径向截面的直径与所述定位齿轮的分度圆直径相等，两个所述锥面轮分别位于所述锥形筒两侧并与锥形筒贴合，所述定位齿轮通过所述锥面轮驱动所述锥形筒同步转动。

优选的，所述支撑环连接有驱动推杆，所述驱动推杆驱动所述支撑环带动所述锥形筒沿变速箱轴的延伸方向活动，两个所述锥面轮分别通过第二弹性杆与对应的所述定位齿轮同轴连接。

优选的，所述工作台于两个所述定位齿轮之间的放置空间下方设置有两块定位挡板，两块所述定位挡板沿变速箱轴的延伸方向间隔布设，两块所述定位挡板之间形成容纳空间。

优选的，两个所述第二弹性杆靠近所述锥面轮的位置分别套设有连接板，且所述第二弹性杆上设置有限制所述连接板沿其延伸方向活动的限位结构，所述连接板与对应的所述U型安装板之间连接有两个伸缩套杆，两个所述伸缩套杆对称设置于对应的所述第二弹性杆两侧。

优选的，两个所述第二弹性杆之间设置有导向板，靠近所述导向板的所述伸缩套杆与所述导向板之间铰接连接有连接杆，所述工作台上开设有沿竖向延伸的导向槽，所述导向板沿竖向滑动连接于所述导向槽内。

优选的，所述夹持件包括驱动臂和连接于所述驱动臂上的弧形夹板，所述驱动臂远离弧形夹板的一端与所述锥形筒的内壁固定连接。

优选的，所述第一弹性杆包括第一内套杆、第一外套杆和第一弹簧，所述第一外套杆与所述支撑板固定连接，所述第一内套杆滑动连接于所述第一外套杆内，所述第一弹簧位于所述第一外套杆内并与所述第一内套杆的端部连接，所述压力传感器位于所述第一弹簧和所述第一外套杆之间。

优选的，所述第二弹性杆包括第二内套杆、第二外套杆和第二弹簧，所述第二外套杆与所述定位齿轮的转动轴连接，所述第二内套杆插设于所述第二外套杆内，所述第二内套杆的杆体上沿其延伸方向设置有导向条，所述第二外套杆内沿其延伸方向设置有与所述导向条适配的导槽，所述第二弹簧位于所述第二外套杆内并与所述第二内套杆的端部连接，所述连接板套设于所述第二内套杆上，所述限位结构为开设于所述导向条上的限位槽。

本发明的有益效果为：本发明通过设置两个定位齿轮，在变速箱齿轮放置在两个定位齿轮上时，使驱动电机驱动两个定位齿轮同时朝向放置空间转动，两个定位齿轮转动的过程中带动变速箱齿轮向下活动，同时，变速箱齿轮向两侧挤压定位齿轮，在变速箱齿轮下降到其中心轴线与定位齿轮的中心轴线水平共面时，第一弹性杆的收缩量最大，压力传感器获取最大压力值，在压力传感器检测到压力值减小时，通过控制器控制驱动电机驱动两个定位齿轮同时朝向远离放置空间的方向转动，带动变速箱齿轮上升，再次检测到压力值达到最大值时，控制驱动电机停止转动，完成变速箱齿轮的定位；将变速箱轴通过夹持件夹持，实现变速箱轴的定位，此时变速箱齿轮的中心位于变速箱轴的中心轴线上，实现两者位置的定位和固定，无需对变速箱齿轮和变速箱轴进行额外加工，加快了齿轮轴的生产效率。

在将变速箱轴插设于变速箱齿轮内之后，本发明通过驱动两个定位齿轮同向转动，实现驱动变速箱齿轮转动，并通过锥面轮带动锥形筒同步转动，实现锥形筒内的变速箱轴跟随变速箱齿轮同步转动，方便焊接机械手对变速箱轴和变速箱齿轮进行焊接。

