一种基于伺服加压的可变距调节的深度测量机构的制作方法
【专利摘要】本发明涉及汽车变速箱中差速器轴承距变速箱壳体和防尘盖接触面之间深度的测量设备，具体地说是一种基于伺服加压的可变距调节的深度测量机构，包括伺服压力测量部分及变距调节部分，变距调节部分包括位移气缸、直线导轨及位移连接板，伺服压力测量部分安装在位移连接板上，通过位移气缸驱动在直线导轨上往复移动；伺服压力测量部分包括伺服电机、减速器、滚珠丝杠、连接框架、浮动调节部分、压力传感器、连接轴、位移传感器、压头及测量压头，伺服电机通过减速器与滚珠丝杠连接，连接框架的一端与滚珠丝杠螺纹连接，另一端依次连接浮动调节部分、压力传感器、连接轴、压头及测量压头。本发明具有测量压力可调、适用型号多、工作可靠等优点。
【专利说明】—种基于伺服加压的可变距调节的深度测量机构
【技术领域】
[0001]本发明涉及汽车变速箱中差速器轴承与变速箱壳体和防尘盖接触面之间深度的测量设备，具体地说是一种基于伺服加压的可变距调节的深度测量机构。
【背景技术】
[0002]差速器作为向其两侧半轴传递动力、并保证其两侧半轴可以不同转速旋转的核心部件，广泛存在于各类型的变速箱内；由于差速器的特殊功能，对其的装配有着严格的要求。由于加工工艺的限制，实际装配中不能保证差速器轴承上方防尘盖正好抵住差速器轴承，需要安放相应垫片进行调节，而垫片的厚度直接影响差速器的正确工作。所以，对于汽车变速箱中差速器轴承与变速箱壳体和防尘盖接触面之间的深度测量工作提出了非常高的要求。
[0003]对于汽车变速箱中差速器轴承与变速箱壳体和防尘盖接触面之间的深度测量工作，传统的对于差速器轴承加压测量工作，通常由气缸加压等直接加压方式进行加压后测量。这些传统方式对于压力施加不精确，不可调控，并且传统方式测定位置相对于测量时输入扭矩的变速箱输入轴距离固定，这样就限定了测量机构仅能够适用一种型号汽车变速箱中差速器轴承与变速箱壳体和防尘盖之间接触面的深度测量。
【发明内容】
[0004]针对传统汽车变速箱中差速器轴承与变速箱壳体和防尘盖接触面之间的深度测量方式存在的不足，本发明的目的在于提供一种基于伺服加压的可变距调节的深度测量机构。
[0005]本发明的目的是通过以下技术方案来实现的:
[0006]本发明包括伺服压力测量部分及变距调节部分，其中变距调节部分包括位移气缸、直线导轨及位移连接板，伺服压力测量部分安装在位移连接板上，通过位移气缸驱动在直线导轨上往复移动；所述伺服压力测量部分包括伺服电机、减速器、滚珠丝杠、连接框架、浮动调节部分、压力传感器、连接轴、位移传感器、压头及测量压头，伺服电机通过减速器与滚珠丝杠连接，连接框架的一端与滚珠丝杠螺纹连接，另一端与浮动调节部分的一端相连，所述浮动调节部分的另一端通过压力传感器与连接轴的一端连接，连接轴的另一端分别连接有压头及测量压头，在压头上安装有位移传感器；所述伺服电机通过减速器输出的动力通过滚珠丝杠及连接框架将转动转化为浮动调节部分、压力传感器、连接轴、位移传感器、压头及测量压头的直线运动。
[0007]其中:所述变距调节部分还包括限位气缸及限位楔块，该限位楔块与限位气缸的输出端相连，所述位移连接板的侧面设有与所述限位楔块对应的楔槽，所述位移气缸带动伺服压力测量部分移动到位后，所述限位楔块由限位气缸驱动顶入所述楔槽内；所述伺服电机及减速器通过支撑框架安装在位移连接板上，在支撑框架的上端安装有滚珠丝杠支撑，所述滚珠丝杠的一端由滚珠丝杠支撑穿出，通过联轴器与减速器的输出端连接、由伺服电机及减速器驱动滚珠丝杠转动；所述连接框架位于支撑框架内，连接框架的另一端通过滚珠花键与所述浮动调节部分相连，所述滚珠花键由位移连接板穿过；所述压头的底面开有凹槽，测量压头位于该凹槽内，所述测量压头的直径小于压头的直径，并且测量压头的下部由所述凹槽中露出；所述浮动调节部分包括上连板、弹簧、连接柱、浮动接头及下连板，其中上连板通过滚珠花键与连接框架相连，下连板通过所述压力传感器与连接轴相连，所述连接柱位于上连板与下连板之间，在连接柱上套有弹簧；所述浮动接头位于上连板与下连板之间，两端分别连接滚珠花键、压力传感器；所述连接柱为四根，每根连接柱分别由上连板及下连板穿过，连接柱的一端位于上连板上部，另一端位于下连板的下部、并由螺母锁紧；每根连接柱上均套有弹簧，每个弹簧的两端分别抵接在上连板及下连板上。
