專利名稱：用于檢測啟動(dòng)摩擦力矩的速度影響抑制裝置及其電路系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型公開的一個(gè)實(shí)施例涉及一種用于檢測汽車后橋主動(dòng)錐齒輪總成啟動(dòng)摩擦力矩的手持測量裝置。
背景技術(shù)：
主減速器的減速傳動(dòng)機(jī)為一對準(zhǔn)雙曲面圓錐齒輪，為保證主動(dòng)錐齒輪有足夠的支承剛度，主動(dòng)錐齒輪與軸制成一體。在互相貼近而小端相向的兩個(gè)圓錐滾子軸承上，形成騎馬式支承，騎馬式支承使支承剛度大為增加，使齒輪在載荷作用下的變形大為減小。汽車后橋主動(dòng)錐齒輪總成(主錐總成)是汽車傳動(dòng)系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，其裝配質(zhì)量的好壞直接影響到動(dòng)力在主減速器中的傳遞。在主錐總成的裝配過程中，為了減小在錐齒輪傳動(dòng)過程中產(chǎn)生的軸向力所引起的輪軸的軸向位移，提高軸的支承剛度，保證錐齒輪副的正常嚙合，圓錐滾子軸承應(yīng)有一定的裝配預(yù)緊度，即在消除軸承間隙的基礎(chǔ)上，再給予一定的壓緊力。圓錐滾子軸承預(yù)緊力的大小是綜合反映工藝效果的關(guān)鍵指標(biāo)。預(yù)緊力過大，汽車運(yùn)行時(shí)發(fā)熱嚴(yán)重甚至燒壞軸承，預(yù)緊不足，降低了軸系的回轉(zhuǎn)精度，影響錐齒輪副的使用壽命，噪聲也增大。因此對圓錐滾子軸承預(yù)緊力的精確測量就顯得十分重要。目前常用的圓錐滾子軸承預(yù)緊力的測量方法主要有以下幾種(I)經(jīng)驗(yàn)檢測法經(jīng)驗(yàn)檢測主要依靠熟練技術(shù)工人長時(shí)間積累的對力矩的感知能力來判斷軸承預(yù)緊力矩大小是否達(dá)到要求力矩范圍。通常是在主錐總成裝好之后由有豐富經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)工人先將主錐總成固定好，使夾具和主動(dòng)錐齒輪無切向移動(dòng)，有經(jīng)驗(yàn)工人用雙手轉(zhuǎn)動(dòng)軸承座，使其旋轉(zhuǎn)，從而根據(jù)雙手所受的阻力矩大小來判斷產(chǎn)品是否符合要求，這里雙手所受到的阻力矩就是主錐軸承的預(yù)緊力矩。(2)彈簧秤檢測法彈簧秤一般用來測量拉力，其一端與被測物體相連接另一端用手或者施力設(shè)備向相反的方向施加力，當(dāng)讀數(shù)處于穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)即為最終測量結(jié)果。用彈簧秤測量軸承預(yù)緊力矩時(shí)，先將主錐齒輪軸固定好，并保證軸承座能旋轉(zhuǎn)，然后將彈簧秤的一端鉤在軸承座的螺紋孔中，或者用細(xì)繩的一端綁在螺紋孔處，另一端拴在彈簧秤的掛鉤上，用手握住彈簧秤另一端，并一直沿軸承座螺紋孔中心所在的圓的切線方向施加拉力，使軸承座跟隨旋轉(zhuǎn)，記下此時(shí)彈簧秤的值F，測出來的值為力的大小，再乘以軸承座螺紋孔中心到主錐齒輪軸軸線的距離值r即為主錐軸承預(yù)緊力矩值。(3)力矩扳手法力矩扳手法是利用力矩與變形成正比的原理，將扳手的手柄做成彈性結(jié)構(gòu)，用百分表監(jiān)測變形，人工轉(zhuǎn)動(dòng)扳手使突緣轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)測出主齒軸承的預(yù)緊力。(4)連續(xù)檢測法連續(xù)檢測法主要依賴于傳感器檢測技術(shù)，隨著現(xiàn)代傳感器技術(shù)的高速發(fā)展，測量力便顯得越來越簡單方便。傳感器一般由敏感元件、轉(zhuǎn)換元件、轉(zhuǎn)換電路三部分組成。敏感元件，它是直接感受被測量，并輸出與被測量成確定關(guān)系的某一物理量關(guān)系的元件。轉(zhuǎn)換元件，敏感元件的輸出就是它的輸入，它把輸入轉(zhuǎn)換成電路參數(shù)。轉(zhuǎn)換電路，將上述電路參數(shù)接入轉(zhuǎn)換電路，便可轉(zhuǎn)換成電量輸出。