专利名称：等速万向节总成启动、摆动力矩及滑移力测量仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种测量仪，具体是指一种等速万向节总成启动、摆动力矩及滑 移力测量仪。
背景技术：
随着汽车工业的发展，对汽车零件的质量要求越来越高，目前国内汽车等速万向 节总成性能检测几乎处于空白，只能做疲劳试验，没有科学和量化的检测办法。
实用新型内容本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种等速万向节总 成启动、摆动力矩及滑移力测量仪，该测量仪能同时检测等速万向节总成的启动力矩、摆动 力矩和滑移端的滑移力，测量精度高，测量方法先进，操作简单方便，实现了全自动测量，填 补了目前该领域的空白。本实用新型的目的通过下述技术方案实现等速万向节总成启动、摆动力矩及滑 移力测量仪，主要由外球笼摆动轴系和内球笼摆动轴系、以及分别安装在外球笼摆动轴系 和内球笼摆动轴系上端的外球笼旋转轴系和内球笼旋转轴系构成；所述外球笼摆动轴系的 下端安装有外球笼摆动电机，且外球笼摆动电机安装有角度传感器；所述外球笼旋转轴系 和内球笼旋转轴系相对的一端分别安装有外球笼固定装置和内球笼固定装置，且外球笼旋 转轴系的另一端安装有带动其旋转的总成旋转电机，总成旋转电机与外球笼旋转轴系之间 安装有总成扭矩传感器。上述外球笼固定装置和内球笼固定装置均优先采用卡盘，但不局限于卡盘，也可 根据实际情况另行选择。为了适用于不同长度规格的等速万向节总成，本实用新型还包括水平导轨、以及 设置在水平导轨上并能沿其移动的水平拖板，所述内球笼摆动轴系安装在水平拖板上。上述水平拖板安装有移动手轮，用于移动水平拖板；水平导轨上安装有光纤传感
ο采用上述结构的测量仪可检测不同长度规格的等速万向节总成的启动力矩。为了测量等速万向节总成的摆动力矩，本实用新型做了进一步优化，在内球笼旋 转轴系的下端安装有带动其旋转的内球笼摆动电机，且内球笼摆动电机也安装有角度传感 器；所述外球笼摆动电机与外球笼摆动轴系之间设置有外球笼摆动扭矩传感器，内球笼摆 动电机与内球笼摆动轴系之间设置有内球笼摆动扭矩传感器。上述总成扭矩传感器通过联轴节连接在总成旋转电机与外球笼旋转轴系之间；外 球笼摆动扭矩传感器通过联轴节连接在外球笼摆动电机与外球笼摆动轴系之间；内球笼摆 动扭矩传感器通过联轴节连接在内球笼摆动电机与内球笼摆动轴系之间。上述外球笼摆动电机与外球笼摆动扭矩传感器之间设置有外球笼摆动减速器，内 球笼摆动电机与内球笼摆动扭矩传感器之间设置有内球笼摆动减速器。[0012]为了测量等速万向节总成滑移端的滑移力，本实用新型做了更进一步优化，在内 球笼摆动轴系和内球笼旋转轴系之间还设置有导轨副，所述导轨副包括导轨、以及设置在 导轨上并能沿其移动的导轨滑块，所述导轨安装在内球笼摆动轴系的上端，内球笼旋转轴 系安装在导轨滑块上，且导轨滑块还安装有拉压力电机，拉压力电机与导轨滑块之间设置 有拉压力传感器。上述外球笼摆动电机、角度传感器、总成旋转电机、总成扭矩传感器、内球笼摆动 电机、外球笼摆动扭矩传感器、内球笼摆动扭矩传感器、拉压力电机、拉压力传感器均与同 一个主控制器相连，通过主控制器对其进行控制以及数据的采集，从而实现了全自动测量， 且提高了测量精度和测量效率。综上所述，本实用新型的有益效果是能同时检测等速万向节总成的启动力矩、摆 动力矩和滑移端的滑移力，测量精度高，测量方法先进，操作简单方便，实现了全自动测量， 填补了目前该领域的空白。
