CN218411091U - 一种中间轴万向节组件的轴向间隙测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型的一种中间轴万向节组件的轴向间隙测试装置，在测试平台上设置万向节支撑搭载平台，万向节支撑搭载平台一侧平台面上设置滑动导轨，在滑动导轨上设置中间轴支撑滑块组件，轴管滑动副被中间轴支撑滑块组件支撑；万向节支撑搭载平台另一侧平台面上设置有仿形抱紧机构，通过该机构将万向节组件抱死锁紧；测试平台的后部呈垂直式的设置有测试用立柱，测试用立柱的上部设置有力和位移传感组件，通过该力和位移传感组件对位于其下方的被仿形抱紧机构固定的万向节组件的滚针轴承进行检测，并实时记录测试曲线。本实用新型实时读取测试力和位移曲线，从而满足各项试验及检测要求，试验数据准确，且测试过程快速简易且测试效率高，通用性佳。

Description

一种中间轴万向节组件的轴向间隙测试装置

技术领域

本实用新型涉及汽车零部件的检测领域，尤其涉及一种应用于汽车转向系统的中间轴万向节组件的轴向间隙测试装置，能将中间轴万向节能够快速搭载固定及满足轴向间隙测试的需求。

背景技术

汽车转向系统(steering system)是用来改变或保持汽车行驶方向的一系列装置，其功用就是让驾驶员操纵/控制汽车的行驶方向。转向系统将驾驶员施加给方向盘的转矩传递，驱动转向器工作，以达到控制汽车行驶方向的作用，转向系统是决定汽车行驶安全性、可靠性、操纵稳定性和驾驶舒适性的关键因素，同时，转向系统对于确保车辆行驶安全，减少交通事故及保护驾驶员的人身安全，改善驾驶条件起着至关重要作用。

目前，现有技术下的汽车转向系统由转向管柱，转向机和中间轴传动轴三大部分组成。

其中，转向管柱关系到整车的运转性能，转向管柱直接影响到汽车整体的转向是否平稳，转向器则起到了增大转向盘传到转向传动机构的力和改变力的传递方向的作用，而中间轴是转向系统中连接转向管柱和转向器的可以传递扭矩并吸收路面激励的一种机械传动机构。在汽车行驶过程中，驾驶员通过转动方向盘，将扭矩与转角角度由转向管柱通过中间轴传递到转向机。所以中间轴作为一个承上启下的部件，其性能的好坏，直接影响到汽车行驶的安全性，操纵稳定性和驾驶舒适性，它对于确保车辆行驶安全，减少交通事故及保护驾驶员的人身安全，改善驾驶条件起着至关重要作用。所以各家汽车转向系统生产厂家非常重视对中间轴的研发、测试、上机等一系列工作。

现有技术下的中间轴一般由上万向节、减震管(部分产品不含)、滑动副、下万向节组成，而万向节则由固定节叉，十字轴，密封圈，滚针轴承和摆动节叉构成，从扭矩传递路径结合转向机的结构布置可以看出，中间轴的万向节属于转向系统中应力集中的位置，故在汽车转向系统试验中，需要对转向中间轴万向节组件的轴向间隙进行试验，所谓的轴向间隙，又称轴向游隙，指的是万向节组件的端面和轴承之间的间隙，若轴向间隙过大，则会在汽车行驶在非标准道路时体现出来，由于路面颠簸冲击，振动会传递到万向节，引发十字轴与滚针轴承撞击产生噪音，而且轴向间隙也会影响汽车转向手感，导致驾驶员转动方向盘时引发扭矩突变，影响汽车的安全性与稳定性。

而现有技术下对中间轴万向节组件的轴向间隙测试存在过程复杂、效率低、准确度不高且通用性差的问题，如：

QC/T647_2013汽车转向万向节总成性能要求与试验方法：

该试验方法将两个万向节叉的轴线设置成一直线，固定其中一个万向节叉，另一万向节叉沿其两轴承孔中心线往复平移，通过交换万向节叉的固定，测出与之垂直方向的万向节叉十字轴的轴向间隙，但这种方法测试效率低，此外，这种测试方式采用的是固定一侧万向节叉并加载另一侧万向节叉，这样测试在测十字轴轴向间隙(轴向间隙常态要求控制在0.1mm以下)时，由于节叉推动十字轴运动的同时会将两侧十字轴与轴承径向间隙一并测进去，故现有技术的这种测试方式结果误差大，测试精度不高。

