专利名称：用于汽车后桥主减速器组件凸缘跳动的检测装置的制作方法
技术领域：
本发明属于汽车零部件的质量检测领域，具体涉及对汽车后桥主减速器的凸缘的端面跳动和止口跳动的跳动量检测装置。
背景技术：
汽车的驱动桥处于传动系的末端，其基本功能是增大由传动轴或直接由变速器传来的转矩，将转矩分配给左、右驱动车轮，并使左、右驱动车轮具有汽车行驶运动学所要求的差速功能；同时，驱动桥还要承受作用于路面和车架或车厢之间的铅垂力、纵向力和横向力。汽车后桥主减速器组件是汽车的驱动桥中的主要总成结构之一，是汽车传动系最主要的传动部件，汽车后桥主减速器主要由主减速器壳体、主减速器准双曲面齿轮副和差速器总成组成，汽车传动系的任务是传递发动机的动力，以适应汽车行驶的需要。发动机输出的转速和转矩，经过主减速器的减速增扭作用后传递到差速器壳上，再经过差速器的差速和转矩分配作用，通过左右半轴将转速和转矩输出到汽车两侧的驱动轮上。汽车后桥主减速器组件的详细结构如图I所示，所述汽车后桥主减速器组件90主要包括凸缘91、减速器壳92、主动锥齿轮93、行星齿轮94、从动准双曲面齿轮95、差速器壳 96和半轴齿轮97等部件。凸缘91位于汽车后桥主减速器组件90的顶端，凸缘91里面下端的台阶面作为锁紧螺母的支撑面，通过拧紧锁紧螺母，使主锥轴承存在一定的预紧力，凸缘内圈为花键设计。如图2所示，凸缘91为带有凸台和孔的回转体，图中X方向为止口跳动方向，Y为端面跳动方向，中心孔用以安装主动锥齿轮93，所述主动锥齿轮93与从动准双曲面齿轮95啮合并可带动或随其运动。在加工过程中，由于工艺及各种加工误差的影响，凸缘91的端面可能不平整，凸缘91的止口的圆形可能不规整。在安装过程中，也会存在一定的误差，主动锥齿轮93的轴在安装孔中有微小的倾斜，从而凸缘91会有微小的倾斜，同时也易影响传动轴的旋转与凸缘91及主动锥齿轮93旋转不同心，导致主动锥齿轮93与从动准双曲面齿轮95的啮合不平稳，转动时噪声大，传动效率降低，也缩短主减速器的工作寿命，也易引发车辆安全事故。因此在组装汽车后桥主减速器组件后，很有必要对汽车后桥主减速器组件的运动情况进行检测，必须要保证汽车后桥主减速器组件的凸缘91在止口和端面方向在工作过程中在安全的范围内，因此对组装好的汽车后桥主减速器组件的凸缘91的运动情况进行检测是汽车生产中的重要工作，但是现还未见有相应的专用于汽车后桥主减速器组件的凸缘91的检测装置的出现。

发明内容
本发明的目的是为了提供一种自动化水平很高的对汽车后桥主减速器组件的凸缘在端面和止口方向上跳动情况进行监测的监测装置，用以以判断汽车后桥主减速器组件的质量安全。
本发明的技术方案是用于汽车后桥主减速器组件凸缘跳动的检测装置，其特征在于，包括检测安装模块、止口监测模块、端面检测模块、驱动模块、机架模块和控制模块；所述机架模块用以安装检测安装模块、驱动模块和控制模块；所述检测安装模块用以安装止口监测模块和端面检测模块，所述检测安装模块的支点铰接在机架模块上，一端固定安装在机架模块上，另一端固定安装有止口监测模块和端面检测模块，在所述检测安装模块的运动下带动止口监测模块和端面检测模块与被检测的汽车后桥主减速器组件的凸缘分离或接触；所述驱动模块固定安装在机架模块上并且位于检测安装模块的下方，包括了用以驱动汽车后桥主减速器组件工作的驱动齿轮和用以带动驱动齿轮运动的驱动电机；所述控制模块固定安装在在机架模块用以控制安装模块和驱动模块运动，接收并分析止口监测模块和端面检测模块的检测数据；上述驱动模块中的驱动齿轮与主减速器组件中的主动锥齿轮对称安装后同时与从动准双曲面齿轮啮合以使从动准双曲面齿轮所受到的分别来自驱动齿轮和主动锥齿轮的力矩就能相互平衡抵消。