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        同步器滑動齒套綜合檢具設(shè)計(jì)及應(yīng)用

        2015-05-07 16:28:17侯沛代建軍
        科技創(chuàng)新與應(yīng)用 2015年14期

        侯沛 代建軍

        摘 要:文章介紹了一種新型的同步器零件花鍵綜合檢具,利用位置度檢具設(shè)計(jì)中的同時(shí)測量原理將原有檢具結(jié)構(gòu)改進(jìn),計(jì)算出修正后的關(guān)鍵尺寸。綜合工件加工的工藝性改進(jìn)檢具的設(shè)計(jì)并在企業(yè)的批量生產(chǎn)中應(yīng)用驗(yàn)證。

        關(guān)鍵詞:同時(shí)測量;相關(guān)原則;綜合檢具;人工找正

        引言

        同步器是汽車變速箱的關(guān)鍵部件之一。同步器滑動齒套的尺寸精度不僅影響同步器總成的裝配精度,同時(shí)對變速器整箱的使用壽命,精度以及噪音有直接影響。此零件的關(guān)鍵尺寸為兩個(gè)外花鍵和一個(gè)內(nèi)花鍵,這兩項(xiàng)結(jié)構(gòu)使它與相關(guān)部件結(jié)合,最終實(shí)現(xiàn)軸與齒輪的同步。為了控制產(chǎn)品質(zhì)量,我們需要一種有效并且便捷的檢具對產(chǎn)品進(jìn)行檢驗(yàn)。

        1 產(chǎn)品簡介

        變速箱同步器中,鎖銷式是一種常見的結(jié)構(gòu)形式,同步器滑動齒套為其核心部件。齒套的內(nèi)花鍵齒圈與輸出軸相結(jié)合,通過撥叉運(yùn)動,凹端面外花鍵齒圈與驅(qū)動齒輪相結(jié)合,運(yùn)動至另一側(cè)時(shí),凸端面外花鍵與變速齒輪相結(jié)合。為保證齒圈結(jié)合的平穩(wěn)性,設(shè)計(jì)對齒套的內(nèi)花鍵,和外花鍵都有精度要求,并且對內(nèi)外花鍵有位置度要求。

        2 工藝問題

        實(shí)際生產(chǎn)中,對于該零件的花鍵綜合檢驗(yàn)是比較困難的,檢測項(xiàng)目通常包括以下幾項(xiàng):(1)內(nèi)花鍵綜合精度的檢測,檢測工具為內(nèi)花鍵綜合塞規(guī)(通規(guī));(2)凹面外花鍵綜合精度的檢測,檢測工具為外花鍵綜合環(huán)規(guī)(通規(guī));(3)凸面外花鍵綜合精度的檢測,檢測工具為外花鍵綜合環(huán)規(guī)(通規(guī));(4)同軸度的檢測,檢測工具為位置度檢具。

        按照以上方案進(jìn)行檢測時(shí)有以下弊端:(1)需用的檢具種類多;(2)檢測過程繁瑣;(3)不適用于大批量檢測時(shí)現(xiàn)場操作;(4)不能直觀的反映該零件的使用效果。

        綜合以上分析,需要設(shè)計(jì)一種更為合理的綜合檢具以提高檢測精度,簡化檢測步驟,降低檢測成本。

        3 工藝方案

        3.1 測量要素

        關(guān)聯(lián)被測要素:齒套凹面外花鍵和(或)凹面外花鍵;

        關(guān)聯(lián)基準(zhǔn)要素:齒套內(nèi)花鍵。

        位置公差:同軸度0.076

        外花鍵參數(shù) 內(nèi)花鍵參數(shù)

        齒數(shù):18 齒數(shù):18

        模數(shù):5.3578 模數(shù):3.9687

        壓力角:30 壓力角:20

        弧齒厚: 齒槽寬:

        最大有效(量規(guī)尺寸):7.9807 最小有效(量規(guī)尺寸):6.34746

        跨棒距:108.8873(最?。?跨棒距:62.311(最大)

        量棒直徑:9.375 量棒直徑:6.7945

        (注:鑒于技術(shù)參數(shù)保密,以上參數(shù)并非實(shí)際產(chǎn)品參數(shù))

        3.2 同時(shí)檢驗(yàn)

