一种测量齿套锁块槽深度的检具发明专利

专利名称：一种测量齿套锁块槽深度的检具

专利类型：发明专利

专利申请号：CN201911337428.4

专利申请（专利权）人：长春市春求科技开发有限公司
权利人地址：吉林省长春市高新开发区软件三路206号

专利发明（设计）人：唐大春,刘波浪,扶平,窦艳红,袁国君

专利摘要：本发明公开了测量齿套锁块槽深度的检具,包括底座和检具主体；与检具主体固定连接、套装定位齿套的定位芯轴；第一杠杆位于定位芯轴下部、整体沿定位芯轴轴向布置，其测量端设有邻接于齿套的内壁面的第一测头，另一端与检具主体铰接于铰接部；第一杠杆的中间位置设有第一铰接部。第二杠杆的测量端设有卡入对应齿套滑块槽的第二测头，第二杠杆活动搭接在第一杠杆的上表面，其另一端设有测量面与百分表的百分表测头邻接；第二杠杆的中间端与第一杠杆铰接于第一铰接部，百分表连接在检具主体的上方。本发明利用双杠杆结构，一个杠杆测量齿套中心变化，一个杠杆测量滑块槽半径变化，并在杠杆差动变化上百分表直接显示半径值，有精度高的优点。

主权利要求：
1.一种测量齿套锁块槽深度的检具，其特征在于，包括：
底座，用以支撑所述检具；
检具主体（1），所述检具主体（1）与所述底座固定连接、且所述检具主体（1）底部设有铰接部（11）；
定位芯轴（2），其与所述检具主体（1）固定连接、且具有与所述齿套套接的定位面，用以被测齿套在水平方向套装定位；
第一杠杆（3），所述第一杠杆（3）位于所述定位芯轴（2）下部、整体沿所述定位芯轴（2）轴向布置；
所述第一杠杆（3）的测量端设有邻接于所述齿套的内壁面的第一测头（30），所述第一杠杆（3）的另一端与所述检具主体（1）铰接于所述铰接部（11）；
所述第一杠杆（3）在所述第一测头（30）和所述铰接部（11）之间设有第一铰接部（31）；
第二杠杆（6），所述第二杠杆（6）的测量端设有卡入对应齿套滑块槽的第二测头（60），所述第二杠杆（6）的另一端设有测量面（62）与百分表（7）的百分表测头（71）邻接；其中，所述第一测头（30）与所述第一铰接部（31）之间的距离和所述第一铰接部（31）与所述铰接部（11）之间的距离比是4:1，所述第二杠杆（6）测量端与所述第一铰接部（31）之间的距离和所述第一铰接部（31）与所述百分表测头（71）之间的距离比是1:1；
所述第二测头（60）通过芯轴弹簧（21）能够沿齿套的径向活动，所述定位芯轴（2）竖向布置有芯轴螺杆（22），所述芯轴弹簧（21）抵接在所述芯轴螺杆（22）的底面和所述第二杠杆（6）的测量端的顶面之间；
所述第二杠杆（6）位于所述第一杠杆（3）上方，所述第二杠杆（6）的中间端与所述第一杠杆（3）铰接于所述第一铰接部（31），所述第一杠杆（3）的上表面能够驱动所述第二杠杆（6）于所述第一铰接部（31）转动；
所述百分表（7）连接在所述检具主体（1）的上方，其测杆穿设所述检具主体（1）。
2.根据权利要求1所述的检具，其特征在于，所述检具主体（1）穿设有竖向布置的螺塞（12），所述螺塞（12）下底面连接有本体弹簧（13），所述第一杠杆（3）的测量端在所述本体弹簧（13）的驱动下压紧在所述齿套的内壁面上；
所述本体弹簧（13）与所述第一杠杆（3）的压紧位置位于所述第一杠杆（3）的测量端与所述第一铰接部（31）之间。
3.根据权利要求2所述的检具，其特征在于，所述检具主体（1）从上到下依次穿设有所述螺塞（12）、所述本体弹簧（13）、推杆（14）；
所述本体弹簧（13）抵接在所述螺塞（12）底面和所述推杆（14）顶面之间；
所述推杆（14）的伸出端穿设所述第二杠杆（6）后与所述第一杠杆（3）的上表面接触。
4.根据权利要求1所述的检具，其特征在于，所述检具主体（1）下方沿所述齿套轴线方向开设有通槽；
所述第一杠杆（3）置于所述通槽中；
所述通槽和所述第一杠杆（3）的远离其测量端的一端对应位置穿设有本体转轴（5）；
所述本体转轴（5）的轴线位置形成所述铰接部（11）。