本发明的有益效果是1.由于驱动齿轮选用和主减速器的主动锥齿轮同型号的产品，并且可更换，保证凸缘的旋转速度与电动机的旋转速度一致，可以更方便的记录凸缘的端面跳动和止口跳动的最大跳动量的位置，更好的对两者进行定位。2.驱动齿轮与主动锥齿轮保持对称安装，驱动齿轮可平稳驱动从动准双曲面齿轮，最大程度上减少了对从动准双曲面齿轮齿面的损害。3.控制模块记录最大跳动量位置对应的光电编码盘的脉冲数， 可对凸缘的端面跳动和止口跳动两者的跳动量最大处分别进行标记。4.传感器的下端用测量头上的接触棒接触工件，调整传感器的在夹头中的位置，可保证位移传感器不损坏，同时又能保证检测效果。


图I是汽车后桥主减速器组件的结构图。图2是汽车后桥主减速器组件中凸缘的结构图，图中X为止口方向，Y为端面方向。图3是本发明处于工作状态时的结构示意图。图4是本发明处于工作状态时俯视方向(方向G)的结构示意图。图5是图4的C-C方向结构示意图。图6是图4的D-D方向结构示意图。图7是本发明处于工作状态时驱动结构示意图。图8是本发明处于工作状态时驱动齿轮和主动锥齿轮的安装结构示意图。附图标记说明检测安装模块I、测头汽缸转耳11、测头汽缸12、测头臂支架13、测头摆臂14、第一测头摆臂转轴15、第二测头摆臂转轴16、测头摆臂支架17、止口监测模块2、 止口跳动检测位移传感器21、止口传感器夹头22、止口跳动测头23、止口跳动测头接触棒
24、端面检测模块3、端面跳动测头31、端面传感器夹头32、端面跳动检测位移传感器33、L 形臂34、端面跳动测头接触棒35、驱动模块4、驱动齿轮41、电动机42、电机架支座43、传动短轴44、旋转编码器45、轴承46、电机支架47、电机顶升汽缸48、轴承座49、传动长轴410、 驱动齿轮套筒411、机架模块5、机架51、控制模块6、电气柜61、操作盒62、主减速器组件90、凸缘91、减速器壳92、主动锥齿轮93、行星齿轮94、从动准双曲面齿轮95、差速器壳96、 半轴齿轮97。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的说明。如图3和图4所示，用于汽车后桥主减速器组件凸缘跳动的检测装置，包括检测安装模块I、止口监测模块2、端面检测模块3、驱动模块4、机架模块5和控制模块6 ；所述机架模块5用以安装检测安装模块I、驱动模块4和控制模块6 ；所述检测安装模块I用以安装止口监测模块2和端面检测模块3，所述检测安装模块I的支点铰接在机架模块5上，一端固定安装在机架模块5上，另一端固定安装有止口监测模块2和端面检测模块3，在所述检测安装模块I的运动下可以带动止口监测模块2和端面检测模块3与被检测的汽车后桥主减速器组件的凸缘91分离或接触；所述驱动模块4固定安装在机架模块5上并且位于检测安装模块I的下方，包括了用以驱动汽车后桥主减速器组件工作的驱动齿轮41和用以带动驱动齿轮41运动的驱动电机；所述控制模块6固定安装在在机架模块5用以控制安装模块I和驱动模块4运动， 接收并分析止口监测模块2和端面检测模块3的检测数据。