專利名稱：斷開式轉向驅動橋總成之差速器軸承墊圈測選系統及方法
技術領域：
本發明涉及的是斷開式轉向驅動橋總成組裝生產中配置的差速 器軸承調整墊圈測選方法及實現該測選方法的系統裝置。
背景技術：
斷開式轉向驅動橋總成包括有差速器分總成、主減速器總成及 半軸套管核心部件、左、右球籠半軸及左、右輪邊總成等部件構成，
它是各種中、高檔輕型汽車4X4傳動系的關鍵部件。其中，左、右分 開式主減速器總成及半軸套管作為驅動橋總成的核心部件，影響其 產品關鍵品質特性之一的是主、被動齒輪副接觸區嚙合齒側間隙及 差速器軸承預緊力矩應同時符合產品技術要求，那么準確測選差速 器左、右軸承調整墊圈值并形成過盈配合狀態，即增加左、右調整 墊圈所獲得補償值是實現主、被動齒輪副接觸區嚙合齒側間隙及差 速器軸承預緊力矩同時符合產品技術要求的一關鍵因素，其測選的 準確性是保證斷開式轉向驅動橋總成產品品質的關鍵。因左、右分 開式主減速器總成的產品特殊結構形式，目前，國內汽車車橋行業 仍然以憑借生產線操作人員的工作經驗手工試裝完成主減速器總成 及半軸套管的差速器軸承調整墊圈選擇、裝配的方法，由于零部件 自身存在的尺寸公差、形狀位置公差和手工操作的人為因素等多方 面影響，導致試裝的差速器軸承預緊力矩調整墊圈值選擇不當，引 起主、被動齒輪副接觸區嚙合齒側間隙及差速器軸承預緊力矩不能 同時滿足產品技術要求，只有通過拆卸、試裝、再拆卸、再試裝直 至符合產品技術要求，這樣反復操作易發生破壞零部件配合表面精 度的潛在失效模式的技術問題。綜上所述，目前車橋行業由于缺少 高技術含量測選檢測技術，尤其是適合在線檢測的技術手段支持， 因而裝配質量控制和生產效率方面的提高方面難以滿足高速發展的 汽車工業對斷開式轉向驅動橋總成生產的需求。
發明內容
本發明專利申請的發明目的在于排除人為因素對測選工作的影響， 提供一種以機動化方式實現差速器軸承調整墊圈測選的斷開式轉向驅 動橋總成之差速器軸承墊圈測選系統及方法，本技術方案更適用于斷 開式轉向驅動橋總成組裝線完成在線檢測、實現產品標準化組裝。
本發明專利申請所提供的斷開式轉向驅動橋總成之差速器軸承墊 圈測選系統技術方案，其主要技術內容為本斷開式轉向驅動橋總成 之差速器軸承墊圈測選系統包括電子控制單元和檢測平臺；檢測平臺 上設置有以被動齒輪軸線垂直置放的主減速器殼體定位鎖緊機構，主 動齒輪旋轉驅動機構，下基準測量塊的下導向驅動機構，上基準測量 塊的刻度可調壓頭及其上導向驅動機構；其中的上基準測量塊，其導 向軸段設有模擬于右軸承與主減速器右殼體右軸承孔配合的模擬凸 臺，下端設置與差速器右軸承臺配合的內孔；其中的下基準測量塊， 其導向軸段設有模擬于左軸承與主減速器左殼體左軸承孔配合的模擬 凸臺，上端設置與差速器左軸承臺配合的內孔；主動齒輪旋轉驅動機 構包括主動齒輪旋轉驅動部分和主動齒輪旋轉驅動部分被牽動調整水 平位移的水平直線位驅動部分；下導向驅動機構包括有固定于檢測平 臺與被動齒輪同軸線的導向滑套，下基準測量塊下端可拆卸連接有下 壓頭，下基準測量塊導向軸段與導向滑套滑動設置，模擬凸臺配合置 于主減速器左殼體左軸承孔，下壓頭軸線處設置感應于下基準測量塊 下端面的下位移傳感器，動力驅動桿與下壓頭固定聯接，下位移傳感 器與電子控制單元數據采集總線電子連接；上基準測量塊模擬凸臺置 于主減速器右殼體右軸承孔，刻度可調壓頭隨上導向驅動機構作用于 上基準測量塊上端，置于刻度可調壓頭內、感應于上基準測量塊設有 上位移傳感器，上位移傳感器與電子控制單元數據采集總線電子連接。
