本发明涉及一种变速箱输出轴齿轮轴向移动间隙直接测量方法和测量装置。

背景技术：

输出轴是齿轮传动变速箱的关键组件，输出轴总成的装配精度直接影响变速箱的传动性能。由于在同步器初始状态下齿轮和输出轴之间是可以相对转动的，因此齿轮与输出轴之间、齿轮与同步器之间都有间隙，在输出轴转动过程中，轴上齿轮会沿轴向移动。

对于二轴总成，目前在装配时通过分别测量个齿轮装配卡簧槽的宽度，配装对应厚度的卡簧，从而控制齿轮在输出轴上轴向移动的间隙。通过这种方法装配后的二轴总成，齿轮的轴向间隙有累积误差，无法实际得出齿轮轴向间隙的准确值，难以精确掌控输出轴的性能。

针对卡簧槽单独测量，然后匹配卡簧厚度，造成后向间隙有积累误差，难以准确得出齿轮轴向间隙的问题，有待解决。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种变速箱输出轴齿轮轴向移动间隙直接测量方法，以消除输出轴齿轮轴向移动间隙测量时的累积误差。

本发明的目的还在于提供一种直接测量输出轴齿轮轴向移动间隙的测量装置，以实现不同直径，齿厚的齿轮在同一根输出轴上移动间隙测量的功能。

为此，本发明一方面提供了一种变速箱输出轴齿轮轴向移动间隙的直接测量方法，包括以下步骤：s11、对输出轴的待测齿轮进行夹持固定；s12、迫使输出轴沿其轴向窜动；以及s13、对输出轴窜动量进行检测，以获得待测齿轮的轴向移动间隙。

进一步地，在步骤s11中，在输出轴呈竖直状态下对输出轴的待测齿轮进行夹持固定；在步骤s12中，使输出轴先下行，进行输出轴的下限值测量，再使输出轴上行，进行输出轴的上限值测量；在步骤s13中，由上限值和下限值的差值来得到待测齿轮的轴向移动间隙。

进一步地，上述直接测量方法还包括：在步骤s11之前，利用夹具将呈竖直姿态的输出轴传送至下测量顶尖的正上方的步骤。

根据本发明的另一方面，提供了一种用于直接测量输出轴齿轮轴向移动间隙的测量装置，包括：机架、在机架上呈上中下位置关系布置的伸缩测量顶尖机构、齿轮夹持机构和双推力顶起缸机构，所述齿轮夹持机构用于对输出轴的待测齿轮进行夹持固定，所述伸缩测量顶尖机构具有上测量顶尖和用于检测上测量顶尖的移动量的位移传感器，所述双推力顶起缸机构具有下测量顶尖和顶起气缸，其中，所述下测量顶尖和上测量顶尖位于同一竖直线上，与输出轴两端的中心定位孔定位配合，所述顶起气缸具有可选择的第一推力和第二推力，所述第一推力用于迫使输出轴上行，所述第二推力用于对输出轴的下行进行缓冲。

进一步地，上述测量装置用于实现根据上面所描述的变速箱输出轴齿轮轴向移动间隙的直接测量方法。

进一步地，上述机架的立壁上设有一对竖直导轨，伸缩测量顶尖机构支撑在一对竖直导轨上，并且由第一伺服升降机构驱动，所述齿轮夹持机构也支撑在所述一对竖直导轨上，并且由第二伺服升降机构驱动。

进一步地，上述伸缩测量顶尖机构还包括用于向下偏压上测量顶尖的弹簧。

进一步地，上述齿轮夹持机构包括水平直线导轨、第一齿轮夹爪、第二齿轮夹爪、夹紧气缸、以及安装板，其中，所述第一齿轮夹爪和第二齿轮夹爪通过水平直线导轨安装在安装板上，所述夹紧气缸连接第一齿轮夹爪，其气缸杆与第二齿轮夹爪连接。

本发明通过固定齿轮，窜动轴的方式测量间隙，可以使自身测量误差最小化，消除测量点偏移被测物导致测量偏差的情况的发生。本发明的测量式为直接测量，使得测量结果无积累误差。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明的直接测量输出轴齿轮轴向移动间隙的测量装置的侧面结构示意图；