5.根据权利要求1所述的检具，其特征在于，所述第一测头（30）的齿套接触面（32）与所述齿套的内齿在径向上点接触。
6.根据权利要求5所述的检具，其特征在于，所述齿套接触面（32）为半球面。
7.根据权利要求1所述的检具，其特征在于，所述第二杠杆（6）包括水平杆（63），在所述水平杆（63）的端部向下延伸有第一竖板（64），所述第一竖板（64）底面固定连接有与所述齿套滑块槽大小一致的第二测头（60）；
在所述水平杆（63）中间位置向下延伸有第二竖板（65），所述第二竖板（65）延伸至所述第一杠杆（3）的上表面开设的方孔（33）中；
所述第二竖板（65）、所述第一杠杆（3）在相应位置穿设有杠杆转轴（4），用以形成所述第一铰接部（31）；
所述第一竖板（64）及所述水平杆（63）形成容纳所述第一杠杆（3）的空间。
8.根据权利要求1所述的检具，其特征在于，所述定位芯轴（2）上设有与所述齿套的齿槽形状相配的定位齿（23）。 说明书 : 一种测量齿套锁块槽深度的检具技术领域[0001] 本发明涉及同步器技术领域，具体涉及一种测量齿套锁块槽深度的检具。背景技术[0002] 同步器是汽车发展到普及阶段的必然产品，它将现代工业重要发明产物汽车的操控驾驶由复杂、长期操作技术工作经验积累的人员权利变成每一个普通人容易掌握工作方法，而齿套是汽车传动器同步器的重要部件，它的质量好与坏直接影响汽车的操控性能，因为齿套在传动器中同步器上的作用，换挡时保证各个档位平顺，换挡后还保证能锁住各档位，所以齿套部件尺寸虽小，但是结构复杂，在加工齿套产品的过程中通常要经历十几个工序才能完成，要想保证质量必须有好的加工设备还得有好的检测手段准确的检测，这样才能随时发现问题及时调整加工设备参数解决问题。[0003] 同步器齿套和齿毂间的连接是由锁块完成的，一般齿套和齿毂上有均匀分布的三个锁块槽，一般也称为滑块槽。滑块槽的半径大小和等分精度直接影响同步器齿套和齿毂的配合与连接，影响操控性在同步器齿套的生产加工中，为了满足精细的工艺品质，提高产品的良品率，需要对加工好的齿套的滑块槽位置进行检测，以保证滑块槽在齿套上的位置准确，满足后续高品质的使用。[0004] 倒挡同步器的构件包括齿套，呈环状，齿在内壁上。齿套的宽度方向的中部位置、径向内部设置有多个锁块槽100，用来和齿毂装配。如图1和图2所示的一款齿套结构示意图，齿套周向均布有三个滑块槽100，滑块槽钢球部为一个直径为r为5mm的部分球面。现有技术中对滑块位置的检测多是采用人工手持式检具，使用起来十分繁琐，且整体效率低下。[0005] 另外，传统检具是有结构本身问题的，有的齿套采用三点法直接测量锁块槽直径，如授权公告号为CN208795103U，申请日为2018年10月12日，名称为《同步器齿套滑块槽位置度检具》的中国实用新型专利，首先由标准件通过固定好后，百分表的测头恰好抵触到标准件对应的侧壁上，能测出一个数据，这个数据也就是作为基准的标准数据；然后将需要检测的齿套开始套装到检测凸台上，检测凸台有三个圆弧面，用来和齿套套接定位，读出数据后并与之前获得的标准数据对比，差值越大说明偏差越大。测量的齿套上锁块槽直径即使是对的，但三个锁块槽形成的圆弧的直径与齿套不同轴的话，齿套与齿毂同样不能正常工作，所以齿套锁块槽半径测量是必须以齿顶园为基准的，因为它直接影响同步器的质量。[0006] 对于另一种杠杆结构的检具，同样存在测量不精确问题，结构如图3。测量端是采用杠杆结构，一个装配有和锁块要求尺寸钢球一样测头的杠杆，滑块槽深度是由齿套齿顶圆定位。为保证每个齿套套接到定位芯轴后，还能顺利拿下。定位芯轴与齿套之间留有几道间隙，如图1和图2中的齿套，齿顶圆直径E为 时，齿套最大实体尺寸、即齿顶圆最小尺寸为73.65，而定位芯轴的直径要比齿顶圆最小尺寸小0.02mm。会造成定位芯轴和校准件、定位芯轴和实际被测的齿套之间存在不同轴的问题。