用于循環(huán)球式變比轉(zhuǎn)向器變傳動比的測試裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種循環(huán)球式變比轉(zhuǎn)向器性能檢測裝置，具體地說是循環(huán)球式變比轉(zhuǎn)向器變傳動比測量裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國汽車保有量的迅速提升，汽車操控性和安全性愈來愈受到人們的關(guān)注。轉(zhuǎn)向器作為影響汽車操控性能的關(guān)鍵零部件，直接影響車輛的轉(zhuǎn)向穩(wěn)定性、輕便性與靈敏性。據(jù)我國交通管理部門統(tǒng)計，近三年來僅在高速公路上因車輛轉(zhuǎn)向問題而引發(fā)的交通事故占總數(shù)的近5%。由此可見，汽車轉(zhuǎn)向器的性能不容忽視，而傳動比是評價其性能的關(guān)鍵指標(biāo)。傳統(tǒng)的定比式轉(zhuǎn)向器無法同時滿足車輛轉(zhuǎn)向輕便性和靈敏性的要求，隨著轉(zhuǎn)向器加工與制造技術(shù)的不斷發(fā)展，近年來興起的變比式轉(zhuǎn)向器可較好地解決車輛轉(zhuǎn)向過程中“輕”與“靈”的矛盾，即車輛轉(zhuǎn)向角較小時采用低傳動比，實現(xiàn)轉(zhuǎn)向靈敏；轉(zhuǎn)向角較大時采用高傳動比，實現(xiàn)轉(zhuǎn)向輕便。目前，德國ZF、日本NSK與KOYO等企業(yè)已研制出各自的機(jī)械式變比轉(zhuǎn)向器產(chǎn)品，并在部分高檔車輛上得到了成功應(yīng)用(如Audi A6);而在國內(nèi)，因關(guān)鍵零部件開發(fā)能力和國外技術(shù)壁皇的制約，變比式轉(zhuǎn)向器尚處于研宄與試制階段，亟需一種能夠精確測量變傳動比曲線的專用裝置對其性能進(jìn)行評價、為新產(chǎn)品研發(fā)提供技術(shù)支持。
[0003]目前，循環(huán)球式變比轉(zhuǎn)向器特性研宄也在不斷深入，對循環(huán)球式變比轉(zhuǎn)向器測試裝置的要求更高，這種測試裝置主要以循環(huán)球式變比轉(zhuǎn)向器輸入軸和輸出軸兩端的轉(zhuǎn)動為主，包括伺服電機(jī)和與其配套的減速機(jī)、測試系統(tǒng)底板、軸承座、連接測試底板和軸承座的可調(diào)支座、聯(lián)軸器、輸入軸和輸出軸上的角編碼器等組成，采用機(jī)電一體化技術(shù)，實現(xiàn)循環(huán)球式變比轉(zhuǎn)向器性能檢測。其中，空套式角編碼器包括與可調(diào)支座固定的編碼器殼體，套在軸心上的動環(huán)，軸心一端和伺服電機(jī)輸出軸通過聯(lián)軸器相連，另一端和樣件輸入軸通過聯(lián)軸器相連，檢測時，通過伺服電機(jī)帶動輸入軸轉(zhuǎn)動，角編碼器分別同步檢測輸入軸和輸出軸轉(zhuǎn)角來達(dá)到檢測變傳動比的目的。這種裝置在實際應(yīng)用中存在以下問題:
[0004]由于角編碼器是通過轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動來檢測角度的，然而空套式角編碼器與轉(zhuǎn)軸往往會產(chǎn)生一些微量松動，這會使檢測到的角度與實際轉(zhuǎn)動的角度產(chǎn)生微量的誤差，從而是最終的變傳動比結(jié)果不準(zhǔn)確。同時，在實際生產(chǎn)中，機(jī)械結(jié)構(gòu)相對沉重而復(fù)雜，而對于循環(huán)球式變比轉(zhuǎn)向器的性能檢測是要不斷換樣件的，不同的樣件尺寸不一樣，這會導(dǎo)致更換樣件困難。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是:為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種檢測準(zhǔn)確、結(jié)構(gòu)簡單和靈活的用于循環(huán)球式變比轉(zhuǎn)向器變傳動比的測試裝置。
