技术领域
[0001] 本
发明涉及检测设备领域，尤其涉及一种新能源汽车蓄能器螺母齿
轮齿形检测设备。
背景技术
[0002] 传统汽车的
制动方式通过
制动钳与
制动盘之间的摩擦，将车辆的
动能通过摩擦以热量的形式消耗，来实现车辆制动。制动过程中约10％的汽车动能被空气和轮胎吸收，其余90％被制动器消耗。摩擦不仅造成了
能量的大量浪费，降低了利用效率，而且在长时间频繁制动的情况下会造成制动钳表面
温度迅速升高，导致车辆制动性能下降。电动汽车有一个绝对的优势：可以回收再利用一部分的制动能量，实现
再生制动，延长电动汽车的续航里程，提高能源利用率，节约能源。在
电动车现有结构和部件
基础上，通过增加一个再生能量回收装置与
电子助
力系统Ebooster联合工作。在制动过程中，控制
电机发电的过程如下：汽车行驶惯性通过
传动系统给电机，在电机发电的同时产生制动力矩，通过传动系统传给
车轮，制动的同时为
电池充电，实现制动能量回收。特别是对城市交通需要频繁的减速、停车、制动能量回收具有更重要的意义，能够实现可观的经济和社会效益。
[0003] 能量回收中用的齿轮螺母是用于两个互相垂直方向传动的，该齿轮螺母的
斜齿轮外形的
质量好坏决定了能量回收的效率。而目前斜向齿轮检测一般需要采用影像仪等设备检测，检测设备价格昂贵，且在齿形存在一点差距的时候不能判断其是否可以继续使用。
发明内容
[0004] 为了克服
现有技术的
缺陷，本发明所要解决的技术问题在于提出一种新能源汽车蓄能器螺母齿轮齿形检测设备，
蜗杆驱动待测螺母齿轮转动，在齿形缺陷导致受阻时，蜗杆朝远离待测螺母齿轮的方向挤出，在这个过程中
扭矩传感器可以记录扭矩的变化值，同时位移传感器可以记录两者
啮合距离的变化值，从而可以知道在啮合度为多少的时候扭矩大小可以满足传动效率的要求。
[0005] 为达此目的，本发明采用以下技术方案：
[0006] 本发明提供的一种新能源汽车蓄能器螺母齿轮齿形检测设备，包括机台组件、测试
主轴组件、待测螺母齿轮、安装支座组件以及位移传感器；测试主轴组件上设置有扭矩传感器；测试主轴组件一端设置有与待测螺母齿轮匹配的传动蜗杆，待测螺母齿轮可转动连接于安装支座组件上；测试时，传动蜗杆与待测螺母齿轮啮合连接；测试主轴组件沿与测试主轴组件轴线和待测螺母齿轮轴线同时垂直的方向滑动连接，位移传感器检测测试主轴组件滑动距离。传动蜗杆传动受阻时扭矩会发生变化，通过扭矩传感器可以检测扭矩的变化值，测试主轴组件相对于待测螺母齿轮可以自由滑动，在传动蜗杆传动受阻时会迫使测试主轴组件往远离待测螺母齿轮的方向移动，移动距离可以通过位移传感器检测，在滑动过程中，可以记录扭矩动态变化值和距离变化值。从而可以判断在何种啮合距离时扭矩可以达到传动效率的要求。
[0007] 本发明优选地技术方案在于，还包括微调机构，微调机构沿测试主轴组件可滑动方向长度可调，测试时，微调机构限制测试主轴组件往微调机构所在
位置方向移动。
[0008] 本发明优选地技术方案在于，测试主轴组件包括
伺服电机，以控制传动蜗杆的转动
角度，安装支座组件上设置有光栅
编码器，以检测待测螺母齿轮的转动角度。
[0009] 本发明优选地技术方案在于，机台组件包括纵向调节机构和竖向调节机构；纵向调节机构的顶端设置有纵向
导轨，纵向导轨长度方向与待测螺母齿轮轴线方向垂直，竖向调节机构底端与纵向导轨滑动连接，测试主轴组件活动连接于竖向调节机构上，且测试主轴组件轴线方向与纵向导轨长度方向垂直。测试主轴组件可以进行竖直方向和纵向的移动，可以方便调节传动蜗杆和待测螺母齿轮的啮合位置关系。
[0010] 本发明优选地技术方案在于，机台组件还包括底座，底座上设置有纵向导向