上述检测安装模块I包括测头汽缸转耳11、测头汽缸12、测头臂支架13、测头摆臂14、第一测头摆臂转轴15和第二测头摆臂转轴16，所述测头汽缸转耳11 一端固定安装在机架模块5上，另一端与测头汽缸12铰接，所述测头汽缸12的轴通过第一测头摆臂转轴 15与测头摆臂14的一端铰接，所述测头摆臂14的中部通过第二测头摆臂转轴16与固定在机架模块5上的测头摆臂支架17铰接，所述测头摆臂14的另一端安装有止口监测模块 2和端面检测模块3 ； 如图4和图5所示，上述止口监测模块2包括止口跳动检测位移传感器21、止口传感器夹头22和止口跳动测头23，所述止口传感器夹头22固定安装在测头摆臂14的侧面，所述止口传感器夹头22上装有止口跳动检测位移传感器21和止口跳动测头23，所述止口跳动测头23的下端固定安装有止口跳动测头接触棒24用以接触止口以传递止口跳动位移，所述止口跳动测头接触棒24采用固定螺钉实现位置的微调；如图4和图6所示，上述端面检测模块3包括端面跳动测头31、端面传感器夹头 32、端面跳动检测位移传感器33、L形臂34和端面跳动测头接触棒35，所述L形臂34固定安装在测头摆臂14的前端，所述L形臂34上安装有端面传感器夹头32，所述端面跳动测头 31和端面跳动检测位移传感器33安装于端面传感器夹头32上，所述端面跳动测头31上安装有端面跳动测头接触棒35用以接触止口以传递止口跳动位移到端面跳动检测位移传感器33中，所述端面跳动测头接触棒35采用固定螺钉实现位置的微调；如图7所示，上述驱动模块4包括驱动齿轮41、电动机42、电机架支座43、传动短轴44、旋转编码器45、轴承46、电机支架47、电机顶升汽缸48、轴承座49、传动长轴410和驱动齿轮套筒411，所述电机顶升气缸48为一个三轴气缸，安装于电机架支座43上端侧面上，所述的电机架支座43上安装有电机支架47，所述电动机42安装在所述的电机支架47 下端，电动机42的输出轴通过传动短轴44与驱动长轴410相连，并且在驱动长轴410上安装有空心的旋转编码器45，所述驱动长轴410通过轴承46和轴承座49安装在电机支架47 上端，驱动长轴410的上端与驱动齿轮套筒411相连，驱动齿轮套筒411用来安装多种型号的驱动齿轮41 ；上述机架模块5主要包括框架结构的机架51，上述其它模块通过各种连接件固定连接在机架51上，所述机架51的外部还具有保护和美观作用的外壳。如图8所示，上述驱动模块4中的驱动齿轮41与主减速器组件90中的主动锥齿轮93对称安装后同时与从动准双曲面齿轮95啮合以使从动准双曲面齿轮95所受到的分别来自驱动齿轮41和主动锥齿轮93的力矩就能相互平衡抵消。对于驱动模块4，由于主减速器组件90现在大部分都采用主动锥齿轮93和从动准双曲面齿轮95的结构设计，主动锥齿轮93和从动准双曲面齿轮95具有接触应力小，传动比大，传动平稳等特点。检测过程中，为了能平稳驱动主动锥齿轮93和凸缘91，而不损坏从动准双曲面齿轮95的齿面，驱动模块4的驱动齿轮41选用与主动锥齿轮93同型号的产品，这样可以保证电动机42的旋转角度与凸缘91的旋转角度保持一致。驱动齿轮41固定于电动机42上面的驱动齿轮套筒411，可更换安装，当主减速器41的型号更换后，只要更换和主动锥齿轮93 —样的驱动齿轮41即可。驱动齿轮41由电动机42带动旋转从而驱动主动锥齿轮93，电机支架47固定住电动机42，电机顶伸气缸48伸出时将驱动齿轮41与从动准双曲面齿轮95啮合。主动锥齿轮41和从动准双曲面齿轮95啮合时，传递的是两空间相错轴之间的回转运动，相错轴为90°，即两者的旋转平面是相互垂直的。驱动模块4中将驱动齿轮41和主动锥齿轮93对称安装，这样从动准双曲面齿轮95所受到的分别来自驱动齿轮41和主动锥齿轮93的力矩就能相互平衡抵消，保证在检测过程中从动准双曲面齿轮95 齿面所受到的磨损最小，传动更加平稳。本发明的上述模块中，本领域的技术人员应该意识到本发明的关键点是将位移传感器活动的设置到凸缘91的端部和止口方向，并且可以通过驱动模块的驱动齿轮驱动主减速器组件90运行从而模拟主减速器组件90的工作状态，实现了快速自动的监测。