[0006]本發(fā)明解決其技術(shù)問題采用以下的技術(shù)方案:
[0007]本發(fā)明提供的用于循環(huán)球式變比轉(zhuǎn)向器變傳動比的測試裝置，其由測試機(jī)構(gòu)和依次相連且支撐在底座上的驅(qū)動機(jī)構(gòu)、變比轉(zhuǎn)向器、變比轉(zhuǎn)向器的輸出機(jī)構(gòu)組成。
[0008]所述的測試機(jī)構(gòu)包括以數(shù)據(jù)線相連的計算機(jī)、數(shù)據(jù)采集卡、光柵尺、第一角編碼器和第二角編碼器。
[0009]所述的第一角編碼器的動環(huán)通過螺母鎖定在其芯軸上，該第一角編碼器通過條形支柱固定在可調(diào)支座上，該可調(diào)支座通過其U型槽用螺栓固定于橫向底板上。
[0010]所述第二角編碼器通過支柱固定在可調(diào)支座上，該可調(diào)支座通過其U型槽用螺栓固定于縱向底板上。
[0011]所述的驅(qū)動機(jī)構(gòu)主要由依次連接的伺服電機(jī)、減速機(jī)、聯(lián)軸器組成，其中聯(lián)軸器與測試機(jī)構(gòu)中的第一角編碼器的芯軸相連。
[0012]所述的驅(qū)動機(jī)構(gòu)通過下面的固定于橫向底板的兩個可調(diào)支座對水平距離和軸向距離進(jìn)行調(diào)節(jié)，使整個驅(qū)動機(jī)構(gòu)同心，其中一個是通過扁平支柱支撐減速機(jī)的可調(diào)支座，另外一個是通過條形支柱支撐的第一角編碼器的可調(diào)支座。
[0013]所述的可調(diào)支座由第一 U型槽所在的兩塊底板和第二 U型槽所在的拱槽組成，其中:第一 U型槽所在的兩塊底板和第二U型槽所在的拱槽焊接而成，通過第一 U型槽測量裝置底板相連，通過第二 U型槽和扁平支柱相連。
[0014]所述的變比轉(zhuǎn)向器的輸出機(jī)構(gòu)由聯(lián)軸器、軸承座、角編碼器芯軸組成，其中:聯(lián)軸器的一端與變比轉(zhuǎn)向器的輸出軸相連，聯(lián)軸器的另一端和角編碼器芯軸的一端相連，角編碼器芯軸的另一端和第二角編碼器固定。
[0015]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)對比，充分顯示其優(yōu)越性在于:
[0016]1.針對目前汽車行業(yè)研宄變比轉(zhuǎn)向器較少，本發(fā)明研制的正是測量變比轉(zhuǎn)向器變傳動比的裝置。相對于目前使用的定比轉(zhuǎn)向器，變比轉(zhuǎn)向器更能改善汽車操控性和安全性，但在國內(nèi)對其研宄還只停留在理論層面，本發(fā)明提供的裝置可為企業(yè)對變比轉(zhuǎn)向器的研發(fā)提供參考依據(jù)。
[0017]2.可調(diào)支座在設(shè)計時上面開有U型槽，通過可調(diào)支座U型槽配合扁平支柱和底板可實現(xiàn)水平方向和軸向的可調(diào)定位，可以調(diào)節(jié)變比轉(zhuǎn)向器輸入端和輸出端的同心度，減小了不同心帶來的轉(zhuǎn)動誤差，從而保證了檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性，精度可提高1%以上。
[0018]3.在編碼器芯軸上設(shè)有與其螺紋連結(jié)且鎖定在動環(huán)上的螺母，這樣可以減小角編碼器動環(huán)與芯軸的微量松動，從而保證了檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性，經(jīng)驗證，精度可提高0.4%以上。
[0019]4.通過在循環(huán)球式變比轉(zhuǎn)向器頂端開槽的方式，直接測量轉(zhuǎn)向螺母的位移和輸出軸的轉(zhuǎn)角，這樣就減少了一級傳動副，故而減小了傳動誤差，可使測量的變傳動比精度提高3%。同時使本裝置具有結(jié)構(gòu)簡單靈活，操作簡單和低成本等特點(diǎn)。
【附圖說明】
