專利名稱：一種汽車驅動橋總成錐齒輪支承剛性測試系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于汽車零部件測試技術領域，具體涉及一種汽車驅動橋總成錐齒輪支承剛性測試系統(tǒng)。
背景技術：
主減速器作為驅動橋總成的主要組成之一，在汽車工作過程中起著改變轉速和提高扭矩的作用。大多數(shù)驅動橋主減速器都包括一對錐齒輪，即主動錐齒輪和從動錐齒輪。驅動橋總成結構復雜，不合理的結構可能造成錐齒輪的支承剛度較差，使得錐齒輪在工作時發(fā)生變形錯位、嚙合精度下降而引起噪聲，影響驅動橋總成的使用性能。因此，在車橋的開發(fā)設計過程中，有必要對驅動橋總成進行錐齒輪支承剛性測試。
根據(jù)汽車行業(yè)標準QC/T 533-1999《汽車驅動橋臺架試驗方法》要求，驅動橋總成錐齒輪支承剛性測試需要在X、Y、Z三個方向分別得到主動錐齒輪相對于殼體的位移量、從動錐齒輪相對于殼體的位移量和主動錐齒輪相對從動錐齒輪的位移量。安裝量表的圓環(huán)固定在主動錐齒輪大端的兩軸承之間，量表通過支架探到相應的位移測點；試驗時，主動輪以不大于10轉/分的轉速旋轉，并施以扭矩；讀數(shù)時，必須在從動錐齒輪相對于殼體同一位置時記錄各位移測點的位移。目前常用的測量方法是通過百分表來測量各位移測點的位移，然后人工讀取和記錄各量表的數(shù)據(jù)，然后對測量的數(shù)據(jù)進行處理，得到驅動橋總成錐齒輪支承剛性的評價指標。由于試驗時主動錐齒輪和從動錐齒輪處于旋轉狀態(tài)，而百分表通常直接頂在錐齒輪的旋轉面上，摩擦現(xiàn)象明顯，容易造成測量數(shù)據(jù)不穩(wěn)定、不可靠。同時，由于試驗要求布置的百分表數(shù)量較多，靠人工讀取和記錄各量表的數(shù)據(jù)不僅工作量大、人為誤差大，而且很難保證讀數(shù)是在從動錐齒輪相對于殼體同一位置時得到的。有的試驗場在試驗時安排多名實驗人員讀取百分表的讀數(shù)，以保證讀數(shù)的同時性，但這種方法不僅勞動強度大、人為誤差明顯，而且不能完全保證讀數(shù)的同時性。也有人提出用位移傳感器來替代百分表，比如為避免因錐齒輪旋轉和摩擦帶來的誤差而采用非接觸式位移傳感器來測量錐齒輪上的測點的位移，采用接觸式位移傳感器測量其余非旋轉的測點，然后結合數(shù)采卡和計算機實現(xiàn)所有測點數(shù)據(jù)同時測量。但由于本試驗中位移量非常小，通常在O. 5mm以下，所以本試驗的對位移傳感器的要求是量程小、精度高，這導致了適用于本試驗的非接觸式位移傳感器往往成本非常高，而且不便于調整安裝位置。綜上所述，驅動橋總成錐齒輪支承剛性測試的難點在于1、如何保證旋轉零件上測點位移測量的準確性；2、如何保證在從動錐齒輪相對于殼體同一位置時記錄各位移測點的位移；3、如何實現(xiàn)自動化測量。

發(fā)明內容
為了克服上述現(xiàn)有技術的缺點，本發(fā)明的目的是提供一種汽車驅動橋總成錐齒輪支承剛性測試系統(tǒng)，自動測量和處理汽車驅動橋總成錐齒輪支承剛性試驗的位移數(shù)據(jù)，精度可靠，成本較低。為了達到上述目的，本發(fā)明采取的技術方案為一種汽車驅動橋總成錐齒輪支承剛性測試系統(tǒng)，包括位移傳感器10，位移傳感器10帶數(shù)字量輸出口，位移傳感器10的輸出通過位移傳感器數(shù)據(jù)線22與集線器23的輸入相連，集線器23的輸出通過集線器數(shù)據(jù)線24與計算機26相連；觸發(fā)開關元件20通過觸發(fā)開關信號線25與計算機26相連，計算機26裝有測試軟件。