后桥主减速器花螺母自动拧紧与印痕滚检装配系统.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910549202.4 (22)申请日 2019.06.24 (71)申请人 武汉理工大学 地址 430070 湖北省武汉市洪山区珞狮路 122号 (72)发明人 莫易敏杨君健 (74)专利代理机构 湖北武汉永嘉专利代理有限 公司 42102 代理人 崔友明周舒蒙 (51)Int.Cl. B23P 19/06(2006.01) B23P 19/10(2006.01) (54)发明名称 一种后桥主减速器花螺母自动拧紧与印痕 滚检装配系统 (57)摘要 本发明公开了一种后桥主减。

2、速器花螺母自 动拧紧与印痕滚检装配系统， 包括用于安装固定 主减速器的定位机构、 用于为主减速器两侧花螺 母提供扭矩的拧紧装置、 用于带动拧紧装置沿花 螺母轴线方向移动的移动装置、 印痕滚检驱动装 置， 以及配套的伺服控制系统， 所述定位机构上 安装主减速器； 所述拧紧装置有两组， 对称分设 于主减速的两侧， 且可分别与主减速器两侧的花 螺母同轴连接； 每个拧紧装置配设一个移动装 置， 且二者安装工作台上； 所述印痕滚检驱动装 置的输出端与主减速器主动齿轮的连接法兰相 连。 本发明的有益效果为： 本发明自动化程度高， 精度高， 快速可靠且智能可控， 大大提升了工作 效率和装配精度， 节省了人工。

3、成本。 权利要求书1页 说明书4页 附图3页 CN 110216459 A 2019.09.10 CN 110216459 A 1.一种后桥主减速器花螺母自动拧紧与印痕滚检装配系统， 其特征在于， 包括用于安 装固定主减速器的定位机构、 用于为主减速器两侧花螺母提供扭矩的拧紧装置、 用于带动 拧紧装置沿花螺母轴线方向移动的移动装置、 印痕滚检驱动装置， 以及配套的伺服控制系 统， 所述定位机构上安装主减速器； 所述拧紧装置有两组， 对称分设于主减速的两侧， 且可 分别与主减速器两侧的花螺母同轴连接； 每个拧紧装置配设一个移动装置， 且二者安装工 作台上； 所述印痕滚检驱动装置的输出端与主减速器。

4、主动齿轮的连接法兰相连； 所述拧紧 装置、 移动装置和印痕滚检驱动装置均分别与伺服控制器相连， 由伺服控制器控制。 2.如权利要求1所述的后桥主减速器花螺母自动拧紧与印痕滚检装配系统， 其特征在 于， 所述拧紧装置整体安装于移动装置上， 拧紧装置包括拧紧伺服电机、 拧紧臂、 扭矩传感 器、 拧紧法兰和弹簧销， 所述拧紧伺服电机的电机轴通过弹性联轴器与拧紧臂的一端相连， 拧紧臂的另一端与拧紧法兰相连， 拧紧法兰的端部周向间隔布置若干弹簧销， 弹簧销与设 于花螺母端面上的销孔相适配； 所述扭矩传感器安装于拧紧臂上， 扭矩传感器和拧紧伺服 电机均分别与系统伺服控制器相连； 当拧紧臂首次与花螺母贴合时。

5、， 若弹簧销未插入花螺 母端面的销孔内， 则弹簧销受力缩入拧紧法兰的孔内； 待拧紧装置转动时， 弹簧销弹出， 刚 好插入花螺母端面的销孔内， 实现配合与拧紧。 3.如权利要求1或2所述的后桥主减速器花螺母自动拧紧与印痕滚检装配系统， 其特征 在于， 所述移动装置为丝杆滑块机构， 其包括座体、 丝杆、 滑台和伺服驱动器， 所述座体安装 于工作台上； 所述丝杆的安装于座体上， 丝杆的轴线平行于花螺母的轴线； 丝杆与设于滑台 底部的丝杆螺母相适配； 丝杆的一端与伺服驱动器的电机轴相连； 伺服驱动器与系统伺服 控制器相连； 所述拧紧装置整体安装于滑台上； 当伺服驱动器驱动并带动丝杆转动时， 与丝 杆配。