附图说明

图1是本发明一种变速箱焊接夹具的整体结构示意图。

图2是本发明一种变速箱焊接夹具的齿轮定位组件的结构示意图。

图3是本发明一种变速箱焊接夹具的轴定位组件的结构示意图。

图4是本发明一种变速箱焊接夹具的齿轮定位组件和轴定位组件在工作台上的装配示意图。

图5是本发明一种变速箱焊接夹具的使用状态图。

附图标记：

1、工作台；11、支撑板；12、导向板；121、导向杆；13、连接杆；14、导向槽；15、定位挡板；2、焊接机械手；3、变速箱齿轮；4、变速箱轴；5、U型安装板；51、定位齿轮；52、驱动电机；53、第一内套杆；54、第一外套杆；55、第一弹簧；6、锥形筒；61、驱动臂；62、弧形夹板；7、支撑环；8、驱动推杆；91、第二内套杆；92、第二外套杆；93、导向条；94、连接板；95、伸缩套杆；10、锥面轮。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

如图1至图5所示，本发明的一种变速箱焊接夹具，包括工作台1和设置于工作台1上的焊接机械手2，工作台1上还设置有定位变速箱齿轮3的齿轮定位组件和定位变速箱轴4的轴定位组件。定义位于轴定位组件内的变速箱轴4的延伸方向为前后方向。

其中，齿轮定位组件包括左右对称设置的两个U型安装板5和两个定位齿轮51，两个定位齿轮51分别转动连接于对应的U型安装板5内，且两个定位齿轮51分别连接有驱动电机52。工作台1上左右对称设置有两个支撑板11，两个U型安装板5的开口朝向彼此，背离开口的一侧分别通过第一弹性杆与对应的支撑板11连接，两个定位齿轮51之间形成放置空间。

第一弹性杆包括第一内套杆53、第一外套杆54和第一弹簧55，第一外套杆54与支撑板11固定连接，第一内套杆53滑动连接于第一外套杆54内，第一弹簧55位于第一外套杆54内并与第一内套杆53的端部连接，第一弹簧55和第一外套杆54之间设置有压力传感器（图中未示出）。压力传感器通过控制器与驱动电机52信号连接。

在变速箱齿轮3放置在两个定位齿轮51上时，使驱动电机52驱动两个定位齿轮51同时朝向放置空间转动，两个定位齿轮51转动的过程中带动变速箱齿轮3向下活动，同时，变速箱齿轮3向两侧挤压定位齿轮51，在变速箱齿轮3下降到其中心轴线与定位齿轮51的中心轴线水平共面时，第一弹性杆的收缩量最大，压力传感器获取到最大压力值；在定位齿轮51继续转动时，变速箱齿轮3继续下降，第一弹性杆回弹，压力传感器检测到的压力值变小，此时，通过控制器控制驱动电机52驱动两个定位齿轮51同时朝向远离放置空间的方向转动，带动变速箱齿轮3上升，在压力传感器检测到的压力值达到先前获取到的最大压力值时，使控制器控制驱动电机52停止转动，此时，变速箱齿轮3处于其中心轴线与定位齿轮51的中心轴线水平共面的位置，实现变速箱齿轮3的定位。

如图1和图3所示，轴定位组件包括锥形筒6和相对设置的两个夹持件，锥形筒6的尖端处开设有朝向齿轮定位组件的通孔，两个夹持件上下对称设置于锥形筒6内。夹持件包括驱动臂61和连接于驱动臂61上的弧形夹板62，驱动臂61远离弧形夹板62的一端与锥形筒6的内壁固定连接。两个弧形夹板62夹持住变速箱轴4时，两个定位齿轮51中心的连线的中点位于变速箱轴4的中心轴线所在直线上。

工作台1上安装有支撑环7，支撑环7连接有驱动推杆8，锥形筒6转动连接于支撑环7内，驱动推杆8能够驱动支撑环7带动锥形筒6沿变速箱轴4的延伸方向活动。

将变速箱轴4穿过两个弧形夹板62和通孔，控制驱动臂61驱动弧形夹板62夹持变速箱轴4，此时，变速箱轴4的中心轴线与定位齿轮51的中心轴线重合。在变速箱齿轮3需要套设在变速箱轴4上进行焊接时，使驱动推杆8驱动支撑环7带动锥形筒6和变速箱轴4朝向定位齿轮51的方向活动，至变速箱轴4插设于变速箱齿轮3中间的安装孔内，完成变速箱齿轮3和变速箱轴4的定位；在变速箱齿轮3需要焊接在变速箱轴4的端面上时，使驱动推杆8驱动支撑环7带动锥形筒6和变速箱轴4朝向定位齿轮51的方向活动，至变速箱轴4的端面贴附于变速箱齿轮3上。