位移傳感器安裝主桿14固定在主動錐齒輪9大端的二軸承間外殼表面15處；位移傳感器安裝支桿13通過緊固件11與位移傳感器安裝主桿14的連接；位移傳感器安裝副桿12通過過緊固件11與位移傳感器安裝支桿13連接；位移傳感器10通過緊固件11與位移傳感器安裝副桿12連接，通過調整位移傳感器安裝支桿13和位移傳感器安裝副桿12的位置和方向，從而調整位移傳感器10的位置和測量方向，使得位移傳感器10能夠按照試驗要求測量相應點的位移。對于非旋轉體上的測點，位移傳感器10的測頭直接頂在測點處；對于旋轉體上的測點，位移傳感器10需要配置測量附件16，測量附件16由保持架17、銷軸18和滾輪19組成，測量時，旋轉體轉動，與其接觸的滾輪19相應地繞著銷軸18旋轉，減小由于旋轉和摩擦帶來的測量誤差，當旋轉體沿位移傳感器10測量方向的發(fā)生位移時，相應的位移量將被位移傳感器10測量得到。觸發(fā)開關兀件20固定在橋殼I上，在從動錐齒輪2選取一對應位置布置凸塊21,測量時凸塊21將隨著從動錐齒輪2轉動，當凸塊21轉動到與觸發(fā)開關元件20對應位置時，觸發(fā)開關元件20發(fā)出觸發(fā)信號，用以啟動測試軟件記錄各測點的位移數(shù)據(jù)；當凸塊21轉動到其他位置時，觸發(fā)開關元件20不發(fā)出觸發(fā)信號，就保證了在從動錐齒輪2相對于橋殼I同一位置時同時記錄所有位移傳感器10的讀數(shù)。所述的測試軟件包括驅動橋參數(shù)設置、采集模式設置、位移測量設置、零點設置、工況設置、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理和生成報表8個模塊，運行測試軟件，在驅動橋參數(shù)設置模塊輸入驅動橋型號、主減速器傳動比、試驗扭矩的信息；在采集模式設置模塊中可選擇自動采集模式或手動采集模式，自動采集模式下測試軟件通過檢測觸發(fā)開關元件的發(fā)出的觸發(fā)信號啟動數(shù)據(jù)采集，手動采集模式下試驗人員通過點擊軟件上的采集按鈕來啟動數(shù)據(jù)采集；在位移測量設置模塊中設置位移傳感器信息、位移測點的位置、位移傳感器的測量方向的信息；在零點設置模塊對位移測量進行歸零設置，獲取零參考點；在工況設置模塊設置輸入當前測試的輸入扭矩、轉速和旋轉方向等工況信息；在數(shù)據(jù)采集模塊軟件采集各測點的位移數(shù)據(jù)，并顯示和存儲位移數(shù)據(jù)；在數(shù)據(jù)處理模塊軟件根據(jù)測量數(shù)據(jù)計算得到在X、Y、Z三個方向主動錐齒輪9相對于殼體的位移量、從動錐齒輪2相對于殼體的位移量和主動錐齒輪9相對從動錐齒輪2的位移量，并將測試結果與行業(yè)法規(guī)給定的指標進行比較；在生成報表模塊自動生成試驗報表并打印，結束汽車驅動橋總成錐齒輪支承剛性試驗，另外，測試軟件能夠記錄和處理工況下的試驗數(shù)據(jù)，便于對同一測試對象在不同工況下的支承剛性進行比較。本發(fā)明的工作原理為試驗時，在測量軟件的控制下，位移傳感器10的讀數(shù)通過集線器23傳送給計算機26。同時，在殼體上布置一觸發(fā)開關元件20，在從動錐齒輪2上設置相應的凸塊21，用于檢測從動輪的某一確定位置。觸發(fā)開關元件通過信號線和計算機相連。當從從動錐齒輪2上的凸塊21旋轉到觸發(fā)開關元件20位置時，觸發(fā)開關元件20向計算機26發(fā)出信號，用于測試軟件自動記錄位移傳感器讀數(shù)，每觸發(fā)一次,測試軟件就將所有位移測點的位移同時記錄下來，這樣，既實現(xiàn)了位移數(shù)據(jù)的自動化測量，又保證了在從動錐齒輪2相對于殼體同一位置時記錄各位移測點的位移。本發(fā)明的具有以下優(yōu)點1、測試精度可靠，操作方便，成本較低，易于推廣；2、實現(xiàn)了位移數(shù)據(jù)的自動采集和處理，降低了試驗勞動強度，很大程度上減小了人為讀數(shù)誤差；3、引入了觸發(fā)裝置，保證了在從動錐齒輪相對于殼體同一位置時記錄各位移測點的位移。


