CN204882068U - 等速万向节传动轴检测器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种等速万向节传动轴检测器，因为驱动部能够驱动等速万向节传动轴的轴向旋转、移动节的拉伸与压缩、圆周方向扭矩的加载、固定节的摆动以及移动节的摆动，采集部能够采集固定节和移动节摆动的角度信号、固定节的摆动扭矩信号、移动节轴向移动的位移信号、等速万向节传动轴的旋转扭矩信号、等速万向节传动轴的轴向压力信号以及等速万向节传动轴的圆周间隙信号，控制部能够控制驱动部运行，显示部能够接收并显示采集部采集的各项性能的信号，因此，本实用新型的等速万向节传动轴能够通过一次安装即可完成对等速万向节传动轴的多项性能进行测试，并且测量精确、高效和快捷。

Description

等速万向节传动轴检测器

技术领域

本实用新型属于传动轴检测领域，具体涉及一种用于检测汽车等速万向节传动轴的等速万向节传动轴检测器。

背景技术

随着社会经济与工业科技的蓬勃发展，汽车已经进入千万家庭成为不可或缺的代步工具，与此同时也与社会生活建立起紧密联系，潜移默化地影响着人们的生活消费方式。制造工艺、驾乘感受及行车安全逐渐成为人们评判汽车价值的重要方面，作为决定整车质量的关键因素，汽车零部件的性能品质逐渐开始受到行业与社会的密切关注。

等速万向节传动轴是汽车底盘传动系统的重要部件，主要作用是将扭矩从差速器传送到车轮，从而使车轮对转向或悬挂做出响应。由全国滚动轴承标准化技术委员会提出，国家工业和信息化部发布的机械行业标准JB/T10189-2010《滚动轴承汽车用等速万向节及总成》规定了等速万向节传动轴(等速万向节总成)的定义、性能参数和性能要求，并对性能试验方法进行了规范性描述。若等速万向节传动轴不符合标准，汽车在行驶过程中会产生剧烈振动，转动间隙也会变大，从而导致汽车出现难以驾驶、转向不准等安全隐患。所以，等速万向节传动轴性能品质的优劣对汽车在行驶中的舒适性、可靠性和安全性有着很重要的影响，与驾乘人员的生命安全息息相关。因此，对等速万向节传动轴的性能参数进行测试显得尤为重要，如何寻求高效稳定的测试方法成为等速万向节传动轴制造厂商乃至整个汽车制造业的研究热点。

作为目前应用最为广泛的等速万向节传动轴性能测试设备，汽车传动轴多功能试验机主要针对等速万向节传动轴的摆角、圆周间隙、轴向间隙、移动位移、移动力、偏转角度矩、滚动矩和角度移矩等性能参数进行测试，并融合多传感器应用、运动控制、精密机械、总线通信、数据分析处理、软硬件集成等诸多高新技术。其中运动控制部分是汽车传动轴多功能试验机的核心与关键，关系到整个测试过程的准确性、稳定性及可靠性。

目前，国内的汽车传动轴生产企业大多采用百分表等量具手工单项抽检传动轴，测试效率和测试自动化程度都非常低，尚无一次安装可以完成多项性能检测的综合测试设备。因此，设计和开发一次安装可完成传动轴的多项性能测试的等速万向节传动轴试验机是一项非常紧迫和重要的课题。

实用新型内容

本实用新型是为了解决上述课题而进行的，目的在于提供一种高效，快捷，精确并且通过一次安装便可以对传动轴的多项性能进行测试的等速万向节传动轴检测器。

本实用新型提供了一种高效，快捷，精确并且通过一次安装便可以对传动轴的多项性能进行测试的等速万向节传动轴检测器，其特征在于，包括：固定部，包含床身、设置在床身上部的一侧上的第一台架、设置在床身上部的另一侧的第二台架、设置在第一台架上朝向第二台架并用于安装等速万向节传动轴的移动节的第一气动卡盘以及设置在第二台架上与所述第一气动卡盘相对并用于安装等速万向节传动轴的固定节的第二气动卡盘；