[0008]本发明的优点与积极效果为:
[0009]1.本发明在满足工艺要求及机械性能的条件下，避免不必要设计，并整合多种功能于同一机构，降低了成本。
[0010]2.本发明设计结构合理，在保证功能实现的条件下没有多余结构，结构简单。
[0011]3.本发明通过伺服电机控制，可对作用在差速器轴承上的压力进行调控。
[0012]4.本发明可改变测量压头相对于变速箱输入轴的距离，从而达到变距的目的，可满足不同型号变速器的差速器轴承到变速箱与相应端盖接触面的深度测量要求。
[0013]5.本发明在对量程中无需操作者手动工作，保证了测量的精确，并减少人工工作，操作简单。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1为本发明的整体结构主视图；
[0015]图2为本发明的整体结构左视图；
[0016]图3为本发明的整体结构俯视图；
[0017]图4为防尘盖安装在变速箱壳体上的结构示意图；
[0018]其中:1为联轴器，2为滚珠丝杠支撑，3为滚珠丝杠，4为滚珠花键，5为连接轴，6为位移传感器，7为压头，8为测量压头，9为伺服电机，10为减速器，11为连接框架，12为支撑框架，13为位移连接板，14为浮动调节部分，141为上连板，142为弹簧，143为连接柱，144为浮动接头，145为下连板，15为压力传感器，16为限位气缸，17为位移气缸，18为限位楔块，19为直线导轨，20为变速箱壳体，21为防尘盖，22为差速器轴承，23为垫片，24为接触面，25为楔槽。
【具体实施方式】
[0019]下面结合附图对本发明作进一步详述。
[0020]如图1?3所示，本发明包括伺服压力测量部分及变距调节部分，其中变距调节部分包括限位气缸16、位移气缸17、限位楔块18、直线导轨19及位移连接板13，限位气缸16、位移气缸17及直线导轨19分别安装在选片机上，位移气缸17的输出端与位移连接板13连接，带动位移连接板13在直线导轨19上往复移动；伺服压力测量部分安装在位移连接板13上，随位移连接板13由位移气缸17驱动在直线导轨19上往复移动。限位楔块18与限位气缸16的输出端相连，位移连接板13的侧面设有与限位楔块18对应的楔槽25，位移气缸17带动伺服压力测量部分移动到位后，限位楔块18由限位气缸16驱动顶入所述楔槽25内，完成对整个深度测量机构的位置锁定。
[0021]伺服压力测量部分包括伺服电机9、减速器10、滚珠丝杠3、连接框架11、支撑框架
12、滚珠花键4、浮动调节部分14、压力传感器15、连接轴5、位移传感器6、压头7及测量压头8，伺服电机9及减速器10通过支撑框架12安装在位移连接板13上，在支撑框架12的上端安装有滚珠丝杠支撑2，滚珠丝杠3的一端(上端)由滚珠丝杠支撑2穿出，通过联轴器I与减速器10的输出端连接、由伺服电机9及减速器10驱动滚珠丝杠3转动；滚珠丝杠3的另一端(下端)与连续框架11的一端(上端)螺纹连接，连接框架11位于支撑框架12内，连续框架11的另一端(下端)连接滚珠花键4的一端(上端)，滚珠花键4的另一端(下端)由位移连接板13穿过、连接在浮动调节部分14的一端(上端)，浮动调节部分14的另一端(下端)通过压力传感器15与连接轴5的一端(上端)连接，连接轴5的另一端(下端)分别连接有压头7及测量压头8，在压头7上安装有位移传感器6。压头7的底面开有凹槽，测量压头8位于该凹槽内，测量压头8的直径小于压头7的直径，并且测量压头8的下部由凹槽中露出。伺服电机9通过减速器10输出的动力通过滚珠丝杠3及连接框架11将转动转化为浮动调节部分14、压力传感器15、连接轴5、位移传感器6、压头7及测量压头8的直线运动。
