传动轴扭转间隙的检测方法和系统.pdf

本发明公开了一种传动轴扭转间隙的检测方法和系统，该检测方法包括定位步骤、校正步骤和检测步骤，在定位步骤中，将传动轴整体分别沿轴向和径向固定定位，并使得该传动轴的第一端周向固定定位，与该第一端相反的第二端周向自由定位，在校正步骤中，沿第一方向将第二端转动到第一极限位置，在检测步骤中，沿与第一方向相反的第二方向将第二端转动到第二极限位置并检测第二端所转过的角度。检测系统包括基体(1)、固定定位装置(2)和检测装置(3)，以实现本发明提供的检测方法。因此，本法发明能够通过结构简单的检测系统并使用简单易行的检测方法实现对传动轴的扭转间隙的检测，检测结果精度高并且成本较低。

权利要求书
1.  一种传动轴扭转间隙的检测方法，其特征在于，该检测方法包括定位步骤、校正步骤和检测步骤，在所述定位步骤中，将所述传动轴整体分别沿轴向和径向固定定位，并使得该传动轴的第一端周向固定定位，与该第一端相反的第二端周向自由定位，在所述校正步骤中，沿第一方向将所述第二端转动到第一极限位置，在所述检测步骤中，沿与第一方向相反的第二方向将所述第二端转动到第二极限位置并检测所述第二端所转过的角度。

2.  一种传动轴扭转间隙的检测系统，其特征在于，所述检测系统包括基体(1)、固定定位装置(2)和检测装置(3)，所述固定定位装置(2)用于分别将所述传动轴(4)整体沿轴向和径向固定定位在所述基体(1)上，并使得该传动轴(4)的第一端周向固定定位，与该第一端相反的第二端周向自由定位，所述检测装置(3)用于检测所述第二端相对于所述第一端转动的角度。

3.  根据权利要求2所述的检测系统，其特征在于，所述传动轴(4)的所述第一端设置有法兰(41)，所述固定定位装置(2)包括分别相对于所述基体(1)固定的定位销(21)和第一夹持装置(22)，所述定位销(21)为至少两个，该至少两个定位销分别插入所述法兰(41)周向分布的至少两个连接孔(411)中，所述第一夹持装置(22)将所述法兰(41)的外边缘夹持在所述基体(1)上。

4.  根据权利要求3所述的检测系统，其特征在于，所述基体(1)包括与所述传动轴的第一端相对的第一侧板(11)，所述定位销(21)穿过并固定在该第一侧板(11)上，并且所述第一夹持装置(22)将所述法兰(41)的外边缘夹持在该第一侧板(11)上。

5.  根据权利要求4所述的检测系统，其特征在于，所述第一侧板(11)上形成有锥形孔，所述定位销(21)具有锥形头部(211)，所述定位销(21)通过与所述锥形孔配合的锥形定位套(23)固定在所述第一侧板(11)上，所述定位销(21)的所述锥形头部(211)插入所述法兰的所述连接孔(411)中。

6.  根据权利要求2所述的检测系统，其特征在于，所述传动轴(4)包括位于所述第一端和所述第二端之间的中间支承(42)，所述固定定位装置(2)包括相对于所述基体(1)固定的支承件(24)和第二夹持装置(25)，所述中间支承(42)具有弧形底面和向两侧延伸出的翼板(421)，所述支承件(24)具有V型凹槽，所述弧形底面容纳在所述V型凹槽中，所述翼板(421)由所述第二夹持装置(25)夹持在所述V型凹槽的两侧端面上。

7.  根据权利要求6所述的检测系统，其特征在于，所述支承件(24)上设置有分别从所述两侧端面上朝向所述翼板(421)延伸的第一调节件(241)，该第一调节件(241)与所述支承件(24)螺纹配合。

8.  根据权利要求6或7所述的检测系统，其特征在于，所述基体(1)包括具有沿长度方向延伸的基准线(121)的底板(12)，所述支承件(24)和第二夹持装置(25)分别沿所述基准线(121)滑动地固定在该底板(12)上。

9.  根据权利要求2所述的检测系统，其特征在于，所述检测装置(3)包括相对于所述基体(1)固定的角度盘(31)以及相对于所述传动轴(4)的所述第二端固定的指针(32)，该指针(32)与所述角度盘(31)上的角 度刻度线(312)相对应。

10.  根据权利要求9所述的检测系统，其特征在于，所述固定定位装置(2)包括可回转地安装于所述角度盘(31)上的定心套(26)，并且该定心套(26)固定套接在所述传动轴(4)的所述第二端上。