[0007] 另外，现有技术中为了减小测量误差，校准件尺寸是采用产品的中值尺寸，在齿套加工过程中齿套齿顶圆直径是随着拉刀重复刃磨和热处理影响是变化的，所以在测量中齿顶园直径变化带来的误差是克服不了的，如齿套直径是最大时，校准件尺寸是产品的中值,在同一个定位轴上定位，齿套上部半径影响误差是0.05mm，测量结果是“实际尺寸+0.05mm，同理齿套齿顶圆尺寸为最小时，测量结果是“实际尺寸‑0.05mm，同样校准件和实际被测的齿套之间也会存在不同轴的问题。[0008] 综上所述，现有技术都因存在定位芯轴、校准件、实际被测的齿套之间的不同轴的问题造成的测量精度降低、误差大的问题。发明内容[0009] 本发明的目的是提供一种精度高的测量齿套滑块槽深度的检具，以解决技术中的上述不足之处。[0010] 为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：[0011] 底座，用以支撑所述检具；[0012] 检具主体，所述检具主体与所述底座固定连接、且其底部设有铰接部；[0013] 定位芯轴，其与所述检具主体固定连接、且具有与所述齿套套接的定位面，用于被测齿套套装定位；[0014] 第一杠杆，所述第一杠杆位于所述定位芯轴下部、整体沿所述定位芯轴轴向布置，其测量端设有邻接于所述齿套的内壁面的第一测头，所述第一杠杆的另一端与所述检具主体铰接于所述铰接部；[0015] 第二杠杆，所述第二杠杆的测量端设有卡入对应齿套滑块槽的第二测头，所述第二杠杆的另一端设有测量面与百分表的百分表测头邻接；[0016] 所述第二测头通过芯轴弹簧能够沿齿套的径向活动；[0017] 所述第二杠杆位于所述第一杠杆上方，所述第二杠杆的中间端与所述第一杠杆铰接于所述第一铰接部，所述第一杠杆的上表面能够驱动所述第二杠杆于所述第一铰接部转动；[0018] 所述百分表连接在所述检具主体的上方，其测杆穿设所述检具主体。[0019] 在上述技术方案中，本发明提供的检具，针对传统齿套锁块槽半径或深度的检具检测中存在的结构问题，本发明利用双杠杆结构，一个杠杆测量齿套中心变化，一个杠杆测量锁块槽半径变化，并在杠杆差动变化上百分表直接显示半径值，它的原理是通过机械结构实现数学加减法，即一个杠杆现将齿套中心测量出来，另一个杠杆再将半径尺寸测量出来。具有精度高的优点。附图说明[0020] 为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。[0021] 图1为齿套的正视结构示意图；[0022] 图2为齿套的侧剖结构示意图；[0023] 图3为现有技术的夹具结构示意图；[0024] 图4为本发明提供的检具的结构示意图；[0025] 图5为本发明提供的检具的第一种测量情况数学模型；[0026] 图6为本发明提供的检具的第二种测量情况数学模型；[0027] 图7为本发明提供的检具的第三种测量情况数学模型；[0028] 图8为本发明提供的检具主体的侧视结构示意图；[0029] 图9为本发明提供的第一杠杆的俯视结构示意图；[0030] 图10为本发明提供的第一杠杆的正视结构示意图；[0031] 图11为本发明提供的第二杠杆的结构示意图；[0032] 图12为本发明提供的第一种测量情况的局部结构示意图；[0033] 图13为本发明提供的第二种测量情况的局部结构示意图；[0034] 图14为本发明提供的定位芯轴结构示意图；[0035] 图15为本发明提供的图15的A‑A处截面结构示意图。[0036] 附图标记说明：[0037] 1、检具主体；2、定位芯轴；3、第一杠杆；4、杠杆转轴；5、本体转轴；6、第二杠杆；7、百分表；[0038] 11、铰接部；12、螺塞；13、本体弹簧；14、推杆；[0039] 21、芯轴弹簧；22、芯轴螺杆；23、定位齿；[0040] 30、第一测头；31、第一铰接部；32、齿套接触面；33、方孔；[0041] 60、第二测头；62、测量面；63、水平杆；64、第一竖直板；65、第二竖直板；[0042] 71、百分表测头；[0043] 100、锁块槽。具体实施方式[0044] 为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图对本发明作进一步的详细介绍。