主动齿轮安装距及轴承预紧力矩调整垫片测选系统及方法.pdf

本发明涉及整体式主减速器总成的主动齿轮安装距调整垫片、主动齿轮轴承预紧力矩调整垫片测选方法及测选系统。本测选系统包括完成主动齿轮内、外轴承及主减速器壳体合件轴向数据测量的第一检测工位，完成主动齿轮内、外轴承及刚性隔套合件数据测量的第二检测工位，和电子控制系统；第一检测工位位移传感器感应信号经转换处理、得到主动齿轮内、外轴承及主减速器壳体合件轴向数据测量值，第二检测工位的位移传感器感应信号经转换处理、得到主动齿轮内、外轴承及刚性隔套合件轴向数据测量值，通过数学模型程序计算得到所需垫片值。本技术方案排除了人为因素的干扰，提高了测量精度。

1、  一种主动齿轮安装距及轴承预紧力矩调整垫片测选系统，其特征在于该系统包括完成主动齿轮内、外轴承及主减速器壳体合件轴向数据测量的第一检测工位，完成主动齿轮内、外轴承内圈及刚性隔套合件轴向数据测量的第二检测工位，和电子控制系统；第一检测工位包括检测平台，检测平台设有卡装主减速器壳体的定位块，一升降平台设置于检测平台下方，模拟主动齿轮的I位芯轴由升降平台的导向轴承垂直支撑设置，与电机转动驱动联接，升降平台由升降装置驱动升降，升降平台上设有用于支撑检测整体模拟差速器左右轴承之半圆柱基准测量块组装状态的支撑感测部件；支撑感测部件包括有导向座和导向滑动设置导向座内的基准测量块柔性支撑体，还包括对称设置的感应于基准测量块左、右轴承位的左、右位移传感器，两位移传感器分别与电子控制系统的一工位信号采集通道电连接；I位芯轴上端、与I位芯轴同轴线设置有I位芯轴旋转压头及其垂直压紧装置，感应于旋转压头轴线同步移位设置有上位移传感器，上位移传感器与电子控制系统的上位移信号采集通道电连接；第二检测工位中的检测台上设有支撑主动齿轮内、外轴承内圈及刚性隔套合件的检测盘，检测台支撑设置有垂直压紧机构，垂直压紧机构的动力压头与检测盘同轴线设置，检测盘通孔中线设置有位移传感器，位移传感器与电子控制系统的二工位信号采集通道电连接。

2、  基于权利要求1所述测选系统的主动齿轮安装距及轴承预紧力矩调整垫片测选方法，其特征在于该测选方法为：
第一检测工位检测标定和检测方法：依据组装的汽车驱动桥总成型号、以主动齿轮安装距理论值Lb和主动齿轮内、外轴承内圈上、下端面间距标定值Ld制作标定块，标定块下部设有与基准测量块两基准轴承面吻合的基准槽，标定块内设置芯轴轴孔；标定块与I位芯轴配合置于检测工位，其基准槽与基准测量块紧密配合，旋转压头下行作用在标定块上端面，此时电子控制系统检测上位移传感器感应信号、并转换得到Cs_3b值，并检测左、右位移传感器感应信号、并转换平均计算得到Cb值，完成电子控制系统标定并存贮上述标定值；其后进行主动齿轮内、外轴承及主减速器壳体合件的轴向数据检测：将主减速器壳体及主动齿轮内、外轴承与检测工位的I位芯轴合装，升降平台在升降装置驱动上行，由柔性支撑体支撑使基准测量块与主减速器壳体的差速器左、右轴承孔紧密配合，由垂直压紧装置驱动旋转压头及压块施压于主动齿轮外轴承内圈端面，保证主动齿轮内轴承内圈与芯轴端面紧密配合，I位芯轴及主动齿轮内、外轴承被驱动低速旋转并消除轴承轴向位移后，由电子控制系统采集上位移传感器感应信号并转换得到Cs₃值，采集左、右位移传感器感应信号、转换并计算得到Cs值，由以下数学模型：Ln＝Cs-Cb+Zp，即可得到主动齿轮安装距调整垫片值Ln，其中Zp为主、被动齿轮副实际安装距偏差值；
第二检测工位的检测标定和检测方法：依据组装的汽车驱动桥总成型号、以主动齿轮内、外轴承内圈上、下端面间距标定值Ld制作一基准芯轴，基准芯轴上端由垂直压紧机构施压座落于检测盘上，此时由电子控制系统二工位信号采集通道采集其位移传感器感应信号，并转换获得Cs2b值，完成电子控制系统标定并存贮该标定值；其后，基准芯轴套装主动齿轮内轴承内圈、刚性隔套及主动齿轮外轴承内圈后，垂直压紧机构由基准芯轴上端施压，使基准芯轴内端台与主动齿轮外轴承内圈上端面紧密接触座落于检测盘上，由电子控制系统二工位信号采集通道采集其位移传感器感应信号，并转换获得Cs2值；