測量預(yù)緊力用到的轉(zhuǎn)矩傳感器是將四只專用的測扭應(yīng)變片用應(yīng)變膠粘貼在被測彈性軸上，并組成全橋形式(全橋接法可以獲得高的靈敏度)，工作中四個(gè)橋臂隨被測物理量而變化，向應(yīng)變橋提供電源即可測得該彈性軸受扭的電信號(hào)，將該應(yīng)變信號(hào)放大后，此信號(hào)經(jīng)過處理便可顯示出轉(zhuǎn)矩值。幾種預(yù)緊力檢測方法的比較使用經(jīng)驗(yàn)法檢測過多的依據(jù)了人對力矩的感知度，因?yàn)槭侨藶榕袛?，具有一定的隨意性，其間的錯(cuò)誤判斷難以察覺，且不同經(jīng)驗(yàn)的工人所得到的結(jié)論很可能不一致，就算同一位工人在不同情況下做出的判斷也可能不一致，此時(shí)很難評價(jià)哪種判斷更為準(zhǔn)確，因此對于汽車零件的檢測來說，不能較好的保證其質(zhì)量要求。彈簧秤檢測法操作起來比較簡便，也可大致得出主錐軸承預(yù)緊力矩大小，但其準(zhǔn)確性仍值得懷疑。使用彈簧秤測量軸承預(yù)緊力矩時(shí)難以保證彈簧秤的拉力方向與軸承座螺 紋孔中心所在圓的切線方向一致，也難以讀取當(dāng)彈簧秤拉動(dòng)軸承座旋轉(zhuǎn)時(shí)彈簧秤的穩(wěn)定拉力值，另外，所測拉力值還受彈簧秤本身精度的限制。力矩扳手法的缺點(diǎn)在于手握在手柄上的位置不同時(shí)，測出的力矩值將受到影響(在后文中進(jìn)行論證)，還有要在軸承轉(zhuǎn)動(dòng)的那一瞬間進(jìn)行讀數(shù)，很難保證讀數(shù)的準(zhǔn)確性。連續(xù)測量法，測量時(shí)能夠保證轉(zhuǎn)速恒定和連續(xù)傳動(dòng)。這種測量方法的缺點(diǎn)是成本高、勞動(dòng)強(qiáng)度大、操作復(fù)雜，另外此方法只能用于測量恒定摩擦力矩，不能測量啟動(dòng)摩擦力矩。由以上幾種檢測方法可以看出，國內(nèi)汽車行業(yè)在主齒軸承啟動(dòng)力矩檢測方面的手段依然很落后，達(dá)不到對力矩檢測的高精度要求。這樣就很難保證裝配完成后的后橋的質(zhì)量，從而影響到汽車產(chǎn)品的整體質(zhì)量。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種具有較好測量精度的用于檢測啟動(dòng)摩擦力矩的速度影響抑制裝置及其電路系統(tǒng)?？紤]到現(xiàn)有技術(shù)的上述問題，根據(jù)本實(shí)用新型公開的一個(gè)方面，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案一種用于檢測啟動(dòng)摩擦力矩的手持測量裝置，包括固定裝置，所述固定裝置在使用的情況下，固定在被檢測部件上，被檢測部件產(chǎn)生的啟動(dòng)摩擦力矩傳遞給所述固定裝置；連接臂，所述連接臂與所述固定裝置轉(zhuǎn)動(dòng)連接；力傳感器，所述力傳感器設(shè)置在所述連接臂上，所述力傳感器通過設(shè)置的連接部檢測所述固定裝置接收到的啟動(dòng)摩擦力矩；彈性元件，所述彈性元件設(shè)置在所述連接臂上，所述彈性元件并與力傳感器接觸，所述彈性元件用于緩沖在測量的情況下產(chǎn)生的沖擊；手柄，所述手柄與所述連接臂連接，通過所述手柄施加一個(gè)約束所述力傳感器的力矩。[0027]為了更好地實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型，進(jìn)一步的技術(shù)方案是作為優(yōu)選，所述固定裝置包括連接盤、撥盤和撥銷，所述撥盤連接在所述連接盤周圍，所述撥銷設(shè)置在所述撥盤上，所述撥銷至少為兩顆。作為優(yōu)選，所述連接盤與所述連接臂轉(zhuǎn)動(dòng)連接。作為優(yōu)選，所述連接盤為圓形。作為優(yōu)選，所述撥銷為兩顆，所述兩顆撥銷以連接盤的中心呈中心對稱結(jié)構(gòu)。作為優(yōu)選，所述連接部為墊塊。作為優(yōu)選，所述墊塊固定在所述撥盤上。作為優(yōu)選，還包括顯示裝置，所述顯示裝置分為兩組，一組顯示力傳感器檢測到的最大轉(zhuǎn)動(dòng)力矩，另一組顯示力傳感器檢測到的平均轉(zhuǎn)動(dòng)力矩。