专利名称：球头销性能测试台的制作方法
技术领域：
本实用新型是关于一种球头销性能测试台，尤其是关于一种对应用于 汽车上的球头销进行性能测试的测试台。
技术背景:汽车上有各种球头销，球头销主要用于连接悬架和转向器等零件，它 的性能直接影响到底盘上悬架的稳定及转向的可控性。因此在产品开发的 后期阶段，对于球头销的转动力矩、摆动力矩、起动力矩及极限摆动角度 的准确测量是保证产品成功的关键。目前，国内外虽然有测试球头销性能 的实验设备，但操作较烦琐。 发明内容本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的不足，提供一种结构 简单、操作方便且适用范围广的球头销性能测试台。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种球头销性能测试台， 包括工作台及安装在该工作台上的动力机构、摆动实验夹具及旋转实验夹 具，该动力机构包括动力源、扭矩传感器及连接法兰，该扭矩传感器安置 在该动力源的输出轴上，该连接法兰安置在该输出轴的端部，该摆动实验 夹具包括固定在该工作台上的托架及通过立放的销轴可转动安置在该托架 上的可动架，该可动架在其转动轨迹上具有正对动力机构的第一位置和避 开旋转实验夹具的第二位置，该可动架具有第一球形体安装位，该连接法 兰与夹持法兰可拆卸连接，该夹持法兰与法兰套可拆卸连接，该法兰套与 该连接法兰匹配并具有轴体安装位，该旋转实验夹具与动力机构正对并具 有第二球形体安装位。所述的可动架包括结构架、基夹及第一夹块，该销轴连接该结构架和 该托架，该基夹固定在该结构架上，该第一夹块与该基夹可拆卸连接并与 该基夹之间形成该第一球形体安装位。所述的结构架上固定有立放的螺杆和导轨，该基夹安置在该导轨上并 与该螺杆螺纹配合。所述的旋转实验夹具包括座体、第二夹块及第三夹块，该座体设置在 该工作台上，该第二夹块设置在该座体上，该第三夹块与该第二夹块可拆 卸连接，该第三夹块和该第二夹块之间形成该第二球形体安装位。所述的座体包括安装板、第一支承轴、第二支承轴及连接件，该安装 板固定在该工作台上，该第一支承轴水平安置在该安装板上，该连接件可 水平滑动设置在该第一支承轴上，该第二支承轴可竖直滑动设置在该连接 件上，该第二夹块固定在该第二支承轴上。所述的动力源包括电机及与其连接的减速器，该输出轴设于该减速器。所述的输出轴上固套有扭矩限制器，该扭矩限制器位于该扭矩传感器 和该减速器之间。所述的输出轴横穿一调心轴承座，该调心轴承座固定在该工作台上并 位于该连接法兰和该扭矩传感器之间。所述的扭矩传感器及动力源均与控制器连接，该控制器还与显示器连接。本发明的有益效果是，摆动实验时，只需将球头销安装在摆动实验夹 具上，并将该摆动实验夹具的夹持法兰与动力机构的连接法兰连接，即可 通过动力源的带动，实现对球头销轴体的极限摆动角度的测量；旋转实验 时，只需拆下夹持法兰，并将法兰套安装在连接法兰上，即可进行球头销 扭矩的测试，整个测试台不仅结构简单，而且操作方便；通过更换不同的 法兰套即可实现对不同规格的球头销进行测试，所以适用范围广。
图1是本实施方式球头销性能测试台的主视角度的结构示意图； 图2是本实施方式球头销性能测试台的左视角度的结构示意图； 图3是本实施方式的动力机构的主视图；图4是本实施方式的摆动实验夹具的主视角度的结构示意图； 图5是本实施方式的摆动实验夹具的左视角度的结构示意图； 图6是反映球头销的极限角度位置的示意图； 图7是本实施方式的旋转实验夹具的主视角度的结构示意图； 图8是本实施方式的旋转实验夹具的左视角度的结构示意图。
具体实施方式
如图1至图8所示，本实施方式球头销性能测试台用于检测球头销工 作时的扭矩及极限摆动角度，该球头销5包括球形体51及轴体52，且该轴体52可相对该球形体51转动和摆动。该球头销性能测试台包括工作台1、 动力机构2、摆动实验夹具3、旋转实验夹具4及控制器，该动力机构2、 摆动实验夹具3及旋转实验夹具4均安装在该工作台1上，该控制器控 制该动力机构2。实验时，通过动力机构2带动待测球头销5运动，做摆 动实验时用摆动实验夹具夹紧该待测球头销，此夹具可以旋转90度，以便 让出空间而做旋转实验用。动力机构2包括顺次布置的交流伺服电机21、减速器22、扭矩限制器 23、扭矩传感器24、调心轴承座25及连接法兰26。