【摘 要】法蘭盤是變速器與車橋的重要連接件，起著傳遞扭矩的作用，它的裝配可靠性至關(guān)重要。我公司的變速器結(jié)構(gòu)中，法蘭盤的軸向位置是由一個凸緣螺母來限定的，它的擰緊質(zhì)量直接影響著法蘭盤的功能，而在螺母的定扭擰緊過程中，最關(guān)鍵的就是對偶連接件的防轉(zhuǎn)問題。本文針對凸緣螺母擰緊過程中的防轉(zhuǎn)問題進行探討，設(shè)計合理的設(shè)備和工裝，從而保證凸緣螺母的擰緊質(zhì)量。

【關(guān)鍵詞】變速器 法蘭盤 凸緣螺母 防轉(zhuǎn) 擰緊

在變速器裝配過程中，螺栓螺母擰緊是很重要的一項工藝手段，擰緊過程的可靠與否直接影響著變速器的總成質(zhì)量，輕則漏油，重則失效導(dǎo)致傳動故障。法蘭盤作為變速器與車橋的關(guān)鍵連接件，它的牢靠程度至關(guān)重要。在我公司的產(chǎn)品中，法蘭盤和輸出主軸是花鍵配合，通過在輸出主軸上加裝一個尼龍鎖緊螺母來限定法蘭盤的軸向位移，螺母扭矩600多N.m。傳統(tǒng)的擰緊方式是用氣扳機擰緊，工具笨重，噪音大，無法實現(xiàn)定扭擰緊，產(chǎn)品一致性差。近年來隨著公司的發(fā)展，一大批定扭設(shè)備先后投入生產(chǎn)，法蘭盤凸緣螺母擰緊作為一個重要環(huán)節(jié)也列入了技改內(nèi)容。

1 方案分析

大扭矩定扭已經(jīng)有成熟的技術(shù)，因此對于法蘭盤凸緣螺母擰緊的工況而言，關(guān)鍵在于防轉(zhuǎn)，否則定扭無從談起。擰螺母時，由于螺母和副箱主軸螺紋的摩擦力，副箱主軸會被帶著一起轉(zhuǎn)動，進而帶動法蘭盤一起轉(zhuǎn)動。因此要防轉(zhuǎn)有兩種手段，一種是直接固定副箱主軸，一種是固定法蘭盤，從而間接固定副箱主軸。

對于第一種方案，有兩種辦法防止副箱主軸轉(zhuǎn)動，一種是在副箱主軸的定位座上想辦法，設(shè)計花鍵定位座，固定副箱主軸，防止轉(zhuǎn)動；另一種是在線體外搭建反力裝置。辦法一雖然可以起到防轉(zhuǎn)的目的，但是所有的反力全部傳遞到了工裝上，進而傳遞到裝配線體，由于螺母扭矩比較大，會對線體的造成損傷，辦法二雖然可行，但是會占用裝配工人的操作空間，而且操作起來也極為不便。

第二種方案，法蘭盤防轉(zhuǎn)目前可以用的主要是一圈螺栓通孔，直徑在φ15mm左右，孔距150mm，最簡單的辦法是用一根軸穿過螺栓通孔，在殼體的凹面上別住，通過現(xiàn)場的試驗，發(fā)現(xiàn)防轉(zhuǎn)軸變形嚴重，壽命較短，且安全性極差。

由于通孔直徑和變速器殼體結(jié)構(gòu)所限，無法通過加粗防轉(zhuǎn)軸直徑或縮短防轉(zhuǎn)軸長度的方式來增加強度。我們想到通過在法蘭盤端面施加壓力，然后結(jié)合銷子防轉(zhuǎn)來共同解決這個問題。

2 方案設(shè)計與驗證

基于以上分析設(shè)計方案，為了加強防轉(zhuǎn)效果，在壓頭與法蘭盤的結(jié)合面上加一個摩擦環(huán)，增加摩擦力矩。

由于是花鍵配合，人工裝入的時候狀態(tài)不一致，銷子如何穿入孔內(nèi)是一個很重要的問題。銷子和孔的配合間隙過大會在擰緊時產(chǎn)生沖擊，對零件和銷子都有損傷，配合間隙過小會加大配合難度。通過反復(fù)論證，設(shè)想了如下的結(jié)構(gòu)（圖1）。操作時需要操作工配合，將孔大概轉(zhuǎn)到銷子的范圍內(nèi)。啟動設(shè)備，壓頭下行，壓在法蘭盤上，兩側(cè)的旋轉(zhuǎn)拉桿啟動，銷子穿入孔內(nèi)，擰緊軸啟動，將螺母擰緊到位。由于銷子采取彈性結(jié)構(gòu)，如果沒有穿入，擰緊時摩擦片帶動法蘭盤轉(zhuǎn)動，當孔對正銷子時，銷子會自動彈入孔內(nèi)，達到防轉(zhuǎn)效果。

該方案在現(xiàn)場已經(jīng)使用，初期效果很好，隨著產(chǎn)量提升，問題開始暴露，首先是摩擦片磨損比較厲害，成為一個消耗品，更換頻繁；其次隨著摩擦片的磨損，摩擦力減小，會和法蘭盤發(fā)生相對位移，損傷法蘭盤表面的鍍鋅層，影響防銹效果和外觀質(zhì)量，因此，必須對此方案進行優(yōu)化。

3 方案優(yōu)化與驗證

通過仔細構(gòu)想，決定取消摩擦片結(jié)構(gòu)，用鋼制壓頭。為了避免損傷法蘭盤，擰緊時，在法蘭盤上安裝一個過渡板，通過銷子和法蘭盤配合，由人工放置，這樣過渡板和法蘭盤之間沒有相對位移，擰緊過程不會對法蘭盤造成損傷；過渡板和壓頭設(shè)計配合結(jié)構(gòu)，壓頭的凹槽比過渡板的凸臺略寬，這樣既可以降低操作工的調(diào)整難度，又可以起到防轉(zhuǎn)效果（圖2、圖3、圖4）。

這種結(jié)構(gòu)可靠度高，后期維修成本低，且由于過渡板和壓頭是分體結(jié)構(gòu)，通用性大大提高，即使法蘭盤通孔孔距發(fā)生變化，也可以通過增加過渡板防轉(zhuǎn)銷相應(yīng)規(guī)格來匹配，不用擔(dān)心因產(chǎn)品品種增加而引起的防轉(zhuǎn)工裝結(jié)構(gòu)發(fā)生大的變化。在現(xiàn)場的試用過程中，該方案得到了一致好評。

參考文獻：

[1]成大先，機械設(shè)計手冊，化學(xué)工業(yè)出版社，2004.091。