[0020]圖1為本發(fā)明的三維結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖2為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)主視圖；
[0022]圖3為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)俯視圖；
[0023]圖4為變比轉(zhuǎn)向器內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖5為可調(diào)支座的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖中:1.橫向底板；2.可調(diào)支座；3.扁平支柱；4.伺服電機(jī)；5.減速機(jī)；6.編碼器支柱；7.伺服電機(jī)聯(lián)軸器；8.第一角編碼器芯軸；9.第一角編碼器；10.聯(lián)軸器；11.轉(zhuǎn)向器夾具；12.位移光柵尺；13.光柵尺同步尺體；14.變比轉(zhuǎn)向器；15.變比轉(zhuǎn)向器輸出軸聯(lián)軸器；16.軸承座；17.第二角編碼器芯軸；18.第二角編碼器；19.輸出端編碼器支柱；20.縱向底板；21.含LabVIEW軟件的計算機(jī)；22.數(shù)據(jù)采集卡；23.變比轉(zhuǎn)向器轉(zhuǎn)向螺桿；24.變比轉(zhuǎn)向器轉(zhuǎn)向螺母；25.變比轉(zhuǎn)向器輸入軸；26.變比轉(zhuǎn)向器輸出軸；27.變比轉(zhuǎn)向器輸出軸齒扇；28.第一 U型槽；29.第二 U型槽。
【具體實施方式】
[0026]下面結(jié)合實施例及附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步闡述，但不限定本發(fā)明。
[0027]本發(fā)明提供的用于循環(huán)球式變比轉(zhuǎn)向器變傳動比的測量裝置，其結(jié)構(gòu)如圖1至圖5所示，由測試機(jī)構(gòu)和依次相連且支撐在底座上的驅(qū)動機(jī)構(gòu)、變比轉(zhuǎn)向器14、變比轉(zhuǎn)向器14的輸出機(jī)構(gòu)組成。
[0028]1.測試機(jī)構(gòu)的組成如下:
[0029]所述測試機(jī)構(gòu)包括以數(shù)據(jù)線相連的計算機(jī)21、數(shù)據(jù)采集卡22、光柵尺12、第一角編碼器9和第二角編碼器18。
[0030]所述計算機(jī)21安裝有LabVIEW軟件，通過USB數(shù)據(jù)總線與數(shù)據(jù)采集卡22相連。
[0031]所述數(shù)據(jù)采集卡22利用數(shù)據(jù)線分別與第一角編碼器9、光柵尺12和第二角編碼器18連接，通過其計數(shù)器端口對上述第一角編碼器9、光柵尺12和第二角編碼器18發(fā)出的高頻脈沖進(jìn)行采集計數(shù)，最后通過計算機(jī)21上軟件換算處理得出相應(yīng)的角度和位移參數(shù)。
[0032]所述第一角編碼器9的動環(huán)通過螺母鎖定在其芯軸8上，減小編碼器和芯軸的微量松動，提高測量精度，角編碼器9內(nèi)徑稍大于芯軸8外徑，外殼與支柱6通過螺栓相連。
[0033]所述支柱6通過螺栓與下面的可調(diào)支座連接。
[0034]所述可調(diào)支座通過螺栓與橫向底板I固定連接，該可調(diào)支座通過其第一 U型槽28和第二 U型槽29可實現(xiàn)水平方向和軸向的可調(diào)定位。
[0035]所述光柵尺12通過螺栓固定在變比轉(zhuǎn)向器夾具11上，其同步尺體13直接測量變比轉(zhuǎn)向器14內(nèi)部轉(zhuǎn)向螺母24的位移，結(jié)合第二角編碼器18測量的變比轉(zhuǎn)向器14輸出軸26的轉(zhuǎn)角，通過軟件計算處理可得出線角傳動比，減小一級傳動副，使測量結(jié)果更加精確。
[0036]所述第二角編碼器18通過支柱19固定在可調(diào)支座上，該可調(diào)支座通過螺栓固定于縱向底板20上，整個測試機(jī)構(gòu)主要采集相應(yīng)角度