6、合的螺母带动滑台沿丝杆的长度方向做往返直线运动， 安装于滑台上的拧紧装置随之 移动， 远离或接近主减速器端部的花螺母。 4.如权利要求3所述的后桥主减速器花螺母自动拧紧与印痕滚检装配系统， 其特征在 于， 在丝杆两侧的座体上各设一根滑轨， 滑轨与设于滑台底部的滑块相适配； 滑轨上设有用 于限制滑块移动的限位器。 5.如权利要求1所述的后桥主减速器花螺母自动拧紧与印痕滚检装配系统， 其特征在 于， 所述印痕滚检驱动装置包括滚检伺服电机、 刚性联轴器和法兰轴， 所述滚检伺服电机的 电机轴通过刚性连接轴与法兰轴相连， 法兰轴的端面安装若干插销， 插销与主减速机主动 齿轮的连接法兰上的插销孔相适配。 。

7、6.如权利要求5所述的后桥主减速器花螺母自动拧紧与印痕滚检装配系统， 其特征在 于， 滚检伺服电机通过螺栓安装于电机安装板上， 电机安装板固定于定位机构上。 7.如权利要求5所述的后桥主减速器花螺母自动拧紧与印痕滚检装配系统， 其特征在 于， 所述定位机构包括四根立柱， 以及四角均与立柱相连的上定位板和下定位板； 所述上定 位板上开设有与主减速器壳体相适配的阶梯孔， 阶梯孔内沿径向向内伸出若干凸座， 每个 凸座上设一个定位销， 定位销与设于主减速器壳体上的定位销孔相适配； 所述下定位板上 开设有用于刚性联轴器穿过的通孔； 所述电机安装板安装于下定位板的下表面。 8.如权利要求7所述的后桥主减速。

8、器花螺母自动拧紧与印痕滚检装配系统， 其特征在 于， 所述工作台有两组， 分别安装于定位机构的两侧； 所述工作台包括一侧与定位机构的立 柱相连的方钢架， 以及安装于方钢架上的工作台板； 所述方钢架由若干方钢焊接而成。 权利要求书 1/1 页 2 CN 110216459 A 2 一种后桥主减速器花螺母自动拧紧与印痕滚检装配系统 技术领域 0001 本发明涉及汽车后桥主减速器装配技术领域， 具体涉及一种后桥主减速器花螺母 自动拧紧与印痕滚检装配系统。 背景技术 0002 在汽车后桥主减速器装配生产线上， 主减速器半轴齿轮两端安装的花螺母需要同 时加载一定的扭矩来进行预紧； 同时调节花螺母的位置，。

9、 可对齿轮间隙进行调节； 在花螺母 拧紧后， 还需要手工转动主齿连接法兰来使齿轮副动态啮合， 达到接触印痕滚检的目的， 这 几个步骤均是通过有经验的装配师傅手工完成的。 然而， 由于主减速器笨重、 造型复杂， 导 致定位困难且操作不便； 且手工同时拧紧两端的螺母时， 扭矩不可控， 用力不均， 使得预紧 力不合格， 间隙过大； 这些因素均不同程度上制约着整个装配生产线的效率， 同时影响了装 配的合格率。 发明内容 0003 本发明的目的在于， 针对现有技术中主减速器装配生产线工艺落后， 自动化程度 低的问题， 提供一种自动化程度高、 精度高、 效率高的后桥主减速器花螺母自动拧紧与印痕 滚检装配系。

10、统。 0004 本发明采用的技术方案为： 一种后桥主减速器花螺母自动拧紧与印痕滚检装配系 统， 包括用于安装固定主减速器的定位机构、 用于为主减速器两侧花螺母提供扭矩的拧紧 装置、 用于带动拧紧装置沿花螺母轴线方向移动的移动装置、 印痕滚检驱动装置， 以及配套 的伺服控制系统， 所述定位机构上安装主减速器； 所述拧紧装置有两组， 对称分设于主减速 的两侧， 且可分别与主减速器两侧的花螺母同轴连接； 每个拧紧装置配设一个移动装置， 且 二者安装工作台上； 所述印痕滚检驱动装置的输出端与主减速器主动齿轮的连接法兰相 连； 所述拧紧装置、 移动装置和印痕滚检驱动装置均分别与伺服控制器相连， 由伺服控。