块；纵向调节机构包括纵向调节电机、传动台；传动台下侧面设置有滑槽，滑槽与纵向导向块滑动连接；纵向导轨固定于传动台的上侧；纵向调节电机固定于纵向导向块一端，纵向调节电机的动力输出端设置有纵向传动螺杆，纵向传动螺杆与传动台
螺纹连接。通过螺杆传动的方式可以使得传动距离便于控制，同时可以克服传动台与纵向导向块平面滑动的阻力。
[0011] 本发明优选地技术方案在于，微调机构包括限位台、微调旋钮，限位台固定于传动台上，微调旋钮
螺纹连接于限位台上，微调旋钮一端与竖向调节机构相抵。
[0012] 本发明优选地技术方案在于，竖向调节机构包括滑动平台、竖向
支撑座、竖向调节螺杆；滑动平台与纵向导轨滑动连接，竖向支撑座可拆卸固定于滑动平台上，竖向支撑座内部设置有一侧贯穿
侧壁的安装槽，测试主轴组件一侧设置有安装滑块，安装滑块滑动连接于安装槽中；竖向调节螺杆一端贯穿竖向支撑座且与其转动连接，调节螺杆与竖向支撑座中的安装滑块螺纹连接，安装滑块的一侧设置有
锁定旋钮，锁定旋钮一端穿过安装滑块侧壁与竖向调节螺杆相抵，竖向调节螺杆的另一端设置有调节转盘。测试主轴组件在竖直方向的调节通过手动驱动螺杆来调节，同时通过锁定旋钮进行锁定，调节结构重量小，结构简单，安装在竖直方向上可靠性高。
[0013] 本发明优选地技术方案在于，测试主轴组件还包括安装
支架、伺服电机、蜗杆夹头；伺服电机、蜗杆夹头以及扭矩传感器均同轴固定于安装支架上，扭矩传感器连接于伺服电机和蜗杆夹头之间，传动蜗杆夹持于蜗杆夹头上。蜗杆夹头可以方便各种不同型号的传动蜗杆的安装。
[0014] 本发明优选地技术方案在于，安装支座组件包括
气动卡盘、横向调节机构，气动卡盘固定于横向调节机构上，气动卡盘可沿测试主轴组件轴线方向移动，待测螺母齿轮卡接于气动卡盘上。气动卡盘方便测试时待测螺母齿轮的快速拆卸和安装，从而提高检测效率。
[0015] 本发明优选地技术方案在于，横向调节机构包括横向调节螺杆、横向滑台、横向导轨，横向导轨固定于底座上，横向滑台与横向导轨滑动连接，气动卡盘固定于横向滑台上；横向导轨的一端设置有
固定板，横向调节螺杆一端穿过固定板且与其转动连接，横向调节螺杆与横向滑台螺纹连接。横向调节机构的设置可以方便调节待测螺母齿轮与传动蜗杆的啮合位置。
[0016] 本发明的有益效果为：
[0017] 1、本发明提供的一种新能源汽车蓄能器螺母齿轮齿形检测设备，包括机台组件、测试主轴组件、待测螺母齿轮、安装支座组件以及位移传感器；测试主轴组件上设置有扭矩传感器；测试主轴组件一端设置有与待测螺母齿轮匹配的传动蜗杆，待测螺母齿轮可转动连接于安装支座组件上；测试时，传动蜗杆与待测螺母齿轮啮合连接，带动待测螺母齿轮旋转测试各位置齿形是否可以完美啮合。测试主轴组件沿与测试主轴组件轴线和待测螺母齿轮轴线同时垂直的方向滑动连接，在齿形存在缺陷时，阻力过大时测试主轴组件会被往远离待测螺母齿轮方向挤出，可以保护待测螺母齿轮不被损坏，同时啮合阻力的变化值可以很好的被扭矩传感器检测，同时位移传感器检测测试主轴组件滑动距离。从而可以判断在何种啮合位置时其传动扭矩和传动效率都可以满足要求。
[0018] 2、传动台在测试主轴组件啮合
时移动方向的一端设置有限位台，限位台上螺纹连接有微调旋钮，微调旋钮的一端与竖向调节机构相抵。在初步确定合适的啮合位置时，通过微调旋钮使得限制传动蜗杆刚好在这个位置啮合，然后进行验证测试。
[0019] 3、测试主轴组件连接有纵向调节机构和竖向调节机构，可以进行两个方向的移动调节，且气动卡盘固定于横向调节机构上，使得传动蜗杆和待测螺母齿轮测试时可以进行三个方向的自由调节，测试各种情况下的工况。同时对于不同型号的传动蜗杆和待测螺母齿轮也都可以方便测试。
[0020] 4、通过伺服电机可以精确的控制蜗杆的转动角度，同时在安装支座组件上连接有光栅编码器，可以记录待测螺母齿轮的实际转动角度，通过两个角度差可以计算出蜗杆与待测螺母
齿轮传动齿隙。