[0022]浮动调节部分14包括上连板141、弹簧142、连接柱143、浮动接头144及下连板145，其中上连板141通过滚珠花键4与连接框架11相连，下连板145通过压力传感器15与连接轴5相连，连接柱143为四根，均位于上连板141与下连板145之间，每根连接柱143的轴向截面均为“T”型，分别由上连板141及下连板145穿过，连接柱143的一端(上端)位于上连板141上部，另一端(下端)位于下连板145的下部、并由螺母锁紧；每根连接柱143上均套有弹簧142，每个弹簧142的两端分别抵接在上连板141的下表面及下连板145的上表面；浮动接头144位于上连板141与下连板145之间，两端分别连接滚珠花键4、压力传感器15。压力传感器15及位移传感器6分别与控制系统(本发明的控制系统为现有技术)相连接。
[0023]本发明的深度测量过程如下:
[0024]1.位移气缸17工作，带动伺服压力测量部分沿直线导轨19行至设定位置后，位移气缸17停止工作；由位移气缸17带动伺服压力测量部分完成水平面直线运动，改变测量压头8相对于变速箱输入轴的距离，从而达到变距的目的；
[0025]2.限位气缸16工作，带动连接在输出端的限位楔块18伸出，使限位楔块18顶入位移连接板13上的楔槽25内，完成对伺服压力测量部分的位置锁定；由限位气缸16的伸缩保证深度测量机构被挡停在设定符合不同型号变速箱输入轴与差速器不同距离要求的位置；
[0026]3.伺服电机9工作，由减速器10输出动力，带动滚珠丝杠3通过滚珠丝杠3与连接框架11形成的滚珠丝杠副，将伺服电机9输出转动转化为浮动调节部分14、压力传感器15、连接轴5、位移传感器6、压头7及测量压头8的轴向直线移动；
[0027]4.压头7首先与变速箱壳体20和防尘盖21的接触面24接触，使深度测量机构整体不再下行，但伺服电机9继续工作，此时测量压头8继续下行；
[0028]5.测量压头8与差速器轴承22接触，产生压力，由压力传感器15感知，并由控制系统判断是否满足设定压力值，同时被预压缩的位移传感器6被放松；[0029]6.如果压力值不满足设定值，则伺服电机9继续工作，测量压头8继续下移增大压力；若压力值满足设定值，则伺服电9机停止输出；
[0030]7.测量压头8下行量即为位移传感器6被放松的行程量，通过对与预压缩量做差值便得到在规定压力条件下，差速器轴承22到变速箱壳体20与防尘盖21的接触面24之间的深度，再通过检测防尘盖21设备反馈出防尘盖21插入端的深度值，便可求得所需垫片23的厚度值；
[0031]8.伺服电机9反方向转动，带动深度测量机构整体回到初始位置，完成测量工作。
[0032]由伺服电机9、减速器10和滚珠丝杠3配合动作伺服控制测量压头8的下压量，由于伺服电机9可以精确控制电机的旋转，配合滚珠丝杠3将转动转化为直线运动，从而由伺服控制转动转为伺服控制直线运动，而直线运动的位移量在测量压头8与差速器轴承22接触后，影响测量压头8对于差速器轴承22的压紧力，所以伺服电机9间接地控制了测量压头8对于差速器轴承22的压力调控，可根据要求伺服控制压力值的大小。
[0033]本发明在测量汽车变速箱中差速器轴承22与变速箱壳体20和防尘盖21之间接触面24的深度时，可调控施加于变速箱中差速器轴承22上的压力，并且对于测量时输入扭矩的变速箱输入轴距离可调，有效地解决了变速箱的差速器轴承22与防尘盖21之间深度压力可调，与变速箱输入轴距离可变的测量要求；在测量中避免操作者人为手动参与，达到测量的高精度性和客观性。
[0034]本发明的浮动接头为市购产品，购置于日本SMC公司，型号为JAF80-22-150 ;滚珠花键为市购产品，购置于陕西汉江机床有限公司，型号为HKGJ-F40。
【权利要求】