驱动部，包含：设置在第一台架上用于驱动第一气动卡盘和第二气动卡盘进行轴向旋转的主轴旋转驱动单元、设置在第一台架上用于对第一气动卡盘水平移动的轴向位移驱动单元、设置在第一台架上用于驱动第一气动卡盘轴向旋转的扭矩加载驱动单元以及设置在床身下方分别用于驱动第一台架和所述第二台架进行摆动的摆动单元；采集部，包含：设置在摆动驱动单元的转轴上用于采集第一台架和第二台架摆动的角度信号的旋转编码单元、设置在摆动驱动单元的转轴上用于采集等速万向节传动轴的摆动扭矩信号的摆动扭矩传感单元、设置在第一台架上用于采集第一气动卡盘的位移信号的位移传感单元、设置在第二气动卡盘转轴上用于采集第一气动卡盘的旋转扭矩信号的旋转扭矩传感单元、设置在第一气动卡盘转轴上用于采集等速万向节传动轴的轴向压力信号的压力传感单元以及用于采集等速万向节传动轴的轴向间隙信号和圆周间隙信号的激光测距传感单元；控制部，用于控制驱动部运行；以及显示部，用于接收并显示采集部的采集的角度信号、摆动扭矩信号、位移信号、旋转扭矩信号、轴向压力信号、轴向间隙信号和圆周间隙信号，其中，第一台架包含：第一底座和卡合在第一底座上的第一台身，第一台身能够相对于第一底座移动。

本实用新型的等速万向节传动轴检测器还可以具有这样的特征：气动部，包含：用于控制扭矩加载驱动单元的升降第一气动单元，用于第一台架定位的第二气动单元和用于第二台架定位的第三气动单元、用于控制驱动部的刹车制动的第四驱动单元以及控制第一气动单元、第二气动单元、第三气动单元和第四气动单元的电磁阀岛。

本实用新型的等速万向节传动轴检测器还可以具有这样的特征：其中，摆动驱动单元包含:用于驱动第一台架摆动的固定节摆动驱动电机以及用于驱动第二台架摆动的移动节摆动驱动电机。

本实用新型的等速万向节传动轴检测器还可以具有这样的特征：其中，旋转编码单元包含：设置在固定节摆动电机的电机轴上用于采集第一台架摆动的角度的固定节旋转编码单元以及设置在移动节摆动电机的电机轴上用于采集第二台架摆动的角度的移动节旋转编码单元。

实用新型的作用与效果

根据本实用新型所涉及的等速万向节传动轴检测器，因为驱动部能够驱动等速万向节传动轴的轴向旋转、移动节的拉伸与压缩、圆周方向扭矩的加载、固定节的摆动以及移动节的摆动，采集部能够采集固定节和移动节摆动的角度信号、固定节的摆动扭矩信号、移动节轴向移动的位移信号、等速万向节传动轴的旋转扭矩信号、等速万向节传动轴的轴向压力信号以及等速万向节传动轴的圆周间隙信号，控制部能够控制驱动部运行，显示部能够接收并显示采集部采集的角度信号、摆动扭矩信号、位移信号、旋转扭矩信号、轴向压力信号、轴向间隙信号和圆周间隙信号，因此，本实用新型的等速万向节传动轴能够通过一次安装即可完成对等速万向节传动轴的多项性能进行测试，并且测量精确、高效和快捷。

附图说明

图1是本实用新型的等速万向节传动轴的检测器的结构框图；以及

图2是本实用新型的等速万向节传动轴的检测器的结构示意图。

具体实施案例

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例结合附图对本实用新型的等速万向节传动轴的检测器作具体阐述。

图1是本实用新型的等速万向节传动轴的检测器的结构框图。

如图1所示，等速万向节传动轴的检测器100用于对汽车的等速万向节传动轴200的性能进行检测，等速万向节传动轴200与差速器相连接的一端为移动节，与轮毂相连接的一端为固定节，等速万向节传动轴的检测器100包括：固定部110、驱动部120、采集部130、气动部140、控制部150和显示部160。

驱动部120、采集部130、气动部140、控制部150和显示部设置在固定部110上，控制部150控制驱动部120驱动等速万向节传动轴200运动，采集部130采集等速万向节传动轴200的运动信息，气动部140用于固定部110的定位及对驱动部120制动。显示部160用于显示采集部130采集的信息。

