CN117433475A - 差速器间隙的测量设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种差速器间隙的测量设备，包括测量机构，其中，所述测量机构包括能够连接差速器的上半轴齿轮以进行测量的测量部以及用于承载所述测量部并能够沿竖直方向移动的升降台，所述测量部通过浮动机构与所述升降台沿竖直方向浮动连接。根据本申请的技术方案，通过浮动的测量部使测量机构能够相对于升降台上下浮动，因此测量机构下降时不会对差速器的上半轴齿轮造成压力，避免了由于下压上半轴齿轮导致的差速器间隙与实际工况的间隙不匹配造成的测量误差。

Description

差速器间隙的测量设备

技术领域

本申请涉及车辆领域，更具体地说，涉及一种差速器间隙测量设备。

背景技术

差速器是汽车传动系统中的关键组件，通常由多个齿轮组成，为保证差速器的正常使用需要在制造完成后对差速器间隙进行测量，现有的测量装置通常是通过将两个涨紧轴分别插入差速器的上半轴齿轮和下半轴齿轮，锁止住下半轴齿轮后驱动上半轴齿轮旋转，从而获得齿在与其啮合的两个齿间的旋转范围，以推算出差速器间隙。

而现有的测量设备在测量过程中，若上方的测量机构的下降控制不精确会导致上半轴齿轮被测量机构下压，从而导致齿轮的间隙发生改变，使测量过程中的齿轮间隙与实际工况的齿轮间隙不符。

因此，如何避免上半轴齿轮被下压导致的测量误差，成为本申请需要解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本申请提出了一种差速器间隙的测量设备，以克服上述技术问题。

根据本申请，提出了一种差速器间隙的测量设备，包括测量机构，其中，所述测量机构包括能够连接差速器的上半轴齿轮以进行测量的测量部以及用于承载所述测量部并能够沿竖直方向移动的升降台，所述测量部通过浮动机构与所述升降台沿竖直方向浮动连接。

优选地，所述浮动机构包括用以承载所述测量部的浮动部、固定于所述升降台的链轮以及与所述浮动部连接的配重块，其中，所述配重块通过围绕所述链轮设置的链条与所述浮动部连接，以使所述浮动部与所述配重块相对于所述升降台能够沿竖直方向反向浮动，所述配重块的重量与所述测量部和浮动部的重量之和相同。

优选地，所述浮动部包括与所述链条连接的浮动板以及沿水平方向可移动的与所述浮动板连接的安装板，所述测量部安装于所述安装板。

优选地，所述升降台安装有竖直向上延伸的第一导向件，所述浮动板安装有与所述第一导向件对应的第二导向件，所述第一导向件与所述第二导向件构成导向结构。

优选地，所述测量部包括第一涨紧轴以及驱动所述第一涨紧轴旋转的驱动单元，所述第一涨紧轴能够在扩张状态和收起状态之间转换，以使所述第一涨紧轴在扩张状态时与上半轴齿轮涨紧连接，并在收起状态时与上半轴齿轮脱离。

优选地，包括用以支撑所述测量机构的支架，以及安装于所述支架用以承托差速器的托架机构，所述托架机构位于所述测量机构的下方。

优选地，所述托架机构包括能够沿竖直轴线旋转的转台，所述转台为矩形结构，所述转台沿长度方向的一端为用以放置差速器的测量端，另一端为用以设置标准件的参照端，所述测量端开设有暴露下半轴齿轮的通孔，所述测量端和参照端通过所述转台的转动能够在位于所述测量部正下方的测量位置和远离所述测量部的待命位置之间转换。

优选地，包括用以固定差速器的壳体并锁止差速器的下半轴齿轮的保持机构，所述保持机构沿竖直方向可移动地安装于所述支架，所述保持机构包括沿竖直方向可移动的安装于所述支架的滑动座、固定于所述滑动座的第二涨紧轴以及安装于所述滑动座的用以从差速器的上方抱紧差速器的壳体的第一抱爪，其中，所述第二涨紧轴能够在扩张状态和收起状态之间转换，以使所述第二涨紧轴在扩张状态时与下半轴齿轮涨紧连接，并在收起状态时与下半轴齿轮脱离。