综上所述，对中间轴万向节组件的轴向间隙测试对整个转向系统的研发、测试、上机是及其重要且必不可少的步骤，故现迫切需要一种新型的中间轴万向节组件的轴向间隙测试装置。

实用新型内容

为了解决现有技术下对中间轴万向节组件的轴向间隙测试所存在的过程复杂、效率低、准确度不高且通用性差的问题，本实用新型提供了一种中间轴万向节组件的轴向间隙测试装置，使用本实用新型在进行产品万向节间隙性能测试时，将待测样件平放到测试装置台面，通过操纵搭载装置各夹紧及传动机构，实时读取测试力和位移曲线，从而满足测试所需。本实用新型的一种中间轴万向节组件的轴向间隙测试装置其测试过程简易、高效、精准、实用，可实现多种产品，不同结构，不同位置的搭载测试。

本实用新型的一种中间轴万向节组件的轴向间隙测试装置其具体结构如下所述：

一种中间轴万向节组件的轴向间隙测试装置，包括一呈水平放置的测试平台和待测的中间轴总成，其具体结构如下所述：

所述的测试平台的台面上设置有一可前后滑动并可固定的万向节支撑搭载平台，在该万向节支撑搭载平台一侧的平台面上横向设置有滑动导轨，在滑动导轨上设置有中间轴支撑滑块组件，待测的中间轴总成中部位置的轴管滑动副被该中间轴支撑滑块组件支撑；

所述的万向节支撑搭载平台另一侧的平台面上设置有仿形抱紧机构，通过该仿形抱紧机构将待测的中间轴总成一端的万向节组件抱死锁紧；

所述的测试平台的后部呈垂直式的设置有测试用立柱，该测试用立柱的上部设置有一力和位移传感组件，通过该力和位移传感组件对位于其下方的被仿形抱紧机构固定的万向节组件的十字轴与滚针轴承之间的间隙进行检测，并实时记录测试曲线。

根据本实用新型的一种中间轴万向节组件的轴向间隙测试装置，其特征在于，所述的仿形抱紧机构包括抱紧机构支撑板、带有十字轴凹面仿形顶头的夹紧工装、C型工装和测试加载杆，其中，抱紧机构支撑板呈水平式的安装在万向节支撑搭载平台的平台面上，将待测的中间轴总成的万向节组件置于该抱紧机构支撑板处，而带有十字轴凹面仿形顶头的夹紧工装共有两个，分别设置在抱紧机构支撑板的左右两侧，通过旋入抱紧螺栓，带有十字轴凹面仿形顶头的夹紧工装从左右两边将万向节组件的左右两端夹紧，C型工装呈竖立状设置在万向节组件处，其具体为，该C型工装的中间开口置于万向节组件的上下端位置处，该C型工装的上端开设有垂直通孔，测试加载杆设置在该垂直通孔内并可通过该孔上下移动，且C型工装的下部和测试加载杆的下端均设置有轴承顶头，即，万向节组件上下端的滚针轴承分别与测试加载杆的下端与C型工装的下部的轴承顶头接触。

根据本实用新型的一种中间轴万向节组件的轴向间隙测试装置，其特征在于，所述的力和位移传感组件包括压力座、施力手柄、力传感器、吸铁表座、可调式机械臂和位移传感器，其中，压力座设置在测试用立柱的上部，且压力座正对了下方被仿形抱紧机构抱死锁紧的万向节组件的滚针轴承，压力座的侧部设置有施力手柄，压力座的下部设置有力传感器，施力手柄与力传感器连接，而该力传感器的下端则与仿形抱紧机构的测试加载杆的上端连接，吸铁表座吸附在测试用立柱的侧部，吸铁表座设置有可调式机械臂，该可调式机械臂再夹持了位移传感器，且该位移传感器与仿形抱紧机构的C型工装的上部接触，通过施力手柄对与其连接的力传感器施力下压，将力传递至测试加载杆及万向节组件的滚针轴承，结合与C型工装上部接触的位移传感器进行检测，并实时记录测试曲线。

根据本实用新型的一种中间轴万向节组件的轴向间隙测试装置，其特征在于，所述的中间轴支撑滑块组件数量为2～4件，该中间轴支撑滑块组件由滑动底座、高度调节杆和V型支撑块组成，其中，滑动底座设置在万向节支撑搭载平台的滑动导轨上，高度调节杆设置在滑动底座中间位置处开设的调节定位孔内，V型支撑块则由高度调节杆支撑并调节其高度，即，整个中间轴支撑滑块组件可沿着滑动导轨横向左右移动且支撑高度可调。