圖1是某型驅動橋總成結構圖。圖2是位移傳感器安裝示意圖。圖3是橋殼上的測點示意圖。圖4是從動錐齒輪上的測點示意圖。圖5是位移傳感器測量附件的使用示意圖。圖6是觸發(fā)開關元件發(fā)出觸發(fā)信號時從動錐齒輪上凸塊與觸發(fā)開關元件的位置示意圖。圖7是觸發(fā)開關元件不發(fā)出觸發(fā)信號時從動錐齒輪上凸塊與觸發(fā)開關元件的位置示意圖。圖8是位移傳感器和觸發(fā)開關元件與計算機的連接圖。圖9是本發(fā)明的測試軟件流程圖。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發(fā)明進行詳細的描述。圖1是某型驅動橋總成的結構圖，為本測試系統(tǒng)的一個測試對象實例。由圖1可知，驅動橋總成主要包括橋殼1、從動錐齒輪2、差速器軸承座3、半軸4、主減速器殼5、差速器6、叉形凸緣7、圓錐滾子軸承8、主動錐齒輪9等零部件。橋殼I和主減速器殼5統(tǒng)稱殼體。汽車驅動橋總成錐齒輪支承剛性測試時，從叉形凸緣7輸入扭矩，主動錐齒輪9和從動錐齒輪2以一定轉速旋轉，通過測量相關測點的位移在X、Y、Z三個方向分別計算得到主動錐齒輪9相對于殼體的位移量、從動錐齒輪2相對于殼體的位移量和主動錐齒輪9相對從動錐齒輪2的位移量。測量時，要求在從動錐齒輪2相對于殼體同一位置時同時記錄所有量表的讀數(shù)。使用本系統(tǒng)進行汽車驅動橋總成錐齒輪支承剛性測試的步驟如下第一步，參考行業(yè)標準QC/T 533《汽車驅動橋臺架試驗方法》在被測驅動橋總成上選取相應的測點位置，然后將兩個以上的位移傳感器10依次布置在各測點位置處，如圖2所示，位移傳感器安裝主桿14通過焊接或者其他方式固定在主動錐齒輪9大端的二軸承間外殼表面15處；位移傳感器安裝支桿13通過緊固件11與位移傳感器安裝主桿14的連接；位移傳感器安裝副桿12通過過緊固件11與位移傳感器安裝支桿13連接；位移傳感器10通過緊固件11與位移傳感器安裝副桿12連接，通過調整位移傳感器安裝支桿13和位移傳感器安裝副桿12的位置和方向，從而調整位移傳感器10的位置和測量方向，使得位移傳感器10能夠按照試驗要求測量相應點的位移；第二步，如圖3所示，對于非旋轉體上的測點，如橋殼I上的測點，位移傳感器10的測頭直接頂在橋殼I上的測點處；第三步，如圖4所示，對于旋轉體上的測點，如從動錐齒輪2上的測點，位移傳感器10需要配置測量附件16，圖4中，為測量從動錐齒輪2在X、Y、Z方向上的位移，將配置了測量附件16的位移傳感器10頂在從動錐齒輪2的凸臺處，圖5為測量附件16的使用示意圖，測量附件16由保持架17、銷軸18和滾輪19組成，測量時，從動錐齒輪2轉動，與其接觸的滾輪19相應地繞著銷軸18旋轉，這樣可以大大減小由于旋轉和摩擦帶來的測量誤差，當從動錐齒輪2沿位移傳感器10測量方向的發(fā)生位移時，相應的位移量將被位移傳感器10測量得到；第四步，如圖6和圖7所示，將觸發(fā)開關元件20固定在橋殼I上,在從動錐齒輪2選取一對應位置布置凸塊21，測量時凸塊21將隨著從動錐齒輪2轉動，如圖6所示，當凸塊21轉動到與觸發(fā)開關元件20對應位置時，觸發(fā)開關元件20發(fā)出觸發(fā)信號，用以啟動測試軟件記錄各測點的位移數(shù)據(jù)；如圖7所示，當凸塊21轉動到其他位置時，觸發(fā)開關元件20不發(fā)出觸發(fā)信號，這樣就保證了在從動錐齒輪2相對于橋殼I同一位置時同時記錄所有位移傳感器