图1为本实用新型的结构示意图。附图中标记及相应的零部件名称2—外球笼摆动轴系；3—内球笼摆动轴系；4一 外球笼旋转轴系；5—内球笼旋转轴系；6—外球笼摆动电机；7—角度传感器；8—外球笼固 定装置；9一内球笼固定装置；10—总成旋转电机；11 一总成扭矩传感器；12—内球笼摆动 电机；13—外球笼摆动扭矩传感器；14一内球笼摆动扭矩传感器；15—联轴节；16—外球笼 摆动减速器；17—内球笼摆动减速器；18—导轨；19一导轨滑块；20—拉压力电机；21—拉 压力传感器；22—水平拖板；23—移动手轮；24—平台。
具体实施方式
下面结合实施例及附图，对本实用新型作进一步的详细说明，但本实用新型的实 施方式不仅限于此。实施例如图1所示，本实用新型主要由外球笼摆动轴系2和内球笼摆动轴系3、以及分别 安装在外球笼摆动轴系2和内球笼摆动轴系3上端的外球笼旋转轴系4和内球笼旋转轴系 5构成，且外球笼旋转轴系4和内球笼旋转轴系5的旋转中心线位于同一平面内，在实际中， 为了便于外球笼旋转轴系4和内球笼旋转轴系5摆动以及安装方便，可将外球笼旋转轴系 4和内球笼旋转轴系5分别安装在不同的平台M上，将外球笼摆动轴系2和内球笼摆动轴 系3分别连接在平台M的下端，当外球笼摆动轴系2和内球笼摆动轴系3旋转时，带动平 台M旋转，进而带动外球笼旋转轴系4和内球笼旋转轴系5进行一定角度的摆动；所述外 球笼摆动轴系2的下端安装有外球笼摆动电机6，且外球笼摆动电机6安装有角度传感器 7 ；所述外球笼旋转轴系4和内球笼旋转轴系5相对的一端分别安装有外球笼固定装置8和 内球笼固定装置9，本实施例中外球笼固定装置9和内球笼固定装置10采用卡盘；外球笼 旋转轴系4的另一端安装有带动其旋转的总成旋转电机10，总成旋转电机10与外球笼旋转 轴系4之间安装有总成扭矩传感器11。采用上述结构的测量仪可测量等速万向节总成的启动力矩，其测量过程为将传动轴总成安装在外球笼固定装置8和内球笼固定装置9之间，主控制器控制外球笼摆动电 机6带动外球笼旋转轴系4进行摆动一定角度，由角度传感器7准确确定其摆动角度值；外 球笼旋转轴系4摆动到设定的角度间隔停下，主控制器控制总成旋转电机10启动，带动等 速万向节总成转动，总成扭矩传感器11测出其启动力矩；本实用新型在0° 30°的摆动 范围内自动重复上述测量步骤，且整个测量过程通过主控制器采集总成扭矩传感器11及 角度传感器7信号；测量完成后，主控制器处理绘出角度启动力矩测量曲线，给出输出最大 启动力矩值。为了适用于不同长度规格的等速万向节总成，本实用新型还包括水平导轨、以及 设置在水平导轨上并能沿其移动的水平拖板22，所述水平拖板22安装有移动手轮23，水平 导轨上安装有光纤传感器，内球笼摆动轴系3安装在水平拖板22上。在使用过程中，可根 据不同等速万向节总成的长度，通过控制移动手轮23对水平拖板22进行移动，从而调整外 球笼固定装置9和内球笼固定装置10之间的距离，进而满足不同长度规格的等速万向节总 成；且还设置了水平拖板22的缩紧装置，当水平拖板22移动到适当位置时，通过缩紧装置 将其固定，避免在使用过程中出现移位，影响测量结果。