1.一种基于伺服加压的可变距调节的深度测量机构，其特征在于:包括伺服压力测量部分及变距调节部分，其中变距调节部分包括位移气缸(17)、直线导轨(19)及位移连接板(13)，伺服压力测量部分安装在位移连接板(13)上，通过位移气缸(17)驱动在直线导轨(19)上往复移动；所述伺服压力测量部分包括伺服电机(9)、减速器(10)、滚珠丝杠(3)、连接框架(11)、浮动调节部分(14)、压力传感器(15)、连接轴(5)、位移传感器(6)、压头(7)及测量压头(8)，伺服电机(9)通过减速器(10)与滚珠丝杠(3)连接，连接框架(11)的一端与滚珠丝杠(3)螺纹连接，另一端与浮动调节部分(14)的一端相连，所述浮动调节部分(14)的另一端通过压力传感器(15)与连接轴(5)的一端连接，连接轴(5)的另一端分别连接有压头(7)及测量压头(8)，在压头(7)上安装有位移传感器(6);所述伺服电机(9)通过减速器(10)输出的动力通过滚珠丝杠(3)及连接框架(11)将转动转化为浮动调节部分(14)、压力传感器(15)、连接轴(5)、位移传感器(6)、压头(7)及测量压头(8)的直线运动。
2.按权利要求1所述基于伺服加压的可变距调节的深度测量机构，其特征在于:所述变距调节部分还包括限位气缸(16)及限位楔块(18)，该限位楔块(18)与限位气缸(16)的输出端相连，所述位移连接板(13)的侧面设有与所述限位楔块(18)对应的楔槽(25)，所述位移气缸(17)带动伺服压力测量部分移动到位后，所述限位楔块(18)由限位气缸(16)驱动顶入所述楔槽(25)内。
3.按权利要求1所述基于伺服加压的可变距调节的深度测量机构，其特征在于:所述伺服电机(9)及减速器(10)通过支撑框架(12)安装在位移连接板(13)上，在支撑框架(12)的上端安装有滚珠丝杠支撑(2)，所述滚珠丝杠(3)的一端由滚珠丝杠支撑(2)穿出，通过联轴器(I)与减速器(10)的输出端连接、由伺服电机(9)及减速器(10)驱动滚珠丝杠(3)转动；所述连接框架(11)位于支撑框架(12)内，连接框架(11)的另一端通过滚珠花键(4)与所述浮动调节部分(14)相连，所述滚珠花键(4)由位移连接板(13)穿过。
4.按权利要求1所述基于伺服加压的可变距调节的深度测量机构，其特征在于:所述压头(7)的底面开有凹槽，测量压头(8)位于该凹槽内，所述测量压头(8)的直径小于压头(7)的直径，并且测量压头(8)的下部由所述凹槽中露出。
5.按权利要求1至4任一权利要求所述基于伺服加压的可变距调节的深度测量机构，其特征在于:所述浮动调节部分(14)包括上连板(141 )、弹簧(142)、连接柱(143)、浮动接头(144)及下连板(145 )，其中上连板(141)通过滚珠花键(4)与连接框架(11)相连，下连板(145)通过所述压力传感器(15)与连接轴(5)相连，所述连接柱(143)位于上连板(141)与下连板(145)之间，在连接柱(143)上套有弹簧(142);所述浮动接头(144)位于上连板(141)与下连板(145)之间，两端分别连接滚珠花键(4)、压力传感器(15)。
6.按权利要求5所述基于伺服加压的可变距调节的深度测量机构，其特征在于:所述连接柱(143)为四根，每根连接柱(143)分别由上连板(141)及下连板(145)穿过，连接柱(143)的一端位于上连板(141)上部，另一端位于下连板(145)的下部、并由螺母锁紧；每根连接柱(143)上均套有弹簧(142)，每个弹簧(142)的两端分别抵接在上连板(141)及下连板(145)上。
【文档编号】G01B21/18GK103884309SQ201210562937
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2012年12月21日 优先权日:2012年12月21日
【发明者】陈书宏, 尹健, 李明, 李旭东 申请人:中国科学院沈阳自动化研究所