10的讀數(shù)；第五步，如圖8所示，圖8為位移傳感器10和觸發(fā)開關元件20與計算機26的連接圖，所有位移傳感器10的輸出通過位移傳感器數(shù)據(jù)線22與集線器23的輸入相連，集線器23的輸出通過集線器數(shù)據(jù)線24與計算機26相連；觸發(fā)開關元件20通過觸發(fā)開關信號線25與計算機26相連；第六步，計算機26上安裝汽車驅動橋總成錐齒輪支承剛性測試軟件，測試軟件的流程圖如圖9所示，測試軟件包括驅動橋參數(shù)設置、采集模式設置、位移測量設置、零點設置、工況設置、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理和生成報表8個模塊，運行測試軟件，在驅動橋參數(shù)設置模塊輸入驅動橋型號、主減速器傳動比、試驗扭矩的信息；在采集模式設置模塊中可選擇自動采集模式或手動采集模式，自動采集模式下測試軟件通過檢測觸發(fā)開關元件的發(fā)出的觸發(fā)信號啟動數(shù)據(jù)采集，手動采集模式下試驗人員通過點擊軟件上的采集按鈕來啟動數(shù)據(jù)采集；在位移測量設置模塊中設置位移傳感器信息、位移測點的位置、位移傳感器的測量方向的信息；在零點設置模塊對位移測量進行歸零設置，獲取零參考點；在工況設置模塊設置輸入當前測試的輸入扭矩、轉速和旋轉方向等工況信息；在數(shù)據(jù)采集模塊軟件采集各測點的位移數(shù)據(jù)，并顯示和存儲位移數(shù)據(jù)；在數(shù)據(jù)處理模塊軟件根據(jù)測量數(shù)據(jù)獲得在X、Y、Z三個方向主動錐齒輪9相對于殼體的位移量、從動錐齒輪2相對于殼體的位移量和主動錐齒輪9相對從動錐齒輪2的位移量，并將測試結果與行業(yè)法規(guī)給定的指標進行比較；在生成報表模塊自動生成試驗報表并打印，結束汽車驅動橋總成錐齒輪支承剛性試驗。
權利要求
1.一種汽車驅動橋總成錐齒輪支承剛性測試系統(tǒng)，其特征在于包括位移傳感器(10)，位移傳感器(10)帶數(shù)字量輸出口，位移傳感器(10)的輸出通過位移傳感器數(shù)據(jù)線(22)與集線器(23)的輸入相連，集線器(23)的輸出通過集線器數(shù)據(jù)線(24)與計算機(26)相連；觸發(fā)開關元件(20)通過觸發(fā)開關信號線(25)與計算機(26)相連，計算機(26)裝有測試軟件。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種汽車驅動橋總成錐齒輪支承剛性測試系統(tǒng)，其特征在于位移傳感器安裝主桿(14)固定在主動錐齒輪(9)大端的二軸承間外殼表面(15)處；位移傳感器安裝支桿(13)通過緊固件(11)與位移傳感器安裝主桿(14)的連接；位移傳感器安裝副桿(12)通過過緊固件(11)與位移傳感器安裝支桿(13)連接；位移傳感器(10)通過緊固件(11)與位移傳感器安裝副桿(12)連接，通過調整位移傳感器安裝支桿(13)和位移傳感器安裝副桿(12)的位置和方向，從而調整位移傳感器(10)的位置和測量方向，使得位移傳感器(10)能夠按照試驗要求測量相應點的位移，測試軟件能夠記錄和處理工況下的試驗數(shù)據(jù)，比較同一測試對象在不同工況下的支承剛性。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種汽車驅動橋總成錐齒輪支承剛性測試系統(tǒng)，其特征在于對于非旋轉體上的測點，位移傳感器(10)的測頭直接頂在測點處；對于旋轉體上的測點，位移傳感器(10)需要配置測量附件(16)，測量附件(16)由保持架(17)、銷軸(18)和滾輪(19 )組成，測量時，旋轉體轉動，與其接觸的滾輪(19 )相應地繞著銷軸(18 )旋轉，減小由于旋轉和摩擦帶來的測量誤差，當旋轉體沿位移傳感器(10)測量方向的發(fā)生位移時，相應的位移量將被位移傳感器(10)測量得到。