本實(shí)用新型還可以是一種如上述用于檢測啟動(dòng)摩擦力矩的手持測量裝置的電路系統(tǒng)，包括力傳感單元，所述力傳感單元通過放大處理模塊與單片機(jī)系統(tǒng)連接；放大與處理模塊，所述放大處理與模塊用于完成力傳感單兀的輸出信號(hào)的放大；單片機(jī)系統(tǒng)，所述單片機(jī)系統(tǒng)完成信號(hào)的采集與處理，控制信號(hào)的發(fā)出，以及力矩測量值的顯示控制。作為優(yōu)選，還包括顯示單元，所述顯示單元分為兩組，一組顯示力傳感器檢測到的最大轉(zhuǎn)動(dòng)力矩，另一組顯示力傳感器檢測到的平均轉(zhuǎn)動(dòng)力矩。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果之一是通過本實(shí)用新型的技術(shù)方案，在使用中具有較好測量精度，采用彈性傳力緩沖機(jī)構(gòu)，克服了速度波動(dòng)引起的測量誤差。

為了更清楚的說明本申請文件實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)的描述中所需要使用的附圖作簡單的介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅是對本申請文件中一些實(shí)施例的參考，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的情況下，還可以根據(jù)這些附圖得到其它的附圖。圖I為摩擦模型中對爬行現(xiàn)象進(jìn)行數(shù)值分析的示意圖；圖2為摩擦力矩與時(shí)間關(guān)系的示意圖；圖3示出了根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的用于檢測啟動(dòng)摩擦力矩的手持測量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4示出了根據(jù)本實(shí)用新型另一個(gè)實(shí)施例的用于檢測啟動(dòng)摩擦力矩的手持測量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5示出了根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的電氣系統(tǒng)框圖；圖6示出了根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的力傳感單元的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步地詳細(xì)說明，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式不限于此。[0051]參考現(xiàn)有技術(shù)，發(fā)明人在得出本實(shí)用新型的內(nèi)容之前，還進(jìn)行了包括如下的考慮或者實(shí)驗(yàn)主齒軸承啟動(dòng)摩擦力矩與主齒軸承預(yù)緊力成線性關(guān)系，可以通過測量主齒軸承啟動(dòng)摩擦力矩獲取主齒軸承預(yù)緊力。主齒軸承啟動(dòng)摩擦力矩測量的理論基礎(chǔ)I、摩擦模型數(shù)值分析測量是建立在摩擦力矩的基礎(chǔ)之上，對相應(yīng)的摩擦模型進(jìn)行數(shù)學(xué)建模研究也就顯得十分重要，旋轉(zhuǎn)摩擦運(yùn)動(dòng)的數(shù)學(xué)表達(dá)式
權(quán)利要求1.一種用于檢測啟動(dòng)摩擦力矩的速度影響抑制裝置，其特征在于，包括 固定裝置，所述固定裝置在使用的情況下，固定在被檢測部件上，被檢測部件產(chǎn)生的啟動(dòng)摩擦力矩傳遞給所述固定裝置； 連接臂，所述連接臂與所述固定裝置轉(zhuǎn)動(dòng)連接； 力傳感器，所述力傳感器設(shè)置在所述連接臂上，所述力傳感器通過設(shè)置的連接部檢測所述固定裝置接收到的啟動(dòng)摩擦力矩； 彈性元件，所述彈性元件設(shè)置在所述連接臂上，所述彈性元件并與力傳感器接觸，所述彈性元件用于緩沖在測量的情況下產(chǎn)生的沖擊； 手柄，所述手柄與所述連接臂連接，通過所述手柄施加一個(gè)約束所述力傳感器的力矩。