基于以上的測選系統，本發明專利申請公開的斷開式轉向驅動橋總 成之差速器軸承墊圈測選方法包括
第一步、裝夾將合裝主動齒輪及差速器的主減速器殼體按檢測 工位裝夾于定位鎖緊機構，其差速器左端軸承臺置于下基準測量塊內孔，下基準測量塊導向軸段與導向滑套滑動配合，下端經下壓頭與動 力驅動桿聯接，其模擬凸臺置于主減速器左殼體左軸承孔；上基準測 量塊模擬凸臺置于主減速器右殼體右軸承孔中，差速器右端軸承臺置 于上基準測量塊內孔中，主減速器左、右殼體緊固聯接，刻度可調壓 頭置于上基準測量塊上端；主動齒輪與主動齒輪旋轉驅動部分軸固定 連接；
第二步、測選
① 、標定上位移傳感器下導向驅動機構上行推動上基準測量塊 模擬凸臺外端面與主減速器右殼體右軸承孔內端面緊密配合，上導向 驅動機構推動處于歸零狀態的刻度可調壓頭下行與上基準測量塊上端 面緊密接觸，由電子控制單元采集上位移傳感器量值，電子控制單元 將此狀態的差速器右軸承外端面和主減速器右殼體右軸承孔內端面之 間隙通過該量值測量標定為零；
② 、標定下位移傳感器下導向驅動機構驅動下基準測量塊，使 其模擬凸臺外端面與主減速器左殼體左軸承孔內端面緊密接觸，由電 子控制單元采集此狀態的下位移傳感器量值，由電子控制單元將此狀 態的差速器左軸承外端面與主減速器左殼體左軸承孔內端之間隙由該 量值測量標定為零；
③ 、實測由上導向驅動機構經刻度可調壓頭下行，將主、被動 齒輪副緊密接觸使接觸區嚙合齒間隙調整為零，再反向調整刻度可調 壓頭刻度盤至主、被動齒輪副接觸區嚙合齒側間隙標準值Cx后鎖緊， 由下導向驅動機構上行，使上基準測量塊上端面與刻度可調壓頭緊密 接觸后，經主動齒輪旋轉驅動機構的水平直線位驅動部分水平位移動 后低速轉動主動齒輪法蘭盤并帶動主、被動齒輪副在設定的接觸區嚙 合齒側間隙范圍內運動，啟動電子控制單元分別采集上、下位移傳感 器量值Lzs 、 Lys ,由電子控制單元的計算程序分別按數據模型 Lz=Lzs+Gp+Cx+Lzb和Ly=Lys+Gp+Cx+Lyb獲得差速器左、右軸承調 整墊圈測選值Lz、 Ly,其中Gp為形成過盈配合狀態的標準值，Lzb 和Lyb分別由以下數據模型計算獲得Lzb=Xj-Zh， Lyb=Sj-Yh，其中的Xj為下基準測量塊的標定厚度值，Zh為差速器左軸承的實際厚度 值，Sj為上基準測量塊的標定厚度值，Yh為差速器右軸承的實際厚度 值。
本發明專利申請提供的斷開式轉向驅動橋總成之差速器軸承墊 圈測選方法及系統技術方案，以裝置自動檢測操作實現了差速器左、 右軸承調整墊圈值及增加補償值測選工作，因而克服了傳統裝配方 法因零部件的尺寸公差、形狀位置公差及手工操作誤差大的人為因 素等方面的影響，保證了主、被動齒輪副接觸區嚙合齒側間隙及差 速器軸承預緊力矩同時符合產品技術要求，為實現產品關鍵項目符 合產品技術要求實施產品質量指標化綜合控制目的創造了條件。本 技術方案成為更適于作為輕型汽車斷開式轉向驅動橋總成組裝線的 差速器左、右軸承調整墊圈在線測選的測選裝置，使整條組裝線實 現了標準化組裝的技術目的。
圖l為斷開式轉向驅動橋總成的套件組裝位置示意圖 圖2為圖1中的左、右分開式主減速器及差速器合件構造結構剖視
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圖3為本斷開式轉向驅動橋總成之差速器軸承墊圈測選原理示意
圖
圖4為本斷開式轉向驅動橋總成之差速器軸承墊圈測選檢測平臺 及測選狀態結構示意圖。
具體實施例方式
