驱动桥总成之通用半轴齿轮调整垫圈测选系统及测选方法

摘要

本发明涉及汽车驱动桥总成之通用半轴齿轮调整垫圈测选系统及测选方法，其测选系统包括有机械测选工位和电子控制系统，机械测选工位包括有卡装工位和对称设置在卡装工位两侧的执行工位共同构成；卡装工位为差速器壳体半轴轴线水平状态固定的卡装工位，两侧执行工位对称设有芯轴水平位调整机构和芯轴旋转驱动机构，两水平位调整机构中均设有感应于芯轴水平位移的位移传感器。本发明基于上述测选系统提供了相应的测选方法，由电子控制系统实施数学模型的计算，得到为左、右半轴齿轮调整垫圈值。本技术方案实现了半轴齿轮调整垫圈动态测选的技术目的，最大限度的消除了静态测量方法存在的变差，同时排除了人为因素的干扰，进而有效的提高了测选精度。

权利要求

1、驱动桥总成之通用半轴齿轮调整垫圈测选系统，其特征在于 该系统包括机械测选工位和电子控制系统，机械测选工位包括有卡装 工位(2)和对称设置在卡装工位两侧的执行工位(3)共同构成；卡 装工位为差速器壳体半轴轴线水平状态固定的卡装工位，半轴、行星 齿轮副组装于差速器壳体内构成合件；模拟左、右半轴的左、右芯轴 (13)与左、右半轴齿轮分别组装一体，两执行工位对称设有芯轴水 平位调整机构和芯轴旋转驱动机构，两水平位调整机构中均设有感应 于芯轴水平位移的位移传感器(7)，左、右位移传感器分别与电子控 制系统的一信号采集通道电连接。

2、根据权利要求1所述的通用半轴齿轮调整垫圈测选系统，其 特征在于芯轴水平位调整机构包括导向支撑板(11)、与导向支撑板 导向滑动配合的芯轴导向支撑架和驱动芯轴导向支撑架水平位移动 的驱动气缸(10)构成，芯轴外端设置止退轴承(6)装配在芯轴导 向支撑架的轴承支撑板(18)上，轴承支撑板和测量板(8)平行、 由导杆(9)固定构成芯轴导向支撑架；导向支撑板(11)与导杆(9) 水平导向滑动配合，固定于导向支撑板(11)感应于与芯轴(13)连 动的测量板(8)位置设有位移传感器(7)。

3、根据权利要求1或2所述的通用半轴齿轮调整垫圈测选系统， 其特征在于其芯轴为轴管结构，芯轴轴管内穿有一拉杆(19)，拉杆 内端设置一用于扩张芯轴轴管内端口的扩口锥体(14)，拉杆外端设 有与芯轴轴管外端配合的调整螺母(4)。

4、基于权利要求1所述测选系统的驱动桥总成之通用半轴齿轮 调整垫圈的测选方法，其特征在于该测选方法为：

合装半轴、行星齿轮副的差速器壳体以半轴轴线水平状态卡装 固定在卡装工位上，根据汽车驱动桥总成型号选取相应左、右芯轴， 分别与左、右半轴齿轮组装一体，启动两侧水平位调整机构，拉动芯 轴及半轴齿轮，使半轴齿轮安装端面与差速器壳体内孔内端面紧密接 触，开启芯轴旋转驱动机构带动芯轴旋转，电子控制系统在芯轴每转 动一设定角度值分别采集两信号采集通道的左、右位移传感器感应信 号，计算平均值得到测量基准值Jz；其后，由水平位调整机构调整芯 轴水平位，使半轴、行星齿轮副接触区啮合齿侧间隙为零，并满足半 轴齿轮每个齿与行星齿轮每个齿啮合一次的条件下连续低速转动，此 时由电子控制系统分别通过两信号采集通道采集左、右位移传感器感 应信号，转换取得最小累积周节误差状态下的最大位移值Wymax，分 别采集两位移传感器感应信号，取得最大累积周节误差状态下的最小 位移值Wymin，由以下数学模型进行计算：Cxmax＝Jz+Wymin、Cxmin＝Jz+Wymax，