最后由以下数学模型：Lw＝(Cs₃-Cs_3b)-(Cs₂-Cs_2b)，计算得到主动齿轮轴承预紧力矩调整垫片厚度值Lw。

3、  根据权利要求2所述的主动齿轮安装距及轴承预紧力矩调整垫片测选方法，其特征在于其第二检测工位还作为待装调整垫片厚度值复检工位：在第二检测工位的基准芯轴标定工序的基础上，将相应调整垫片置于检测盘上，调整垫片之上加垫板后加基准芯轴，由垂直压紧机构施压，再由电子控制系统的二工位信号采集通道采集其位移传感器感应信号，并转换得到的数值与标定值之差为调整垫片厚度值，完成对调整垫片的Ln值、Lw值复检确认。

主动齿轮安装距及轴承预紧力矩调整垫片测选系统及方法
技术领域
本发明涉及的是汽车驱动桥总成中的核心部件——整体式主减速器总成中的主动齿轮安装距调整垫片、主动齿轮轴承预紧力矩调整垫片测选方法和实现该测选方法的系统装置。
背景技术
汽车驱动桥总成主体构成包括有差速器分总成、主减速器总成核心部件和半轴、桥壳、轮毂及制动鼓和制动器等主要部件构成。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。目前，对主、被动齿轮副的主动齿轮安装距调整垫片、主动齿轮轴承预紧力矩调整垫片测量选择还停留在人工为主的离线检测方式，这种装配作业中人为因素过多的参与常常导致不合格产品的出现，并须及时返工处理，检测精度较低，也难以成为辅助汽车驱动桥总成组装生产线的高质量检测技术。
发明内容
本发明专利申请的发明目的在于提供一种作为主减速器总成组装生产线的辅助检测设备、与电子检测技术相结合实现整体式主减速器总成中主、被动齿轮副的主动齿轮安装距调整垫片和主动齿轮轴承预紧力矩调整垫片测选的主动齿轮安装距及轴承预紧力矩调整垫片测选系统及方法，该系统装置和方法排除了人为因素对两调整垫片测选工作的影响，它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。
本发明申请提供的主动齿轮安装距及轴承预紧力矩调整垫片测选系统技术方案，其主要技术内容是：本主动齿轮安装距及轴承预紧力矩调整垫片测选系统包括完成主动齿轮内、外轴承及主减速器壳体合件轴向数据测量的第一检测工位，完成主动齿轮内、外轴承内圈及刚性隔套合件轴向数据测量的第二检测工位，和电子控制系统；第一检测工位包括检测平台，检测平台设有卡装主减速器壳体的定位块，一升降平台设置于检测平台下方，模拟主动齿轮的I位芯轴由升降平台的导向轴承垂直支撑设置，与电机转动驱动联接，升降平台由升降装置驱动升降，升降平台上设有用于支撑检测整体模拟差速器左右轴承之半圆柱基准测量块组装状态的支撑感测部件；支撑感测部件包括有导向座和导向滑动设置导向座内的基准测量块柔性支撑体，还包括对称设置的感应于基准测量块左、右轴承位的左、右位移传感器，两位移传感器分别与电子控制系统的一工位信号采集通道电连接；I位芯轴上端、与I位芯轴同轴线设置有I位芯轴旋转压头及其垂直压紧装置，感应于旋转压头轴线同步移位设置有上位移传感器，上位移传感器与电子控制系统的上位移信号采集通道电连接；
第二检测工位中的检测台上设有支撑主动齿轮内、外轴承内圈及刚性隔套合件的检测盘，检测台支撑设置有垂直压紧机构，垂直压紧机构的动力压头与检测盘同轴线设置，检测盘通孔中线设置有位移传感器，位移传感器与电子控制系统的二工位信号采集通道电连接。
基于以上所述的测选系统技术方案，本发明申请提供的主动齿轮安装距及轴承预紧力矩调整垫片测选方法，其方法包括：
第一检测工位检测标定和检测方法：依据组装的汽车驱动桥总成型号、以主动齿轮安装距理论值Lb和主动齿轮内、外轴承内圈上、下端面间距标定值Ld制作标定块，标定块下部设有与基准测量块两基准轴承面吻合的基准槽，标定块内设置芯轴轴孔；标定块与I位芯轴配合置于检测工位，其基准槽与基准测量块紧密配合，旋转压头下行作用在标定块上端面，此时电子控制系统检测上位移传感器感应信号、并转换得到Cs_3b值，并检测左、右位移传感器感应信号、并转换平均计算得到Cb值，完成电子控制系统标定并存贮上述标定值；其后进行主动齿轮内、外轴承及主减速器壳体合件的