11.  根据权利要求10所述的检测系统，其特征在于，所述定心套(26)上设置有朝向所述传动轴(4)延伸的夹紧件(261)，该夹紧件(261)为多个并沿周向间隔设置，并且该夹紧件(261)与所述定心套(26)的侧壁螺纹连接。

12.  根据权利要求10所述的检测系统，其特征在于，所述定心套(26)外可转动地套接有校正圈(27)，所述校正圈(27)上螺纹连接有朝向所述定心套(26)延伸的第二调节件(271)，所述指针(32)固定在该校正圈(27)上。

13.  根据权利要求12所述的检测系统，其特征在于，所述校正圈(27)上固定设置有向外延伸的加力杆(28)。

14.  根据权利要求9-13中任意一项所述的检测系统，其特征在于，所述基体(1)包括第二侧板(13)，所述角度盘(31)包括位于两侧的凸轴(311)，一侧凸轴插接并固定在所述第二侧板(13)上，另一侧凸轴可转动地插入所述定心套(26)中。

说明书传动轴扭转间隙的检测方法和系统
技术领域
本发明涉及传动轴扭转间隙的检测领域，具体地，涉及一种传动轴扭转间隙的检测方法，以及实现该检测方法的检测系统。
背景技术
目前，常见的汽车传动轴分为单段式/两段式/三段式的结构，其中传动轴每段的连接多采用十字轴式万向节。该十字轴万向节总成是由十字轴、滚针轴承及万向节叉等组成，由于十字轴与滚针轴承存在扭转间隙，如果十字轴与滚针轴承之间的扭转间隙超过设计值，在车辆起步、加减档时会对其他零部件产生冲击，发出响声，影响乘坐的舒适性，对零部件寿命也会产生不利的影响。如果十字轴与滚针轴承之间的扭转间隙小于设计值，会造成零部件滚动阻力变大，加剧了滚针轴承及十字轴的磨损；而目前多是依靠供应商来控制其精度，因供应商水平参差不齐故其产品精度一致性难以保证，因此非常需要一种简单易行的传动轴扭转间隙的检测测量技术。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种传动轴扭转间隙的检测方法，该方法简单易行能够有效测量传动轴的扭转间隙。
本发明的另一个目的是提供一种传动轴扭转间隙的检测系统，该检测系统能够实现本发明提供的检测方法并且结构简单、成本较低。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供一种传动轴扭转间隙的检测方法，该检测方法包括定位步骤、校正步骤和检测步骤，在所述定位步骤中，将所述传动轴整体分别沿轴向和径向固定定位，并使得该传动轴的 第一端周向固定定位，与该第一端相反的第二端周向自由定位，在所述校正步骤中，沿第一方向将所述第二端转动到第一极限位置，在所述检测步骤中，沿与第一方向相反的第二方向将所述第二端转动到第二极限位置并检测所述第二端所转过的角度。
根据本发明的另一方面，提供一种传动轴扭转间隙的检测系统，所述检测系统包括基体、固定定位装置和检测装置，所述固定定位装置用于分别将所述传动轴整体沿轴向和径向固定定位在所述基体上，并使得该传动轴的第一端周向固定定位，与该第一端相反的第二端周向自由定位，所述检测装置用于检测所述第二端相对于所述第一端转动的角度。
优选地，所述传动轴的所述第一端设置有法兰，所述固定定位装置包括分别相对于所述基体固定的定位销和第一夹持装置，所述定位销为至少两个，该至少两个定位销分别插入所述法兰周向分布的至少两个连接孔中，所述第一夹持装置将所述法兰的外边缘夹持在所述基体上。
优选地，所述基体包括与所述传动轴的第一端相对的第一侧板，所述定位销穿过并固定在该第一侧板上，并且所述第一夹持装置将所述法兰的外边缘夹持在该第一侧板上。
优选地，所述第一侧板上形成有锥形孔，所述定位销具有锥形头部，所述定位销通过与所述锥形孔配合的锥形定位套固定在所述第一侧板上，所述定位销的所述锥形头部插入所述法兰的所述连接孔中。
优选地，所述传动轴包括位于所述第一端和所述第二端之间的中间支承，所述固定定位装置包括相对于所述基体固定的支承件和第二夹持装置，所述中间支承具有弧形底面和向两侧延伸出的翼板，所述支承件具有V型凹槽，所述弧形底面容纳在所述V型凹槽中，所述翼板由所述第二夹持装置夹持在所述V型凹槽的两侧端面上。
优选地，所述支承件上设置有分别从所述两侧端面上朝向所述翼板延伸 的第一调节件，该第一调节件与所述支承件螺纹配合。
