變速器軸齒零件的過盈連接實現(xiàn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及的是一種機械制造領(lǐng)域的技術(shù),具體是一種變速器中能承受一定扭矩 的軸齒零件的過盈連接實現(xiàn)方法,且能應(yīng)用于大批量生產(chǎn)。
【背景技術(shù)】
[0002] 傳統(tǒng)的輸入軸與主動齒結(jié)合時,通常采用花鍵配合,或整體式的設(shè)計。
[0003] 整體式的設(shè)計:由于軸向尺寸的限制,往往在機加工過程中會產(chǎn)生干涉,提高了制 造難度;并且整體式設(shè)計,鍛件成形性差,導(dǎo)致材料利用率低,成型成本高,且大余量的車削 導(dǎo)致加工應(yīng)力高,熱處理畸變大的缺陷。
[0004] 傳統(tǒng)上,為了解決一體軸設(shè)計的成本和工藝性缺點,軸類零件上的齒輪通常采用 花鍵過盈壓配而成。缺點是增加了軸、齒花鍵制造工藝,需投入花鍵加工設(shè)備;內(nèi)外花鍵的 熱處理變形穩(wěn)定性控制是個難題;對于有齒輪的齒面硬加工,更需增加內(nèi)花鍵硬拉的設(shè)備 投入。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005] 本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足,提出一種變速器軸齒零件的過盈連接實現(xiàn) 方法,利用材料的熱漲冷縮原理,將需要過盈配合的齒輪內(nèi)孔和軸徑先進行預(yù)處理,使相配 零件部位形成足夠的間隙,直接進行無阻力套裝;待總成零件結(jié)合、冷卻收縮后,相配部分 恢復(fù)到原來的理想過盈量,形成足夠的承受扭矩能力;本發(fā)明工藝實施后的零件不破壞已 成品狀態(tài)的齒輪內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)及微觀齒輪精度,又能承受相當(dāng)?shù)呐ぞ亍?br>[0006] 本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
[0007] 本發(fā)明包括以下步驟:
[0008] 步驟1、連接部位尺寸的在線檢測;
[0009] 步驟2、齒輪孔徑的加熱方式的組合;
[0010] 步驟3、齒輪加熱與軸冷卻的工藝參數(shù)的設(shè)置;
[0011] 步驟4、將齒輪和軸分別置于齒軸連接夾具的對中心裝置中實現(xiàn)對中套裝。 技術(shù)效果
[0012] 與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明適用于變速箱內(nèi)承受一定扭矩的輸入軸總成零件的大批 量生產(chǎn)。相比現(xiàn)有的傳統(tǒng)工藝,制造更為簡單,只需要對零件的內(nèi)孔和軸的外徑進行普通的 磨加工,沒有特殊工序,每個零件鍛造及制造難度降低、節(jié)省鍛造材料。但對于本工藝的四 項專利要求,有著嚴(yán)格的技術(shù)難點,是該工藝方法得以成功實現(xiàn)的必要條件。
【附圖說明】
[0013] 圖1為本發(fā)明處理零件示意圖。
[0014] 圖2為實施例中測量待連接齒輪內(nèi)徑尺寸示意圖;
[0015] 圖3為實施例中測量待連接軸外徑尺寸示意圖;
[0016] 圖4為實施例中兩齒輪孔徑加熱方式組合示意圖;
[0017] 圖5為實施例中第一、二齒輪內(nèi)孔感應(yīng)加熱器不意圖;
[0018] 圖6為實施例中第一、二齒輪內(nèi)孔加熱棒示意圖,圖中:a、b為兩個齒輪加熱棒;
[0019] 圖7為實施例中兩齒輪堆疊保溫加熱棒示意圖;