图2是本实用新型的传动轴试验机的结构示意图。

如图2所示，固定部110包括床身111、第一台架112、第二台架113、第一气动卡盘114以及第二气动卡盘115。

以图2中方向看，第一台架112设置在床身111上部的左端,第一台架112包含第一底座112a和第一台身112b，第一台身1132b的底部通过丝杠装置与第一底座112a连接，使得第一台身112b能够相对第一底座112a移动，第一底座112a设置在床身111上部。

第一气动卡盘114通过第一转轴116固定在第一台身112b上，等速万向节传动轴200的固定节安装在第一气动卡盘114上。

以图2中方向看，第二台架113设置在床身111上部的右端，第二台架113包含第二底座113a和第二台身113b，第二台身113b固定在第一底座113a上，第二底座112a设置在床身111上部。

第二气动卡盘115通过第二转轴117固定在第二台身113b上，等速万向节传动轴200的移动节安装在第二气动卡盘115上。

驱动部120包含：摆动单元、轴向位移驱动单元122、扭矩加载驱动单元123和主轴旋转驱动单元124。

本实施例中，摆动单元、轴向位移驱动单元122、扭矩加载驱动单元123和主轴旋转驱动单元124中均采用伺服电机进行动力加载，并采用伺服驱动器做为功率放大装置。

摆动单元包含：移动节摆动驱动电机121a和固定节摆动驱动电机121b。

固定节摆动驱动电机121a设置在床身111下部，通过减速器和联轴器并透过床身111与第一底座112a相连接，用于驱动第一底座112a摆动。

移动节摆动驱动电机121b设置在床身111下部，通过减速器和联轴器并透过床身111与第二底座113a相连接，用于驱动第二底座113a摆动。

轴向位移驱动单元122设置在第一台身112b的左侧，通过同步带和同步轮与第一台身112b连接，能够驱动第一台身112b相对于第一台座112a移动，从而对等速万向节传动轴200的移动节进行拉伸与压缩。

以图2中的方向看，扭矩加载驱动单元123设置在第一转轴116的左端，扭矩加载驱动单元123包含涡轮，第一转轴116的左端设置有与涡轮相匹配的齿轮，涡轮与齿轮形成涡轮蜗杆机构，通过涡轮蜗杆机构驱动第一气动卡盘114进行轴向旋转，由于第二气动卡盘115不旋转，从而对等速万向节传动轴200施加一定的圆周方向的旋转扭矩。

主轴旋转驱动单元124设置在第二台身113b上，通过同步轮与同步带与第二转轴117的右端连接，用于驱动第二气动卡盘115轴向旋转，通过等速万向节传动轴200带动第一气动卡盘114转动，从而驱动等速万向节传动轴200进行轴身旋转。

采集部130包含：旋转编码单元、摆动扭矩传感单元132、位移传感单元133、压力传感单元134、旋转扭矩传感单元135和激光测距传感单元(图中未显示)。

旋转编码单元包含固定节旋转编码单元131a和移动节旋转编码单元131b。固定节旋转编码单元131a通过同步轮和同步带与固定节摆动电机121b的转轴连接，用于采集第一底座112a摆动的角度。移动节旋转编码单元131b通过同步轮和同步带与移动节摆动电机121a的转轴连接，用于采集第二底座113a摆动的角度。