优选地，所述基体包括具有沿长度方向延伸的基准线的底板，所述支承件和第二夹持装置分别沿所述基准线滑动地固定在该底板上。
优选地，所述检测装置包括相对于所述基体固定的角度盘以及相对于所述传动轴的所述第二端固定的指针，该指针与所述角度盘上的角度刻度线相对应。
优选地，所述固定定位装置包括可回转地安装与所述角度盘上的定心套，并且该定心套固定套接在所述传动轴的所述第二端上。
优选地，所述定心套上设置有朝向所述传动轴延伸的夹紧件，该夹紧件为多个并沿周向间隔设置，并且该夹紧件与所述定心套的侧壁螺纹连接。
优选地，所述定心套外可转动地套接有校正圈，所述校正圈上螺纹连接有朝向所述定心套延伸的第二调节件，所述指针固定在该校正圈上。
优选地，所述校正圈上固定设置有向外延伸的加力杆。
优选地，所述基体包括第二侧板，所述角度盘包括位于两侧的凸轴，一侧凸轴插接并固定在所述第二侧板上，另一侧凸轴可转动地插入所述定心套中。
通过上述技术方案，能够通过结构简单的检测系统并使用简单易行的检测方法实现对传动轴的扭转间隙的检测，检测结果精度高并且成本较低。
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明优选实施方式提供的检测系统与传动轴组装时的立体结构 示意图；
图2是本发明优选实施方式提供的第一固定定位装置的立体结构示意图；
图3是本发明优选实施方式提供的第二固定定位装置的立体结构示意图；
图4是第二固定定位装置的原理结构示意图；
图5是本发明优选实施方式提供的检测装置的立体结构示意图。
附图标记说明
1          基体              2      固定定位装置
3          检测装置          4      传动轴
11         第一侧板          12     底板
13         第二侧板          21     定位销
22         第一夹持装置      23     锥形定位套
24         支承件            25     第二夹持装置
26         定心套            27     校正圈
28         加力杆            31     角度盘
32         指针              41     法兰
42         中间支承
121        基准线            211    锥形头部
241        第一调节件        261    夹紧件
271        第二调节件        311    凸轴
312        角度刻度线        411    连接孔
421        翼板
A          第一固定定位装置  B      第二固定定位装置
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、底、顶”通常是在本发明提供的检测系统正常使用的情况下的定义的，“内、外”则是指相应部件轮廓的内和外。
首先作为本发明的构思，为了检测传动轴的扭转间隙，本发明提供一种传动轴扭转间隙的检测方法，其中，该传动轴至少具有一个十字轴万向节等连接结构，例如两段轴或三段轴，以存在该扭转间隙。该检测方法包括定位步骤、校正步骤和检测步骤，在定位步骤中，将传动轴整体分别沿轴向和径向固定定位，并使得该传动轴的第一端周向固定定位，与该第一端相反的第二端周向自由定位，即第二端仅能够通过扭转间隙相对于第一端回转，为了保证检测精度，在校正步骤中，沿第一方向将第二端转动到第一极限位置，然后在检测步骤中，沿与第一方向相反的第二方向将第二端转动到第二极限位置并检测第二端所转过的角度，此时所得到的角度值既可以表征所测量的传动轴的扭转间隙。因此，本发明的检测方法简单易行，能够有效进行传动轴的扭转间隙检测。
为了实现该检测方法，如图1至图5所示，本发明提供一种传动轴扭转间隙的检测系统，该检测系统包括基体1、固定定位装置2和检测装置3，固定定位装置2用于分别将传动轴4整体沿轴向和径向固定定位在基体1上，并使得该传动轴4的第一端周向固定定位，第二端周向自由定位，检测装置3用于检测第二端相对于第一端转动的角度。因此，本发明提供的检测系统能够通过简单的结构实现本发明提供的检测方法，准确得到传动轴的扭转间 隙，成本较低。