优选地，所述测量部包括扭矩传感器以及旋转编码器。

优选地，所述浮动部包括用以从差速器的下方抱紧差速器的壳体的第二抱爪。

根据本申请的技术方案，通过浮动的测量部使测量机构能够相对于升降台上下浮动，因此测量机构下降时不会对差速器的上半轴齿轮造成压力，避免了由于下压上半轴齿轮导致的差速器间隙与实际工况的间隙不匹配造成的测量误差。

本申请的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施方式及其说明用于解释本申请。在附图中：

图1为根据本申请的一种实施方式的差速器间隙的测量设备的示意图；

图2为图1的测量设备去掉支架的示意图；

图3图2的测量设备的另一角度的示意图；

图4为根据本申请的一种实施方式的测量机构的剖视图；

图5为根据本申请的一种实施方式的测量设备与差速器的示意图。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本申请的技术方案。

根据本申请的一个方面，提供了一种差速器间隙的测量设备，包括测量机构100，其中，所述测量机构100包括能够连接差速器10的上半轴齿轮11以进行测量的测量部110以及用于承载所述测量部110并能够沿竖直方向移动的升降台101，所述测量部110通过浮动机构与所述升降台101沿竖直方向浮动连接。

根据本申请的技术方案，通过浮动机构使测量部110能够相对于升降台101上下浮动，因此测量机构下降时不会对差速器的上半轴齿轮造成压力，避免了由于下压上半轴齿轮导致的差速器间隙与实际工况的间隙不匹配造成的测量误差。

本申请的技术方案中，升降台101可以开设有开口，测量部110可以穿设于该开口中，并通过浮动机构与升降台101连接，从而使测量部110能够相对于升降台101在竖直方向浮动。测量部110可以包括能够与上半轴齿轮11连接的连接件、驱动该连接件绕竖直轴线旋转的驱动单元、测量连接件的旋转扭矩的扭矩测量单元以及测量连接件旋转角度的旋转测量单元等，其中，扭矩测量单元可以采用例如数字扭矩表、扭矩传感器等设备、旋转测量单元可以采用光电传感器、旋转编码器等设备，只要能够测量上半轴齿轮11的旋转扭矩和旋转角度即可，此处不做赘述。升降台101能够沿竖直方向移动，从而从差速器10的上方接近或远离差速器10，随着升降台101的下降连接件可以与上半轴齿轮11连接，以使连接件和上半轴齿轮11形成一体，其中，连接件可以采用涨紧轴等形式，以通过涨紧等方式与上半轴齿轮11进行连接，只要能够通过连接件与上半轴齿轮11连接成一体即可，此处不做赘述。通过例如电机等驱动单元驱动使上半轴齿轮11和连接件同步进行旋转，从而通过扭矩测量单元和旋转测量单元所获得上半轴齿轮11旋转时的扭矩数据和旋转角度数据，再通过获得的扭矩数据和角度数据推算得到差速器的齿轮间隙。

用于连接测量部110和升降台101的浮动机构可以采用适当的形式，例如，可以通过弹簧围绕升降台101的开口分别与升降台101和测量部110连接，使弹簧在通常情况下处于非临界状态，即弹簧能够进一步压缩或伸展，以使测量部110能够相对于升降台101具有竖直方向的自由浮动的范围，另外，还可以通过拉簧、杠杆机构等其他形式构成浮动机构，只要能够使测量部110能够相对于升降台101在竖直方向浮动即可，此处不作限制。

通过本申请，在测量过程中，测量机构100下降接近差速器10的过程中，即便下降幅度过大也能够通过浮动机构抵消测量部110对差速器10的下压力，从而使差速器的测量工况与实际工况一致，避免了由于测量机构100下压从而改变差速器的齿轮间隙导致的测量误差。

浮动机构可以采用适当的形式，以使测量部110可浮动的与升降台101连接，根据一个优选的实施方式，如图2和3所示，所述浮动机构包括用以承载所述测量部110的浮动部、固定于所述升降台101的链轮120以及与所述浮动部连接的配重块121，其中，所述配重块121通过围绕所述链轮120设置的链条122与所述浮动部连接，以使所述浮动部与所述配重块121相对于所述升降台101能够沿竖直方向反向浮动，所述配重块121的重量与所述测量部110和浮动部的重量之和相同。