图2是图1的a-a剖视图；

图3是根据本发明的直接测量输出轴齿轮轴向移动间隙的测量装置的正面结构的示意图；

图4是图3的b-b剖视图；

图5是根据本发明的测量装置的伸缩测量顶尖机构的结构示意图；

图6是根据本发明的测量装置的双推力顶起缸机构的结构示意图；

图7是根据本发明的测量装置的双推力顶起缸机构的气路控制图；

图8是根据本发明的输出轴齿轮轴向移动间隙的直接测量方法的执行流程图；以及

图9是根据本发明的测量装置的测量动作过程的流程图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

本发明采用直接测量齿轮在输出轴上移动的间隙方式来消除累积误差，从而解决难以准确得出齿轮轴向间隙的问题。

图1至图9示出了根据本发明的一些实施例。

如图8所示，本发明的输出轴齿轮轴向移动间隙的直接测量方法包括以下步骤：

s11、对输出轴的待测齿轮进行夹持固定；

s12、使输出轴沿其轴向窜动；以及

s13、检测输出轴的窜动量，将该窜动量作为待测齿轮的轴向移动间隙。

优选地，在步骤s11中，在输出轴呈竖直状态下对输出轴的待测齿轮进行夹持固定。

优选地，在步骤s12中，使输出轴先下行，进行输出轴的下限值测量，再使输出轴上行，进行输出轴的上限值测量。

优选地，在步骤s13中，由上限值和下限值的差值来得到待测齿轮的轴向移动间隙。

本发明通过固定齿轮，窜动轴的方式测量间隙，可以使自身测量误差最小化，消除测量点偏移被测物导致测量偏差的情况的发生。本发明的测量式为直接测量，使得测量结果无积累误差。

下面对实现本测量方法的专用装置进行说明。

如图1至图5所示，本发明提供了一种直接测量输出轴齿轮轴向移动间隙的测量装置，该测量装置能够实现不同直径，齿厚的齿轮在同一根输出轴上移动间隙的功能。

本测量装置包括双推力顶起缸机构10、齿轮夹持机构20、伸缩测量顶尖机构30、机架40。

结合参照图1和图4，该机架40为立式机架，具有安装底座41和用于安装设备的立壁43，伸缩测量顶尖机构30、齿轮夹持机构20、双推力顶起缸机构10呈上中下位置关系设置在立壁43上。

其中，机架40的立壁上设有一对竖直导轨，伸缩测量顶尖机构30支撑在一对竖直导轨42上，并且由第一伺服升降机构50驱动，齿轮夹持机构20也支撑在一对竖直导轨42上，并且由第二伺服升降机构60驱动。

该第一伺服升降机构50设置在机架40上，第二伺服升降机构60设置在伸缩测量顶尖机构30上。该第一伺服升降机构和第二伺服升降机构均有伺服电机和丝杠螺母副构成。

结合参照图1至图5，伸缩测量顶尖机构30包括：位移传感器31、弹簧32、测量杆33、上测量顶尖34、导套35、以及上滑台36。

位移传感器31通过其安装座固定在上滑台36上，导套35安装在上滑台35上，上测量顶尖33在导套35内可上下滑动，弹簧32用于向下偏压上测量顶尖33。测量杆33固定连接至上测量顶尖34的上端。

当输出轴100上行或下行，测量杆33接近或远离位移传感器31，到一定量后，位移传感器读出参数，即上行的上限值和下行的下限值。

该伸缩测量顶尖机构3的设计优点如下：1、输出轴下行的下压力由弹簧提供、出力稳定；2、测量点在输出轴轴线上，测量值稳定，误差小。

结合参照图1至图4，齿轮夹持机构20包括水平直线导轨21、第一齿轮夹爪22、第二齿轮夹爪23、夹紧气缸24、以及安装板25。

其中，一对齿轮夹爪22/23通过水平直线导轨21安装在安装板25上，该安装板25由第二伺服升降机构60驱动、沿一对竖直导轨上下移动。

夹紧气缸22连接第一齿轮夹爪22，其气缸杆与第二齿轮夹爪23连接，夹紧气缸22控制一对齿轮夹爪22/23的加紧与松开，第一齿轮夹爪和第二齿轮夹爪均为v型块，能够自动对中。

