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變速箱軸鍵強度校核及結構改進

時間:2017-12-16 16:01 所屬行業:汽車、變速箱、強度校核、強度分析

強度校核
    齒輪公司的變速箱為三軸式單中間軸定軸傳動變速箱,它與相應的發動機相匹配,可改變扭矩和轉速;同時設置空檔,可保證在必要時與發動機分離。變速箱設置倒檔,可以使汽車倒退行駛。選用良好的汽車變速箱可以使汽車有較高的傳動效率,且工作平穩、無噪聲。
1、鍵強度校核
    變速箱的軸與發動機相連,發動機帶動軸轉動,軸與中間常齧合齒輪相齧合,中間軸常齧合輪靠中間軸上的單鍵將動力傳遞給中間軸,再經中間軸上的齒輪傳遞給軸上的齒輪,通過掛檔將動力輸出。
《機械設計手冊》中單鍵強度的校核公式為:
    P=2 000 T/ dkL<[P]
    式中,d為軸徑,mm;k為鍵和輪毅的接觸高度,mm;L為鍵的工作長度,mm;T為鍵所傳遞的扭矩}kg.m;[P]為許用比壓,kg/m。
    下麵以齒輪公司DC6J70T變速箱產品為例,對中間單鍵強度進行校核。
    在DC6J70T產品中變速箱輸入軸所傳遞的扭矩為70 kg.m輸入,軸齒輪齒數z=18,中間軸常齧合齒輪的齒數Z=35,則中間軸上單鍵所傳遞的扭矩為:T=70x35/18=136.11kg.m,在圖紙中d=64mm;k=6.5 mm;L=34 mm。將上述數值帶入式中,計算結果為P=19.246 kg/mm,查表可知,許用比壓[P]=20 kg/mm~30 kg/mm,P<[P],表明在理論上DC6J70T變速箱的中間軸單鍵滿足設計要求
2、中間軸脫鍵及鍵損壞質量問題的結構改進
    在實際使用過程中,存在道路狀況惡劣、用戶超載的現象,有時中間軸單鍵所傳遞的扭矩遠大於理論扭矩,鍵脫落、被扭壞等現象偶有發生。針對此類質量問題,從以下幾個方麵對變速箱中間軸脫鍵質量問題進行了改進:
    (1)擴大中間軸齒輪的內孔公差範圍,將原來的+0. 019 mm改為士0. 015 mm。這樣既擴大了公差範圍,在工藝上易保證;同時又加大了輪與軸之間的過盈量,以減少鍵的工作負荷,防止脫鍵。
    (2)設計不等寬鍵,將中間軸單鍵做成不等寬鍵,與軸接觸部分比與輪接觸部分加寬0.03 mm,這樣加大了鍵與軸之間的過盈量,可起到防止脫鍵的作用。
    (3)改變中間鍵槽的設計形式。通過對齒輪公司的所有變速箱產品中間軸鍵槽設計形式分析,結果表明,使用立銑的形式或減小刀具圓弧可以降低中間軸脫鍵質量事故的發生率,而且在最新引進的MPS62B及MPT21產品中,其中間軸的鍵槽都采用了立銑的形式,表明日本也在此方向有了改進。故中間軸的鍵槽采用立銑加工,可降低脫鍵質量事故的發生率。
    (4)加強鍵槽寬度熱前加工控製。增加檢驗頻次、明確刀具強製更換標準並嚴格執行;逐步建立鍵槽日常熱處理變形分析製度,定期進行零件冷熱對比,改進鍵槽深度和有效氏檢驗方法;改進銑床行程調整方法。
    (5)嚴格執行工藝要求,中間軸齒輪內孔尺寸熱後必須全數檢查。同時注意操作工培訓,改變內孔加工尺寸偏上限的習慣。
    (6)加大對中間單鍵的抽檢頻次。根據檢驗和裝配中的質量狀況,開展不定期檢查。
    通過采取以上幾項措施,齒輪公司變速箱產品中間軸脫鍵及鍵扭壞的質量問題徹底得到了控製。

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