本申请的技术方案中，浮动部可以采用中间具有开孔的结构，以供测量部110穿设，使测量部110能够突出于浮动部以与差速器10连接，并且测量部110可以通过支柱等方式与浮动部固定连接，为了匹配浮动部和测量部110整体的重量，还设置有与浮动部和测量部110的重量相同的配重块121，配重块121可以包括多个，分别通过链条122与浮动部连接，并且链条122能够围绕链轮120运动，链轮120可以固定于升降台101并通过竖直向上延伸的支撑结构将链轮120设置于高于升降台101的位置，从而使两端分别连接浮动部和配重块121的链条122能够围绕链轮120具有一定的行程范围，从而使配重块121能够相对于测量部110反向浮动。

为了能够对测量部110进行水平方向的微调，根据一个优选的实施方式，所述浮动部包括与所述链条122连接的浮动板102以及沿水平方向可移动的与所述浮动板102连接的安装板105，所述测量部110安装于所述安装板105。

本申请的技术方案中，安装板105可以采用适当的形式与浮动板102连接，例如，安装板105可以通过十字滑台安装于浮动板102等，只要能够使安装板105能够相对于浮动板102沿水平方向移动即可，此处不作限制。安装板105能够在水平方向上相对于浮动板102移动，从而带动测量部110在水平方向进行微调，以便测量部110在水平方向进行校准。

为了引导测量部110沿竖直方向相对于升降台101浮动，避免产生晃动，根据一个优选的实施方式，如图3所示，所述升降台101安装有竖直向上延伸的第一导向件104，所述浮动板102安装有与所述第一导向件104对应的第二导向件103，所述第一导向件104与所述第二导向件103构成导向结构。

本申请的技术方案中，第一导向件104可以设置有竖直延伸的导轨或导槽等结构，第二导向件103可以设置有与第一导向件104匹配的滑块等结构，从而使第一导向件104和第二导向件103的彼此配合，形成导向结构，使浮动板102通过该导向结构的引导使其只能沿竖直方向移动，限制其在水平方向上移动，从而使测量部110能够沿竖直方向相对于升降台101稳定的浮动，避免了测量部110的晃动。

测量部110可以采用适当的形式，以与上半轴齿轮11连接并驱动其旋转，根据一个优选的实施方式，如图4所示，所述测量部110包括第一涨紧轴113以及驱动所述第一涨紧轴113旋转的驱动单元111，所述第一涨紧轴113能够在扩张状态和收起状态之间转换，以使所述第一涨紧轴113在扩张状态时与上半轴齿轮11涨紧连接，并在收起状态时与上半轴齿轮11脱离。

本申请的技术方案中，第一涨紧轴113可以包括轴杆1131以及围绕轴杆1131的轴套1132，轴套1132安装于浮动部，并且轴套1132的端部具有能够扩张和收起的花头1133，通过轴杆1131上升或下降能够控制花头1133扩张或收起，从而使第一涨紧轴113能够在扩张状态和收起状态间转换以与上半轴齿轮11连接或脱离。

为了能够驱动第一涨紧轴113旋转以测量与第一涨紧轴113连接的差速器10的上半轴齿轮11的扭矩和旋转角度，驱动单元111可以包括伺服旋转驱动器，并且第一涨紧轴113可以通过扭矩检测单元与驱动单元111连接，从而通过驱动单元111驱动第一涨紧轴113旋转并通过扭矩检测单元检测第一涨紧轴113的扭矩（即，差速器10的上半轴齿轮11的扭矩），旋转检测单元可以套设于第一涨紧轴113从而测量第一涨紧轴113的旋转角度（即，差速器的上半轴齿轮11的旋转角度）。

为了能够驱动第一涨紧轴113在扩张状态和收起状态间转换，测量部110可以包括固定安装于浮动部的用以驱动轴杆1131向下移动的驱动气缸115、与驱动气缸115的伸缩部连接的传动板114、与轴杆1131连接的旋转部119以及碟簧116，其中，旋转部119沿竖直轴线可旋转地安装于传动板114，碟簧116抵靠于旋转部119和轴套1132之间并处于被压缩的状态，以使与轴杆1131连接的旋转部119和轴套1132产生斥力，从而使轴杆1131具有相对于轴套1132向上移动的趋势。