两个定位齿轮51分别通过第二弹性杆连接有同轴设置的锥面轮10。锥面轮10经过其中心轴线的轴向截面为等腰梯形，锥面轮10经过该等腰梯形中位线的径向截面的直径与定位齿轮51的分度圆直径相等。两个锥面轮10分别位于锥形筒6左右两侧并与锥形筒6的外锥面贴合，定位齿轮51通过锥面轮10驱动锥形筒6同步转动。

如图2所示，第二弹性杆包括第二内套杆91、第二外套杆92和第二弹簧（图中未示出），第二外套杆92与定位齿轮51的转动轴连接，第二内套杆91插设于第二外套杆92内，第二内套杆91的杆体上沿其延伸方向设置有导向条93，第二外套杆92内沿其延伸方向设置有与导向条93适配的导槽（图中未示出），第二弹簧位于第二外套杆92内并与第二内套杆91的端部连接。定位齿轮51通过导槽和导向条93的配合驱动锥面轮10同步转动。

在完成变速箱齿轮3和变速箱轴4的定位之后，驱动两个定位齿轮51同向转动，实现驱动变速箱齿轮3转动，并通过锥面轮10带动锥形筒6同步转动，实现锥形筒6内的变速箱轴4跟随变速箱齿轮3同步转动，方便焊接机械手2对变速箱轴4和变速箱齿轮3进行焊接。而且，第二弹性杆的设置使得锥形筒6接触锥面轮10之后还可以继续前进，避免锥面轮10对锥形筒6活动的干涉，即避免了对变速箱轴4活动位置的干涉。

第二内套杆91靠近锥面轮10的位置分别套设有连接板94，且设置有限制连接板94沿其延伸方向活动的限位结构，本实施例中，限位结构为开设于导向条93上的限位槽，连接板94位于限位槽内。连接板94与对应的U型安装板5之间连接有两个伸缩套杆95，两个伸缩套杆95对称设置于对应的第二弹性杆左右两侧。通过设置伸缩套杆95，提高了锥面轮10在活动过程中的稳定性。

如图1、图2和图4所示，两个第二弹性杆之间设置有导向板12，靠近导向板12的伸缩套杆95与导向板12之间设置有连接杆13，连接杆13的一端转动连接于伸缩套杆95的外套杆上，另一端转动连接于导向板12上的导向杆121上。工作台1上开设有沿竖向延伸的导向槽14，导向板12沿竖向滑动连接于导向槽14内。导向板12和连接杆13的设置保证了两个定位齿轮51沿左右方向同步活动，进一步提高了定位精度和定位效果。

工作台1于两个定位齿轮51之间的放置空间下方设置有两块定位挡板15，两块定位挡板15沿变速箱轴4的延伸方向间隔布设，两块定位挡板15之间形成容纳空间。在定位齿轮51完成对变速箱齿轮3的定位时，变速箱齿轮3靠近底部的部分结构位于两个定位挡板15的容纳空间内，避免了变速箱轴4抵接在变速箱齿轮3上时以及驱动推杆8驱动支撑环7带动锥形筒6复位时，变速箱齿轮3发生前后方向的大幅活动，保证了变速箱齿轮3稳定位于两个定位齿轮51之间。

本发明的一种变速箱焊接夹具的具体工作原理如下：将变速箱齿轮3放置在两个定位齿轮51之间，使驱动电机52驱动两个定位齿轮51同时朝向放置空间转动，两个定位齿轮51转动的过程中带动变速箱齿轮3向下活动，同时，变速箱齿轮3向两侧挤压定位齿轮51，在变速箱齿轮3下降到其中心轴线与定位齿轮51的中心轴线水平共面时，第一弹性杆的收缩量最大，压力传感器获取到最大压力值；