11、制器 控制。 0005 按上述方案， 所述拧紧装置整体安装于移动装置上， 拧紧装置包括拧紧伺服电机、 拧紧臂、 扭矩传感器、 拧紧法兰和弹簧销， 所述拧紧伺服电机的电机轴通过弹性联轴器与拧 紧臂的一端相连， 拧紧臂的另一端与拧紧法兰相连， 拧紧法兰的端部周向间隔布置若干弹 簧销， 弹簧销与设于花螺母端面上的销孔相适配； 所述扭矩传感器安装于拧紧臂上， 扭矩传 感器和拧紧伺服电机均分别与系统伺服控制器相连； 当拧紧臂首次与花螺母贴合时， 若弹 簧销未插入花螺母端面的销孔内， 则弹簧销受力缩入拧紧法兰的孔内； 待拧紧装置转动时， 弹簧销弹出， 刚好插入花螺母端面的销孔内， 实现配合与拧紧。 000。

12、6 按上述方案， 所述移动装置为丝杆滑块机构， 其包括座体、 丝杆、 滑台和伺服驱动 器， 所述座体安装于工作台上； 所述丝杆的安装于座体上， 丝杆的轴线平行于花螺母的轴 线； 丝杆与设于滑台底部的丝杆螺母相适配； 丝杆的一端与伺服驱动器的电机轴相连； 伺服 驱动器与系统伺服控制器相连； 所述拧紧装置整体安装于滑台上； 当伺服驱动器驱动并带 说明书 1/4 页 3 CN 110216459 A 3 动丝杆转动时， 与丝杆配合的螺母带动滑台沿丝杆的长度方向做往返直线运动， 安装于滑 台上的拧紧装置随之移动， 远离或接近主减速器端部的花螺母。 0007 按上述方案， 在丝杆两侧的座体上各设一根滑轨。

13、， 滑轨与设于滑台底部的滑块相 适配； 滑轨上设有用于限制滑块移动的限位器。 0008 按上述方案， 所述印痕滚检驱动装置包括滚检伺服电机、 刚性联轴器和法兰轴， 所 述滚检伺服电机的电机轴通过刚性连接轴与法兰轴相连， 法兰轴的端面安装若干插销， 插 销与主减速机主动齿轮的连接法兰上的插销孔相适配。 0009 按上述方案， 滚检伺服电机通过螺栓安装于电机安装板上， 电机安装板固定于定 位机构上。 0010 按上述方案， 所述定位机构包括四根立柱， 以及四角均与立柱相连的上定位板和 下定位板； 所述上定位板上开设有与主减速器壳体相适配的阶梯孔， 阶梯孔内沿径向向内 伸出若干凸座， 每个凸座上设一。

14、个定位销， 定位销与设于主减速器壳体上的定位销孔相适 配； 所述下定位板上开设有用于刚性联轴器穿过的通孔； 所述电机安装板安装于下定位板 的下表面。 0011 按上述方案， 所述工作台有两组， 分别安装于定位机构的两侧； 所述工作台包括一 侧与定位机构的立柱相连的方钢架， 以及安装于方钢架上的工作台板； 所述方钢架由若干 方钢焊接而成。 0012 本发明的有益效果为： 0013 1、 本发明设计由伺服控制器进行控制的拧紧装置、 移动装置和滚检驱动装置， 实 现主减速器两端花螺母的自动拧紧、 预紧力调节， 且能够驱动主减速器主齿法兰转动来实 现齿轮接触印痕自动滚检， 这种结构自动化程度高， 精度。

15、高， 快速可靠且智能可控， 大大提 升了工作效率和装配精度， 节省了人工成本； 0014 2、 本发明针对主减速器的具体结构设计定位机构， 可可实现快速定位， 解决了结 构复杂， 定位困难的问题； 拧紧头使用弹簧销结构， 解决了拧紧时孔位对不准的问题； 0015 3、 本发明设计合理， 可行性好， 可靠高。 附图说明 0016 图1为本发明一个具体实施例的整体示意图。 0017 图2为本实施例中拧紧装置与移动装置的连接示意图。 0018 图3为本实施例中上定位板的结构示意图。 0019 图4为本实施例中滚检驱动装置安装结构图。 0020 图5为主减速器的内部示意图。 0021 其中： 1-拧紧。

16、伺服电机， 2-弹性联轴器， 3-扭矩传感器， 4-拧紧法兰， 5-弹簧销， 6- 主减速器， 6.1-主动齿轮， 6.2-从动齿轮； 7-花螺母， 8-上定位板， 9-丝杆， 10-滑台， 11-滑 轨， 12-伺服驱动器， 13-座体， 14-滑台连接板， 15-工作台板， 16-连接法兰， 17-法兰轴， 18- 刚性联轴器， 19-滚检伺服电机， 20-电机安装板， 21-限位器， 22-方钢架。 具体实施方式 0022 为了更好地理解本发明， 下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步地描述。 说明书 2/4 页 4 CN 110216459 A 4 0023 如图1和图5所示， 汽车。

