一种螺母驱动式车轮螺栓轴力测量装置的制作方法

本实用新型属于汽车制造技术领域，涉及一种试验装置，尤其涉及一种螺母驱动式车轮螺栓轴力测量装置。

背景技术：

车轮是汽车行驶过程的重要部件，车轮通过车轮螺栓与螺母固定连接，保证其功能性，车轮螺栓的使用特点决定了在整车寿命周期内要经过多次拆装(更换/维修轮胎等。因此，在正向开发车轮螺栓拧紧工艺过程中，根据连接结构轴力设计需求，对车轮螺栓的轴力及重复拧紧性能进行测量及评价，制定合理的装配拧紧工艺，以保证连接结构的可靠性及汽车的安全性。

在螺栓拧紧工艺进行正向开发中，目前超声波轴力测量是最常用和有效的方法。在车轮螺栓的连接结构中，分为2种驱动形式：拧紧螺栓和拧紧螺母。对于拧紧螺母的结构，车轮螺栓通过花键配合固定到轮毂轴承法兰盘上，无法对车轮螺栓进行标定及测量，因此超声波轴力测量方法对其并不适用。

现有技术公开了一种六角头螺栓紧固轴力检测装置，包括套筒、承载垫块、筒式传感器和传感器显示器。此发明中的六角头螺栓紧固轴力检测装置，结构简单、合理，能适应不同长短六角头螺栓的紧固轴力测量；但其局限于六角头螺栓的轴力测量，不适用于车轮螺栓的轴力测量。

现有技术还开了一种用于螺栓轴力测量的固定装置和螺栓轴力测量装置，用于螺栓轴力测量的固定装置包括螺头固定件和螺杆固定件。此实用新型提供的固定装置能够固定螺栓的螺头和螺杆，采用拉伸机等测量装置拉伸固定装置，能够模拟螺栓装配过程中的螺栓的拉伸效果，仅适用于弹性区，不适用于塑性区。

现有技术还公开了一种车轮螺栓轴力测量装置，包括摩擦系数试验机中的轴力传感器，还包括防转固定支撑、测试支撑板、轮毂单元、车轮螺栓及螺母。测量装置适用于装配时拧紧螺母的结构，试验夹具与实际连接结构的材质及厚度不同，且在测量过程中，需要改制车辆螺栓，对连接结构中的样品进行切割，与测试支撑板相匹配，操作不便，增加了操作步骤和难度，破坏了样品完整性及刚性，测量结果与实际情况有一定误差。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种螺母驱动式车轮螺栓轴力测量装置，以有效解决车轮螺栓在拧紧工艺正向开发过程中的轴力测量的问题，与实际连接结构保持一致，不需要对连接结构中的样品进行切割，保证了样品的刚性，操作方便，且测量结果更精确、效率更高。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

一种螺母驱动式车轮螺栓轴力测量装置，主要由固定支座1、轴力传感器2、防转夹具4、制动盘夹具7、车轮8以及车轮螺栓9构成；

所述轴力传感器2安装到固定支座1上；

所述防转夹具4安装于轴力传感器2内，防转夹具4中间为花键孔，与所述车轮螺栓9杆部花键相配合；

所述制动盘夹具7通过安装销6安装于轴力传感器2上；

所述车轮8安装于制动盘夹具7上；

所述车轮螺栓9依次穿过防转夹具4的花键孔、轴力传感器2、制动盘夹具7以及车轮8与车轮螺母10相连。

进一步的，所述固定支座1上开有6个内螺纹孔，互相间隔为60°。

进一步的，所述轴力传感器2为扁圆形，上端面有6个小圆台孔，相互间隔60°；所述轴力传感器2通过3个内六角圆柱头螺钉ⅰ3穿过3个小圆台孔将安装到固定支座1上，且3个内六角圆柱头螺钉ⅰ3间的角度间隔为120°。

进一步的，所述轴力传感器2中间开有大圆台孔，大圆台孔内设置1个定位销和1个内螺纹孔，二者间隔180°。

更进一步的，所述防转夹具4上外圈开有1个与轴力传感器2大圆台孔内的定位销和内螺纹孔匹配的定位销孔和通孔，防转夹具4通过内六角圆柱头螺钉ⅱ5穿过通孔和轴力传感器2大圆台孔内的内螺纹孔安装于轴力传感器2内。