附图说明
[0021] 图1是本发明具体实施方式中提供的检测设备整体前侧结构示意图；
[0022] 图2是本发明具体实施方式中提供的检测设备整体后侧结构示意图；
[0023] 图中：
[0024] 1、机台组件；2、测试主轴组件；3、横向调节机构；4、待测螺母齿轮；5、位移传感器；6、安装支座组件；11、底座；12、纵向导向块；13、纵向调节机构；14、竖向调节机构；15、微调机构；131、纵向导轨；132、传动台；1321、滑槽；133、纵向传动螺杆；134、纵向调节电机；151、限位台；152、微调旋钮；143、滑动平台；144、竖向支撑座；1441、安装槽；145、锁定旋钮；146、安装滑块；147、竖向调节螺杆；148、调节转盘；21、伺服电机；22、安装支架；23、扭矩传感器；
24、蜗杆夹头；25、传动蜗杆；31、横向滑台；32、横向导轨；33、横向调节螺杆；34、固定板；61、气动卡盘。
具体实施方式
[0025] 下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
[0026] 如图1、图2所示，本
实施例中提供的一种新能源汽车蓄能器螺母齿轮齿形检测设备，包括机台组件1、测试主轴组件2、待测螺母齿轮4、安装支座组件 6以及位移传感器5；测试主轴组件2上设置有扭矩传感器23；测试主轴组件2 一端设置有与待测螺母齿轮4匹配的传动蜗杆25，待测螺母齿轮4可转动连接于安装支座组件6上；测试时，传动蜗杆25与待测螺母齿轮4啮合连接；测试主轴组件2沿与测试主轴组件2轴线和待测螺母齿轮4轴线同时垂直的方向滑动连接，位移传感器5检测测试主轴组件2滑动距离。扭矩传感器23采用型号为CYT-302的扭矩传感器23，位移传感器5采用型号为WFCW-10mm-1u-CF 传感器，两个传感器都和电脑端连接以传输数据。在检测时，事先调整好测试主轴组件2沿滑动方向的微调旋钮152，使得测试主轴组件2推到底时刚好与待测螺母齿轮4完全啮合，位移传感器5记录此时测试主轴组件2的位置坐标。通过测试主轴组件2驱动传动蜗杆25旋转，从而带动待测螺母齿轮4旋转，从而检测待测螺母齿轮4的各处齿形是否合适。在传动过程中，扭矩传感器23检测扭矩的大小并传输回电脑端。在遇到齿形不符合要求时，传动蜗杆25传动受阻从而导致扭矩会发生变化，测试主轴组件2相对于待测螺母齿轮4可以自由滑动，阻力垂直于测试主轴组件2方向的一个分力会将测试主轴组件2推开一定的距离，在这个过程中通过扭矩传感器23可以实时检测扭矩的变化值并传输给电脑端，同时测试主轴组件2的移动距离可以通过位移传感器5检测。通过两者动态值的对比分析，可以估计在达到理想传动扭矩的情况下，传动蜗杆25 与待测螺母齿轮4两者之间的啮合度。从而可以再次进行下一步的验证，若证实在该位置可以传动，同时啮合度也可以达到传动的力学要求，则在安装时可以适当调节两者的啮合度，使得存在一点点缺陷的待测螺母齿轮4也可以使用。同时在检测时还可以记录扭矩的变化范围，在扭矩的变化范围也在可以接受的范围内时，该种有一点点缺陷的待测螺母齿轮4也可以照常使用，从而可以提高良品率。
[0027] 为了可以方便调节测试主轴组件2的位置，机台组件1包括纵向调节机构 13和竖向调节机构14；纵向调节机构13的顶端设置有纵向导轨131，纵向导轨 131长度方向与待测螺母齿轮4轴线方向垂直，竖向调节机构14底端与纵向导轨131滑动连接，测试主轴组件2活动连接于竖向调节机构14上，且测试主轴组件2轴线方向与纵向导轨131长度方向垂直。测试主轴组件2可以进行竖直方向和纵向的移动，可以方便调节传动蜗杆25和待测螺母齿轮4的啮合位置关系。纵向调节机构13可以带动测试主轴组件2粗调与待测螺母齿轮4之间的啮合距离，在待测螺母齿轮4直径变化时可以方便调节。而竖向调节机构14的设置可以方便调节测试主轴组件2的高度，从而改变传动蜗杆25与待测螺母齿轮4在不同高度位置进行啮合传动，从而可以检测在由于高度方向存在安装误差时传动是否符合要求。