轴向数据检测：将主减速器壳体及主动齿轮内、外轴承与检测工位的I位芯轴合装，升降平台在升降装置驱动上行，由柔性支撑体支撑使基准测量块与主减速器壳体的差速器左、右轴承孔紧密配合，由垂直压紧装置驱动旋转压头及压块施压于主动齿轮外轴承内圈端面，保证主动齿轮内轴承内圈与芯轴端面紧密配合，I位芯轴及主动齿轮内、外轴承被驱动低速旋转并消除轴承轴向位移后，由电子控制系统采集上位移传感器感应信号并转换得到Cs₃值，采集左、右位移传感器感应信号、转换并计算得到Cs值，由以下数学模型：Ln＝Cs-Cb+Zp，即可得到主动齿轮安装距调整垫片值Ln，其中Zp为主、被动齿轮副实际安装距偏差值；
第二检测工位的检测标定和检测方法：依据组装的汽车驱动桥总成型号、以主动齿轮内、外轴承内圈上、下端面间距标定值Ld制作一基准芯轴，基准芯轴上端由垂直压紧机构施压座落于检测盘上，此时由电子控制系统二工位信号采集通道采集其位移传感器感应信号，并转换获得Cs2b值，完成电子控制系统标定并存贮该标定值；其后，基准芯轴套装主动齿轮内轴承内圈、刚性隔套及主动齿轮外轴承内圈后，垂直压紧机构由基准芯轴上端施压，使基准芯轴内端台与主动齿轮外轴承内圈上端面紧密接触座落于检测盘上，由电子控制系统二工位信号采集通道采集其位移传感器感应信号，并转换获得Cs2值；
最后由以下数学模型：Lw＝(Cs₃-Cs_3b)-(Cs₂-Cs_2b)，计算得到主动齿轮轴承预紧力矩调整垫片厚度值Lw。
在上述的整体技术方案中，其第二检测工位还可作为待装调整垫片厚度值复检工位：在第二检测工位的基准芯轴标定工序的基础上，将相应调整垫片置于检测盘上，调整垫片之上加垫板后加基准芯轴，由垂直压紧机构施压，再由电子控制系统的二工位信号采集通道采集其位移传感器感应信号，并转换得到的数值与标定值之差为调整垫片厚度值，从而完成对调整垫片的Ln值、Lw值复检确认。
本发明专利申请提供的主动齿轮安装距及轴承预紧力矩调整垫片测选系统及方法技术方案，其机械检测装置与电子检测技术相结合，能够由自动检测并由程序所设定的数据模型计算得出主动齿轮安装距及主动齿轮轴承预紧力矩调整垫片厚度值。由于本技术方案避免了人为因素的干扰，减少了测量变差、提高了测量精度，为实现产品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。本技术方案成为适于作为汽车驱动桥总成组装生产线的一在线测选装置，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为采用整体式主减速器总成结构的汽车驱动桥总成的总装示意图
图2为图1中的整体式主减速器总成的剖视结构放大图
图3为本发明申请的主动齿轮安装距及轴承预紧力矩调整垫片测选系统及方法所依据的测选原理图
图4为本主动齿轮安装距及轴承预紧力矩调整垫片测选系统的两工位结构示意图
图5为第一检测工位标定块的剖视结构图
图6为第二检测工位的基准测量芯轴外形图
图7为第一检测工位的总装结构图
图8为第二检测工位的总装结构图
图9为第二检测工位对待装调整垫片厚度值实施复检示意图
图10为电子控制系统的系统结构框图。
具体实施方式
本发明申请的主动齿轮安装距及轴承预紧力矩调整垫片测选系统，它包括完成主动齿轮内、外轴承及主减速器壳体合件轴向数据测量的第一检测工位，完成主动齿轮内、外轴承内圈及刚性隔套合件轴向数据测量及实施待装调整垫片厚度值复检的第二检测工位，和电子控制系统。第一检测工位包括检测平台3，检测平台3设有卡装主减速器壳体的定位块5，一升降平台1设置于检测平台3下方，模拟主动齿轮的I位芯轴13由升降平台1的导向轴承垂直支撑设置，由电机14输出轴及齿型带传动机构转动驱动联接，升降平台3由升降油缸4驱动垂直升降。升降平台3上设有用于检测和支撑整体模拟差速器左右轴承之半圆柱基准测量块12的支撑感测部件，支撑感测部件包括有导向座2和导向滑动设置于导向座2内的基准测量块柔性支撑体16，柔性支撑体16是由压缩弹簧15实现弹性支撑基准测量块12，支撑感应部件中还包括有感应于基准测量块12的左、右轴承位且对称设置的左、右位移传感器10、11，两位移传感器10、11分别连接A/D转换器、经行通讯接口构成一工位信号采集通道与电子控制系统电连接。I位芯轴13上端、与I位芯轴同轴线设置有I位芯轴旋转压头7及其垂直压紧装置，垂直压紧装置中的驱动油缸17推力杆带动横梁18上下导向升降运行；同步感应于旋转压头7位移量，感应于横梁18位移设置有上位移传感器8，上位移传感器8连接A/D转换器、经行通讯接口构成上位移信号采集通道与电子控制系统电连接；