17、后桥主减速器6为整个装置的装配对象， 主减速器6的两侧 分别安装有花螺母7； 主减速器6主要包括相互啮合的主动齿轮6.1和从动齿轮6.2， 主动齿 轮6.1其正下方为主动齿轮6.1的连接法兰16。 如图1所示的一种后桥主减速器花螺母自动 拧紧与印痕滚检装配系统， 包括用于安装固定主减速器6的定位机构、 用于为花螺母7提供 扭矩的拧紧装置、 用于带动拧紧装置沿花螺母7轴线方向移动的移动装置、 印痕滚检驱动装 置， 以及配套的伺服控制系统， 所述定位机构上安装主减速器6； 所述拧紧装置有两组， 对称 分设于主减速的两侧， 且分别与主减速器6两侧的花螺母7同轴连接； 每个拧紧装置配设一 个移动装置，。

18、 且二者安装工作台上； 所述印痕滚检驱动装置的输出端与主减速器6主动齿轮 6.1的连接法兰16相连； 所述拧紧装置、 移动装置和印痕滚检驱动装置均分别与伺服控制器 相连， 由伺服控制器控制。 0024 优选地， 如图2所示， 所述拧紧装置整体安装于移动装置上， 拧紧装置包括拧紧伺 服电机1、 拧紧臂、 扭矩传感器3、 拧紧法兰4和弹簧销5， 所述拧紧伺服电机1的电机轴通过弹 性联轴器2与拧紧臂的一端相连， 拧紧臂的另一端与拧紧法兰4相连， 拧紧法兰4的端部周向 间隔布置若干弹簧销5， 弹簧销5与设于花螺母7端面上的销孔相适配； 所述扭矩传感器3安 装于拧紧臂上， 扭矩传感器3和拧紧伺服电机1均。

19、分别与系统伺服控制器相连。 本实施例中， 两组拧紧装置可同时对两端花螺母7进行调节， 精度高、 可控性强。 拧紧伺服电机1为大扭矩 伺服电机， 是拧紧装置的动力源， 其具备扭矩大、 转速慢， 可驱动拧紧臂转动， 对花螺母7进 行拧紧和调节。 弹性联轴器2用于连接拧紧伺服电机1和拧紧臂。 拧紧臂上的扭矩传感器3可 对拧紧和调节过程中的扭矩进行测量并将测得的扭矩信号反馈到伺服控制系统， 伺服控制 系统根据接收的扭矩信号调整拧紧伺服电机1的扭矩， 使拧紧伺服电机1输出合适的扭矩。 拧紧法兰4的弹簧销5可伸缩， 且与花螺母7端面上的销孔相配合， 当拧紧臂首次与花螺母7 贴合时， 若弹簧销5未插入花螺母。

20、7端面的销孔内， 则弹簧销5受力缩入拧紧法兰4的孔内； 待 拧紧装置转动时， 弹簧销5弹出， 刚好插入花螺母7端面的销孔内， 实现配合与拧紧。 0025 本发明中， 如图2所示， 所述移动装置为丝杆滑块机构， 其包括座体13、 丝杆9、 滑台 10和伺服驱动器12， 所述座体13安装于工作台上； 所述丝杆9的安装于座体13上， 丝杆9的轴 线平行于花螺母7的轴线； 丝杆9与设于滑台10底部的丝杆9螺母相适配； 丝杆9的一端与伺 服驱动器12的电机轴相连； 伺服驱动器12与系统伺服控制器相连； 所述拧紧装置整体安装 于滑台10上， 具体地， 拧紧装置的拧紧伺服电机1通过滑台连接板14安装于滑台1。

21、0上； 当伺 服驱动器12驱动并带动丝杆9转动时， 与丝杆9配合的螺母带动滑台10沿丝杆9的长度方向 做往返直线运动， 安装于滑台10上的拧紧装置随之移动， 远离或接近主减速器6端部的花螺 母7。 优选地， 为了提高稳定性， 在丝杆9两侧的座体13上各设一根滑轨11， 滑轨11与设于滑 台10底部的滑块相适配； 滑轨11上设有用于限制滑块移动的限位器21， 防止滑台10超出行 程。 本实施例中， 移动伺服驱动器12可控制拧紧装置横向运动的速度、 行程， 精度高， 运动可 靠， 且还有滑台10限位器21的保障作用。 座体13通过螺栓与工作台连接， 工作台承载着整个 拧紧装置以及丝杆9滑块装置。 。