需要说明的是，能够实现上述技术方案的实施方式有多种，例如基体1、的种类、结构；固定定位装置2的结构和布置方式以及检测装置3的种类等等，为了方便说明本发明，在此只结合附图重点介绍具有两个十字轴万向节的传动轴扭转间隙检测的优选实施方式，即所测的扭转间隙为两个十字轴万向节所具有的扭转间隙的总和。其中该优选实施方式只用于说明本发明，并不用于限制本发明，即本发明提供的检测技术还可以用具有一个或三个等不同数量的十字轴万向节的传动轴扭转间隙的检测。
如图1所示，首先介绍本发明提供的基体1，该基体1结构简单、制造成本低，其可以包括底板12以及位于该底板12两侧的第一侧板11和第二侧板12，其中第一侧板11和第二侧板13可以分别用于定位传动轴4的两端，底板12可以用于从下方承托并定位该传动轴4。具体通过固定定位装置2如何定位传动轴4在下文中将详细说明。在其他实施方式中，基体1也可以为其他任意能够起到固定传动轴4的结构，甚至包括地面等自然结构，对此同样应落在本发明的保护范围中。
首先，如图2所示，为了定位传动轴4的第一端，在本发明的优选实施方式中，固定定位装置2包括第一固定定位装置A，其中，传动轴4的第一端设置有法兰41，第一固定定位装置A包括分别相对于基体1固定的定位销21和第一夹持装置22，定位销21为至少两个，该至少两个定位销分别插入法兰41周向分布的至少两个连接孔411中，以在防止法兰41周向转动，从而保证传动轴4的第一端沿周向和径向定位，并且第一夹持装置22将法兰41的外边缘夹持在基体1上。以保证传动轴4的第一端沿轴向定位和固定。具体地，传动轴的第一端与上述的第一侧板11相对，因此，定位销21可穿过并固定在该第一侧板11上，并且通过第一夹持装置22，例如市场上常见的的快速夹钳等将法兰41的外边缘同样夹持在该第一侧板11上以实现 对传动轴4的第一端的定位和固定。为了方便安装快速夹钳(上述的第一夹持装置22以及下述的第二夹持装置25)，本发明中可采用磁力表座或其他形式固定座将快速夹钳安装到基体1上，本发明对此不做限制。
更具体地，为了使得定位精确，如图2所示，定位销21具有锥形头部211，定位销21的锥形头部211插入法兰的连接孔411中，这样通过锥面和连接孔的配合，能够避免由于定位销21与连接孔411的加工误差造成的间隙，以及在定位销21磨损之后所造成的装配误差。另外，为了使得定位销21和第一侧板11的装配稳定，优选地，第一侧板11上形成有锥形孔，定位销21通过与锥形孔配合的锥形定位套23固定在第一侧板11上，使得第一侧板11除了能够对锥形定位套23径向限位的同时还具有轴向上的限位作用，连接结构稳定。其中具体地，定位销21的尾部凸台可以抵顶在锥形定位套23的外端面上，并且锥形定位套23的大端位于小端外部，以防止定位销21向内脱离第二侧壁11。在其他实施方式中，还具有对传动轴4的第一端的固定定位结构的变形，对此本发明不做限制。
如图3所示，为了稳定承托传动轴4的中部位置，尤其是较长的传动轴，本发明提供的固定定位装置2还包括第二固定定位装置B，为了既能够承托传动轴4又部干扰到两段传动轴之间的转动，优选地，该第二固定定位装置B则主要针对传动轴4所包括中间支承42进行设计，具体地，该中间支承42为位于第一端和第二端之间的十字轴万向节的支承件，其内部设置有十字轴万向节的滚动轴承。因此，将其进行定位和固定则既能够保证稳定承托传动轴4又不干扰两端传动轴之间的转动。通常地，中间支承42具有弧形底面和向两侧延伸出的翼板421，以方便装配到车辆中。具体地，如图3和图4所示，该第二固定定位装置2包括相对于基体1固定的支承件24和第二夹持装置25，支承件24具有V型凹槽，中间支承42的弧形底面容纳在V型凹槽中，翼板421由第二夹持装置25，例如快速夹钳夹持在V型凹槽的两 侧端面上，从而实现对中间支承42的支承和固定。其中V型凹槽能够有效保证与中间支承42的弧形底面的接触，避免由于制造误差带来二者匹配的问题。