为了测量等速万向节总成的摆动力矩，本实用新型在上述可测量启动力矩的结构 基础上，做了进一步改进，即在内球笼旋转轴系5的下端安装有带动其旋转的内球笼摆动 电机12，且内球笼摆动电机12也安装有角度传感器7 ；所述外球笼摆动电机6与外球笼摆 动轴系2之间通过联轴节15连接有外球笼摆动扭矩传感器13，内球笼摆动电机12与内球 笼摆动轴系3之间通过联轴节15连接有内球笼摆动扭矩传感器14 ；所述外球笼摆动电机6 与外球笼摆动扭矩传感器13之间设置有外球笼摆动减速器16，内球笼摆动电机12与内球 笼摆动扭矩传感器14之间设置有内球笼摆动减速器17。增设了上述结构的测量仪可测量等速万向节总成的摆动力矩，其测量过程为将 传动轴总成安装在外球笼固定装置8和内球笼固定装置9之间，在初始摆角0°时开始测 量，主控制器控制总成旋转电机10带动等速万向节总成转动，当转速达到60r/min时，主控 制器控制外球笼摆动电机6和内球笼摆动电机12启动，进而通过外球笼摆动轴系2和内球 笼摆动轴系3分别带动外球笼旋转轴系4和内球笼旋转轴系5在规定范围内连续摆动，整 个过程中通过主控制器采集信号，并分别采集两套角度传感器及扭矩传感器的测量值，处 理后分别绘出等速万向节总成外球笼及内球笼摆动力矩测量曲线，并由打印机打出内、外 球笼测量曲线并分别给出最大摆动力矩数值。为了测量等速万向节总成滑移端的滑移力，本实用新型在上述可测量摆动力矩的 结构基础上，做了更进一步改进，即在内球笼摆动轴系3和内球笼旋转轴系5之间还设置有 导轨副，所述导轨副包括导轨18、以及设置在导轨18上并能沿其移动的导轨滑块19，所述 导轨18安装在内球笼摆动轴系3的上端，内球笼旋转轴系5安装在导轨滑块19上，且导轨 滑块19还安装有拉压力电机20，拉压力电机20与导轨滑块19之间设置有拉压力传感器 21，在实际中，为了安装方便和使用方便，可将导轨18安装在平台对上，将内球笼摆动轴系 3连接在平台M的下端。增设了上述结构的测量仪可测量等速万向节总成滑移端的滑移力，其测量过程 为主控制器控制拉压力电机20拉动内球笼旋转轴系5移动，并通过拉压力传感器21实时 测得其拉压力，当其移动速度达到lmm/s时开始测量，在拉开压进一个周期内，主控制器连续采集拉压力传感器21的数据，并进行处理后绘出测量曲线，并由打印机打出测量曲线并 给出传动轴移动端滑动力的数值。本实用新型还在测量仪上设置了急停指示灯、复位按钮及故障指示灯、测量启动 按钮及指示灯，从而在使用过程中让人们更加直观的掌握测量仪的工作状态；且还设置了 人机对话触摸屏，便于人们对测量仪的监控。如上所述，便可较好的实现本实用新型。
权利要求1.等速万向节总成启动、摆动力矩及滑移力测量仪，其特征在于，主要由外球笼摆动轴 系(2)和内球笼摆动轴系(3)、以及分别安装在外球笼摆动轴系(2)和内球笼摆动轴系(3) 上端的外球笼旋转轴系(4)和内球笼旋转轴系(5)构成；所述外球笼摆动轴系(2)的下端安 装有外球笼摆动电机(6)，且外球笼摆动电机(6)安装有角度传感器(7)；所述外球笼旋转 轴系(4)和内球笼旋转轴系(5)相对的一端分别安装有外球笼固定装置(8)和内球笼固定 装置(9)，且外球笼旋转轴系(4)的另一端安装有带动其旋转的总成旋转电机(10)，总成旋 转电机(10)与外球笼旋转轴系(4)之间安装有总成扭矩传感器(11)。
2.根据权利要求1所述的等速万向节总成启动、摆动力矩及滑移力测量仪，其特征在 于，所述外球笼固定装置(9)和内球笼固定装置(10)均为卡盘。