其中，Cxmax为最大齿侧间隙值，Cxmin为最小齿侧间隙值；

Lz＝Cx max-Cx min，Ly＝Cx max-Cx min，其中，Lz为左半轴齿轮 调整垫圈值，Ly为右半轴齿轮调整垫圈值。

说明书

技术领域

本发明涉及的是汽车驱动桥总成之差速器分总成中半轴、行星齿 轮副的半轴齿轮调整垫圈测选系统和测选方法。

背景技术

汽车驱动桥总成主体构成包括有差速器分总成、主减速器总成和 半轴、桥壳、轮毂及制动鼓和制动器等主要构件，其中主减速器总成 和差速器分总成的组装质量是影响汽车驱动桥总成产品综合质量的 关键项目。其中，差速器分总成中半轴、行星齿轮副的半轴齿轮、行 星齿轮均采用精密锻造工艺制造，齿形存在相应的周节误差，必须选 择合适的半轴齿轮调整垫圈进行补偿，才能使组装后的半轴、行星齿 轮副接触区啮合齿侧间隙符合产品技术要求。目前，国内汽车车桥行 业对差速器分总成中半轴、行星齿轮副的半轴齿轮调整垫圈选择仍采 用人工试装的选配方法，这一选配作业方式为静态试选方法，选配精 度难以保证，而且其装配作业形式由于存在人为因素的干扰，不合格 产品时常出现，须及时返工处理，这样的返工操作往往需要多次。

发明内容

本发明专利申请的发明目的在于以趋近于实际的动态检测方式 并结合电子检测技术完成差速器分总成中半轴、行星齿轮副的半轴 齿轮调整垫圈测选操作而提供一种驱动桥总成之通用半轴齿轮调整 垫圈测选系统及测选方法，该测选系统和测选方法有效的排除人为 因素对测选工作的干扰，它也更适用于汽车驱动桥总成组装生产线 完成在线检测、实现总成标准化组装。
本发明专利申请公开的驱动桥总成之通用半轴齿轮调整垫圈测 选系统，它包括机械测选工位和电子控制系统，机械测选工位包括有 卡装工位和对称设置在卡装工位两侧的执行工位共同构成；卡装工位 为差速器壳体半轴轴线水平状态固定的卡装工位，半轴、行星齿轮副 组装于差速器壳体内构成合件；模拟左、右半轴的左、右芯轴与左、 右半轴齿轮分别组装一体，两执行工位对称设有芯轴水平位调整机构 和芯轴旋转驱动机构，两水平位调整机构中均设有感应于芯轴水平位 移的位移传感器，左、右位移传感器分别与电子控制系统的一信号采 集通道电连接。
在上述测选系统技术方案中，为了便于被测合件的半轴齿轮与测 选系统中的芯轴组装或拆卸，其芯轴设计为轴管结构，管内穿设有一 拉杆，拉杆内端设置一用于扩张芯轴轴管内端口的扩口锥体，拉杆外 端设有与芯轴轴管外端配合的调整螺母。
基于上述测选系统实现本发明专利申请的驱动桥总成之通用半 轴齿轮调整垫圈测选方法的技术方案，其测选方法为：
合装半轴、行星齿轮副的差速器壳体以半轴轴线水平状态卡装 固定在卡装工位上，根据汽车驱动桥总成型号选取相应左、右芯轴， 分别与左、右半轴齿轮组装一体，启动两侧水平位调整机构，拉动芯 轴及半轴齿轮，使半轴齿轮安装端面与差速器壳体内孔内端面紧密接 触，开启芯轴旋转驱动机构带动芯轴旋转，电子控制系统在芯轴每转 动一设定角度值分别采集两信号采集通道的左、右位移传感器感应信 号，计算平均值得到测量基准值Jz；其后，由水平位调整机构调整芯 轴水平位，使半轴、行星齿轮副接触区啮合齿侧间隙为零，并满足半 轴齿轮每个齿与行星齿轮每个齿啮合一次的条件下连续低速转动，此 时由电子控制系统分别通过两信号采集通道采集左、右位移传感器感 应信号，转换取得最小累积周节误差状态下的最大位移值Wymax，分 别采集两位移传感器感应信号，取得最大累积周节误差状态下的最小 位移值Wymin，由以下数学模型进行计算：
Cxmax＝Jz+Wymin、Cxmin＝Jz+Wymax，
其中，Cxmax为最大齿侧间隙值，Cxmin为最小齿侧间隙值；
Lz(或Ly)＝Cx max-Cx min，其中，Lz为左半轴齿轮调整垫圈值， Ly为右半轴齿轮调整垫圈值。
本发明专利申请公开的驱动桥总成之通用半轴齿轮调整垫圈测 选系统及测选方法技术方案，由电子控制系统提取左、右位移传感器 感应信号、转换并计算得到半轴、行星齿轮副运动状态的相关数据值， 实现了半轴齿轮调整垫圈动态测选的技术目的，最大限度的消除了静 态测量方法存在的变差，同时排除了人为因素的干扰，进而有效的提 高了测选精度，为汽车驱动桥总成产品的关键项目符合产品技术要 求、实施产品质量指标化综合控制目的创造了条件。本技术方案能够 成为汽车驱动桥总成组装生产线的差速器分总成中半轴齿轮调整垫 圈在线测选装置，使整条组装生产线实现了标准化组装的技术目的。