[0045] 如图1‑15所示，本发明实施例提供的一种测量齿套滑块槽深度的检具，包括：底座、检具主体1，检具主体1的底部设有铰接部11；[0046] 定位芯轴2，其与检具主体1固定连接、且具有与齿套套接的定位面，用于被测齿套套装定位；[0047] 第一杠杆3，第一杠杆3位于定位芯轴2下部、整体沿定位芯轴2轴向布置，其测量端设有邻接于齿套的内壁面的第一测头30，第一杠杆3的另一端与检具主体1铰接于铰接部11；[0048] 第一杠杆3的中间位置设有第一铰接部31，沿被测齿套轴向，第一侧头30与第一铰接部31之间的距离A和第一铰接部31与铰接部11之间的距离B比是4:1；[0049] 第二杠杆6，第二杠杆6的测量端设有卡入对应齿套锁块槽的第二测头60，第二测头60通过芯轴弹簧21可沿齿套的径向活动；[0050] 第二杠杆6位于第一杠杆3的上方，其另一端设有测量面62与百分表7的百分表测头71邻接；[0051] 第二杠杆6的中间端与第一杠杆3铰接于第一铰接部31，沿被测齿套轴向其测量端到第一铰接部31之间的距离C和第一铰接部31到百分表测头71、即D之间的距离比是1:1；[0052] 百分表7连接在检具主体1的上方，其测杆穿设检具主体1。[0053] 具体的，检具主体1呈矩形板结构，通过螺钉、销钉等机械连接件固定连接在底座上，检具主体1的前端开设有和定位芯轴2相配的孔，定位芯轴2和检具主体通过机械常用连接件螺钉、销钉等进行固定连接。齿套套在定位芯轴2的外部。[0054] 第一杠杆3和第二杠杆6集合在检具主体1和定位芯轴2的下部，它们整体成长杆状，长度方向沿齿套的轴线方向布置。[0055] 检具主体1下方和定位芯轴2的下方均沿齿套轴线方向开设有位置对应的通槽；第一杠杆3置于通槽中；通槽和第一杠杆3的远离其测量端的一端对应位置穿设有本体转轴5；本体转轴5的轴线位置形成铰接部11。[0056] 优选的，定位芯轴2在通过其轴心的竖向开设有螺纹孔，通过螺纹连接形式连接芯轴螺杆22，芯轴弹簧21抵接在芯轴螺杆22的底面和第二杠杆6的测量端的顶面之间。这样能保证第二测头60在弹簧的作用下始终与齿套滑块槽压紧，滑块槽竖向有移动时，第二测头60能灵敏的跟随锁块槽运动，测量更准确。[0057] 优选的，检具主体1竖向设有螺纹通孔，螺纹通孔内穿设有配合的螺塞12，螺塞12下底面连接有本体弹簧13，第一杠杆3的测量端在本体弹簧13的驱动下压紧在齿套的内壁面上；本体弹簧13与第一杠杆3的驱动位置位于第一杠杆3的测量端与杠杆转轴5之间。这样第一杠杆3的下表面有齿套内壁面和本体转轴4的支撑，在其上表面有本体弹簧13的作用，齿套竖向有移动时，第一测头30能灵敏的跟随齿套运动，测量更准确。[0058] 优选的，检具主体1从上到下依次穿设有螺塞12、本体弹簧13、推杆14；本体弹簧13抵接在螺塞12底面和推杆14顶面之间；推杆14的伸出端穿设第二杠杆6后与第一杠杆3的上表面接触。因本体弹簧13要压紧第一杠杆13时，需要穿设过第二杠杆6，会有本体弹簧13长度较长的可能，影响弹簧的压缩效果。所以在弹簧本体13和第一杠杆13之间放置了推杆14，推杆14部分的伸入螺纹通孔中，另一部分穿设第二杠杆6的通孔后，与第一杠杆3接触。[0059] 优选的，第一测头30的齿套接触面32与滑块槽所在的齿进行点接触。具体的，齿套接触面32优选半径为R1的半圆球面，本领域人员能够想到的是，半径越小齿套接触面32与齿接触的越准确。测量时两个杠杆是搭在加工有滑块槽的齿上。本领域人员能够想到的是，第一杠杆3的测量端与齿套为点接触或线接触，测量精度更高。[0060] 优选的，第二杠杆6整体呈平放的、开口向下的“F”型，包括水平杆63，在水平杆63的端部向下延伸有第一竖板64，第一竖板64底面固定连接有第二测头60，第二测头60为与锁块槽钢球部的直径一样的球体。[0061] 在水平杆63中间位置向下延伸有第二竖板65，第二竖板65延伸至第一杠杆3的上表面开设的方孔33中；[0062] 第二竖板65、第一杠杆3在相对应位置穿设有杠杆转轴4；[0063] 第一竖板64、第二竖板65形成容纳第一杠杆3的空间。