3.根据权利要求1所述的等速万向节总成启动、摆动力矩及滑移力测量仪，其特征在 于，还包括水平导轨、以及设置在水平导轨上并能沿其移动的水平拖板(22)，所述内球笼摆 动轴系(3)安装在水平拖板(22)上。
4.根据权利要求3所述的等速万向节总成启动、摆动力矩及滑移力测量仪，其特征在 于，所述水平拖板(22)安装有移动手轮(23)。
5.根据权利要求3所述的等速万向节总成启动、摆动力矩及滑移力测量仪，其特征在 于，所述水平导轨上安装有光纤传感器。
6.根据权利要求1 5中任一项所述的等速万向节总成启动、摆动力矩及滑移力测 量仪，其特征在于，所述内球笼旋转轴系(5)的下端安装有带动其旋转的内球笼摆动电机 (12)，且内球笼摆动电机(12)也安装有角度传感器(7);所述外球笼摆动电机(6)与外球笼 摆动轴系(2)之间设置有外球笼摆动扭矩传感器(13)，内球笼摆动电机(12)与内球笼摆动 轴系(3 )之间设置有内球笼摆动扭矩传感器(14)。
7.根据权利要求6所述的等速万向节总成启动、摆动力矩及滑移力测量仪，其特征在 于，所述总成扭矩传感器(11)通过联轴节(15)连接在总成旋转电机(10)与外球笼旋转轴 系(4)之间；外球笼摆动扭矩传感器(13)通过联轴节(15)连接在外球笼摆动电机(6)与外 球笼摆动轴系(2)之间；内球笼摆动扭矩传感器(14)通过联轴节(15)连接在内球笼摆动电 机(7 )与内球笼摆动轴系(3 )之间。
8.根据权利要求6所述的等速万向节总成启动、摆动力矩及滑移力测量仪，其特征在 于，所述外球笼摆动电机(6)与外球笼摆动扭矩传感器(13)之间设置有外球笼摆动减速器(16)，内球笼摆动电机(12)与内球笼摆动扭矩传感器(14)之间设置有内球笼摆动减速器(17)。
9.根据权利要求1 5中任一项所述的等速万向节总成启动、摆动力矩及滑移力测量 仪，其特征在于，所述内球笼摆动轴系(3)和内球笼旋转轴系(5)之间还设置有导轨副，所 述导轨副包括导轨(18)、以及设置在导轨(18)上并能沿其移动的导轨滑块(19)，所述导轨(18)安装在内球笼摆动轴系(3)的上端，内球笼旋转轴系(5)安装在导轨滑块(19)上，且 导轨滑块(19)还安装有拉压力电机(20)，拉压力电机(20)与导轨滑块(19)之间设置有拉 压力传感器(21)。
专利摘要本实用新型公开了一种等速万向节总成启动、摆动力矩及滑移力测量仪，包括外球笼摆动轴系和内球笼摆动轴系、以及分别安装在外球笼摆动轴系和内球笼摆动轴系上端的外球笼旋转轴系和内球笼旋转轴系；所述外球笼摆动轴系的下端安装有带动其旋转的外球笼摆动电机，外球笼摆动电机安装有角度传感器；外球笼旋转轴系和内球笼旋转轴系分别安装有外球笼固定装置和内球笼固定装置，外球笼旋转轴系另一端安装有带动其旋转的总成旋转电机，总成旋转电机与外球笼旋转轴系之间安装有总成扭矩传感器。本实用新型能同时检测等速万向节总成的启动力矩、摆动力矩和滑移端的滑移力，测量精度高，测量方法先进，操作简单方便，实现了全自动测量，填补了目前该领域的空白。
文档编号G01L5/00GK201935766SQ20112002705
公开日2011年8月17日 申请日期2011年1月27日 优先权日2011年1月27日
发明者刘振江, 王琛, 郭彤 申请人:成都斯瑞工具科技有限公司
专业数控铣床产品供应商
20年生产经验，实力工厂，精工品质，质量有保障
