一种三枢轴轴毂中心距测量仪及测量方法

技术领域

本申请涉及工件检测的领域，尤其是涉及一种三枢轴轴毂中心距测量仪及测量方法。

背景技术

万向节是用于车辆中进行动力传递的结构，而三枢轴万向节由于体积和性能等多方面的优势而应用范围不断增大，其中AAR节三枢轴万向节更是具备转向角度大、传动效率高、荷载能力强等优点。而在AAR节三枢轴万向节中，AAR节轴毂是重要组成部件，参照图5，一般的AAR节轴毂包括花键套1和绕花键套1轴线均匀固定连接于花键套1周面的三个耳轴11，耳轴11绕自身的中心线成型有一圈耳轴球面15，花键套1的中心位于耳轴11的中心线上，耳轴球面15的圆心即为耳轴11的中心，而AAR节轴毂的中心距，业内称为PCD，即花键套1的轴线至耳轴11中心点的距离为传动过程中的关键受力点数据，需要进行检测以确保中心距符合标准值。

现有中心距的检测一般是通过使用定制的卡规作为检具进行目视检测，参照图5，定制的中心距卡规包括能同轴插接于花键套1的规棒12，规棒12和花键套1之间间隙配合，规棒12一端圆周外壁固定连接有呈L型的规片13，规片13远离规棒12的一侧成型有标准弧面14，标准弧面14弧度和待检测的AAR节轴毂的耳轴球面15弧度相一致，在将规棒12沿竖直方向插接于花键套1后，转动规棒12使得规片13移动至一个耳轴11的耳轴球面15最高处，然后侧视观察标准弧面14是否能贴合于耳轴球面15，能贴合即表明待检测的AAR节轴毂的该耳轴11中心距满足要求，然后进行下一个耳轴11的检测。

针对上述中的相关技术，为了对不同规格的AAR节轴毂进行检测中心距检测，需要定制相对应的卡规，对于规格相近的AAR节轴毂的卡规尺寸也相近，容易混用，同时花键套1内径存在一定的公差范围，并且通过人工目视的方式进行检测，难以进行细微的差距判断，使得测量结果不够精确。

发明内容

为了测量结果更加精确，本申请提供一种三枢轴轴毂中心距测量仪及测量方法。

第一方面，本申请提供的一种三枢轴轴毂中心距测量仪采用如下的技术方案。

一种三枢轴轴毂中心距测量仪，包括台座、设于台座且对待检测的耳轴进行定位的耳轴定位件、能移动靠近于台座以抵接于花键套内圈侧边的定心球件、沿待检测的耳轴中心和花键套中心连线方向移动的横移件、随同横移件的移动而移动以对横移件和花键套中心在横移件移动方向上的间距进行检测的横坐标测量件、能随同横移件的移动而移动且能沿花键套轴线方向移动的纵移件、随同纵移件的移动而移动以对纵移件和花键套中心在纵移件移动方向上的间距进行检测的纵坐标测量件、随同纵移件的移动而移动并能抵接于待检测的耳轴的耳轴球面的抵部，待检测耳轴的中心、定心球件的中心、横移件移动方向所在直线和纵移件移动方向所在直线均位于同一平面内。

通过采用上述技术方案，使得抵部能抵接于耳轴球面上任意两个点，并经由两个点的坐标值以及耳轴球面的半径，以计算获得中心距，不需要再定制不同规格的卡规，也免去目视测量的不便，检测的精度获得提高。