在定位齿轮51继续转动时，变速箱齿轮3继续下降，第一弹性杆回弹，压力传感器检测到的压力值变小，此时，通过控制器控制驱动电机52驱动两个定位齿轮51同时朝向远离放置空间的方向转动，带动变速箱齿轮3上升，在压力传感器检测到的压力值达到先前获取到的最大压力值时，使控制器控制驱动电机52停止转动，此时，变速箱齿轮3处于其中心轴线与定位齿轮51的中心轴线水平共面的位置，完成变速箱齿轮3的定位；

将变速箱轴4穿过两个夹持件的弧形夹板62之间和锥形筒6上的通孔，控制驱动臂61驱动弧形夹板62夹持变速箱轴4，此时，变速箱轴4的中心轴线与定位齿轮51的中心轴线重合；在变速箱齿轮3需要套设在变速箱轴4上进行焊接时，使驱动推杆8驱动支撑环7带动锥形筒6和变速箱轴4朝向定位齿轮51的方向活动，至变速箱轴4插设于变速箱齿轮3中间的安装孔内，完成变速箱齿轮3和变速箱轴4的定位，锥面轮10与锥形筒6的外侧面紧密贴合；在变速箱齿轮3需要焊接在变速箱轴4的端面上时，使驱动推杆8驱动支撑环7带动锥形筒6和变速箱轴4朝向定位齿轮51的方向活动，至变速箱轴4的端面贴附于变速箱齿轮3上，完成变速箱齿轮3和变速箱轴4的定位，锥面轮10与锥形筒6的外侧面紧密贴合；

驱动两个定位齿轮51同向转动，实现驱动变速箱齿轮3转动，定位齿轮51同时带动锥面轮10转动，锥面轮10带动锥形筒6同步转动，实现锥形筒6内的变速箱轴4跟随变速箱齿轮3同步转动，控制焊接机械手2对变速箱轴4和变速箱齿轮3进行焊接。

本发明通过齿轮定位组件和轴定位组件实现变速箱齿轮和变速箱轴的定位和固定，无需对变速箱齿轮和变速箱轴进行额外加工，加快了齿轮轴的生产效率。

上述实施例中，轴定位组件包括锥形筒和设置于锥形筒内的两个夹持件，并通过驱动推杆驱动锥形筒带动夹持件所夹持的变速箱轴向变速箱齿轮活动，在其他实施例中，轴定位组件还可以仅包括两个夹持件，通过人工将变速箱轴插设于变速箱齿轮内或贴附于变速箱齿轮上时，再通过夹持件夹持变速箱轴将其固定。

上述实施例中，通过定位齿轮、锥面轮和锥形筒的配合驱动变速箱齿轮和变速箱轴同步转动，使焊接机械手保持在同一个位置即可完成焊接，在其他实施例中，可以舍去锥面轮的设置，在完成变速箱齿轮和变速箱轴的定位之后，通过控制焊接机械手转动进行焊接。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (9)

1.一种变速箱焊接夹具，包括工作台（1）和设置于工作台（1）上的焊接机械手（2），其特征在于，所述工作台（1）上还设置有齿轮定位组件和轴定位组件，其中，

所述齿轮定位组件包括对称设置的两个U型安装板（5）和两个定位齿轮（51），两个所述定位齿轮（51）分别转动连接于对应的U型安装板（5）内，且两个所述定位齿轮（51）分别连接有驱动电机（52），所述工作台（1）上对称设置有两个支撑板（11），两个所述U型安装板（5）的开口朝向彼此，背离开口的一侧分别通过第一弹性杆与对应的所述支撑板（11）连接，所述第一弹性杆内设置有压力传感器，所述压力传感器通过控制器与所述驱动电机（52）信号连接，两个所述定位齿轮（51）之间形成放置空间；