        為了簡化設(shè)計(jì)方案,檢具應(yīng)考慮使用同時(shí)檢驗(yàn)。即:在同一基準(zhǔn)體系的條件下用同一位置量規(guī)檢測被測要素的位置公差與基準(zhǔn)要素本身的形位公差和尺寸公差。當(dāng)同時(shí)檢驗(yàn)時(shí),可用位置量規(guī)代替光滑極限量規(guī)通端。若綜合量規(guī)能通過,則表示被測的實(shí)際齒廓未超越規(guī)定邊界。

        3.3 檢具設(shè)計(jì)

        根據(jù)產(chǎn)品的綜合公差(同軸度0.076),按照GB 8069-87確定檢具測量部位以及定位部位的尺寸公差:

        測量部位:Tt=0.119 Tm=0.005 Wm=0.005 Fm:0.010

        定位部位:Tt=0.041 Tp=0.003 Wp=0.003 Fp:0.006

        工作部位位置公差tp=0.008(以上單位mm)

        3.4 綜合檢具關(guān)鍵部位參數(shù)設(shè)計(jì)

        3.4.1 測量部位內(nèi)花鍵參數(shù)

        內(nèi)花鍵齒槽寬:

        基本尺寸=外花鍵最大有效弧齒厚+被測 要素形位公=8.0567

        極限尺寸=(基本尺寸-Fm)■■=8.0467■■

        磨損極限尺寸=(基本尺寸-Fm)-(Tm+Wm)=8.0367

        大徑=工件外花鍵大徑最大值+0.3X模數(shù)=100.5657

        漸開線終止圓直徑=工件外花鍵大徑最大值+0.2X模數(shù)=100.0299

        小徑=齒形起始點(diǎn)直徑(MAX)K7=91.16■■

        3.4.2 定位部位外花鍵參數(shù):

        外花鍵齒厚:

        基本尺寸=內(nèi)花鍵最小有效齒槽寬=6.34746

        極限尺寸=(基本尺寸-基本偏差Fp)■■=6.34146■■

        磨損極限尺寸=(基本尺寸-Fp)-(Tp+Wp)=6.33546

        大徑=齒形終止點(diǎn)直徑(MIX) k7=75.2856■■

        漸開線起始圓直徑=工件內(nèi)花鍵小徑最小值-0.2X模數(shù)=68.59906

        小徑=工件內(nèi)花鍵小徑最小值-0.3X模數(shù)=68.20219

        3.5 檢具制造方案及改進(jìn)

        為了保證最終的位置度尺寸(同軸度0.008),必須提高心軸,本體和環(huán)規(guī)的制造精度。

        環(huán)規(guī)制造很難保證止口(φ114)與內(nèi)花鍵的同軸度,變化設(shè)計(jì)方案,將定位止口φ114結(jié)構(gòu)去掉,環(huán)規(guī)與本體直接用圓柱銷連接。裝配檢具時(shí)先找正環(huán)規(guī)齒圈與φ31.747內(nèi)孔同軸,壓入圓柱銷固定環(huán)規(guī)與本體,再安裝心軸,將整個(gè)檢具的精度換成了人工找正環(huán)規(guī)中心的精度。相較上一種方案,提高了整個(gè)檢具的制造工藝性和精度。

        4 結(jié)束語

        該檢具的設(shè)計(jì),基于六項(xiàng)互換性原則,參考位置度量規(guī)和花鍵綜合檢具的設(shè)計(jì),從設(shè)計(jì)理念上兼顧了產(chǎn)品對內(nèi)外花鍵本身精度和相關(guān)聯(lián)位置精度,更為高效和綜合的對產(chǎn)品進(jìn)行檢測。該檢具的制造,通過反復(fù)幾次的改進(jìn),在保證精度的同時(shí),解決了原先加工工藝性不強(qiáng)的缺陷。該檢具已在車間批量檢驗(yàn)使用,效果良好。不僅在實(shí)際生產(chǎn)中驗(yàn)證了檢具的設(shè)計(jì)方案,同時(shí)極大地減小了檢驗(yàn)的工作強(qiáng)度,在同類型產(chǎn)品的檢驗(yàn)中也逐步進(jìn)行推廣。另已將該檢具方案申請實(shí)用新型國家專利,專利公開號:CN202709936U。

        參考文獻(xiàn)

        [1]黃丹中.轎車變速器同步器設(shè)計(jì)和研究[D].上海:同濟(jì)大學(xué),2002.

        [2]寥念釗,古瑩蓭,莫雨松,等.互換性與測量技術(shù)[M].北京:中國計(jì)量出版社,1991.

        [3]葉偉昌.刀具模具設(shè)計(jì)簡明手冊[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1999.

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