附图说明

图1、图2、图3和图4分别为采用不同型式差速器分总成结构的四 种汽车驱动桥总成的总装结构图
图5为本驱动桥总成之通用半轴齿轮调整垫圈的测选原理图
图6为本驱动桥总成之通用半轴齿轮调整垫圈测选系统的机械测 选工位结构示意图
图7为本驱动桥总成之通用半轴齿轮调整垫圈测选系统的卡装工 位和其右侧执行工位的剖视结构图。

具体实施方式

本驱动桥总成之通用半轴齿轮调整垫圈测选系统，它包括机械测 选工位和电子控制系统，其机械测选工位包括有卡装工位2和对称设 置在卡装工位两侧的执行工位3共同构成，如图6和图7所示，卡装 工位2为差速器壳体的固定卡装工位，半轴、行星齿轮副组装于差速 器壳体内构成合件，以半轴轴线水平方式放置于两侧的V型支撑体 12上，由上部卡装油缸1及其压头将差速器壳体卡装固定。模拟左、 右半轴的左、右芯轴与半轴齿轮组装一体，分别由两侧执行工位3的 导向轴承座17转动支撑，并与执行工位3的水平位调整机构和旋转 驱动机构装配联接。其中的水平位调整机构包括导向支撑板11、与 导向支撑板11导向滑动配合的芯轴导向支撑架和驱动芯轴导向支撑 架水平位移动的驱动气缸10构成，芯轴13外端设置止退轴承6装配 在芯轴导向支撑架的轴承支撑板18上，轴承支撑板18和测量板8平 行、由导杆9固定构成芯轴导向支撑架，导向支撑板11与导杆9水 平导向滑动配合，固定于导向支撑板11感应于与芯轴13连动的测量 板8位置设有位移传感器7，左、右位移传感器7分别与电子控制系 统的两路信号采集通道电连接，由电子控制系统分别由两路信号采集 通道采集两位移传感器的感应信号，由其中央控制单元完成数值计 算。由公知技术就可以完成电子控制系统结构构成设计，在此对电子 控制系统就不再赘述。为便于芯轴13与半轴齿轮的拆卸、提高芯轴 与半轴齿轮的组装和拆卸速度，在本实施结构中，其左、右芯轴13 为轴管结构，芯轴轴管内穿设有一拉杆19，拉杆19内端设置一用于 扩张芯轴轴管内端口的扩口锥体14，扩口锥体14与芯轴轴管内端配 合，拉杆19外端设置有调整螺母4，调整螺母4与芯轴轴管外端螺 纹配合，向拉杆19外端方向旋动调整螺母4，扩口锥体14挤入并张 开芯轴轴管的内端口，促使芯轴轴管与半轴齿轮紧固配合。芯轴旋转 驱动机构包括有电机16和芯轴13与电机16输出轴之间的齿型带传 动机构构成。
依赖上述测选系统而实现本发明的驱动桥总成之通用半轴齿轮 调整垫圈的测选方法，其测选方法包括：
合装半轴、行星齿轮副的差速器壳体以半轴轴线水平状态置于V 型支撑体12上，由卡装油缸1施力卡装固定在卡装工位2上，根据汽车 驱动桥总成型号选取相应左、右芯轴轴管及与芯轴轴管配合的拉杆 19，旋动拉杆19外端的调整螺母4，使芯轴轴管内端口扩张，与半轴 齿轮组装一体，然后启动两侧水平位调整机构的驱动气缸10，拉动芯 轴轴管13及半轴齿轮，使半轴齿轮安装端面与差速器壳体内孔内端面 紧密接触，开启电机16、经齿型带传动机构带动芯轴轴管转动，在芯 轴轴管转动至一固定角度值位置处，由电子控制系统通过两信号采集 通道分别采集左、右位移传感器7各角度位的感应信号，如以120°等 分角度转动位置的位移感应信号，由电子控制系统在每旋转圆周中 三次分别采集提取左、右位移传感器感应信号，经转换、平均值计 算分别得到左、右测量基准值Jz；其后，由水平位调整机构的驱动气 缸10调整芯轴轴管水平位置，使半轴、行星齿轮副接触区啮合齿侧间 隙为零，并满足半轴齿轮每个齿与行星齿轮每个齿啮合一次的条件下 连续低速转动，再由电子控制系统通过两信号采集通道分别采集并转 换左、右位移传感器感应信号，分别采集两位移传感器感应信号，取 得最小累积周节误差状态下的最大位移值Wymax值，分别采集两位移 传感器感应信号，取得最大累积周节误差状态下的最小位移值Wymin 值，由以下数学模型计算分别得到左、右半轴齿轮调整垫圈厚度值：
Cxmax＝Jz+Wymin、Cxmin＝Jz+Wymax，
其中，Cxmax为最大齿侧间隙值，Cxmin为最小齿侧间隙值；
Lz(或Ly)＝Cx max-Cx min，其中，Lz为左半轴齿轮调整垫圈值， Ly为右半轴齿轮调整垫圈值。