可选的，所述耳轴定位件成型有相对两侧面供待检测的耳轴的耳轴球面抵接的V型口。

通过采用上述技术方案，使得耳轴的中心能够方便且准确的位于横移件移动方向所在直线和纵移件移动方向所在直线所构成的平面内。

可选的，所述耳轴定位件滑动连接于台座，耳轴定位件远离V型口一侧设有迫使耳轴定位件朝向待检测的耳轴移动的压力弹性件。

通过采用上述技术方案，使得耳轴定位件能够进行一定的浮动，以更好对待检测的耳轴进行中心定位，也有助于更好适应于不同规格的耳轴。

可选的，所述台座设有球导件，球导件沿花键套轴线方向滑动连接有球滑件，定心球件设于球滑件以随同球滑件同步移动，台座设有迫使球滑件靠近于台座的拉力弹性件。

通过采用上述技术方案，使得使得定心球件能紧贴于花键套一端的开口内圈侧边，以使得定心球件的中心能更准确且稳定位于花键套的轴线上。

可选的，所述台座转动连接有能抵接于球滑件以迫使球滑件远离台座的阻力臂。

通过采用上述技术方案，以便按压阻力臂远离定心球件的一端来将定心球件抬升，以便将花键套进行移动。

可选的，所述台座设有能抵接于花键套远离定心球件一端端面的凸台。

通过采用上述技术方案，使得远离于凸台正上方的耳轴不易抵触于台座，以使得检测时花键套较好保持稳定。

可选的，所述台座包括底板和高度高于底板且供耳轴定位件设置的基板，底板设有带动横移件移动的横移动力件，横移件设有带动纵移件移动的纵移动力件。

通过采用上述技术方案，使得在横移动力件的设置而使得纵移件具备一定高度时，基板能够将相应的高度补足，以使得纵移件不需要设计成较大的长度才能使得抵部顺利抵接于待检测的耳轴。

可选的，所述抵部包括随同纵移件的移动而移动的安装件、随同安装件的移动而移动且测量端能在抵接于耳轴球面时进行相应显示的抵接量具。

通过采用上述技术方案，以确定横坐标测量件和纵坐标测量件所检测到的坐标数值为耳轴球面上的点的数值，使得检测结果不易出现误差。

第二方面，本申请提供的一种三枢轴轴毂中心距测量方法采用如下的技术方案。

一种三枢轴轴毂中心距测量方法，使用上述的一种三枢轴轴毂中心距测量仪，具体包括如下步骤。

步骤1、移动抵部抵接于耳轴球面上的不同两点且该两点分别为b点和c点，并获得以定位完成后的花键套轴线和耳轴中心线交点为中心距原点的b点和c点各自的坐标值，且b点或c点沿花键套轴线方向和中心距原点的间距为b点或c点的z坐标，b点或c点沿耳轴中心线方向和中心距原点的间距为b点或c点的x坐标，且b点z坐标小于c点z坐标；

步骤2、定义一f点，bfc三点构成直角三角形且边bc为斜边，且边bf长度为b点和c点的z坐标之差的绝对值，边cf长度为b点和c点的x坐标之差的绝对值，再通过勾股定律获得边bc长度；

步骤3、边bf和边bc之间的夹角定义为s，使用边cf和边bc的长度值并依据反正弦函数或使用边bf和边bc长度并依据反余弦函数计算获得角s的弧度值；

步骤4、定义待检测耳轴中心点为a，则三角形abc为等腰三角形且边ac和边ab均为耳轴球面的半径，定义边bc的中点为e点，边be长度为边bc的长度一半；

步骤5、定义边ab和边ae之间的夹角为角r，使用边be和边ab的长度值并依据反正弦函数计算获得角r的弧度值；

步骤6、定义边bf和边ab之间的夹角为角t，由于三角形abe为直角三角形，则角r、角s和角t三者弧度之和为π/2，以此计算获得角t的弧度值；

步骤7、定义x坐标为待检测耳轴的中心距且z坐标和b点z坐标相一致的点为d点，使用角t的弧度值和边ab的长度依据余弦函数计算获得边bd的长度；

步骤8、使用b点的x坐标减去边bd的长度以获得d点x坐标，即待检测耳轴的中心距。

通过采用上述技术方案，能经由检测耳轴球面上两点和已知的耳轴球面的半径来计算获得中心距，使得中心距是否合格的检测更加精准。

可选的，定义定心球件中心点为A点以进行中心点补偿值的计算，中心点补偿值为A点和中心距原点在耳轴中心线方向上的差距，具体包括如下步骤。

步骤1、移动抵部抵接于定心球件球面上的不同两点且该两点分别为B点和C点，并获得相对于中心距原点的B点和C点各自的坐标值，且B点或C点沿花键套轴线方向和中心距原点的间距为B点或C点的Z坐标，B点或C点沿耳轴中心线方向和中心距原点的间距为B点或C点的X坐标，且B点Z坐标小于C点Z坐标；