[0028] 优选的，机台组件1还包括底座11，底座11上设置有纵向导向块12；纵向调节机构13包括纵向调节电机134、传动台132；纵向调节电机134采用型号为EMJ-04APB22型号的电机。传动台132下侧面设置有滑槽1321，滑槽1321 与纵向导向块12滑动连接；纵向导轨131固定于传动台132的上侧；纵向调节电机134固定于纵向导向块12一端，纵向调节电机134的动力输出端设置有纵向传动螺杆133，纵向传动螺杆133与传动台132螺纹连接。纵向导向块
12与滑槽1321通过平面贴合的方式滑动配合，纵向导向块12设置有两个，分别安装在滑槽
1321的两侧，且与滑槽1321的侧壁贴合，从而可以很好的限制传动台132不会左右晃动，使得传动蜗杆25与待测螺母齿轮4啮合时角度不会产生偏差，保证检测的准确性。在需要大范围调节传动蜗杆25与待测螺母齿轮4啮合距离时，启动纵向调节电机134来驱动纵向传动螺杆133旋转，从而拉动传动台132滑动以调节两者间距，通过螺杆传动的方式可以使得传动距离便于控制，同时可以克服传动台132与纵向导向块12平面滑动的阻力。
[0029] 为了更加精确的调节传动蜗杆25与待测螺母齿轮4啮合位置，微调机构6 采用微调旋钮152进行调节控制，传动台132在测试主轴组件2啮合时移动方向的一端设置有限位台151，限位台151上螺纹连接有微调旋钮152，微调旋钮 152的一端与竖向调节机构14相抵。在纵向调节电机134粗调好测试主轴组件 2的位置后，将测试主轴组件2推到与微调旋钮152相抵的位置，调节微调旋钮 152观测传动蜗杆25与待测螺母齿轮4是否达到最佳啮合状态。在初步测试之后，可以初步确定合适的啮合位置，从而通过调节微调旋钮152使得限制传动蜗杆25刚好在这个位置啮合，方便进行验证测试。
[0030] 优选的，竖向调节机构14包括滑动平台143、竖向支撑座144、竖向调节螺杆147；滑动平台143与纵向导轨131滑动连接，滑动平台143下方安装有与纵向导轨131配合的滑块，通过滑块和纵向导轨131的配合，使得滑动阻力最小，在较小的阻力情况下就可以迫使传动蜗杆25与待测螺母齿轮4分离一定的距离，可以避免零件检测时损坏。竖向支撑座144可拆卸固定于滑动平台143 上，竖向支撑座144内部设置有一侧贯穿侧壁的安装槽1441，测试主轴组件2 一侧设置有安装滑块146，安装滑块146的大小与安装槽1441大小相适配，安装之后不会产生晃动，安装滑块146滑动连接于安装槽1441中；在安装时先从竖向支撑座144底部将安装滑块146放进安装槽1441中，然后将竖向支撑座144 固定在滑动平台143上，安装滑块146穿过竖向支撑座144一侧的缺口与测试主轴组件2固定连接。竖向调节螺杆147一端贯穿竖向支撑座144且与其转动连接，调节螺杆与竖向支撑座144中的安装滑块146螺纹连接，安装滑块146 的一侧设置有锁定旋钮145，锁定旋钮145与安装滑块146螺纹连接，锁定旋钮 145一端穿过安装滑块146侧壁与竖向调节螺杆147相抵，竖向调节螺杆147的另一端设置有调节转盘148。测试主轴组件2在竖直方向的调节通过手动驱动螺杆来调节，同时通过锁定旋钮145进行锁定，调节结构重量小，结构简单，安装在竖直方向上可靠性高。
[0031] 优选的，测试主轴组件2还包括安装支架22、伺服电机21、蜗杆夹头24；伺服电机21、蜗杆夹头24以及扭矩传感器23均同轴固定于安装支架22上，扭矩传感器23连接于伺服电机21和蜗杆夹头24之间，传动蜗杆25夹持于蜗杆夹头24上。蜗杆夹头24可以方便各种不同型号的传动蜗杆25的安装。伺服电机21采用型号为EMJ-04APB22型号的电机，扭矩传感器