本斷開式轉向驅動橋總成之差速器軸承墊圈測選系統包括電子控 制單元和檢測平臺。如圖4所示，檢測平臺1上設置有以被動齒輪軸 線垂直置放的主減速器殼體定位鎖緊機構，主動齒輪旋轉驅動機構， 下基準測量塊2的下導向驅動機構，上基準測量塊3的刻度可調壓頭 78及其上導向驅動機構。其中的主減速器殼體定位鎖緊機構為圍繞主 減速器殼體的平面三點支撐機構，每一支撐點是由橫向固定于支撐體 11上端的可調支撐塊IO構成。所述的上基準測量塊3，其導向軸段設
8有模擬于右軸承與主減速器右殼體右軸承孔配合的模擬凸臺30，下端 設置與差速器右軸承臺配合的內孔；所述的下基準測量塊2，其導向軸 段設有模擬于左軸承與主減速器左殼體左軸承孔的配合的模擬凸臺 20，上端設置與差速器左軸承臺配合的內孔。主動齒輪旋轉驅動機構 包括主動齒輪旋轉驅動部分和其水平直線位驅動部分，水平直線位驅 動部分包括水平驅動氣缸4和由水平驅動氣缸4驅動沿直線導軌40滑 動的滑臺41構成，主動齒輪旋轉驅動部分設置滑臺41上，其電機42 的減速箱輸出軸設有與主動齒輪軸固定連接的法蘭盤43。下導向驅動 機構包括有固定于檢測平臺1與被動齒輪同軸線的導向滑套7，下基準 測量塊2滑動置于導向滑套7內，其下端與下壓頭71可拆卸連接，在 本實施例結構中，下基準測量塊2下部設有與下壓頭71卡裝內腔定位 卡裝的四彈性球芯70,下壓頭71軸線處感應于下基準測量塊2下端面 設有下位移傳感器72，下驅動油缸73的動力驅動桿74與下壓頭71法 蘭固定聯接，下位移傳感器72與電子控制單元數據采集總線電子連接。 圖4所示的上導向驅動機構包括固定設置于檢測平臺1上兩導柱75和 以兩導柱75導向、由升降油缸77驅動的橫梁76構成，于被動齒輪軸 線位設置有旋轉刻度可調壓頭78，旋轉刻度可調壓頭78內設置感應于 上基準測量塊3上端面的上位移傳感器79，上位移傳感器79與電子控 制單元數據釆集總線電子連接。其電子控制單元包括有設置有綜合控 制程序的中央控制單元、中央控制單元的數據采集總線和驅動總線連 接顯示單元等構成，由于其設置技術由現有技術即可得到支撐和實現， 所以在此不再贅述。
其測選方法的第一步，裝夾將合裝主動齒輪和差速器的主減速器 殼體按檢測工位裝夾于定位鎖緊機構，即以被動齒輪軸線垂直位置于 檢測平臺1的定位鎖緊機構上裝夾固定，差速器左端軸承臺置于下基 準測量塊2內孔，下基準測量塊2導向軸段與導向滑套7滑動配合， 下基準測量塊2下端經四彈性球芯70卡裝于下壓頭71卡裝內腔中， 下壓頭71與動力驅動桿74法蘭固定聯接，下基準測量塊2模擬凸臺 20置于主減速器左殼體左軸承孔中；上基準測量塊3的模擬凸臺30置于主減速器右殼體右軸承孔中，差速器右端軸承臺置于上基準測量塊3 內孔中，主減速器左、右殼體5、 6螺栓緊固聯接，刻度可調壓頭78 置于上基準測量塊3上端；主動齒輪與電機減速箱輸出軸法蘭43軸固 定連接。第二步測選①、標定上位移傳感器零點下驅動油缸73推 動動力驅動桿74上行，驅使上基準測量塊模擬凸臺30外端面與主減 速器右殼體右軸承孔內端面緊密配合，升降油缸77推動處于歸零狀態 的刻度可調壓頭78下行與上基準測量塊3上端面緊密接觸，由電子控 制單元采集并A/D轉換上位移傳感器79量值，電子控制單元將此狀態 的差速器右軸承外端面和主減速器右殼體右軸承孔內端面之間隙通過 該量值測量標定為零；②、標定下位移傳感器零點下驅動油缸73驅 動下基準測量塊2，使其模擬凸臺20外端面與主減速器左殼體左軸承 孔內端面緊密接觸，由電子控制單元采集并A/D轉換此狀態的下位移 