通过该技术方案，轴套1132固定于浮动部，轴杆1131花头1133和旋转部119能够相对于轴套1132沿竖直方向移动，并且轴杆1131、轴套1132、旋转部119、碟簧116能够一体的相对于浮动部沿竖直轴线旋转，当驱动气缸115驱动传动板114向下移动时，传动板114带动旋转部119向下移动，从而使旋转部119抵抗碟簧116的弹力带动轴杆1131向下移动，使花头1133收起以与上半轴齿轮11脱离；当驱动气缸115停止工作，在碟簧116的弹力的影响下，使传动板114向上移动，从而带动轴杆1131向上移动，使花头1133扩张以与上半轴齿轮11涨紧连接。

为了对差速器10进行定位，以便于测量部110与差速器10连接，根据一个优选地实施方式，如图1至3所示，测量设备包括用以支撑所述测量机构100的支架400，以及安装于所述支架400用以承托差速器的托架机构300，所述托架机构300位于所述测量机构100的下方。

本申请的技术方案中，托架机构300可以采用适当的形式，以承托差速器10，例如，托架机构300可以采用从差速器10底部承载的形式使差速器10能够放置于托架机构300上，或者还可以采用机械手的形式从差速器10的壳体两侧夹紧差速器10等，此处不作限制，只要能够稳定的承载差速器10即可。另外，托架机构300还可以包括能够夹紧差速器10的壳体的夹爪等装置，夹紧差速器10的壳体从而在测量过程中保持差速器10的位置稳定。

为了便于对差速器10的间隙测量值是否符合标准进行判断，根据一个优选的实施方式，如图2所示，所述托架机构300包括能够沿竖直轴线旋转的转台301，所述转台301为矩形结构，所述转台301沿长度方向的一端为用以放置差速器10的测量端302，另一端为用以设置标准件的参照端303，所述测量端302开设有暴露下半轴齿轮12的通孔，所述测量端302和参照端303通过所述转台301的转动能够在位于所述测量部110正下方的测量位置和远离所述测量部110的待命位置之间转换。

本申请的技术方案中，标准件具有与差速器10对应的结构，并且具有符合标准的齿轮间隙，通过测量部110对标准件进行测量得到的间隙数据与待测差速器的间隙数据进行比对，从而判断待测差速器的间隙是否符合标准。转台301可以通过与支架400连接的旋转驱动器304驱动旋转，从而将待测齿轮轴10或标准件在测量位置和待命位置之间转换。由于测量差速器间隙需要对差速器10的下半轴齿轮12进行固定，防止其旋转，因此测量端302开设有暴露下半轴齿轮12的通孔，止转机构可以通过该通孔与下半轴齿轮12连接，从而对下半轴齿轮12止转以进行测量。

为了对差速器10的下半轴齿轮12进行止转，根据一个优选的实施方式，测量设备包括用以固定差速器10的壳体并锁止差速器10的下半轴齿轮12的保持机构200，所述保持机构200沿竖直方向可移动地安装于所述支架400，所述保持机构200包括沿竖直方向可移动的安装于所述支架400的滑动座201、固定于所述滑动座201的第二涨紧轴210以及安装于所述滑动座201的用以从差速器10的上方抱紧差速器10的壳体的第一抱爪202，其中，所述第二涨紧轴210能够在扩张状态和收起状态之间转换，以使所述第二涨紧轴210在扩张状态时与下半轴齿轮12涨紧连接，并在收起状态时与下半轴齿轮12脱离。