进一步的，所述轴力传感器2在朝向制动盘夹具7一侧开有圆形沉槽。进一步的，所述制动盘夹具7上开有3个圆孔，相互间隔120°，制动盘夹具7通过3个安装销6将安装到轴力传感器2上。进一步的，所述制动盘夹具7和轴力传感器2圆形沉槽的总厚度，与实际车轮螺栓的夹紧长度相等。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

1、本实用新型螺母驱动式车轮螺栓轴力测量装置，针对装配过程中拧紧螺母的连接结构，在正向开发螺栓的拧紧工艺时，可对车轮螺栓的轴力和重复拧紧时的轴力进行评价，从而制定合理的装配拧紧工艺；

2、本实用新型专利中的测量装置，防转夹具带花键结构，与车轮螺栓杆部的花键相匹配，测量过程中仅需更换被测试的车轮螺栓，操作方便、通用性强，适用于不同规格的车轮螺栓，且夹具的材质、连接长度等与实际连接结构相同；

3、测试过程中，不需要对车轮样品进行切割，保证样品刚性，与车轮螺栓的实际连接结构更接近，测量效率高，且测量结果更精确。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型的螺母驱动式车轮螺栓轴力测量装置的连接结构示意图；

图2为图1的剖视图；

图3为固定支座结构示意图；

图4为轴力传感器结构示意图；

图5为内六角圆柱头螺栓ⅰ结构示意图；

图6为防转夹具结构示意图；

图7为内六角圆柱头螺栓ⅱ结构示意图；

图8为安装销结构示意图；

图9为制动盘夹具结构示意图；

图10为车轮结构示意图；

图11为车轮螺栓结构示意图；

图12为车轮螺母结构示意图。

图中，1.固定支座2.轴力传感器3.内六角圆柱头螺钉ⅰ4.防转夹具5.六角圆柱头螺钉ⅱ6.安装销7.制动盘夹具8.车轮9.车轮螺栓10.车轮螺母。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步说明：

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本实用新型的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

如图1所示，本实用新型螺母驱动式车轮螺栓轴力测量装置，由固定支座1、轴力传感器2、内六角圆柱头螺钉ⅰ3、防转夹具4、内六角圆柱头螺钉ⅱ5、安装销6、制动盘夹具7、车轮8、车轮螺栓9以及车轮螺母10构成。

如图3所示，所述固定支座1上开有6个内螺纹孔，互相间隔为60°，作为轴力测量装置的安装台。

如图4所示，所述轴力传感器2为扁圆形，上端面有6个小圆台孔，相互间隔60°。

所述轴力传感器2通过3个内六角圆柱头螺钉ⅰ3穿过3个小圆台孔将安装到固定支座1上，且3个内六角圆柱头螺钉ⅰ3间的角度间隔为120°。

所述轴力传感器2中间开有大圆台孔，大圆台孔内设置1个定位销和1个内螺纹孔，二者间隔180°。

如图6所示，所述防转夹具4上外圈开有1个与轴力传感器2大圆台孔内的定位销和内螺纹孔匹配的定位销孔和通孔，防转夹具4通过内六角圆柱头螺钉ⅱ5穿过通孔和轴力传感器2大圆台孔内的内螺纹孔安装于轴力传感器2内。

所述防转夹具4中间为花键孔，与车轮螺栓9杆部花键相配合。

如图9所示，所述制动盘夹具7上开有3个圆孔，相互间隔120°。如图8所示，制动盘夹具7通过3个安装销6将安装到轴力传感器2上，防止转动。所述轴力传感器2在朝向制动盘夹具7一侧开有圆形沉槽。所述制动盘夹具7和轴力传感器2圆形沉槽的总厚度，与实际车轮螺栓的夹紧长度相等。

所述制动盘夹具7采用与量产车制动盘相同材料及工艺加工。

如图10所示，所述车轮8安装于制动盘夹具7上。车轮球窝孔与制动盘夹具7中心孔对中。

所述车轮螺栓9结构如图11所示，车轮螺栓杆部带花键，与防转夹具4中心孔花键相匹配。所述车轮螺栓9依次穿过防转夹具4的花键孔、轴力传感器2、制动盘夹具7以及车轮8与车轮螺母10相连。

最后，通过电动拧紧枪拧紧车轮螺栓，轴力传感器2输出的数据信号通过mci轴力分析系统采集记录，输出扭矩-轴力-角度关系曲线，通过输出的曲线，可以分析和制定车轮螺栓的拧紧工艺。

注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。