傳感器量值，由電子控制單元將此狀態的差速器左軸承外端面與主減 速器左殼體左軸承孔內端之間隙由該量值測量標定為零；③、實測 刻度可調壓頭78在升降油缸77的帶動下行，將主、被動齒輪副接觸 區嚙合齒間隙調整為零，此后反向調整刻度可調壓頭78的刻度盤至主、 被動齒輪副接觸區嚙合齒側間隙標準值Cx后鎖緊，由下驅動油缸73 推動上行，使上基準測量塊3上端面與刻度可調壓頭78緊密接觸后， 啟動主動齒輪水平直線位驅動部分的電機42工作，帶動主、被動齒輪 副在設定的接觸區嚙合齒側間隙范圍內運動，啟動電子控制單元分別 采集并A/D轉換上、下位移傳感器量值Lzs、 Lys，由電子控制單元的 計算程序分別按數據模型Lz=Lzs+Gp+Cx+Lzb和Ly=Lys+Gp+Cx+Lyb 獲得差速器左、右軸承調整墊圈測選值Lz、 Ly，其中Gp為形成過盈 配合狀態的標準值，Lzb和Lyb分別由以下數據模型計算獲得-Lzb=Xj-Zh， Lyb-Sj-Yh，其中的Xj為下基準測量塊的標定厚度值，Zh 為差速器左軸承的實際厚度值，Sj為上基準測量塊的標定厚度值，Yh 為差速器右軸承的實際厚度值。
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權利要求
1、一種斷開式轉向驅動橋總成之差速器軸承墊圈測選系統，其特征在于該系統包括電子控制單元和檢測平臺；檢測平臺上設置有以被動齒輪軸線垂直置放的主減速器殼體定位鎖緊機構，主動齒輪旋轉驅動機構，下基準測量塊(2)的下導向驅動機構，上基準測量塊(3)的刻度可調壓頭(78)及其上導向驅動機構；其中的上基準測量塊(3)，其導向軸段設有模擬于右軸承與主減速器右殼體右軸承孔配合的模擬凸臺(30)，下端設置與差速器右軸承臺配合的內孔；其中的下基準測量塊(3)，其導向軸段設有模擬于左軸承與主減速器左殼體左軸承孔配合的模擬凸臺(20)，上端設置與差速器左軸承臺配合的內孔；主動齒輪旋轉驅動機構包括主動齒輪旋轉驅動部分和主動齒輪旋轉驅動部分被牽動調整水平位移的水平直線位驅動部分；下導向驅動機構包括有固定于檢測平臺與被動齒輪同軸線的導向滑套(7)，下基準測量塊下端可拆卸連接有下壓頭(71)，下基準測量塊導向軸段與導向滑套滑動設置，模擬凸臺配合置于主減速器左殼體左軸承孔，下壓頭軸線處設置感應于下基準測量塊下端面的下位移傳感器(72)，動力驅動桿(74)與下壓頭固定聯接，下位移傳感器與電子控制單元數據采集總線電子連接；上基準測量塊模擬凸臺置于主減速器右殼體右軸承孔，刻度可調壓頭隨上導向驅動機構作用于上基準測量塊上端，置于刻度可調壓頭內、感應于上基準測量塊設有上位移傳感器(79)，上位移傳感器與電子控制單元數據采集總線電子連接。
2、 根據權利要求1所述的差速器軸承墊圈測選系統，其特征在于 主減速器殼體定位鎖緊機構為圍繞主減速器殼體的平面三點支撐機 構，每一支撐點是由橫向固定于支撐體(11)上端的可調支撐塊(10) 構成。
3、 根據權利要求1所述的差速器軸承墊圈測選系統，其特征在于 水平直線位驅動部分包括水平驅動氣缸(4)和由水平驅動氣缸(4)驅動沿直線導軌(40)滑動的滑臺(41)構成，主動齒輪旋轉驅動部 分設置滑臺(41)上，其電機(42)的減速箱輸出軸設有與主動齒輪 軸固定連接的法蘭盤(43)。
4、 根據權利要求1所述的差速器軸承墊圈測選系統，其特征在于 下壓頭(71)上端設有與下基準測量塊(2)連接的卡裝內腔，下基 準測量塊(2)下部設有與卡裝內腔定位卡裝的彈性球芯(70)。