本申请的技术方案中，保持机构200从差速器10的下方竖直向上移动以接近差速器10以通过第一抱爪202从两侧绕过测量端302和差速器10壳体并从差速器10的上方抱紧差速器10的壳体，为了将差速器10保持在适当的位置，保持机构200还可以设置有与第一抱爪202配合的安装于滑动座201并向上凸起的固定台203，固定台203能够承托差速器10的壳体的底部，从而与第一抱爪202共同作用以从底部和顶部将差速器10的壳体固定，使其稳定的保持在保持机构200。保持机构200在固定差速器10的壳体的同时第二涨紧轴210能够从下方插入差速器10的下半轴齿轮12的轴孔中并与下半轴齿轮12涨紧连接，其中，第二涨紧轴210可以具有与第一涨紧轴113相同的结构，此处不再赘述，由于第二涨紧轴210与滑动座201固定连接，因此，第二涨紧轴210与下半轴齿轮12涨紧连接后会对第二涨紧轴210止转，从而便于测量机构100对差速器间隙进行测量。

测量部110可以设置适当的测量装置以对差速器间隙进行测量，根据一个优选的实施方式，如图4所示，所述测量部110包括扭矩传感器117以及旋转编码器118。

本申请的技术方案中，扭矩测量单元可以采用扭矩传感器117，第一涨紧轴113可以通过扭矩传感器117与驱动单元111连接，从而在驱动单元111驱动第一涨紧轴113旋转时，由于带动上半轴齿轮11旋转所产生的扭矩会通过第一涨紧轴113传递至扭矩传感器117，从而通过扭矩传感器117获取该扭矩数据。测量第一涨紧轴113的旋转角度的测量单元可以采用旋转编码器118，旋转编码器118可以套设于第一涨紧轴113外侧，当第一涨紧轴113的旋转时通过旋转编码器118能够获得第一涨紧轴113的旋转角度数据。

下面具体说明使用本申请的测量设备测量差速器间隙的过程：

首先将差速器放置于托架机构300上，使测量部110的第一涨紧轴113和保持机构200的第二涨紧轴210分别从差速器10的上方和下方对准差速器10的上半轴齿轮11和下半轴齿轮12；

驱动滑动座201向上移动使保持机构200接触差速器10的壳体，并通过第一抱爪202抱紧差速器的壳体，同时第二涨紧轴210插入下半轴齿轮12的轴孔中，并与下半轴齿轮12涨紧连接，使下半轴齿轮12止转；

驱动升降台101向下移动使测量机构100下降至差速器10的壳体上方，同时第一涨紧轴113插入上半轴齿轮11的轴孔中，并与上半轴齿轮11涨紧连接，测量机构100下降过程中若测量部110过度下降，通过浮动机构使测量部浮动110能够抵消测量部110对差速器10的压力；

驱动单元111驱动第一涨紧轴113旋转，并通过扭矩传感器117和获取上半轴齿轮11的旋转扭矩，在旋转过程中，由于齿轮间相互啮合的齿存在间隙，因此当齿在与其对应的两个齿之间旋转时（即间隙）不会带动其他齿轮旋转此时扭矩较小，而当该齿接触至其他齿时会带动其他齿轮旋转此时扭矩较大，扭矩传感器117能够获取两个不同的扭矩从而当扭矩变大时通过旋转编码器118记录当前第一涨紧轴113的角度，并通过驱动单元111驱动第一涨紧轴113反向旋转，当再次获得较大的扭矩时停止，此时旋转编码器118能够获取第一涨紧轴113的旋转角度的数值，该旋转角度的数值即为差速器间隙。

根据本申请的技术方案，通过浮动机构使测量部110能够相对于升降台101上下浮动，因此测量机构下降时不会对差速器的上半轴齿轮造成压力，避免了由于下压上半轴齿轮导致的差速器间隙与实际工况的间隙不匹配造成的测量误差。

另外，本测量设备还能够对差速器的拖曳力矩进行测量，所述浮动部包括用以从差速器10的下方抱紧差速器10的壳体的第二抱爪130。

本申请的技术方案中，测量差速器的拖曳力矩（即，空载扭矩），不需要对差速器10的下半轴齿轮12进行止转，测量机构100能够用以测量差速器10的拖曳力矩，为了能将差速器10的壳体固定于测量部110，可以通过在浮动部设置第二抱爪130，以从差速器10的壳体的下方抱紧差速器10的壳体以保持差速器10，避免差速器10移动。

