[实用新型]用于检测启动摩擦力矩的手持测量装置及其电路系统

说明书

技术领域

本实用新型公开的一个实施例涉及一种用于检测汽车后桥主动锥齿轮总成启动摩擦力矩的手持测量装置及其电路系统。

背景技术

主减速器主动锥齿轮包括锁紧螺母，凸缘总成，油封，上轴承，轴承座，下轴承，主动锥齿轮，调整垫片。主减速器的减速传动机为一对准双曲面圆锥齿轮，为保证主动锥齿轮有足够的支承刚度，主动锥齿轮与轴制成一体。在互相贴近而小端相向的两个圆锥滚子轴承上，形成骑马式支承，骑马式支承使支承刚度大为增加，使齿轮在载荷作用下的变形大为减小。

汽车后桥主动锥齿轮总成（主锥总成）是汽车传动系统的关键部件，其装配质量的好坏直接影响到动力在主减速器中的传递。在主锥总成的装配过程中，为了减小在锥齿轮传动过程中产生的轴向力所引起的轮轴的轴向位移，提高轴的支承刚度，保证锥齿轮副的正常啮合，圆锥滚子轴承应有一定的装配预紧度，即在消除轴承间隙的基础上，再给予一定的压紧力。圆锥滚子轴承预紧力的大小是综合反映工艺效果的关键指标。预紧力过大，汽车运行时发热严重甚至烧坏轴承，预紧不足，降低了轴系的回转精度，影响锥齿轮副的使用寿命，噪声也增大。因此对圆锥滚子轴承预紧力的精确测量就显得十分重要。由于主齿轴承启动摩擦力矩与主齿轴承预紧力成线性关系，可以通过测量主齿轴承启动摩擦力矩获取主齿轴承预紧力。

目前常用的圆锥滚子轴承预紧力的测量方法主要有以下几种：

（1）经验检测法

经验检测主要依靠熟练技术工人长时间积累的对力矩的感知能力来判断轴承预紧力矩大小是否达到要求力矩范围。通常是在主锥总成装好之后由有丰富经验的技术工人先将主锥总成固定好，使夹具和主动锥齿轮无切向移动，有经验工人用双手转动轴承座，使其旋转，从而根据双手所受的阻力矩大小来判断产品是否符合要求，这里双手所受到的阻力矩就是主锥轴承的预紧力矩。

（2）弹簧秤检测法

弹簧秤一般用来测量拉力，其一端与被测物体相连接另一端用手或者施力设备向相反的方向施加力，当读数处于稳定状态时即为最终测量结果。用弹簧秤测量轴承预紧力矩时，先将主锥齿轮轴固定好，并保证轴承座能旋转，然后将弹簧秤的一端钩在轴承座的螺纹孔中，或者用细绳的一端绑在螺纹孔处，另一端拴在弹簧秤的挂钩上，用手握住弹簧秤另一端，并一直沿轴承座螺纹孔中心所在的圆的切线方向施加拉力，使轴承座跟随旋转，记下此时弹簧秤的值F，测出来的值为力的大小，再乘以轴承座螺纹孔中心到主锥齿轮轴轴线的距离值r即为主锥轴承预紧力矩值。

（3）力矩扳手法

力矩扳手法是利用力矩与变形成正比的原理，将扳手的手柄做成弹性结构，用百分表监测变形，人工转动扳手使突缘转动时测出主齿轴承的预紧力。

（4）连续检测法

连续检测法主要依赖于传感器检测技术，随着现代传感器技术的高速发展，测量力便显得越来越简单方便。传感器一般由敏感元件、转换元件、转换电路三部分组成。敏感元件，它是直接感受被测量，并输出与被测量成确定关系的某一物理量关系的元件。转换元件，敏感元件的输出就是它的输入，它把输入转换成电路参数。转换电路，将上述电路参数接入转换电路，便可转换成电量输出。测量预紧力用到的转矩传感器是将四只专用的测扭应变片用应变胶粘贴在被测弹性轴上，并组成全桥形式（全桥接法可以获得高的灵敏度），工作中四个桥臂随被测物理量而变化，向应变桥提供电源即可测得该弹性轴受扭的电信号，将该应变信号放大后，此信号经过处理便可显示出转矩值。

几种预紧力检测方法的比较：

使用经验法检测过多的依据了人对力矩的感知度，因为是人为判断，具有一定的随意性，其间的错误判断难以察觉，且不同经验的工人所得到的结论很可能不一致，就算同一位工人在不同情况下做出的判断也可能不一致，此时很难评价哪种判断更为准确，因此对于汽车零件的检测来说，不能较好的保证其质量要求。

弹簧秤检测法操作起来比较简便，也可大致得出主锥轴承预紧力矩大小，但其准确性仍值得怀疑。使用弹簧秤测量轴承预紧力矩时难以保证弹簧秤的拉力方向与轴承座螺纹孔中心所在圆的切线方向一致，也难以读取当弹簧秤拉动轴承座旋转时弹簧秤的稳定拉力值，另外，所测拉力值还受弹簧秤本身精度的限制。

力矩扳手法的缺点在于手握在手柄上的位置不同时，测出的力矩值将受到影响（在后文中进行论证），还有要在轴承转动的那一瞬间进行读数，很难保证读数的准确性。

连续测量法，测量时能够保证转速恒定和连续传动。这种测量方法的缺点是成本高、劳动强度大、操作复杂，另外此方法只能用于测量恒定摩擦力矩，不能测量启动摩擦力矩。