5、 根據權利要求1所述的差速器軸承墊圈測選系統，其特征在于 上導向驅動機構包括固定設置于檢測平臺上兩導柱(75)和以兩導柱(75)導向、由升降油缸(77)驅動的橫梁(76)構成，于被動齒輪 軸線位設置有旋轉刻度可調壓頭(78)。
6、 基于權利要求1所述測選系統的斷開式轉向驅動橋總成之差速 器軸承墊圈測選方法，其特征在于該方法包括第一步、裝夾將合裝主動齒輪及差速器的主減速器殼體按檢測 工位裝夾于定位鎖緊機構，其差速器左端軸承臺置于下基準測量塊內 孔，下基準測量塊導向軸段與導向滑套滑動配合，下端經下壓頭與動 力驅動桿聯接，其模擬凸臺置于主減速器左殼體左軸承孔；上基準測 量塊模擬凸臺置于主減速器右殼體右軸承孔中，差速器右端軸承臺置 于上基準測量塊內孔中，主減速器左、右殼體緊固聯接，刻度可調壓 頭置于上基準測量塊上端；主動齒輪與主動齒輪旋轉驅動部分軸固定 連接；第二步、測選① 、標定上位移傳感器下導向驅動機構上行推動上基準測量塊 模擬凸臺外端面與主減速器右殼體右軸承孔內端面緊密配合，上導向 驅動機構推動處于歸零狀態的刻度可調壓頭下行與上基準測量塊上 端面緊密接觸，由電子控制單元采集上位移傳感器量值，電子控制單 元將此狀態的差速器右軸承外端面和主減速器右殼體右軸承孔內端 面之間隙通過該量值測量標定為零；② 、標定下位移傳感器下導向驅動機構驅動下基準測量塊，使其模擬凸臺外端面與主減速器左殼體左軸承孔內端面緊密接觸，由電 子控制單元采集此狀態的下位移傳感器量值，由電子控制單元將此狀 態的差速器左軸承外端面與主減速器fe殼體左軸承孔內端之間隙由該量值測量標定為零；③、實測由上導向驅動機構經刻度可調壓頭下行，將主、被 動齒輪副緊密接觸使接觸區嚙合齒間隙調整為零，再反向調整刻度可 調壓頭刻度盤至主、被動齒輪副接觸區嚙合齒側間隙標準值Cx后鎖 緊，由下導向驅動機構上行，使上基準測量塊上端面與刻度可調壓頭 緊密接觸后，經主動齒輪旋轉驅動機構的水平直線位驅動部分水平位 移動后低速轉動主動齒輪法蘭盤并帶動主、被動齒輪副在設定的接觸 區嚙合齒側間隙范圍內運動，啟動電子控制單元分別采集上、下位移 傳感器量值Lzs、 Lys，由電子控制單元的計算程序分別按數據模型 Lz二Lzs+Gp+Cx+Lzb和Ly-Lys+Gp+Cx+Lyb獲得差速器左、右軸承調整墊 圈測選值Lz、 Ly，其中Gp為形成過盈配合狀態的標準值，Lzb和Lyb分 別由以下數據模型計算獲得Lzb=Xj-Zh, Lyb=Sj-Yh，其中的Xj為下 基準測量塊的標定厚度值，Zh為差速器左軸承的實際厚度值，Sj為上 基準測量塊的標定厚度值，Yh為差速器右軸承的實際厚度值。
全文摘要
為排除生產線組裝尤其是關鍵部件測選中人為因素的影響，本發明提供了一種斷開式轉向驅動橋總成之差速器軸承墊圈測選系統及方法，其測選系統包括電子控制單元和檢測平臺；檢測平臺上設置有以被動齒輪軸線垂直置放的主減速器殼體定位鎖緊機構，主動齒輪旋轉驅動機構，下基準測量塊的下導向驅動機構，上基準測量塊的可調壓頭及其上導向驅動機構。其測選方法是由電子控制單元分別采集下導向驅動機構和上導向驅動機構中的位移傳感器量值，依據固定數學模型計算選擇。本技術方案實現了裝置自動檢測和測選操作，從而保證主、被動齒輪副接觸區嚙合齒側間隙及差速器軸承預緊力矩同時符合產品技術要求的測選技術目的。
文檔編號G01B7/02GK101666610SQ20081001314
公開日2010年3月10日 申請日期2008年9月6日 優先權日2008年9月6日
發明者剛 于, 張馮軍 申請人:遼寧曙光汽車集團股份有限公司