具体操作过程为：

将测量部110下降并通过第二抱爪130抱紧差速器10的壳体，同时，测量部110可以通过例如涨紧轴等连接件与差速器10的上半轴齿轮11连接并形成一体；

再驱动上半轴齿轮11旋转从而通过扭矩传感器117获得差速器10的拖曳力矩。

以上详细描述了本申请的优选实施方式，但是，本申请并不限于上述实施方式中的具体细节，在本申请的技术构思范围内，可以对本申请的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本申请的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本申请对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本申请的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本申请的思想，其同样应当视为本申请所公开的内容。

Claims (10)

1.一种差速器间隙的测量设备，其特征在于，包括测量机构（100），其中，所述测量机构（100）包括能够连接差速器（10）的上半轴齿轮（11）以进行测量的测量部（110）以及用于承载所述测量部（110）并能够沿竖直方向移动的升降台（101），所述测量部（110）通过浮动机构与所述升降台（101）沿竖直方向浮动连接。

2.根据权利要求1所述的测量设备，其特征在于，所述浮动机构包括用以承载所述测量部（110）的浮动部、固定于所述升降台（101）的链轮（120）以及与所述浮动部连接的配重块（121），其中，所述配重块（121）通过围绕所述链轮（120）设置的链条（122）与所述浮动部连接，以使所述浮动部与所述配重块（121）相对于所述升降台（101）能够沿竖直方向反向浮动，所述配重块（121）的重量与所述测量部（110）和浮动部的重量之和相同。

3.根据权利要求2所述测量设备，其特征在于，所述浮动部包括与所述链条（122）连接的浮动板（102）以及沿水平方向可移动的与所述浮动板（102）连接的安装板（105），所述测量部（110）安装于所述安装板（105）。

4.根据权利要求3所述的测量设备，其特征在于，所述升降台（101）安装有竖直向上延伸的第一导向件（104），所述浮动板（102）安装有与所述第一导向件（104）对应的第二导向件（103），所述第一导向件（104）与所述第二导向件（103）构成导向结构。

5.根据权利要求1所述的测量设备，其特征在于，所述测量部（110）包括第一涨紧轴（113）以及驱动所述第一涨紧轴（113）旋转的驱动单元（111），所述第一涨紧轴（113）能够在扩张状态和收起状态之间转换，以使所述第一涨紧轴（113）在扩张状态时与上半轴齿轮（11）涨紧连接，并在收起状态时与上半轴齿轮（11）脱离。

6.根据权利要求1至5任一项所述的测量设备，其特征在于，包括用以支撑所述测量机构（100）的支架（400），以及安装于所述支架（400）用以承托差速器的托架机构（300），所述托架机构（300）位于所述测量机构（100）的下方。

7.根据权利要求6所述的测量设备，其特征在于，所述托架机构（300）包括能够沿竖直轴线旋转的转台（301），所述转台（301）为矩形结构，所述转台（301）沿长度方向的一端为用以放置差速器（10）的测量端（302），另一端为用以设置标准件的参照端（303），所述测量端（302）开设有暴露下半轴齿轮（12）的通孔，所述测量端（302）和参照端（303）通过所述转台（301）的转动能够在位于所述测量部（110）正下方的测量位置和远离所述测量部（110）的待命位置之间转换。

8.根据权利要求7所述的测量设备，其特征在于，包括用以固定差速器（10）的壳体并锁止差速器（10）的下半轴齿轮（12）的保持机构（200），所述保持机构（200）沿竖直方向可移动地安装于所述支架（400），所述保持机构（200）包括沿竖直方向可移动的安装于所述支架（400）的滑动座（201）、固定于所述滑动座（201）的第二涨紧轴（210）以及安装于所述滑动座（201）的用以从差速器（10）的上方抱紧差速器（10）的壳体的第一抱爪（202），其中，所述第二涨紧轴（210）能够在扩张状态和收起状态之间转换，以使所述第二涨紧轴（210）在扩张状态时与下半轴齿轮（12）涨紧连接，并在收起状态时与下半轴齿轮（12）脱离。

9.根据权利要求1至5任一项所述的测量设备，其特征在于，所述测量部（110）包括扭矩传感器（117）以及旋转编码器（118）。

10.根据权利要求9所述的测量设备，其特征在于，所述浮动部包括用以从差速器（10）的下方抱紧差速器（10）的壳体的第二抱爪（130）。