一种实时测量机械变速器接合套角位移的装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了属于机械变速器测量技术领域的一种实时测量机械变速器接合套角位移的装置及方法。该装置为菲林码盘与码盘衬套配合，然后与法兰盘连接；法兰盘与机械变速器输出轴相连；测量装置壳体与法兰盘用轴承连接；AB相传感器与Z相传感器通过弧形小块固定在测量装置壳体内部四周，它们之间夹角成90°或180°。其方法是保持菲林码盘放置在AB相传感器和Z相传感器的正中间，通过AB相传感器和Z相传感器在转动中发射，在壳体上的外围电路将采集到的脉冲信号转换为数字信号，并与转过角度进行数学换算得到菲林码盘转过的角度，间接测得接合套转过的绝对角度。本发明专利技术测量精度高，测量装置结构简单，成本低，安装方便，通用性强。

【技术实现步骤摘要】
一种实时测量机械变速器接合套角位移的装置及方法
本专利技术属于机械变速器测量
，特别涉及一种实时测量机械变速器接合套角位移的装置及方法。
技术介绍
在机械变速器的换档过程中，接合套和接合齿圈的相对角度是产生换档冲击的主要因素。为了观测并主动调节该相对角度，需要在换档过程中动态测量接合套的角位移。由于变速器是一个封闭的系统，难以直接观测接合套的角位移。由于不同档位的接合套均通过花键和变速器输出轴连接，可以通过测量变速器输出轴的角位移，间接测量不同档位的接合套角位移。然而，由于变速器输出轴和车辆传动轴连接，没有空间布置能够测量其角位移的传感器。近些年，基于光电效应的传感测量技术发展迅速。光电传感器是采用光电元件作为检测元件的传感器。它首先把被测量的变化转换成光信号的变化，然后借助光电元件进一步将光信号转换成电信号。具有体积小、分辨率高、精度高、检测距离长、可靠性高、成本低等优点，适用于变速器的工作条件，能够满足接合套角位移的测量要求。解决了换档过程中难以观测接合套角位移的问题
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种实时测量机械变速器接合套角位移的装置及方法，所述机械变速器中四档和三档的接合套2与二档和一档的接合套3安装在机械变速器1内部；四档和三档的接合套2与二档和一档的接合套3转过的角位移待检测；其特征在于，所述实时测量机械变速器接合套角位移的装置，包括：定制的1000线的菲林码盘6与码盘衬套配合，然后与法兰盘7连接；法兰盘7与机械变速器输出轴10相连；测量装置壳体4与法兰盘7间用滚珠轴承8连接；AB相传感器5与Z相传感器9通过弧形小块固定在测量装置壳体4内部四周，它们之间夹角成90°或180°。所述法兰盘7与码盘衬套之间用平键连接；法兰盘7与机械变速器输出轴10间用渐开线花键或矩形花键连接。所述菲林码盘6与机械变速器输出轴10保持同轴，菲林码盘小孔12用AB相传感器5检测，菲林码盘大孔11用Z相传感器9检测。所述测量装置壳体4测量装置壳体4由六个长方形的顶面31、侧面32、后面33、前面34和底面35组装成壳体；其中顶面31、两个侧面32固定在底面35上，后面33，前面34分别固定在底面35的两面上；他们之间由螺钉连接，后面33并通过螺钉332固定在机械变速器1上，前面34通过无内圈圆柱滚子轴承8与法兰盘7连接；后面33上有固定传感器位置的沉孔331。所述AB相传感器5和Z相传感器9检测菲林码盘6的转动脉冲数，通过外围电路换算得出菲林码盘6转过的角位移，从而得到机械变速器输出轴的角位移，进而间接测得接合套转过的绝对角度。一种实时测量机械变速器接合套角位移装置的测量方法，其特征在于，在装配的过程中必须保持菲林码盘6放置在AB相传感器5和Z相传感器9的正中间，Z相传感器9的发射端和接收端保持在菲林码盘大孔11的两侧，AB相传感器5的发射端和接收端保持在菲林码盘小孔12的两侧；当变速器输出轴10开始转动时，通过法兰盘7带动菲林码盘6转动，每当菲林码盘小孔12转过AB相传感器5时会出现两项成90°的脉冲信号，菲林码盘大孔11转过Z相传感器9时会出现一项脉冲信号，而且一圈只有一个Z相脉冲信号，因为Z相用来定位；通过测量装置壳体4上的外围电路将采集到的脉冲信号转换为数字信号，将所得的脉冲个数与转过角度θ进行数学换算，其其中N-码盘转动一圈产生的脉冲总数，得到菲林码盘转过的角位移，从而得到机械变速器输出轴的角位移，进而间接测得接合套转过的绝对角度。本专利技术的有益效果是通过测量机械变速器输出轴的角位移间接测量各档接合套转过的绝对角度，测量精度高，且测量装置结构简单，成本低，安装方便，通用性强，解决了换档过程中难以观测接合套角位移的问题。附图说明图1为实时测量机械变速器接合套角位移的装置示意图图2为菲林码盘上AB相传感器与Z相传感器的位置示意图图3为测量装置壳体图，包括a顶面，b侧面，c后面，d前面，e底面。f组装壳体.。具体实施方式本专利技术提供一种实时测量机械变速器接合套角位移的装置及方法，下面结合附图、实施例对本专利技术予以进一步说明。一种高精度实时测量机械变速器接合套角位移的装置如图1所示，包括AB相传感器4、码盘6、法兰盘7、Z相传感器9、测量装置壳体10。选用定制的1000线的菲林码盘6与定制尺寸的码盘衬套相连，通过平键实现在法兰盘7上的轴向定位，然后用顶丝实现径向定位，以此将码盘6固定在法兰盘7上；AB相传感器5与Z相传感器9用螺钉固定在两块相同的弧形小块上，用螺钉将弧形小块固定在测量装置壳体4的沉孔上，借此固定两个传感器的位置，同时在装配的过程中只好保持码盘6放置在两传感器的正中间，Z相传感器9的发射端和接收端保持在码盘大孔11的两侧，AB相传感器5的发射端和接收端在码盘小孔12的两侧。当变速器输出轴10开始转动时，通过法兰盘7带动码盘6转动，每当码盘小孔12转过AB相传感器5时会出现成两项成90°的脉冲信号，码盘大孔11转过Z相传感器9时会出现一项脉冲信号，而且一圈只有一个Z相脉冲信号，因为Z相用来定位。通过测量装置壳体4上的外围电路将采集到的脉冲信号转换为数字信号，将所得的脉冲个数与转过角度θ进行数学换算，其其中N-码盘转动一圈产生的脉冲总数，得到码盘转过的角度。其中测量装置壳体4由六个长方形的顶面31、侧面32、后面33、前面34和底面35组装成壳体；其中顶面31、两个侧面32固定在底面35，后面33，前面34分别固定在底面35的两面；他们之间由螺钉连接，后面33并通过螺钉332固定在机械变速器1上，前面34通过无内圈圆柱滚子轴承8与法兰盘7连接。后面33上有固定传感器位置的沉孔331(如图3所示测量装置壳体图，包括a顶面，b侧面，c后面，d前面，e底面，f组装壳体)。如图1所示本实施方式中需要测量的是机械变速器1中四档和三档的接合套2与二档和一档的接合套3转过的角位移。由于四档和三档的接合套2与二档和一档的接合套3安装在机械变速器1内部，在运行过程中靠箱体内的润滑油飞溅润滑，难以在机械变速器1内布置光电式或霍尔式传感器直接测量二者的角位移。四档和三档的接合套2、二档和一档的接合套3与机械变速器输出轴10之间均是通过花键连接，本专利技术在机械变速器1的输出端布置能动态测量机械变速器接合套角位移的装置，通过测量机械变速器输出轴10转过的绝对角度间接测量四档和三档的接合套2与二档和一档的接合套3的角位移。在车辆行驶过程中，码盘6和机械变速器输出轴10以相同转速高速旋转。本测量装置将四档和三档的接合套2与二档和一档的接合套3的角位移转化为码盘6的角位移，并通过布置在测量装置壳体4上的AB相传感器5和Z相传感器9以及外围电路，测量码盘的角位移，进行数学换算(公式中θ-转过的角度、N-码盘转动一圈产生的脉冲总数、n-测得转过的脉冲数)，从而得到机械变速器输出轴10的角位移，进而间接测得四档和三档的接合套2与二档和一档的接合套3的角位移。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种实时测量机械变速器接合套角位移的装置，所述机械变速器中四档和三档的接合套(2)与二档和一档的接合套(3)安装在机械变速器(1)内部；四档和三档的接合套(2)与二档和一档的接合套(3)转过的角位移待检测；其特征在于，所述实时测量机械变速器接合套角位移的装置，包括：定制的1000线的菲林码盘(6)与码盘衬套配合，然后与法兰盘(7)连接；法兰盘(7)与机械变速器输出轴(10)相连；测量装置壳体(4)与法兰盘(7)间用滚珠轴承(8)连接；AB相传感器(5)与Z相传感器(9)通过弧形小块固定在测量装置壳体(4)内部四周，它们之间夹角成90°或180°。