22、0026 主减速器6的主动齿轮6.1与从动齿轮6.2啮合， 根据啮合印痕判断啮合质量。 本发 明中， 如图1和图4所示， 所述印痕滚检驱动装置包括滚检伺服电机19、 刚性联轴器18和法兰 轴17， 所述滚检伺服电机19的电机轴通过刚性连接轴与法兰轴17相连， 法兰轴17的端面安 装若干插销， 插销与主减速机主动齿轮6.1的连接法兰16上的插销孔相适配。 本实施例中， 说明书 3/4 页 5 CN 110216459 A 5 滚检伺服电机19通过螺栓安装于电机安装板20上， 电机安装板20固定于定位机构上， 滚检 伺服电机19为印痕滚检装置的动力源， 可驱动主动齿轮6.1的连接法兰16转动， 从。

23、而带动主 动齿轮6.1和从动齿轮6.2啮合转动， 实现印痕自动滚检。 0027 本发明中， 如图1所示， 所述定位机构包括四根立柱， 以及四角均与立柱相连的上 定位板8和下定位板； 如图3所示， 所述上定位板8上开设有与主减速器6壳体相适配的阶梯 孔， 阶梯孔内沿径向向内伸出若干凸座， 每个凸座上设一个定位销， 定位销与设于主减速器 6壳体上的定位销孔相适配； 安装时， 将定位销插入主减速器6壳体上定位销孔内， 实现对主 减速器6的定位与支撑。 所述下定位板上开设有用于刚性联轴器18穿过的通孔； 所述电机安 装板20通过螺栓安装于下定位板的下表面。 0028 本发明中， 所述工作台有两组， 分。

24、别安装于定位机构的两侧； 所述工作台包括一侧 与定位机构的立柱相连的方钢架22， 以及安装于方钢架22上的工作台板15； 所述方钢架22 由若干方钢焊接而成。 0029 整个装配系统运作过程为： 将主减速器6放到上定位板8上， 使得主减速器6的壳体 与上定位板8的阶梯孔内圈贴合， 且保证定位销刚好插入定位销孔内， 此时下方主动齿轮 6.1的连接法兰16的插销孔也刚好与法兰轴17的插销配合插入， 快速实现了主减速器6的定 位； 接着， 伺服驱动器12驱动丝杆9转动， 滑台10带动拧紧装置沿主减速器6的方向移动， 当 拧紧法兰4首次与花螺母7贴合时， 若弹簧销5未刚好插入花螺母7的销孔内， 则弹簧。

25、销5受力 缩入拧紧法兰4内， 拧紧法兰4与花螺母7端面紧密贴合； 启动拧紧伺服电机1， 以预定的扭矩 带动拧紧装置转动， 在转动过程中， 弹簧销5在刚好对准花螺母7的销孔时会弹出插入花螺 母7内， 此时拧紧装置可实现对花螺母7的自动拧紧； 扭矩传感器3检测到预紧力合格后， 关 闭拧紧伺服电机1， 伺服驱动器12驱动滑台10回退实现拧紧装置的回位； 拧紧过程完成后， 系统伺服控制器控制滚检伺服电机19转动， 通过法兰轴17带动主动齿轮6.1的连接法兰16 转动， 从而带动主动齿轮6.1和从动齿轮6.2啮合转动， 实现印痕自动滚检。 0030 最后应说明的是， 以上仅为本发明的优选实施例而已， 并不用于限制本发明， 尽管 参照实施例对本发明进行了详细的说明， 对于本领域的技术人员来说， 其依然可以对前述 各实施例所记载的技术方案进行修改， 或者对其中部分技术特征进行等同替换， 但是凡在 本发明的精神和原则之内， 所作的任何修改、 等同替换、 改进等， 均应包含在本发明的保护 范围之内。 说明书 4/4 页 6 CN 110216459 A 6 图1 图2 说明书附图 1/3 页 7 CN 110216459 A 7 图3 图4 说明书附图 2/3 页 8 CN 110216459 A 8 图5 说明书附图 3/3 页 9 CN 110216459 A 9 。