CN105352409B - 换向器转动间隙测试工作台及测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种换向器转动间隙测试工作台，包括：底板，所述底板上安装有立板、换向器支撑装置、位移测量装置，所述立板上安装有第一花键套；测试杆，所述测试杆的中心位置安装有第二花键套、两端位置均安装有挂钩；重物。本发明还提供了一种换向器转动间隙测试方法。本发明具有成本低、精度高、通用性强的优点。

Description

换向器转动间隙测试工作台及测试方法

技术领域

本发明涉及汽车零部件检测领域，具体涉及换向器转动间隙测试工作台及测试方法。

背景技术

汽车转向装置是汽车底盘***中重要的组成部分，汽车转向系是用来保持或者改变汽车行驶方向的机构，在汽车转向行驶时，还要保证各转向轮之间有协调的转角关系。驾驶员通过操纵转向***，使汽车保持在直线或转弯运动状态，或者使上述两种运动状态相互转换。

因为汽车转向***的重要性，合理的空间布置以及稳定可靠的传动是极其重要的。目前为了提高乘客的舒适性，国内卡车均朝着轿车化方向发展，转向***均采用了与轿车相同的齿轮齿条式转向器。如图1所示，国内卡车配备的大多为平头驾驶室，转向管柱2位于转向器6的前方，转向管柱2无法直接与转向器6连接，转向管柱2与转向器6之间需要通过一种换向器4实现传动方向的改变，这样，方向盘1的转动就能够依次传递给转向管柱2、转向管柱下传动轴3、换向器4、换向器传动轴5和转向器6，最终带动车轮转动或者保持直线行驶。

汽车转向***中零部件转动间隙是影响驾驶员主观驾乘的一个重要影响因素，如果转向零部件转动间隙过大会造成转向过程中有松旷的感觉，给驾驶员带来一种不安紧张的感觉。长此以往会造成驾驶疲劳，容易出现交通事故。转动间隙的大小一般以角度衡量。

目前换向器4的转动间隙测试方法为：固定换向器4的传动轴一端(在此称为输入轴)，从另一端(在此称为输出轴)施加±1Nm的转动力矩。试验要求：转向器4的传动轴的扭转角度应小于10′。

由于转向***零部件转动间隙要求都在10′以内，无法通过角度测量进行直接测量，需要通过其他方式进行间接测量。现有技术中存在以角度传感器进行转动间隙测试的技术方案，但由于所需测量的扭转角度达到分级别，要求角度传感器的精确度很高，这势必会提高测试成本。

发明内容

本发明的目的是提供一种以机械方式进行换向器转动间隙测试的工作台及测试方法，从而降低测试成本。

为实现上述目的，本发明的实施例提供了如下技术方案：

一种换向器转动间隙测试工作台，包括：底板，所述底板上安装有立板、换向器支撑装置、位移测量装置，所述立板上安装有第一花键套；测试杆，所述测试杆的中心位置安装有第二花键套、两端位置均安装有挂钩；重物。

作为优选，所述换向器支撑装置为多根支柱，每根支柱的顶端开有螺纹孔。

作为优选，所述位移测量装置为百分表或者千分表。

作为优选，所述第一花键套、所述第二花键套为开口花键套且能够通过螺栓调整开口大小。

一种换向器转动间隙测试方法，包括：

将换向器支撑在如上所述的换向器转动间隙测试工作台的换向器支撑装置上；

将所述第一花键套与所述换向器的输入轴花键配合，将所述第二花键套与所述换向器的输出轴花键配合；

将所述重物挂在所述测试杆一端的挂钩上；

使所述位移测量装置的测头接触所述测试杆的一端的远离所述中心位置处，记录所述位移测量装置的读数S1；

将所述重物挂在所述测试杆另一端的挂钩上，记录所述位移测量装置的读数S2；

计算读数S1与S2的差，利用三角关系换算出转动间隙。

本发明的实施例利用机械式的测量装置及方法，结合三角函数间接计算出换向器的转动间隙，而测试精度能够依靠增加测试杆的长度而提高，成本低廉，适用性更强。

进一步地，采用可调式的开口花键套，能够适应不同型号、轴径不同的换向器，提高了通用性。

附图说明

图1是一种典型的汽车转向***的结构示意图；

图2是本发明的实施例的底板的立体图；

图3是本发明的实施例的测试杆的立体图；

图4是本发明的实施例的换向器转动间隙测试工作台的立体图；

图5是本发明的实施例的换向器转动间隙测试工作台的主视图；

图6是本发明的实施例的换向器转动间隙测试工作台的工作原理图；

图7是本发明的实施例的换向器转动间隙测试方法的计算原理图。

图中标记说明：1、方向盘，2、转向管柱，3、转向管柱下传动轴，4、换向器，5、换向器传动轴，6、转向器，7、底板，8、换向器支撑装置，9、立板，10、第一花键套，11、测试杆，12、第二花键套，13、挂钩，14、螺栓，15、螺栓，16、螺栓，17、支架，18、位移测量装置，19、输出轴。

具体实施方式

参考图2，在本实施例的换向器转动间隙测试工作台中，底板7上安装有换向器支撑装置8、立板9，立板9上固定安装有第一花键套10。更具体地，换向器支撑装置8为顶端开有螺纹孔的多根支柱。