中间轴支撑滑块组件的具体数量、排列间隔和托举高度由待测的中间轴总成及万向节组件的类型决定。

本实用新型的一种中间轴万向节组件的轴向间隙测试装置，其主要结构原理如下：

本实用新型基于万向节产品结构特性，通过重新设计的万向节组件的仿形抱紧机构，锁紧抱死中间轴一端的万向节组件，而另一端的万向节叉是自由的，由于测试结果是需要获得十字轴与轴承之间的间隙参数，所以采用了将万向节组件固定不动，通过测试加载杆下端的轴承顶头直接去施压万向节组件，而十字轴的轴承与节叉孔是通过铆压进去的过盈配合，轴承相对于节叉是一体，所以此时配合位移传感器获得的参数来检测中间轴万向节组件的轴向间隙是最为直接且最有效的，获得的检测数据更为精准。

使用本实用新型的一种中间轴万向节组件的轴向间隙测试装置获得了如下有益效果：

1.本实用新型的一种中间轴万向节组件的轴向间隙测试装置通过操纵搭载装置各夹紧及传动机构，实时读取测试力和位移曲线，从而满足各项试验及检测要求，且试验数据准确；

2.本实用新型的一种中间轴万向节组件的轴向间隙测试装置的测试过程快速简易且测试效率高，且本实用新型可以实现多种产品、不同结构和不同位置的中间轴万向节组件的轴向间隙测的搭载测试，通用性佳。

附图说明

图1为本实用新型的一种中间轴万向节组件的轴向间隙测试装置的具体结构示意图；

图2为本实用新型的一种中间轴万向节组件的轴向间隙测试装置的各设备组件分解示意图；

图3为本实用新型的一种中间轴万向节组件的轴向间隙测试装置的仿形抱紧机构和中间轴支撑滑块组件的结构示意图；

图4为本实用新型的一种中间轴万向节组件的轴向间隙测试装置的仿形抱紧机构的具体实施效果图；

图5为本实用新型的一种中间轴万向节组件的轴向间隙测试装置的万向节组件的零部件分解示意图。

图中：1-测试平台，2-待测的中间轴总成，2a-轴管滑动副，2b-万向节组件，2b1-十字轴，2b2-滚针轴承，3-万向节支撑搭载平台，3a-滑动导轨，4-中间轴支撑滑块组件，4a-滑动底座，4a1-调节定位孔，4b-高度调节杆，4c-V型支撑块，5-测试用立柱，A-仿形抱紧机构，A1-抱紧机构支撑板A1，A2-带有十字轴凹面仿形顶头的夹紧工装，A2a-抱紧螺栓，A3-C型工装，A3a-垂直通孔，A4-测试加载杆，A5-轴承顶头，B-力和位移传感组件，B1-压力座，B2-施力手柄，B3-力传感器，B4-吸铁表座，B5-可调式机械臂，B6-位移传感器。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型的一种中间轴万向节组件的轴向间隙测试装置做进一步的描述。

实施例

如图1～图5所示，一种中间轴万向节组件的轴向间隙测试装置，包括一呈水平放置的测试平台1和待测的中间轴总成2，该测试平台的台面上设置有一可前后滑动并可固定的万向节支撑搭载平台3，在该万向节支撑搭载平台一侧的平台面上横向设置有滑动导轨3a，在滑动导轨上设置有中间轴支撑滑块组件4，待测的中间轴总成2中部位置的轴管滑动副2a被该中间轴支撑滑块组件支撑；

万向节支撑搭载平台3另一侧的平台面上设置有仿形抱紧机构A，通过该仿形抱紧机构将待测的中间轴总成2一端的万向节组件2b抱死锁紧；

测试平台1的后部呈垂直式的设置有测试用立柱5，该测试用立柱的上部设置有一力和位移传感组件B，通过该力和位移传感组件对位于其下方的被仿形抱紧机构A固定的万向节组件2b的十字轴2b1与滚针轴承2b2(如图5所示)之间的间隙进行检测，并实时记录测试曲线。

如图1和图3所示，仿形抱紧机构A包括抱紧机构支撑板A1、带有十字轴凹面仿形顶头的夹紧工装A2、C型工装A3和测试加载杆A4，其中，抱紧机构支撑板呈水平式的安装在万向节支撑搭载平台3的平台面上，将待测的中间轴总成2的万向节组件2b置于该抱紧机构支撑板处，而带有十字轴凹面仿形顶头的夹紧工装共有两个，分别设置在抱紧机构支撑板的左右两侧，通过旋入抱紧螺栓A2a，带有十字轴凹面仿形顶头的夹紧工装从左右两边将万向节组件的左右两端夹紧，C型工装呈竖立状设置在万向节组件处，其具体为，该C型工装的中间开口置于万向节组件的上下端位置处，该C型工装的上端开设有垂直通孔A3a，测试加载杆设置在该垂直通孔内并可通过该孔上下移动，且C型工装的下部和测试加载杆的下端均设置有轴承顶头A5，即，万向节组件上下端的滚针轴承2b2分别与测试加载杆的下端与C型工装的下部的轴承顶头接触。