摆动扭矩传感单元132设置在固定节摆动电机121b的转轴上，位于减速器和固定节旋转编码单元131a之间，用于采集第一底座112a的摆动扭矩。

位移传感单元133包含测杆和测头，测杆安装在第二台座113a上，测头安装在第二台身113b上，用于采集第一台身112b相对于第一台座112a移动的距离。

压力传感单元134安装在第一转轴116上，以图2中的方向看，位于第二气动卡盘115的左边，用于采集第一转轴116的轴向压力。

旋转扭矩传感单元135安装在第二转轴117上，以图2中的方向看，位于第二气动卡盘115的右边，用于采集第二转轴117的旋转扭矩。

激光测距传感单元包含激光传感器和磁性表架，用于采集等速万向节传动轴200的轴向间隙和圆周间隙，在测量轴向间隙和圆周间隙时固定在等速万向节传动轴200轴身上。

气动部140包含：第一气动单元141、第二气动单元142、第三气动单元143和第四气动单元144。

本实施例中，第一气动单元141为气缸，通过定位销与第一台座112a连接，用于定位第一台架112。

第二气动单元142为气缸，通过定位销与第二台座113a连接，用于定位第二台架113。

第三气动单元143为气缸，设置在第一台身112b上，通过球头连杆与扭矩加载驱动单元123连接，用于调节扭矩加载驱动单元123的升降。当测量等速万向节传动轴200的旋转扭矩时，加载气缸143控制扭矩加载驱动单元123下降，使扭矩加载驱动单元123上的涡轮与第一转轴116上的齿轮啮合形成涡轮蜗杆机构，通过涡轮蜗杆机构驱动第一转轴116旋转，从而第二转轴117施加一定的旋转扭矩。在测量等速万向节传动轴200的其它性能的时候，第三气动单元143控制扭矩加载驱动单元123上升，从而避免扭矩加载驱动单元123对等速万向节传动轴200的轴向旋转产生影响。

本实施例中，第四气动单元144为薄膜气缸，设置在第二台身113b上，与制动盘配合实现刹车制动。

控制部150采用中央控制单元，安装在配电控制柜，用于控制驱动部120驱动固定部110从而使等速万向节传动轴200运动，从而对等速万向节传动轴200的各项性能进行检测。

显示部160用于接收并显示采集部130的采集的角度信号、摆动扭矩信号、位移信号、旋转扭矩信号、轴向压力信号、轴向间隙信号和圆周间隙信号。

具体实施过程：

圆周间隙测试

等速万向节传动轴200的固定节与移动节工作角度均为0°，控制部150控制扭矩加载驱动单元123驱动第一转轴116转动，从而对等速万向节传动轴200施加旋转扭矩，激光测距传感单元分别测量固定节和移动节与传动轴轴身之间产生的圆周间隙，并计算传动轴圆周间隙总和。

固定节轴向间隙测试

等速万向节传动轴200固定节与移动节工作角度均为0°，控制部150控制轴向位移驱动单元122驱动等速万向节传动轴200轴向拉伸与压缩，使得轴向拉伸力大小相同方向相反，激光测距传感单元采集固定节外套与轴身之间的轴向间隙。

摆角测试

控制部150控制主轴旋转驱动单元124驱动等速万向节传动轴200旋转，同时，控制部150控制固定节摆动电机121a和移动节摆动电机121b分别使固定节和移动节绕各自回转中心恒速摆动至最大角度位置，固定节旋转编码单元131a和移动节旋转编码单元131b分别采集固定节摆动的角度和移动节摆动的角度。

位移测试

等速万向节传动轴200在标准安装状态下，控制部150控制轴向位移驱动单元122驱动第二台身113b相对于第二台座113a左右移动，从而使移动节分别沿轴向恒速拉伸及压缩至最大位移位置，位移传感单元133采集移动节轴向移动的距离。

移动力测试

等速万向节传动轴200在标准安装状态下，控制部150控制轴向位移驱动单元122驱动第二台身113b相对于第二台座113a左右移动，使移动节恒速拉伸和压缩，压力传感单元134采集所需拉伸力和压缩力。

偏转角度矩测试

等速万向节传动轴200的移动节工作角度为0°，控制部150控制主轴旋转驱动单元124驱动等速万向节传动轴200以60rpm转速正常旋转，同时，控制部150控制固定节摆动驱动电机121b使得固定节在±30°范围内摆动，摆动扭矩传感单元132采集固定节的摆动扭矩。

滚动矩测试

等速万向节传动轴200在正常旋转状态下，控制部150控制固定节摆动电机121a和移动节摆动电机121b分别驱动第一台座112a和第二台座112b恒速摆动至指定角度，旋转扭矩传感单元135采集并计算等速万向节传动轴200在转动过程中旋转扭矩的最大值、最小值和平均值。

摆动间隙测试

等速万向节传动轴200在标准安装状态下，控制部150控制固定节摆动电机121a和移动节摆动电机121b分别驱动第一台座112a和第二台座112b恒速摆动至指定角度，激光测距传感单元采集固定节和移动节在摆动过程中存在的摆动间隙。

角度移距测试

等速万向节传动轴200在正常旋转状态下，控制部150控制轴向位移驱动单元122驱动第一台身112b相对于第一台座112a恒速移动从而使移动节恒速拉伸或压缩，同时控制部150控制移动节摆动电机121b驱动第二台座113b恒速摆动，从而使移动节绕自身回转中心恒速摆动，移动节旋转编码单元131b采集移动节摆动的角度，位移传感单元133采集移动节轴向移动的距离，计算角度与距离的关系曲线。