步骤2、定义一F点，BFC三点构成直角三角形且边BC为斜边，且边BF长度为B点和C点的Z坐标之差的绝对值，边CF长度为B点和C点的X坐标之差的绝对值，再通过勾股定律获得边BC长度；

步骤3、边BF和边BC之间的夹角定义为S，使用边CF和边BC的长度值并依据反正弦函数或使用边BF和边BC长度并依据反余弦函数计算获得角S的弧度值；

步骤4、三角形ABC为等腰三角形且边AC和边AB均为耳轴球面的半径，定义边BC的中点为E点，边BE长度为边BC的长度一半；

步骤5、定义边AB和边AE之间的夹角为角R，使用边BE和边AB的长度值并依据反正弦函数计算获得角R的弧度值；

步骤6、定义边BF和边AB之间的夹角为角T，由于三角形ABE为直角三角形，则角R、角S和角T三者弧度之和为π/2，以此计算获得角T的弧度值；

步骤7、定义X坐标和A点X坐标相一致且Z坐标和B点Z坐标相一致的点为D点，使用角T的弧度值和边AB的长度依据余弦函数计算获得边BD的长度；

步骤8、使用B点的X坐标减去边BD的长度以获得中心点补偿值，将计算获得的中心距减去中心点补偿值即获得实际的待检测耳轴的中心距。

通过采用上述技术方案，由于花键套定位或是横坐标测量件和纵坐标测量件本身仪器出现问题的情况，使得中心距原点和花键套的原点在耳轴中心线方向上存在间距，将使得计算获得中心距出现误差，为此将该误差计算获得为中心点补偿值，计算获得中心距后减去中心点补偿值，即可获得实际上的中心距，使得检测结果更加准确。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益效果：

1.不需要基于人眼进行比对测量，降低来自检测人员主观判断的影响，使得测量结果不易出现误差；

2.精确的判断出微小的差异，检测精度相对较高；

3.测量结果以数据方法体现，提供精确偏差数值以进行精准纠错，检测效率较高；

4.不需要具备一定的经验和技巧，对于人员技能要求较低；

5.不需要对应每个型号定制不同的检具，费用投入较低；

6.不易出现近似型号检具易发生误用的情况，降低品质风险，现场管理难度低。

附图说明

图1是本申请主体结构示意图；

图2是基板底部设置压力弹性件处且将AAR节轴毂移走的结构示意图；

图3是定心球件放置于花键套上以进行中心距和中心点补偿值计算，并对花键套剖去一半的正视剖面图；

图4是图3中G处放大图；

图5是背景技术中一种AAR节轴毂及其定制卡规的结构示意图。

附图标记说明：1、花键套；11、耳轴；12、规棒；13、规片；14、标准弧面；15、耳轴球面；16、中心距原点；2、台座；3、耳轴定位件；4、定心球件；41、阻力臂；42、凸台；43、安装件；44、抵接量具；45、底板；46、基板；47、横移动力件；48、纵移动力件；5、横移件；51、横坐标测量件；52、纵移件；53、纵坐标测量件；54、抵部；55、V型口；56、压力弹性件；57、球导件；58、球滑件；59、拉力弹性件。

具体实施方式

以下结合附图对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种三枢轴轴毂中心距测量仪，参照图1，包括台座2，台座2包括呈水平的底板45，底板45正上方可拆卸连接有呈水平的基板46，基板46上表面沿竖直方向嵌设有凸台42，凸台42上表面供轴线呈竖直的花键套1底端端面抵接，且耳轴11远离于凸台42的正上方处。