更优选地，为了调节传动轴的高度，如图3和图4所示，支承件24上设置有分别从两侧端面上朝向翼板421延伸的第一调节件241，该第一调节件241与支承件24螺纹配合。该第一调节件241可以为调节螺钉或螺栓等部件，因此能够通过与支承件24的螺纹配合调节中间支承24的高度，继而调节传动轴4的高度，保证传动轴处于水平等特定的姿势以使得扭转间隙测量精确。并且还能够保证中间支承24同时与V型凹槽和第一调节件241同时接触，支承结构稳定。
另外，为了适应多种不同的传动轴4，优选地，第二固定定位装置B能够沿底板的延伸方向12滑动，因此可以对应不同轴向位置的中间支承24。其中为了保证滑动方向的精确性，可以在底板12上施画沿长度方式延伸的基准线121，该基准线121可以为多条以分别对应支承件23和第二夹持装置25，以使得支承件24和第二夹持装置25分别沿基准线121滑动地固定在该底板12上，从而使得本发明提供的检测系统的适用性更好。具体滑动结构可以采用滑槽和滑轨的配合方式，对于本领域内公知的滑动连接结构本发明不做限制。
如图5所示，为了准确检测传动轴4的第二端相对于第一端的转动角度，优选地，检测装置3包括相对于基体1固定的角度盘31以及相对于传动轴4的第二端固定的指针32，该指针32与角度盘31上的角度刻度线312相对应。从而通过指针32所指示的角度刻度线得到表征扭转间隙的转动角度。
具体地，为了稳定地实现这一检测方式，优选地，如图5所示，本发明提供的固定定位装置2还包括可回转地安装与角度盘31上的定心套26，并且该定心套26固定套接在传动轴4的第二端上。即，通过定心套26能够使 得传动轴4的第二端既得到稳定的轴向和径向定位，又能够周向自由转动。其中更具体地，为了使得定心套26和传动轴4的第二端连接稳定，优选地，定心套26可套设在第二端上形成的滑动花键上，以增加摩擦力，并且在定心套26上设置朝向传动轴4延伸的夹紧件261，该夹紧件261为多个并沿周向间隔设置，更优选地，该夹紧件261与定心套26的侧壁螺纹连接，例如形成为夹紧螺钉。因此，在装配过程中可首先将定心套26套在传动轴4上，然后在通过旋拧夹紧件261抵顶旋转轴4，以使得定心套26和传动轴4稳定连接。另外，还可以将定心套26与滑动花键对应的内壁也形成为与该滑动花键配合的花键结构，以实现在周向上的稳定连接。
为了保证检测结构的精确性，即保证本发明检测方法中的校正步骤的完成，优选地，如图5所示，定心套26外可转动地套接有校正圈27，校正圈27上螺纹连接有朝向定心套26延伸的第二调节件271，其中指针32可以形成为一端固定在校正圈27上，另一端朝向角度盘31的角度刻度线312延伸的针状结构。这样，在将传动轴4的第二端沿第一方向相对于第一端旋转到极限位置时，如果此时指针32没有和角度盘31的0°线对齐，可通过拧松第二调节件271并相对于定心套26转动校正圈27使得指针32与0°线对齐在拧紧第二调节件271即可完成校正步骤。其中，校正圈27除形成为环状结构外，还可以形成为部分环状结构，第二调节件271可以形成为调节螺钉、螺栓等结构，对于此类变形也应落在本发明的保护范围中。
另外，为了方便完成本发明提供的检测方法中的检测步骤，优选地，如图5所示，校正圈27上固定设置有向外延伸的加力杆28，以通过对该加力杆28施力而完成将传动轴4的第二端相对于第一端沿第二方向转动到极限位置，此时通过读取指针32所指示的角度盘的角度，即能够表征传动轴的扭转间隙。具体地，根据需要，该角度值可以直接用于表示扭转间隙，也可以通过于半径等参数的换算为弧度值等其他所需要的参数值，对于此类处理 本发明不做限制。此外，加力杆28还可以设计为其他结构并且其也可以设置在定心套26上，只要能够使得传动轴4的第二端转动，各种变形均落在本发明的保护范围中。
为了使得检测装置3的连接结构稳定，如图5所示，优选地，角度盘31包括位于两侧的凸轴311，一侧凸轴插接并固定在基体1的第二侧板13上，例如采用过盈配合等方式，另一侧凸轴可转动地插入定心套26中。这样，既能够实现上述的角度检测，又能够使得传动轴4的第二端周向自由的定位。在其他实施方式中，角度盘31上还可以设置轴孔以可转动地容纳定心套26的端面，对于此类变形均应落在本发明的保护范围中。
综上，本发明通过为传动轴4的不同部位设置不同的固定定位装置，可以通过简单的结构实现对传动轴4的扭转间隙的检测，成本较低，因此具有较高的实用性和推广价值。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。