23可以检测平稳传动时的扭矩，也可以检测阻力变化时的扭矩。
[0032] 优选的，安装支座组件6包括气动卡盘61、横向调节机构3，气动卡盘61 固定于横向调节机构3上，气动卡盘61可沿测试主轴组件2轴线方向移动，待测螺母齿轮4卡接于气动卡盘61上。气动卡盘61方便测试时待测螺母齿轮4 的快速拆卸和安装，从而提高检测效率。气动卡盘61采用型号为JA4-60的气动卡盘61，待测螺母齿轮4在被夹持之后还可以自由转动，从而可以在传动蜗杆25的带动下旋转。
[0033] 为了更好地调节传动蜗杆25与待测螺母齿轮4的间距，横向调节机构3包括横向调节螺杆33、横向滑台31、横向导轨32，横向导轨32固定于底座11上，横向滑台31与横向导轨32滑动连接，气动卡盘61固定于横向滑台31上；横向导轨32的一端设置有固定板34，横向调节螺杆33一端穿过固定板34且与其转动连接，横向调节螺杆33与横向滑台31螺纹连接。通过转动横向调节螺杆 33可以带动横向滑台31左右滑动，从而带动气动卡盘61和待测螺母齿轮4一起滑动，横向调节机构3的设置可以方便调节待测螺母齿轮4与传动蜗杆25的啮合位置。
[0034] 为了方便的测定齿形在深度方向的
波动情况，机台设置时稍微倾斜设置，使得测试主轴组件2有一个往待测螺母齿轮4方向移动的趋势，使得在自然状态下测试主轴组件2始终抵接在微调旋钮152上，通过纵向调节电机134控制安装有测试主轴组件2的传动台132等构件往待测螺母齿轮4方向移动，位移传感器5的检测端始终与传动台相抵，可以检测测试主轴组件2的微小位移变化量。通过纵向调节电机134可以控制测试主轴移动的位置，使得传动蜗杆25 与待测螺母齿轮4处于啮合度最大的位置。通过伺服电机21驱动传动蜗杆25 转动，在啮合过程中，若啮合位置的齿形存在差异使得啮合
接触点位置变浅，从而会将传动蜗杆25往外挤出，位移传感器5可以记录这个距离变化值。若啮合位置的齿形存在差异使得啮合接触点位置变深，由于测试主轴组件2有一个往待测螺母齿轮4方向移动的趋势，从而会往靠近待测螺母齿轮4方向移动，同时这个距离的变化也可以通过位移传感器5检测并传输回电脑端，在待测螺母齿轮4完成旋转一圈后可以记录各处齿轮啮合位置的波动情况，从而可以看出待测螺母齿轮4整体的齿形波动情况，同时也可以看出具体在哪个位置的齿形存在问题。
[0035] 在需要改变测试位置时，(事先通过安装标准的待测螺母齿轮来对位移传感器调零)可以控制纵向调节电机134将测试主轴组件2往远离待测螺母齿轮4 的方向移动，可以调节到传动蜗杆25与待测螺母齿轮4在理论中心距位置啮合，在该位置重复上述最大啮合位置的测量，可以绘制出该啮合位置的齿形波动图形，从而判断在该位置啮合齿形跳动是否符合要求。
[0036] 为了同时可以测定齿轮啮合的间隙误差，测试主轴组件2包括伺服电机，以控制传动蜗杆25的转动角度，安装支座组件6上设置有光栅编码器，光栅编码器采用品牌为CONNECTIONS型号为WZKT-D100H42-500BM-G24F的光栅编码器。以检测待测螺母齿轮4的转动角度。在测定待测螺母齿轮4与传动蜗杆25啮合的间隙时，通过位移传感器5可以测出待测螺母齿轮4与传动蜗杆25 的实际中心距，通过伺服电机21控制传动蜗杆25旋转一定的角度，从而通过光栅编码器记录待测螺母齿轮4实际旋转角度，通过两个角度之差可以知道传动蜗杆25与待测螺母齿轮4直接啮合的间隙。
[0037] 本发明是通过优选实施例进行描述的，本领域技术人员知悉，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，其他落入本
申请的
权利要求内的实施例都属于本发明保护的范围。