参照图1和图2，基板46上表面沿竖直方向滑动连接有耳轴定位件3，耳轴定位件3长度方向所在一侧靠近于凸台42，耳轴定位件3上表面开设有V型口55，V型口55贯穿于耳轴定位件3的长度方向所在的两竖直侧面，待检测的耳轴11对应V型口55进行放置，以使得V型口55的两斜面能一一对应抵接于耳轴球面15的两个点处，以实现耳轴11的定位。并且基板46下部设有抵接于耳轴定位件3下表面的压力弹性件56，以使得耳轴定位件3趋向于上移，使得V型口55的斜面抵紧于耳轴球面15。

参照图1，基板46上表面可拆卸连接有球导件57，球导件57沿竖直方向滑动连接有球滑件58，球滑件58可拆卸连接有定心球件4，定心球件4能下移抵接于花键套1的上端开口内圈，以使得花键套1进行一定的位置调整，以达到花键套1的轴线经过定心球件4的中心点。基板46可拆卸连接有上端可拆卸连接于球滑件58下表面的拉力弹性件59，拉力弹性件59和压力弹性件56可为弹簧或弹力绳等能产生弹性的部件或材料，以使得定心球件4能抵紧于花键套1。基板46上表面转动连接有阻力臂41，阻力臂41转动轴线呈水平，阻力臂41一端抵接于球滑件58的下表面，且阻力臂41转动点更加靠近于球滑件58，以使得在按压阻力臂41远离球滑件58的一端时，能较为省力的将阻力臂41进行转动，以便对花键套1位置进行调整。

参照图1，底板45上表面可拆卸连接有横移动力件47，横移动力件47可为手动滑台或电缸等能进行较精密直线移动的部件，横移动力件47的滑块可拆卸连接有横移件5，横移件5靠近耳轴定位件3的一侧可拆卸连接有纵移动力件48，纵移动力件48可为和横移动力件47相同的部件，纵移动力件48的滑块可拆卸连接有纵移件52，待检测耳轴11的中心点和定心球件4的中心点均位于纵移件52移动方向和横移件5移动方向各自所在直线所构成的竖直面。纵移件52安装有抵部54，抵部54包括可拆卸连接于纵移件52的安装件43，安装件43可拆卸连接有检测端呈竖直的抵接量具44，抵接量具44可为千分表、百分表或距离传感器之类能在检测端抵接于物体表面进行相应显示的部件，并且横移件5可拆卸连接有横坐标测量件51，纵移件52可拆卸连接有纵坐标测量件53，横坐标测量件51和纵坐标测量件53均可为光栅尺等能较精准获得直线距离的部件。

当抵接量具44的检测端抵接于耳轴球面15上一点时，横坐标测量件51和纵坐标测量件53即可获得耳轴球面上对应一点相对于位置正确的花键套1中心点为原点的坐标值。

本申请实施例的一种三枢轴轴毂中心距测量仪实施原理为：将花键套1放置于凸台42，并将待检测的耳轴11放置于V型口55，然后去除对阻力臂41的按压，使得定心球件4底部抵接于花键套1的上端开口周边，以使得花键套1的轴线能经过定心球件4的中心，然后操作横移动力件47和纵移动力件48，以使得抵接量具44的检测端能抵接于耳轴球面15的任意两点，并通过横坐标测量件51和纵坐标测量件53获得两个点的坐标值并输入至外部控制器，使得外部控制器能经由两个点的坐标值和待检测的耳轴11的半径以既定的计算方法获得相应的中心距。

本申请实施例还公开一种三枢轴轴毂中心距测量方法，参照图3和图4，具体包括如下步骤。

步骤1、将抵接量具44的检测端抵接于耳轴球面15上的不同两点且该两点分别为b点和c点，并获得以定位正确后的花键套1轴线和耳轴11中心线交点为中心距原点16的b点和c点各自的坐标值，且b点或c点沿花键套1轴线方向和中心距原点16的间距为b点或c点的z坐标，b点或c点沿耳轴11中心线方向和中心距原点16的间距为b点或c点的x坐标，且b点z坐标小于c点z坐标；