如图1和图2所示，力和位移传感组件B包括压力座B1、施力手柄B2、力传感器B3、吸铁表座B4、可调式机械臂B5和位移传感器B6，其中，压力座设置在测试用立柱5的上部，且压力座正对了下方被仿形抱紧机构A抱死锁紧的万向节组件2b的滚针轴承2b2，压力座的侧部设置有施力手柄，压力座的下部设置有力传感器，施力手柄与力传感器连接，而该力传感器的下端则与仿形抱紧机构的测试加载杆A4的上端连接，吸铁表座吸附在测试用立柱的侧部，吸铁表座设置有可调式机械臂，该可调式机械臂再夹持了位移传感器，且该位移传感器与仿形抱紧机构的C型工装A3的上部接触，通过施力手柄对与其连接的力传感器施力下压，将力传递至测试加载杆及万向节组件的滚针轴承，结合与C型工装上部接触的位移传感器进行检测，并实时记录测试曲线。

如图3所示，中间轴支撑滑块组件4数量为2～4件(本实施例中为2件)，该中间轴支撑滑块组件由滑动底座4a、高度调节杆4b和V型支撑块4c组成，其中，滑动底座设置在万向节支撑搭载平台3的滑动导轨3a上，高度调节杆设置在滑动底座中间位置处开设的调节定位孔4a1内，V型支撑块则由高度调节杆支撑并调节其高度，即，整个中间轴支撑滑块组件可沿着滑动导轨横向左右移动且支撑高度可调。

中间轴支撑滑块组件4的具体数量(本实施例中为2件)、排列间隔和托举高度由待测的中间轴总成及万向节组件的类型决定。

本实施例中，本实用新型的一种中间轴万向节组件的轴向间隙测试装置的具体使用步骤如下：

1)确认待测的中间轴总成2的类别型号，调整测试平台1台面上的万向节支撑搭载平台3的位置与其匹配；

2)将待测的中间轴总成平放到万向节支撑搭载平台上设置的仿形抱紧机构A的抱紧机构支撑板A1上并定位，并确认其轴管滑动副2a被中间轴支撑滑块组件4支撑，然后通过带有十字轴凹面仿形顶头的夹紧工装A2和抱紧螺栓A2a将万向节组件2b的左右两端夹紧；

3)将C型工装A3的中间开口置于万向节组件处，并且确认C型工装的中间开口正对了万向节组件的上下端，以及确认C型工装下部的轴承顶头A5接触万向节组件下端的滚针轴承2b1；

4)调节吸铁表座B4和可调式机械臂B5，确认被可调式机械臂夹持的位移传感器B6与C型工装的上部接触；

5)对施力手柄B2施加压力，使得与其连接的力传感器B3下压，将力传递至测试加载杆A4，此时测试加载杆下端的轴承顶头应与万向节组件上端部的滚针轴承接触并顶住；

6)随着施力的逐步增大，由于滚针轴承与十字轴2b1存在轴向间隙，此时只要检测位移传感器读取到的下降距离数据就可以获得滚针轴承与十字轴之间的轴向间隙数据，测试时，实时记录力传感器和位移传感器的数据，形成测试曲线即可获得完整的轴向间隙数据；

7)该段的万向节组件测试完毕后，对施力手柄反向施力，将力传感器与测试加载杆升起，放松抱紧螺栓，使得带有十字轴凹面仿形顶头的夹紧工装不再夹紧万向节组件的左右两端，将整个待测的中间轴总成取出，再将万向节组件转90度，继续测另外两端的滚针轴承与十字轴之间的轴向间隙；

8)重复上述步骤检测待测的中间轴总成另一端的万向节组件，一共检测4次，实时记录力传感器和位移传感器的数据，获得整个万向节组件的滚针轴承与十字轴之间的间隙的轴向间隙数据，至此，中间轴万向节组件的轴向间隙测试完成。

但是，本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本申请的，而并非用作为对本申请的限定，只要在本申请的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本申请的权利要求书范围内。

本实用新型的一种中间轴万向节组件的轴向间隙测试装置通过操纵搭载装置各夹紧及传动机构，实时读取测试力和位移曲线，从而满足各项试验及检测要求，且试验数据准确；且本实用新型的一种中间轴万向节组件的轴向间隙测试装置的测试过程快速简易且测试效率高，且本实用新型可以实现多种产品、不同结构和不同位置的中间轴万向节组件的轴向间隙测的搭载测试，通用性佳。