第一杠杆3的测量端被第一竖板64包围，第二测头60在前，第一测头30在第一竖板64后、更远离锁块槽。这样设计结构紧凑、节省空间。[0064] 优选的，参见图14‑15所示，齿套测量时周向定位是通过在定位心轴2上至少设有一个定位齿23。定位齿23垂直嵌入定位芯轴2的圆柱面、并且突出圆柱面表面设有齿部，它正好是定位于齿槽，保证滑块槽测量时不受周向影响。定位芯轴2的轴向可以通过布置螺钉将定位齿23和定位芯轴2固定连接。齿套和定位芯轴的周向、轴向定位手段，属于齿套检具领域的公知常识，这里不再赘叙。[0065] 分三种情况来解释测量过程及原理：以图2中的产品尺寸为例，校准件尺寸是产品的中值,公差是产品公差的1/10，齿顶园直径E为∅73.65±0.1mm、锁块槽深度、即锁块槽半径R为33.375±0.1mm，锁块槽钢球部直径r为5mm。[0066] 第一种：只有锁块槽半径变化时：[0067] 测量时现将校准件放入检具的定位芯轴2上，将百分表对零，同理测量齿套产品。当齿套齿顶圆为中值与校准件直径相同时，而锁块槽半径由33.375变化为a，如图12所示，图中有两个锁块槽，在下方的锁块槽用虚线表示为理想位置，而上方的锁块槽是实际要测量位置。实践中通常是锁块槽钢球部位置相对理想位置向上或向下偏移造成的。第一杠杆3相对校准件对表时不变化，其没有绕连接本体销轴5转动，而第二杠杆6因锁块槽半径大小变化，即绕杠杆销轴4转动，第二测头60测量点到杠杆销轴4的距离D和杠杆销轴4到百分表测头71的距离C长度一样，所以锁块槽半径变化量1:1传递给百分表显示出来。[0068] 第二种：只有齿套齿顶圆半径变化时：[0069] 如图13所示，当齿套齿顶圆直径不是中值而是变化了Δ，而锁块槽相对校准件的锁块槽位置没有变化时：这时理论上齿套齿顶圆是挂在定位芯轴2上的，这时齿套中心相对定位芯轴2中心变化了Δ/2，而锁块槽钢球部相对定位芯轴2中心没有变化，与校准件位置相同。锁块槽钢球部相对齿套中心是向上变化了Δ/2，即等于R（校准件锁块槽半径）‑Δ/2。[0070] 实际测量中，第一测头30因齿套与定位芯轴2不同轴会向下移动Δ，第一杠杆3绕本体销轴5转动，而杠杆销轴4因为是第一杠杆3的一部分，杠杆销轴4到本体销轴5的距离A是第一杠杆3到本体销轴5的距离B的1/4，所以杠杆销轴4也向下位移Δ/4。又因为锁块槽处的第二测头60的测量点相对定位芯轴2中心没有位移，第二杠杆6以第二测头60为支点转动，根据杠杆销轴4向下位移Δ/4，又因第二测头60测量点到杠杆转轴4的距离和杠杆转轴4到百分表测头71的测量点的距离一样，杠杆转轴4向下位移Δ/4时百分表示值显示向下Δ/2，即R‑Δ/2数值，与前述分析的理论数值保持一致。[0071] 第三种：齿套齿顶圆半径变化，锁块槽半径也变化时：[0072] 这种情况属于第一种和第二种的叠加。原理类似，不再赘叙。[0073] 图5是上述的第一种测量情况的数学模型，图6上述的第二种测量情况的数学模型，图7是上述的第三种测量情况的数学模型，综上所述，第一杠杆3是将齿套中心测量出来，第二杠杆6是在齿套中心基础上再将齿套的锁块槽半径出来，第一测头60的变化量是1：1影响百分表的变化。杠杆销轴4的变化量1：2的影响百分表的变化，该方案是通过差动测量原理、通过数学加减法原理将齿套锁块槽半径测量出来，它的数学公式是：百分表的值L=Δ1‑2Δ2。Δ1是滑块槽半径变化量，Δ2反应的是齿顶圆变化、是杠杆销轴4跟随第一杠杆3的变化量。第一杠杆3测量的齿顶圆尺寸变化，表现在或反应在杠杆销轴4上，杠杆销轴4是第一杠杆3和第二杠杆6差动共用点。[0074] 以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。

专利地区：吉林

专利申请日期：2019-12-23

专利公开日期：2024-07-26

专利公告号：CN113091573B