该交流伺服电机21 用于提供动力，其可进行反馈信号的采集。该减速器22用于使速度控制在 实验要求内，其与交流伺服电机21动力连接，且该减速器22具有一个输 出轴221。该扭矩限制器23固套在该输出轴221上并与该减速器22通过 法兰27连接。该扭矩传感器24安装在该输出轴221上，其为整个测试台 的核心装置，其能够反映出待测球头销5的扭矩值，其为数字信号可控的 设备，并用单片机采集信号，实现模拟信号到数字信号的转变。该扭矩限 制器23用于提供扭矩传感器24的过载保护，假设待测球头销5的最大扭 矩为10牛，则扭矩限制器23的极限值也为10牛，而且扭矩限制器23是 可控的。该输出轴221横穿该调心轴承座25，该调心轴承座25可以弥补 其它加工件安装过程中误差引起的偏心，保证同轴度，也起到保护扭矩传 感器24的作用(扭矩传感器不能承受径向力)。连接法兰26安装在该输出 轴221的端部，其在做摆动实验和旋转实验时，用来固定摆动实验夹具3 和旋转实验夹具4。该动力机构2还包括固定在工作台1上的支撑台案28 及固定在该支撑台案28上的减速器连接法兰29，该减速器连接法兰29用 于支撑电机21和减速器22。该扭矩限制器23、扭矩传感器24及交流伺服 电机21均与该控制器连接，该控制器与显示器6连接，从而通过该显示器 6可以直观显示出测试结果。本实施方式中，该电机21和该减速器22构 成具有输出轴的动力源。该摆动实验夹具3包括托架31、销轴32、结构架33及基夹34。该托 架31固定在该工作台1上。该销轴32竖直放置并连接该托架31和结构架 33，并使该结构架33可相对该托架31水平转动90度。该基夹34水平放 置并固定在该结构架33上。该结构架33上还固定有螺杆35及导轨36， 该螺杆35和该导轨36均竖直放置，该螺杆35的顶部安装有手柄37，该 基夹34可滑动安装在该导轨36上并与该螺杆35的中部螺纹配合。该基夹34与该螺杆35构成丝杠螺母副，手柄37转动时，该螺杆35即可带着该 基夹34竖直升降。该基夹34通过螺栓与第一夹块38连接，该第一夹块 38和该基夹34之间形成固定待测球头销的球形体51的第一球形体安装 位。摆动实验前，将待测球头销的球形体51固定在该第一球形体安装位， 将该待测球头销的轴体52固定在一法兰套39的轴体安装位上，该法兰套 39根据不同轴体的尺寸定做，其插入夹持法兰30的孔内，找正后用止动 板通过螺栓锁紧来固定该法兰套39的位置，该夹持法兰30与动力机构的 连接法兰26通过螺栓连接。摆动实验时，交流伺服电机21工作，其带着 连接法兰26和夹持法兰30转动，该夹持法兰30带着待测球头销的轴体 52摆动，使轴体52从一侧的极限位置A摆动到另一侧的极限位置B或从 极限位置B摆动到极限位置A，该两个极限位置A、 B间的角度a即为极 限摆动角度。本实施方式中，由于基夹34可以沿着导轨36竖直升降，所 以可以调节待测球头销5的回转中心与电机中心的同轴度；该结构架、基 夹及第一夹块构成可以相对托架水平转动并具有第一球形体安装位的可动 架；当该结构架转动调整到位后，通过定位销331进行定位，以便下次安 装时保证在调整好的状态下。旋转实验夹具4包括座体41、第二夹块42及第三夹块43。该座体41 包括竖直放置的两个安装板411及水平架在该两个安装板411顶端的第一 支承轴412，该第一支承轴412通过磁性座连接件414与第二支承轴413 连接，该第二支承轴413竖直放置，该第二夹块42固定在该第二支承轴 413的顶端，该第三夹块43通过长螺栓与该第二夹块42可拆卸连接，且 该第二夹块42和该第三夹块43之间形成第二球形体安装位44。做完摆动 实验后，拆下夹持法兰30，将法兰套39带轴肩的一头插入连接法兰26的 孔内并固定，待测球头销的球形体51被第二夹块42和第三夹块43夹紧而 止动，该待测球头销的轴体52定位在该法兰套39的轴体安装位而可相对 球形体51作360度圆周旋转，启动电机21，即可进行球头销的扭矩测试。 本实施方式中，该磁性座用连接件414可沿着第一支承轴412水平移动， 该第二支承轴413可沿着该连接件414竖直升降，从而使该第二夹块42 可以上下左右移动，从而能够满足不同规格球头销的安装位置要求。本实用新型球头销性能测试台包括工作台、动力机构、摆动实验夹具 及旋转实验夹具，该摆动实验夹具具有固定的托架及可相对托架水平转动 的可动架。