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于檢測啟動(dòng)摩擦力矩的速度影響抑制裝置，其特征在于，所述固定裝置包括連接盤、撥盤和撥銷，所述撥盤連接在所述連接盤周圍，所述撥銷設(shè)置在所述撥盤上，所述撥銷至少為兩顆。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于檢測啟動(dòng)摩擦力矩的速度影響抑制裝置，其特征在于，所述連接盤與所述連接臂轉(zhuǎn)動(dòng)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于檢測啟動(dòng)摩擦力矩的速度影響抑制裝置，其特征在于，所述連接盤為圓形。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于檢測啟動(dòng)摩擦力矩的速度影響抑制裝置，其特征在于，所述撥銷為兩顆，所述兩顆撥銷以連接盤的中心呈中心對稱結(jié)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于檢測啟動(dòng)摩擦力矩的速度影響抑制裝置，其特征在于，所述連接部為墊塊。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于檢測啟動(dòng)摩擦力矩的速度影響抑制裝置，其特征在于，所述墊塊固定在所述撥盤上。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于檢測啟動(dòng)摩擦力矩的速度影響抑制裝置，其特征在于，還包括顯示裝置，所述顯示裝置分為兩組，一組顯示力傳感器檢測到的最大轉(zhuǎn)動(dòng)力矩，另一組顯示力傳感器檢測到的平均轉(zhuǎn)動(dòng)力矩。
9.一種如權(quán)利要求I至7任意一項(xiàng)所述用于檢測啟動(dòng)摩擦力矩的速度影響抑制裝置的電路系統(tǒng)，其特征在于，包括 力傳感單元，所述力傳感單元通過放大處理模塊與單片機(jī)系統(tǒng)連接； 放大與處理模塊，所述放大與處理模塊用于完成力傳感單元的輸出信號(hào)的放大； 單片機(jī)系統(tǒng)，所述單片機(jī)系統(tǒng)完成信號(hào)的采集與處理，控制信號(hào)的發(fā)出，以及力矩測量值的顯示控制。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的用于檢測啟動(dòng)摩擦力矩的速度影響抑制裝置的電路系統(tǒng)，其特征在于，還包括顯示單元，所述顯示單元分為兩組，一組顯示力傳感器檢測到的最大轉(zhuǎn)動(dòng)力矩，另一組顯示力傳感器檢測到的平均轉(zhuǎn)動(dòng)力矩。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種用于檢測啟動(dòng)摩擦力矩的速度影響抑制裝置，包括固定裝置，所述固定裝置在使用的情況下，固定在被檢測部件上，被檢測部件產(chǎn)生的啟動(dòng)摩擦力矩傳遞給所述固定裝置；連接臂，所述連接臂與所述固定裝置轉(zhuǎn)動(dòng)連接；力傳感器，所述力傳感器設(shè)置在所述連接臂上，所述力傳感器通過設(shè)置的連接部檢測所述固定裝置接收到的啟動(dòng)摩擦力矩；彈性元件，所述彈性元件設(shè)置在所述連接臂上，所述彈性元件并與力傳感器接觸，所述彈性元件用于緩沖在測量的情況下產(chǎn)生的沖擊。通過本實(shí)用新型的測量裝置的使用，具有較好測量精度，采用彈性傳力緩沖機(jī)構(gòu)，克服了速度波動(dòng)引起的測量誤差。
文檔編號(hào)G01L5/00GK202614444SQ201220220298
公開日2012年12月19日 申請日期2012年5月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月16日
發(fā)明者丁杰雄, 付振華, 姜忠, 李海寧, 劉福民, 陳振宇, 姚善健, 朱蓓, 崔海龍 申請人:電子科技大學(xué)