实施例的作用与效果

根据本实施例所涉及的等速万向节传动轴检测器，因为驱动部能够驱动等速万向节传动轴的轴向旋转、移动节的拉伸与压缩、圆周方向扭矩的加载、固定节的摆动以及移动节的摆动，采集部能够采集固定节和移动节摆动的角度信号、固定节的摆动扭矩信号、移动节轴向移动的位移信号、等速万向节传动轴的旋转扭矩信号、等速万向节传动轴的轴向压力信号以及等速万向节传动轴的圆周间隙信号，控制部能够控制驱动部运行，显示部能够接收并显示采集部采集的角度信号、摆动扭矩信号、位移信号、旋转扭矩信号、轴向压力信号、轴向间隙信号和圆周间隙信号，因此，本实用新型的等速万向节传动轴能够通过一次安装即可完成对等速万向节传动轴的多项性能进行测试，并且测量精确、高效和快捷。

上述实施方式为本实用新型的优选案例，并不用来限制本实用新型的保护范围。

Claims (4)

1.一种等速万向节传动轴检测器，用于测试等速万向节传动轴的性能，其特征在于，包括：

固定部，包含床身、设置在所述床身上部的一侧上的第一台架、设置在所述床身上部的另一侧的第二台架、设置在所述第一台架上朝向所述第二台架并用于安装所述等速万向节传动轴的移动节的第一气动卡盘以及设置在所述第二台架上与所述第一气动卡盘相对并用于安装所述等速万向节传动轴的固定节的第二气动卡盘；

驱动部，包含：设置在所述第一台架上用于驱动所述第一气动卡盘和所述第二气动卡盘进行轴向旋转的主轴旋转驱动单元、设置在所述第一台架上用于对所述第一气动卡盘水平移动的轴向位移驱动单元、设置在所述第一台架上用于驱动所述第一气动卡盘轴向旋转的扭矩加载驱动单元以及设置在所述床身下方分别用于驱动所述第一台架和所述第二台架进行摆动的摆动单元；

采集部，包含：设置在所述摆动驱动单元的转轴上用于采集所述第一台架和所述第二台架摆动的角度信号的旋转编码单元、设置在所述摆动驱动单元的转轴上用于采集所述等速万向节传动轴的摆动扭矩信号的摆动扭矩传感单元、设置在所述第一台架上用于采集所述第一气动卡盘的位移信号的位移传感单元、设置在所述第二气动卡盘转轴上用于采集所述第一气动卡盘的旋转扭矩信号的旋转扭矩传感单元、设置在所述第一气动卡盘转轴上用于采集所述等速万向节传动轴的轴向压力信号的压力传感单元以及用于采集所述等速万向节传动轴的轴向间隙信号和圆周间隙信号的激光测距传感单元；以及

控制部，用于控制所述驱动部运行；以及

显示部，用于接收并显示所述采集部的采集的角度信号、摆动扭矩信号、位移信号、旋转扭矩信号、轴向压力信号、轴向间隙信号和圆周间隙信号，

其中，所述第一台架包含：第一底座和卡合在所述第一底座上的第一台身，所述第一台身能够相对于所述第一底座移动。

2.根据权利要求1所述的等速万向节传动轴检测器，其特征在于，还包括：

气动部，包含：用于控制所述扭矩加载驱动单元的升降第一气动单元，用于所述第一台架定位的第二气动单元和用于所述第二台架定位的第三气动单元、用于控制所述驱动部的刹车制动的第四气动单元以及控制所述第一气动单元、所述第二气动单元、所述第三气动单元和所述第四气动单元的电磁阀岛。

3.根据权利要求1所述的等速万向节传动轴检测器，其特征在于：

其中，所述摆动驱动单元包含:用于驱动所述第一台架摆动的固定节摆动驱动电机以及用于驱动所述第二台架摆动的移动节摆动驱动电机。

4.根据权利要求1所述的等速万向节传动轴检测器，其特征在于：

其中，所述旋转编码单元包含：设置在所述固定节摆动电机的电机轴上用于采集所述第一台架摆动的角度的固定节旋转编码单元以及设置在所述移动节摆动电机的电机轴上用于采集所述第二台架摆动的角度的移动节旋转编码单元。