基于这一设计思想，上述检测安装模块I、止口监测模块2、端面检测模块3、驱动模块4和机架模块除采用本发明公开的上述具体结构外，还可以采用其他公知的结构连接关系，但均不能脱离本发明的实质性保护范围。另外，由于本发明的创新主要在于上述各模块的结构改进，电气部分(控制模块 6)可以采用常规设计，因此未对控制模块6做进一步的展开描述，但这并不影响本发明的实施。下面结合附图进一步的说明本发明的工作原理进一步说明描述本装置的工作原理在位于电气柜61里面的可编程控制单元控制下，测头气缸12推动测头摆臂14动作，使止口跳动检测位移传感器21和端面跳动检测位移传感器33的下端的测头的接触棒分别与凸缘91的端面和止口接触，并使位移传感器产生位移变化。同时可编程控制单元控制电动机42运行，带动驱动齿轮41啮合主减速器的从动准双曲面齿轮95，从而带动凸缘91旋转， 利用旋转编码器45脉冲计数，保证凸缘91旋转一周以上，在凸缘91旋转的过程中，可编程控制单元实时读取位移传感器测量的位移值，更新保存凸缘91旋转过程中的端面跳动和止口跳动两者的最大值和对应时刻旋转编码器45的脉冲数。在凸缘91旋转一周以后，电动机42停止转动，就可得到整个凸缘91的端面跳动量的最大值和止口跳动量的最大值，并得到凸缘91的端面跳动最大和止口跳动最大时旋转编码器45脉冲计数值，进一步得到凸缘91的端面跳动最大和止口跳动最大时凸缘91旋转的角度，就可以对最大位置进行定位。 检测结果可通过显示单元实时显示并最终判断跳动量是否满足产品质量安全要求，从而判断主减速器组件的质量是否合格。这样便实现了对微型车和轻型车汽车的后桥主减速器组件的凸缘的端面跳动量和止口跳动量的自动化综合检测。本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的原理，应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。
权利要求
1.用于汽车后桥主减速器组件凸缘跳动的检测装置，其特征在于，包括检测安装模块(I)、止口监测模块(2)、端面检测模块(3)、驱动模块(4)、机架模块(5)和控制模块(6)；所述机架模块(5)用以安装检测安装模块(I)、驱动模块(4)和控制模块(6)；所述检测安装模块(I)用以安装止口监测模块(2)和端面检测模块(3)，所述检测安装模块(I)的支点铰接在机架模块(5)上，一端固定安装在机架模块(5)上，另一端固定安装有止口监测模块(2)和端面检测模块(3)，在所述检测安装模块(I)的运动下带动止口监测模块(2)和端面检测模块(3)与被检测的汽车后桥主减速器组件的凸缘(91)分离或接触；所述驱动模块(4)固定安装在机架模块(5)上并且位于检测安装模块(I)的下方，包括了用以驱动汽车后桥主减速器组件工作的驱动齿轮(41)和用以带动驱动齿轮(41)运动的驱动电机；所述控制模块(6)固定安装在在机架模块(5)用以控制安装模块⑴和驱动模块⑷ 运动，接收并分析止口监测模块⑵和端面检测模块⑶的检测数据；上述驱动模块(4)中的驱动齿轮(41)与主减速器组件(90)中的主动锥齿轮(93)对称安装后同时与从动准双曲面齿轮(95)啮合以使从动准双曲面齿轮(95)所受到的分别来自驱动齿轮(41)和主动锥齿轮(93)的力矩就能相互平衡抵消。