参考图3，在本实施例的换向器转动间隙测试工作台中，采用一根独立于底板7的测试杆11，测试杆11的中心位置安装有第二花键套12、两端位置均安装有挂钩13。在本申请中，测试杆11特指匀质杆件，其中心位置为其长度的1/2处且为其质心。而两个挂钩13安装在两端位置表示两个挂钩13与中心位置等距。

第一花键套10、第二花键套12均为开口花键套。

参考图4，待测试的换向器4已经被安装在换向器转动间隙测试工作台上。在底板7上还通过支架17安装有位移测量装置18，位移测量装置18能够采用电子式或者机械式的百分表、千分表。换向器4被支撑在换向器支撑装置8上并通过螺栓14紧固，第一花键套10与换向器4的输入轴形成花键配合并通过螺栓15调整第一花键套10的开口大小从而使第一花键套10与换向器4的输入轴形成紧配合。将测试杆11的第二花键套12与换向器4的输出轴19花键配合，并通过螺栓16调整第二花键套12的开口大小从而夹紧输出轴19。在此，输入轴与输出轴为相对概念，并不一定代表换向器4在实际工作中的扭矩传递方向，两者在测试过程中能够互换。

参考图5，为了清晰，该图将底板7等装置省略。测试杆11的中心位置为o，第二花键套12的质心与o处在一条竖直直线上。在测试过程中，位移测量装置18的测头需要接触测试杆11的远离中心位置o处，位移测量装置18的测头与测试杆11的接触位置与中心位置o的距离标记为R。在测试时，位移测量装置18的测头需要接触测试杆11一端的对应挂钩13位置处。

参考图6，利用上述装置实现换向器转动间隙测试方法的步骤为：

将换向器4支撑在换向器转动间隙测试工作台的换向器支撑装置8上，以螺栓14紧固。

将第一花键套10与换向器4的输入轴花键配合并通过螺栓15夹紧，将第二花键套12与换向器4的输出轴花键配合并通过螺栓16夹紧。

将重物20挂在测试杆11右端的挂钩13上，以重物自身的重量来施加所需的转动力矩。例如，当测试时施加的转动力矩为±1Nm时，使得mg与挂钩距离o点的力臂的乘积等于1Nm即可，其中m为重物20的质量，g为重力加速度。

使位移测量装置18的测头接触测试杆11的远离中心位置o处，记录位移测量装置18的读数S1。

将重物20取下然后挂在测试杆11左端的挂钩13上，记录位移测量装置18的读数S2。

计算读数S1与S2的差h＝|S1-S2|，h即为位移测量装置的测头的移动行程。

参考图7，由于换向器转向间隙的测试角度很小，一般达到分级别，因此能够采用如图7所示的近似直角三角形进行三角函数换算，换向器转动间隙角度为：a＝arctan(h/R)。通过调整R的长度，例如调整测试杆11的长度，或者调整位移测量装置18的测头与测试杆11的接触点位置，即能够调整测试精度。当R＝100mm时，工作台精度能够达到0.34′，当R＝200mm时，精度能够达到0.17′。可见，在本实施例中，通过机械式的测量装置及方法，结合三角函数能够间接计算出换向器4的转动间隙，而测试精度能够通过测试杆的长度得到调整，无需高精度的角度传感器，成本低廉，适用性更强。

虽然本发明是结合以上实施例进行描述的，但本发明并不被限定于上述实施例，而只受权利要求的限定，本领域普通技术人员能够容易地对其进行修改和变化，但并不离开本发明的实质构思和范围。

Claims (3)

1.一种换向器转动间隙测试工作台，其特征在于，包括：

底板，所述底板上安装有立板、换向器支撑装置、位移测量装置，所述立板上安装有第一花键套，换向器被支撑在换向器支撑装置上并通过螺栓紧固，第一花键套与换向器的输入轴形成花键配合并通过螺栓调整第一花键套的开口大小从而使第一花键套与换向器的输入轴形成配合；

测试杆，所述测试杆的中心位置安装有第二花键套、两端位置均安装有挂钩，第二花键套与换向器的输出轴花键配合，并通过螺栓调整第二花键套的开口大小从而夹紧输出轴；

重物，所述挂钩用于与重物挂接；

所述换向器支撑装置为多根支柱，每根支柱的顶端开有螺纹孔；

测试杆为匀质杆件，中心位置为其长度的1/2处且为质心。

2.根据权利要求1所述的换向器转动间隙测试工作台，其特征在于，所述位移测量装置为百分表或者千分表。

3.一种换向器转动间隙测试方法，其特征在于，包括：

将换向器支撑在如权利要求1或2所述的换向器转动间隙测试工作台的换向器支撑装置上；

将所述第一花键套与所述换向器的输入轴花键配合，将所述第二花键套与所述换向器的输出轴花键配合；

将所述重物挂在所述测试杆一端的挂钩上；

使所述位移测量装置的测头接触所述测试杆的远离所述中心位置处，记录所述位移测量装置的读数S1；

将所述重物挂在所述测试杆另一端的挂钩上，记录所述位移测量装置的读数S2；

计算读数S1与S2的差，利用三角关系换算出转动间隙。