[0020] 圖8為實施例中齒輪的外徑初步定中心示意圖,圖中:a為對中夾具示意圖,b為中 心頂尖桿示意圖;
[0021] 圖中:2輸入軸、3第一齒輪、4第二齒輪、5氣動測量裝置、6齒輪上料料道、7接觸 測量裝置、8感應(yīng)加熱器、9接觸加熱棒、10保溫接觸加熱棒、11溫度傳感器、12對中夾具、13 中;1_1、頂尖桿。
【具體實施方式】
[0022] 下面對本發(fā)明的實施例作詳細(xì)說明,本實施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進行 實施,給出了詳細(xì)的實施方式和具體的操作過程,但本發(fā)明的保護范圍不限于下述的實施 例。 實施例1
[0023] 如圖1所示,本實施例涉及的輸入軸2總成上第一齒輪3、第二齒輪4,其承載 600匪靜扭設(shè)計要求,計算出兩個齒輪內(nèi)孔與輸入軸2外徑相連接處的過盈量0. 024~ 〇. 056 ;要完成該工藝,首先通過加熱齒輪,使孔徑漲大,輸入軸2通過冷卻,使在裝配尺寸 形成0. 01 -0. 05的間隙,達(dá)到無阻力套裝的條件。通過相應(yīng)計算公式,得出齒輪與輸入軸2 達(dá)到溫度差Δ T = 181/194Γ時,齒輪內(nèi)孔會漲出0. 07 - 0. 08,能滿足0. 01 - 0. 05間隙套 裝要求。齒輪零件的材料決定,低溫回火溫度范圍是低于250°C,故考慮不影響熱后金相組 織及性能,目前的齒輪加熱溫度必須低于200°C,只要兩者之間溫度差ΔΤ滿足181/194Γ。
[0024] 本實施例具體包括以下步驟:
[0025] 步驟1、連接部位尺寸的在線檢測:必須嚴(yán)格控制套裝前相配零件組的尺寸,選配 合格,才能進入裝配;必須達(dá)到理論設(shè)計要求,滿足熱脹后的套裝間隙及冷縮后的過盈。
[0026] 預(yù)檢系統(tǒng),集成在設(shè)備總線里:在兩個齒輪上料料道6的兩側(cè)分別安裝兩個氣動 測量裝置5,在齒輪加熱前,通過兩個氣動非接觸式讀取測量傳感器測其內(nèi)徑;在輸入軸2 的上料料道前端,集成了一個接觸測量裝置7,此測量裝置上采用一個接觸式測量傳感器對 輸入軸2的外徑進行測量。非接觸式及接觸式讀數(shù),高分辨率檢測精度達(dá)到0. 0016,同時有 可讀式的電子程序,根據(jù)軟件QDAS進行評估,通過電腦作測量報告;如果發(fā)現(xiàn)不合格品,機 床停止,桁架機械手將齒輪或輸入軸2自動移除到不合格品料架上,并重新裝載新的零件, 直到合格零件組相配,如圖2所示。
[0027] 步驟2、齒輪孔徑的加熱方式的組合:該步驟應(yīng)用了感應(yīng)預(yù)加熱8、接觸加熱棒9和 接觸保溫加熱棒10的組合方式加熱,具體為:齒輪從測量站轉(zhuǎn)運到感應(yīng)加熱站,預(yù)加熱自 動開始,達(dá)到150°C,預(yù)加熱溫度比最終溫度要低。感應(yīng)發(fā)生器集成溫度傳感器11,對溫度 進行控制,加熱時間通過程序設(shè)定來控制,如圖4~圖6所示。
[0028] 預(yù)加熱后,卡爪抓取齒輪,通過線性導(dǎo)軌提升齒輪然后移動,齒輪被轉(zhuǎn)運到溫度保 持站。在此保溫站,通過接觸式加熱的方式,齒輪達(dá)到最終需要的溫度,加熱棒和齒輪部位 都安裝了溫度傳感器11,對其溫度進行控制和監(jiān)測的,齒輪溫度最大不超過200°C,溫差為 ±5°C。
[0029] 當(dāng)溫度達(dá)到后,兩齒輪集中成一套。通過數(shù)控X/Z輸入軸2線性導(dǎo)軌的動作,齒輪 被重疊放置。在重疊時,另有保溫加熱站,直至套裝夾具上,也帶有保溫裝置。工件的內(nèi)孔 漲出量是穩(wěn)定可靠的,如圖