步骤2、定义一f点，bfc三点构成直角三角形且边bc为斜边，且边bf长度为b点和c点的z坐标之差的绝对值，边cf长度为b点和c点的x坐标之差的绝对值，再通过勾股定律获得边bc长度；

步骤3、边bf和边bc之间的夹角定义为s，使用边cf和边bc的长度值并依据反正弦函数或使用边bf和边bc长度并依据反余弦函数计算获得角s的弧度值；

步骤4、定义待检测耳轴11中心点为a，则三角形abc为等腰三角形且边ac和边ab均为耳轴球面15的半径，定义边bc的中点为e点，边be长度为边bc的长度一半；

步骤5、定义边ab和边ae之间的夹角为角r，使用边be和边ab的长度值并依据反正弦函数计算获得角r的弧度值；

步骤6、定义边bf和边ab之间的夹角为角t，由于三角形abe为直角三角形，则角r、角s和角t三者弧度之和为π/2，以此计算获得角t的弧度值；

步骤7、定义x坐标为待检测耳轴11的中心距且z坐标和b点z坐标相一致的点为d点，使用角t的弧度值和边ab的长度依据余弦函数计算获得边bd的长度；

步骤8、使用b点的x坐标减去边bd的长度以获得d点x坐标，即待检测耳轴11的中心距。

由于横坐标测量件51和纵坐标测量件53检测过程中的坐标原点和实际花键套1中心点在待检测的耳轴11中心线方向上存在间距，还要在进行中心点补偿值的计算。先定义定心球件4中心点为A点以进行中心点补偿值的计算，中心点补偿值为A点和中心距原点16在耳轴11中心线方向上的差距，参照图3，具体包括如下步骤。

步骤1、将抵接量具44的检测端抵接于定心球件4球面上的不同两点且该两点分别为B点和C点，并获得相对于中心距原点16的B点和C点各自的坐标值，且B点或C点沿花键套1轴线方向和中心距原点16的间距为B点或C点的Z坐标，B点或C点沿耳轴11中心线方向和中心距原点16的间距为B点或C点的X坐标，且B点Z坐标小于C点Z坐标；

步骤2、定义一F点，BFC三点构成直角三角形且边BC为斜边，且边BF长度为B点和C点的Z坐标之差的绝对值，边CF长度为B点和C点的X坐标之差的绝对值，再通过勾股定律获得边BC长度；

步骤3、边BF和边BC之间的夹角定义为S，使用边CF和边BC的长度值并依据反正弦函数或使用边BF和边BC长度并依据反余弦函数计算获得角S的弧度值；

步骤4、三角形ABC为等腰三角形且边AC和边AB均为耳轴球面15的半径，定义边BC的中点为E点，边BE长度为边BC的长度一半；

步骤5、定义边AB和边AE之间的夹角为角R，可在外部控制器中预先针对不同规格的AAR节轴毂和相对应的耳轴球面15的半径进行所一一对应的表格，以便针对不同的AAR节轴毂使用边BE和边AB的长度值并依据反正弦函数计算获得角R的弧度值；

步骤6、定义边BF和边AB之间的夹角为角T，由于三角形ABE为直角三角形，则角R、角S和角T三者弧度之和为π/2，以此计算获得角T的弧度值；

步骤7、定义X坐标和A点X坐标相一致且Z坐标和B点Z坐标相一致的点为D点，使用角T的弧度值和边AB的长度依据余弦函数计算获得边BD的长度；

步骤8、使用B点的X坐标减去边BD的长度以获得中心点补偿值，如果中心点补偿值为正，则表明中心距原点16相较于实际的花键套1中心点更加远离于待检测的耳轴11；如果中心点补偿值为负，则表明中心距原点16相较于实际的花键套1中心点更加靠近于待检测的耳轴11，为此，需要将计算获得的中心距减去中心点补偿值即获得实际的待检测耳轴11的中心距。

本申请实施例的一种三枢轴轴毂中心距测量方法实施原理为：通过中心点补偿值的计算，以使得最终获得的中心距更加准确。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。