第二检测工位中的检测台26上设有支撑主动齿轮内、外轴承内圈及刚性隔套合件的检测盘20，检测台26设置由立柱22和支撑板24构成的支撑架支撑设置垂直压紧机构，垂直压紧机构中设置驱动油缸25，其动力压头27与检测盘20同轴线设置，检测盘20通孔中线设置有位移传感器21，位移传感器20连接A/D转换器、经行通讯接口构成二工位信号采集通道与电子控制系统电连接。
基于上述测选系统实现本发明专利申请的主动齿轮安装距及轴承预紧力矩调整垫片测选方法是：
第一检测工位检测标定和检测方法：依据组装的驱动桥总成型号、以主动齿轮安装距理论值Lb和主动齿轮内、外轴承内圈上、下端面间距标定值Ld制作一标定块40，如图5所示，该标定块40下部设有与基准测量块两端基准轴承面吻合的基准槽41、42，标定块40中设置芯轴轴孔43；标定块40与I位芯轴13配合置于检测工位，其基准槽41、42与基准测量块12两端基准轴承面紧密配合，上部旋转压头7下移作用在标定块40上平面，此时电子控制系统经上位移信号采集通道检测上位移传感器8的感应信号、并转换得到Cs_3b值，再检测左、右位移传感器10、11的感应信号、并转换平均值计算得到Cb值，完成电子控制系统标定并存贮上述标定值。其后进行主动齿轮内、外轴承及主减速器壳体合件轴向数据检测，将主减速器壳体及主动齿轮内、外轴承与检测工位的I位芯轴13合装，即主动齿轮内轴承内圈套装I位芯轴13上，包括有主动齿轮内、外轴承外圈的主减速器壳体合件由定位块5卡装在工作平台3上，将主动齿轮外轴承内圈套装到I位芯轴13上，完成工位合装。升降油缸4带动升降平台1上行，由柔性支撑体16支撑于基准测量块12上，使基准测量块12与主减速器壳体的差速器左、右轴承孔紧密配合；开启驱动油缸17使其旋转压头7及压块6作用于主动齿轮外轴承内圈端面上，向主动齿轮内轴承施加轴向载荷，保证主动齿轮内轴承内圈与I位芯轴13端面紧密配合，开动电机14，驱动I位芯轴13及主动齿轮内、外轴承被驱动低速旋转并消除轴承轴向位移后，由电子控制系统采集上位移传感器8的感应信号并转换得到Cs₃值，采集左、右位移传感器10、11的感应信号、转换并计算得到Cs值，由以下数学模型：
Ln＝Cs-Cb+Zp，其中Zp为主、被动齿轮副实际安装距偏差值
即可得到主动齿轮安装距调整垫片值Ln。
第二检测工位的检测标定和检测方法：依据组装的汽车驱动桥总成型号、以主动齿轮内、外轴承内圈上、下端面间距标定值Ld制作一基准芯轴50，如图6所示，基准芯轴50上端由驱动油缸25经动力压头27施压座落于检测盘20上，此时由电子控制系统的二工位信号采集通道采集其位移传感器20感应信号，并转换获得Cs2b值，完成电子控制系统标定并存贮该标定值；其后，基准芯轴50套装主动齿轮内轴承内圈、刚性隔套及主动齿轮外轴承内圈后，垂直压紧机构中的驱动油缸25由基准芯轴50上端施压，使基准芯轴50内端台与主动齿轮外轴承内圈上端面紧密接触座落于检测盘20上，由电子控制系统经二工位信号采集通道采集其位移传感器21的感应信号，并转换获得Cs2值；
最后由以下数学模型：Lw＝(Cs₃-Cs_3b)-(Cs₂-Cs_2b)，计算得到主动齿轮轴承预紧力矩调整垫片厚度值Lw。
在本技术中，其第二检测工位还可作为待装调整垫片厚度值复检工位：在第二检测工位的基准芯轴标定工序的基础上，将相应调整垫片90置于检测盘20上，调整垫片90之上加垫板91后加基准芯轴50，由垂直压紧机构施压，再由电子控制系统经二工位信号采集通道采集其位移传感器21的感应信号，并转换得到的数值与标定值之差为调整垫片厚度值，从而完成对调整垫片的Ln值、Lw值复检确认。