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種汽車驅動橋總成錐齒輪支承剛性測試系統(tǒng)，其特征在于觸發(fā)開關兀件(20)固定在橋殼(I)上，在從動錐齒輪(2)選取一對應位置布置凸塊(21)，測量時凸塊(21)將隨著從動錐齒輪(2)轉動，當凸塊(21)轉動到與觸發(fā)開關元件(20)對應位置時，觸發(fā)開關元件(20)發(fā)出觸發(fā)信號，用以啟動測試軟件記錄各測點的位移數(shù)據(jù)；當凸塊(21)轉動到其他位置時，觸發(fā)開關元件(20)不發(fā)出觸發(fā)信號，就保證了在從動錐齒輪(2)相對于橋殼(I)同一位置時同時記錄所有位移傳感器(10)的讀數(shù)。
5.根據(jù)權利要求1所述的一種汽車驅動橋總成錐齒輪支承剛性測試系統(tǒng)，其特征在于所述的測試軟件包括驅動橋參數(shù)設置、采集模式設置、位移測量設置、零點設置、工況設置、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理和生成報表8個模塊，運行測試軟件，在驅動橋參數(shù)設置模塊輸入驅動橋型號、主減速器傳動比、試驗扭矩的信息；在采集模式設置模塊中可選擇自動采集模式或手動采集模式，自動采集模式下測試軟件通過檢測觸發(fā)開關元件的發(fā)出的觸發(fā)信號啟動數(shù)據(jù)采集，手動采集模式下試驗人員通過點擊軟件上的采集按鈕來啟動數(shù)據(jù)采集；在位移測量設置模塊中設置位移傳感器信息、位移測點的位置、位移傳感器的測量方向的信息；在零點設置模塊對位移測量進行歸零設置，獲取零參考點；在工況設置模塊設置輸入當前測試的輸入扭矩、轉速和旋轉方向等工況信息；在數(shù)據(jù)采集模塊軟件采集各測點的位移數(shù)據(jù)，并顯示和存儲位移數(shù)據(jù)；在數(shù)據(jù)處理模塊軟件根據(jù)測量數(shù)據(jù)計算得到在X、Y、Z三個方向主動錐齒輪(9)相對于殼體的位移量、從動錐齒輪(2)相對于殼體的位移量和主動錐齒輪(9)相對從動錐齒輪(2)的位移量，并將測試結果與行業(yè)法規(guī)給定的指標進行比較；在生成報表模塊自動生成試驗報表并打印，結束汽車驅動橋總成錐齒輪支承剛性試驗。
全文摘要
一種汽車驅動橋總成錐齒輪支承剛性測試系統(tǒng)，包括位移傳感器，位移傳感器與集線器相連，集線器與計算機相連；觸發(fā)開關元件與計算機相連，計算機裝有測試軟件，在測量軟件的控制下，位移傳感器的讀數(shù)傳送給計算機，在殼體上布置一觸發(fā)開關元件，在從動錐齒輪上設置相應的凸塊，當凸塊旋轉到觸發(fā)開關元件位置時，觸發(fā)開關元件向計算機發(fā)出信號，測試軟件自動記錄位移傳感器讀數(shù)，每觸發(fā)一次，測試軟件就將所有位移測點的位移同時記錄下來，這樣，既實現(xiàn)了位移數(shù)據(jù)的自動化測量，又保證了在從動錐齒輪相對于殼體同一位置時記錄各位移測點的位移，本發(fā)明精度可靠，成本較低。
文檔編號G01B21/02GK103018040SQ20121052423
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月7日 優(yōu)先權日2012年12月7日
發(fā)明者范子杰, 彭錢磊, 丁煒琦, 張龍, 桂良進 申請人:清華大學, 陜西漢德車橋有限公司