2.根据权利要求I所述的用于汽车后桥主减速器组件凸缘跳动的检测装置，其特征在于，上述检测安装模块(I)包括测头汽缸转耳(11)、测头汽缸(12)、测头臂支架(13)、测头摆臂(14)、第一测头摆臂转轴(15)和第二测头摆臂转轴(16)，所述测头汽缸转耳(11) 一端固定安装在机架模块(5)上，另一端与测头汽缸(12)铰接，所述测头汽缸(12)的轴通过第一测头摆臂转轴(15)与测头摆臂(14)的一端铰接，所述测头摆臂(14)的中部通过第二测头摆臂转轴(16)与固定在机架模块(5)上的测头摆臂支架(17)铰接，所述测头摆臂(14)的另一端安装有止口监测模块(2)和端面检测模块(3)。
3.根据权利要求I所述的用于汽车后桥主减速器组件凸缘跳动的检测装置，其特征在于，上述止口监测模块(2)包括止口跳动检测位移传感器(21)、止口传感器夹头(22)和止口跳动测头(23)，所述止口传感器夹头(22)固定安装在测头摆臂(14)的侧面，所述止口传感器夹头(22)上装有止口跳动检测位移传感器(21)和止口跳动测头(23)，所述止口跳动测头(23)的下端固定安装有止口跳动测头接触棒(24)用以接触止口以传递止口跳动位移，所述止口跳动测头接触棒(24)采用固定螺钉实现位置的微调。
4.根据权利要求I所述的用于汽车后桥主减速器组件凸缘跳动的检测装置，其特征在于，上述端面检测模块(3)包括端面跳动测头(31)、端面传感器夹头(32)、端面跳动检测位移传感器(33)、L形臂(34)和端面跳动测头接触棒(35)，所述L形臂(34)固定安装在测头摆臂(14)的前端，所述L形臂(34)上安装有端面传感器夹头(32)，所述端面跳动测头 (31)和端面跳动检测位移传感器(33)安装于端面传感器夹头(32)上，所述端面跳动测头(31)上安装有端面跳动测头接触棒(35)用以接触止口以传递止口跳动位移到端面跳动检测位移传感器(33)中，所述端面跳动测头接触棒(35)采用固定螺钉实现位置的微调。
5.根据权利要求I所述的用于汽车后桥主减速器组件凸缘跳动的检测装置，其特征在于，上述驱动模块(4)包括驱动齿轮(41)、电动机(42)、电机架支座(43)、传动短轴(44)、 旋转编码器(45)、轴承(46)、电机支架(47)、电机顶升汽缸(48)、轴承座(49)、传动长轴(410)和驱动齿轮套筒(411)，所述电机顶升气缸(48)安装于电机架支座(43)上端侧面上，所述的电机架支座(43)上安装有电机支架(47)，所述电动机(42)安装在所述的电机支架(47)下端，电动机(42)的输出轴通过传动短轴(44)与驱动长轴(410)相连，并且在驱动长轴(410)上安装有空心的旋转编码器(45)，所述驱动长轴(410)通过轴承(46)和轴承座(49)安装在电机支架(47)上端，驱动长轴(410)的上端与驱动齿轮套筒(411)相连，驱动齿轮套筒(411)用来安装多种型号的驱动齿轮(41)。
全文摘要
本发明涉及用于汽车后桥主减速器组件凸缘跳动的检测装置，其特征在于，包括检测安装模块、止口监测模块、端面检测模块、驱动模块、机架模块和控制模块；所述机架模块用以安装检测安装模块、驱动模块和控制模块；所述检测安装模块用以安装止口监测模块和端面检测模块，所述检测安装模块的支点铰接在机架模块上，一端固定安装在机架模块上，另一端固定安装有止口监测模块和端面检测模块，在所述检测安装模块的运动下带动止口监测模块和端面检测模块与被检测的汽车后桥主减速器组件的凸缘分离或接触。本发明的有益效果是可以更方便的记录凸缘的端面跳动和止口跳动的最大跳动量的位置，更好的对两者进行定位。
文档编号G01B21/00GK102607485SQ20121009178
公开日2012年7月25日 申请日期2012年3月31日 优先权日2012年3月31日
发明者丁杰雄, 付陆元, 崔海龙, 张新疆, 梁莹林, 赖达波 申请人:电子科技大学