该可动架在其转动轨迹上具有第一位置和第二位置，该第一位置时，该可动架与动力机构的连接法兰对正；在第二位置时，该可动架水 平转动90度，使该可动架避开该旋转实验夹具，从而提供旋转实验的操作 空间。该旋转实验夹具与动力机构对正。需要进行旋转实验时，使可动架 转动90度，即可让出足够的空间，以供旋转实验用。摆动实验后，只需要 拆下夹持法兰，并将法兰套安装在连接法兰上，即可进行球头销的旋转实 验。以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细 说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新 型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下， 还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种球头销性能测试台，其特征在于包括工作台及安装在该工作台上的动力机构、摆动实验夹具及旋转实验夹具，该动力机构包括动力源、扭矩传感器及连接法兰，该扭矩传感器安置在该动力源的输出轴上，该连接法兰安置在该输出轴的端部，该摆动实验夹具包括固定在该工作台上的托架及通过立放的销轴可转动安置在该托架上的可动架，该可动架在其转动轨迹上具有正对动力机构的第一位置和避开旋转实验夹具的第二位置，该可动架具有第一球形体安装位，该连接法兰与夹持法兰可拆卸连接，该夹持法兰与法兰套可拆卸连接，该法兰套与该连接法兰匹配并具有轴体安装位，该旋转实验夹具与动力机构正对并具有第二球形体安装位。
2. 根据权利要求l所述的球头销性能测试台，其特征在于所述的可 动架包括结构架、基夹及第一夹块，该销轴连接该结构架和该托架，该基 夹固定在该结构架上，该第一夹块与该基夹可拆卸连接并与该基夹之间形 成该第一球形体安装位。
3. 根据权利要求2所述的球头销性能测试台，其特征在于所述的结 构架上固定有立放的螺杆和导轨，该基夹安置在该导轨上并与该螺杆螺纹 配合。
4. 根据权利要求l所述的球头销性能测试台，其特征在于所述的旋 转实验夹具包括座体、第二夹块及第三夹块，该座体设置在该工作台上， 该第二夹块设置在该座体上，该第三夹块与该第二夹块可拆卸连接，该第 三夹块和该第二夹块之间形成该第二球形体安装位。
5. 根据权利要求4所述的球头销性能测试台，其特征在于所述的座 体包括安装板、第一支承轴、第二支承轴及连接件，该安装板固定在该工 作台上，该第一支承轴水平安置在该安装板上，该连接件可水平滑动设置 在该第一支承轴上，该第二支承轴可竖直滑动设置在该连接件上，该第二 夹块固定在该第二支承辅上。
6. 根据权利要求l-5中任意一项所述的球头销性能测试台，其特征在 于所述的动力源包括电机及与其连接的减速器，该输出轴设于该减速器。
7. 根据权利要求6所述的球头销性能测试台，其特征在于所述的输 出轴上固套有扭矩限制器，该扭矩限制器位于该扭矩传感器和该减速器之 间。
8. 根据权利要求7所述的球头销性能测试台，其特征在于所述的输 出轴横穿一调心轴承座，该调心轴承座固定在该工作台上并位于该连接法 兰和该扭矩传感器之间。
9. 根据权利要求l所述的球头销性能测试台，其特征在于所述的扭 矩传感器及动力源均与控制器连接，该控制器还与显示器连接。
专利摘要本实用新型公开了一种球头销性能测试台，包括工作台及安装在该工作台上的动力机构、摆动实验夹具及旋转实验夹具，该动力机构包括动力源、扭矩传感器及连接法兰，该扭矩传感器安置在该动力源的输出轴上，该连接法兰安置在该输出轴的端部，该摆动实验夹具包括固定在该工作台上的托架及通过立放的销轴可转动安装在该托架上的可动架，该可动架在转动轨迹上具有正对动力机构的第一位置和避开旋转实验夹具的第二位置，该可动架具有第一球形体安装位，该连接法兰与夹持法兰可拆卸连接，该夹持法兰与法兰套可拆卸连接，该法兰套与该连接法兰匹配并具有轴体安装位，该旋转实验夹具与动力机构正对并具有第二球形体安装位。该测试台结构简单且操作方便。
文档编号G01M13/00GK201116899SQ200720170868
公开日2008年9月17日 申请日期2007年11月16日 优先权日2007年11月16日
发明者刘勇强, 武玉军, 赵永飞 申请人:比亚迪股份有限公司