优选地，第一齿轮夹爪为钢质件，第二齿轮夹爪为铜质件，如此在夹持待测齿轮时，防止待测齿轮磕碰。

本齿轮夹持机构2的设计特点和优点如下：可以兼容不同直径和不同位置的齿轮。

结合参照图1至图6，该双推力顶起缸机构10包括下测量顶尖11、定位滑套12、顶起气缸13、以及气缸接头14。

其中，下测量顶尖11通过气缸接头14与顶起气缸13的气缸杆连接，顶起气缸13安装在定位滑套12上，工作时顶起气缸带动下测量顶尖在定位滑套中上下运动，推动输出轴运动。

该顶起气缸具有大小不同的两种推力，通过气路的高、低气压来控制，当切换至低压后，气缸推力下降，输出轴会迫使气缸杆下降，如此可以减缓在测量下限位间隙时输出轴下落的速度，减少冲击，避免待测齿轮和齿轮夹爪之间产生相对滑动。

在本发明中，呈竖直姿态的输出轴随夹具传送至下测量顶尖的正上方，接下来对输出轴进行测量装夹。该定位滑套12连接至与夹具传送动作关联的机构上。

下面结合图7对顶起气缸13的第一推力和第二推力的切换控制气路进行描述。

如图7所示，双推力顶起缸机构控制气路70包括由气源处理器供气的第一支路71、第二支路72、第三支路73、第四支路74，其中，第一支路71包括第一减压阀711、压力表712、第一电磁阀713，第二支路72包括第二减压阀721、压力表722、第二电磁阀723，第三支路73包括精密解压阀731，第四支路74包括第三电磁阀741，其中，第一支路71和第二支路72通过三通单向阀75与精密解压阀731的控制接口连接。精密解压阀与顶起气缸的进气口连接，第四支路与顶起气缸的出气口连接。

第一支路提供的气压较高，第二支路提供的气压较低，第二支路和第二支路择一导通，当第一支路导通时大流量的精密解压阀的供气压力对应第一支路的气压，该气压较高，第二支路导通时大流量的精密解压阀的供气压力对应第二支路的气压，该气压也较低。

第一至第四支路配合使得气缸有以下几种有用的工作状态：

第一支路打开，其他支路断开，则顶起气缸实现输出轴顶起，具有第一推力；第二支路打开，其他支路断开，顶起气缸具有第二推力，此时输出轴迫使顶起气缸的气缸杆缓慢下降；第二支路和第四支路打开，则顶起气缸的气缸杆回缩。

该双推力顶起缸机构控制气路的设计特点和优点如下：实现顶起气缸的双路气压控制。

如图9所示，本测量装置的测量动作过程如下：

s21、将呈竖直姿态的输出轴传送至下测量顶尖的正上方，其中，可通过夹具实现输出轴竖直姿态的保持；

s22、下测量顶尖向上顶起输出轴，其中，顶起气缸的控制气路切换至高压状态，驱动下测量顶尖向上顶起输出轴；

s23、上测量顶尖压下，其中，伸缩测量顶尖机构在第一伺服升降机构的驱动下下降，带动上测量顶尖压下；

s24、齿轮夹持机构降至待测齿轮的高度位置对待测齿轮进行夹持，其中，齿轮夹持机构在第二伺服升降机构的驱动下下降；

s25、顶起气缸切换至低气压状态，输出轴下行，测量下行的下限值；

s26、顶起气缸切换至高低压状态，输出轴上行，测量上行的上限制；以及

s27、读取位移传感器的读数变化量，以获得齿轮轴向移动间隙，该齿轮轴向移动间隙为上限值和下限值的差值。

本发明采用直接测量的方法，使得测量结果无积累误差。通过固定齿轮，窜动轴的方式测量间隙，可以使自身测量误差最小化，消除测量点偏移被测物导致测量偏差的情况的发生。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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。