【技术特征摘要】
1.一种实时测量机械变速器接合套角位移的装置，所述机械变速器中四档和三档的接合套(2)与二档和一档的接合套(3)安装在机械变速器(1)内部；四档和三档的接合套(2)与二档和一档的接合套(3)转过的角位移待检测；其特征在于，所述实时测量机械变速器接合套角位移的装置，包括：定制的1000线的菲林码盘(6)与码盘衬套配合，然后与法兰盘(7)连接；法兰盘(7)与机械变速器输出轴(10)相连；测量装置壳体(4)与法兰盘(7)间用滚珠轴承(8)连接；AB相传感器(5)与Z相传感器(9)通过弧形小块固定在测量装置壳体(4)内部四周，它们之间夹角成90°或180°。2.根据权利要求1所述一种高精度实时测量机械变速器接合套角位移的装置，其特征在于，所述法兰盘(7)与码盘衬套之间用平键连接；法兰盘(7)与机械变速器输出轴(10)间用渐开线花键或矩形花键连接。3.根据权利要求1所述一种高精度实时测量机械变速器接合套角位移的装置，其特征在于，所述菲林码盘(6)与机械变速器输出轴(10)保持同轴，菲林码盘小孔(12)用AB相传感器(5)检测，菲林码盘大孔(11)用Z相传感器(9)检测。4.根据权利要求1所述一种高精度实时测量机械变速器接合套角位移的装置，其特征在于，所述测量装置壳体(4)由六个长方形的顶面(31)、侧面(32)、后面(33)、前面(34)和底面(35)组装成壳体；其中顶面(31)、两个侧面(32)固定在底面(35)上，后面(33)，前面(34)分别固定在底面(35)的两...

【专利技术属性】
技术研发人员：李凯林，李为，徐庆伦，刘凯，田光宇，隋立起，卢紫旺，任鑫，
申请(专利权)人：宜宾丰川动力科技有限公司，清华大学，
类型：发明
国别省市：四川,51