Claims (5)

1.一种中间轴万向节组件的轴向间隙测试装置，包括一呈水平放置的测试平台(1)和待测的中间轴总成(2)，其特征是：

所述的测试平台(1)的台面上设置有一可前后滑动并可固定的万向节支撑搭载平台(3)，在该万向节支撑搭载平台一侧的平台面上横向设置有滑动导轨(3a)，在滑动导轨上设置有中间轴支撑滑块组件(4)，待测的中间轴总成(2)中部位置的轴管滑动副(2a)被该中间轴支撑滑块组件支撑；

所述的万向节支撑搭载平台(3)另一侧的平台面上设置有仿形抱紧机构(A)，通过该仿形抱紧机构将待测的中间轴总成(2)一端的万向节组件(2b)抱死锁紧；

所述的测试平台(1)的后部呈垂直式的设置有测试用立柱(5)，该测试用立柱的上部设置有一力和位移传感组件(B)，通过该力和位移传感组件对位于其下方的被仿形抱紧机构(A)固定的万向节组件(2b)的十字轴(2b1)与滚针轴承(2b2)之间的间隙进行检测，并实时记录测试曲线。

2.如权利要求1所述的一种中间轴万向节组件的轴向间隙测试装置，其特征在于，所述的仿形抱紧机构(A)包括抱紧机构支撑板(A1)、带有十字轴凹面仿形顶头的夹紧工装(A2)、C型工装(A3)和测试加载杆(A4)，其中，抱紧机构支撑板呈水平式的安装在万向节支撑搭载平台(3)的平台面上，将待测的中间轴总成(2)的万向节组件(2b)置于该抱紧机构支撑板处，而带有十字轴凹面仿形顶头的夹紧工装共有两个，分别设置在抱紧机构支撑板的左右两侧，通过旋入抱紧螺栓(A2a)，带有十字轴凹面仿形顶头的夹紧工装从左右两边将万向节组件的左右两端夹紧，C型工装呈竖立状设置在万向节组件处，其具体为，该C型工装的中间开口置于万向节组件的上下端位置处，该C型工装的上端开设有垂直通孔(A3a)，测试加载杆设置在该垂直通孔内并可通过该孔上下移动，且C型工装的下部和测试加载杆的下端均设置有轴承顶头(A5)，即，万向节组件的上下端的滚针轴承(2b2)分别与测试加载杆的下端与C型工装的下部的轴承顶头接触。

3.如权利要求1所述的一种中间轴万向节组件的轴向间隙测试装置，其特征在于，所述的力和位移传感组件(B)包括压力座(B1)、施力手柄(B2)、力传感器(B3)、吸铁表座(B4)、可调式机械臂(B5)和位移传感器(B6)，其中，压力座设置在测试用立柱(5)的上部，且压力座正对了下方被仿形抱紧机构(A)抱死锁紧的万向节组件(2b)的滚针轴承(2b2)，压力座的侧部设置有施力手柄，压力座的下部设置有力传感器，施力手柄与力传感器连接，而该力传感器的下端则与仿形抱紧机构的测试加载杆(A4)的上端连接，吸铁表座吸附在测试用立柱的侧部，吸铁表座设置有可调式机械臂，该可调式机械臂再夹持了位移传感器，且该位移传感器与仿形抱紧机构的C型工装(A3)的上部接触，通过施力手柄对与其连接的力传感器施力下压，将力传递至测试加载杆及万向节组件的滚针轴承，结合与C型工装上部接触的位移传感器进行检测，并实时记录测试曲线。

4.如权利要求1所述的一种中间轴万向节组件的轴向间隙测试装置，其特征在于，所述的中间轴支撑滑块组件(4)数量为2～4件，该中间轴支撑滑块组件由滑动底座(4a)、高度调节杆(4b)和V型支撑块(4c)组成，其中，滑动底座设置在万向节支撑搭载平台(3)的滑动导轨(3a)上，高度调节杆设置在滑动底座中间位置处开设的调节定位孔(4a1)内，V型支撑块则由高度调节杆支撑并调节其高度，即，整个中间轴支撑滑块组件可沿着滑动导轨横向左右移动且支撑高度可调。

5.如权利要求1所述的一种中间轴万向节组件的轴向间隙测试装置，其特征在于，所述的中间轴支撑滑块组件(4)的具体数量、排列间隔和托举高度由待测的中间轴总成及万向节组件的类型决定。

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