所述轴定位组件包括相对设置的两个夹持件，两个所述夹持件夹持住变速箱轴（4）时，两个所述定位齿轮（51）中心的连线的中点位于变速箱轴（4）的中心轴线所在直线上。

2.根据权利要求1所述的变速箱焊接夹具，其特征在于，所述轴定位组件还包括锥形筒（6），所述锥形筒（6）的尖端处开设有朝向所述齿轮定位组件的通孔，两个所述夹持件安装于所述锥形筒（6）内，所述工作台（1）上安装有支撑环（7），所述锥形筒（6）转动连接于所述支撑环（7）内，两个所述定位齿轮（51）分别连接有同轴设置的锥面轮（10），所述锥面轮（10）经过其中心轴线的轴向截面为等腰梯形，所述锥面轮（10）经过该等腰梯形中位线的径向截面的直径与所述定位齿轮（51）的分度圆直径相等，两个所述锥面轮（10）分别位于所述锥形筒（6）两侧并与锥形筒（6）贴合，所述定位齿轮（51）通过所述锥面轮（10）驱动所述锥形筒（6）同步转动。

3.根据权利要求2所述的变速箱焊接夹具，其特征在于，所述支撑环（7）连接有驱动推杆（8），所述驱动推杆（8）驱动所述支撑环（7）带动所述锥形筒（6）沿变速箱轴（4）的延伸方向活动，两个所述锥面轮（10）分别通过第二弹性杆与对应的所述定位齿轮（51）同轴连接。

4.根据权利要求3所述的变速箱焊接夹具，其特征在于，所述工作台（1）于两个所述定位齿轮（51）之间的放置空间下方设置有两块定位挡板（15），两块所述定位挡板（15）沿变速箱轴（4）的延伸方向间隔布设，两块所述定位挡板（15）之间形成容纳空间。

5.根据权利要求4所述的变速箱焊接夹具，其特征在于，两个所述第二弹性杆靠近所述锥面轮（10）的位置分别套设有连接板（94），且所述第二弹性杆上设置有限制所述连接板（94）沿其延伸方向活动的限位结构，所述连接板（94）与对应的所述U型安装板（5）之间连接有两个伸缩套杆（95），两个所述伸缩套杆（95）对称设置于对应的所述第二弹性杆两侧。

6.根据权利要求5所述的变速箱焊接夹具，其特征在于，两个所述第二弹性杆之间设置有导向板（12），靠近所述导向板（12）的所述伸缩套杆（95）与所述导向板（12）之间铰接连接有连接杆（13），所述工作台（1）上开设有沿竖向延伸的导向槽（14），所述导向板（12）沿竖向滑动连接于所述导向槽（14）内。

7.根据权利要求6所述的变速箱焊接夹具，其特征在于，所述夹持件包括驱动臂（61）和连接于所述驱动臂（61）上的弧形夹板（62），所述驱动臂（61）远离弧形夹板（62）的一端与所述锥形筒（6）的内壁固定连接。

8.根据权利要求7所述的变速箱焊接夹具，其特征在于，所述第一弹性杆包括第一内套杆（53）、第一外套杆（54）和第一弹簧（55），所述第一外套杆（54）与所述支撑板（11）固定连接，所述第一内套杆（53）滑动连接于所述第一外套杆（54）内，所述第一弹簧（55）位于所述第一外套杆（54）内并与所述第一内套杆（53）的端部连接，所述压力传感器位于所述第一弹簧（55）和所述第一外套杆（54）之间。

9.根据权利要求8所述的变速箱焊接夹具，其特征在于，所述第二弹性杆包括第二内套杆（91）、第二外套杆（92）和第二弹簧，所述第二外套杆（92）与所述定位齿轮（51）的转动轴连接，所述第二内套杆（91）插设于所述第二外套杆（92）内，所述第二内套杆（91）的杆体上沿其延伸方向设置有导向条（93），所述第二外套杆（92）内沿其延伸方向设置有与所述导向条（93）适配的导槽，所述第二弹簧位于所述第二外套杆（92）内并与所述第二内套杆（91）的端部连接，所述连接板（94）套设于所述第二内套杆（91）上，所述限位结构为开设于所述导向条（93）上的限位槽。