十擋變速器間隙測(cè)量機(jī)的工作原理及應(yīng)用

摘 要：簡(jiǎn)要介紹了十擋變速器的結(jié)構(gòu)，闡述了主軸調(diào)整墊片的位置和人工測(cè)量的過(guò)程，分析了使用間隙測(cè)量機(jī)測(cè)量的必要性及其工作原理和具體應(yīng)用情況，以期為日后的相關(guān)工作提供參考。

關(guān)鍵詞：十擋變速器；主軸調(diào)整墊片；間隙測(cè)量機(jī)；人工測(cè)量法

中圖分類(lèi)號(hào)：U463.212 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.03.064

1 十擋變速器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

十擋變速器是重型汽車(chē)專(zhuān)用變速器，它采用的是主箱、副箱組合式結(jié)構(gòu)，可使用功率在191.1～279.3 kW之間的重型車(chē)用發(fā)動(dòng)機(jī)。十擋變速器截面如圖1所示。

十擋變速器的主箱采用雙中間軸結(jié)構(gòu)，2根副軸相間180°，副箱采用行星減速機(jī)構(gòu)，而且傳動(dòng)系統(tǒng)的可靠性高，是目前重型變速箱強(qiáng)度最高的一種配置方式。其中，主箱有5個(gè)前進(jìn)擋和1個(gè)

倒擋，副箱有高、低2個(gè)擋，整個(gè)變速器一共有10個(gè)前進(jìn)擋和2個(gè)倒擋。在變速器運(yùn)行的過(guò)程中，動(dòng)力從輸入軸輸入后會(huì)被分流到2根副軸上，然后匯集到主軸，最后通過(guò)副箱行星減速機(jī)構(gòu)輸出。

為了滿(mǎn)足正確的嚙合，盡可能平均地分配載荷，主軸齒輪在主軸上呈徑向浮動(dòng)狀態(tài)，而主軸則采用鉸接式浮動(dòng)結(jié)構(gòu)，同時(shí)，各擋齒輪在主軸上浮動(dòng)，取消了傳統(tǒng)的滾針軸承，使主軸總成的結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單。由于變速器的故障件數(shù)量減少，所以，進(jìn)一步降低了其發(fā)生故障的概率。

在主軸的后端安裝調(diào)整墊片，如圖2所示，可用于調(diào)整主軸的軸向位置。調(diào)整墊片共有9種規(guī)格，厚度為5.25～6.45 mm，級(jí)差0.15 mm。主軸調(diào)整墊片的測(cè)量和選取直接影響著整個(gè)變速器總成的性能。

2 人工測(cè)量法的應(yīng)用及其弊端

采用人工測(cè)量法時(shí)，需要先在主軸總成上裝一片預(yù)選的主

軸調(diào)整墊片，然后將主軸總成倒放在副箱總成中的太陽(yáng)輪花鍵中。同時(shí)，還需將副箱總成輸出法蘭朝下放置在穩(wěn)固的位置，再把中殼裝配到副箱上。至此，將測(cè)量板水平放置在中殼上，將測(cè)得的副箱紙墊到主軸四擋齒輪的距離記為A，測(cè)量板的厚度記為B（數(shù)據(jù)刻在其上表面），裝在主軸上的預(yù)選主軸調(diào)整墊片的厚度記為C，則所選用的主軸調(diào)整墊片的厚度為A-B+C-69.22.在工作過(guò)程中，最終選擇的主軸調(diào)整墊片厚度應(yīng)接近上述規(guī)格，即保證中殼體上平面與主軸四擋齒輪上表面高度差在（69.22±0.2）mm的范圍內(nèi)。

人工測(cè)量法相當(dāng)煩瑣，而且效率低、精度差，為此，相關(guān)工作人員專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)了間隙測(cè)量機(jī)，以便能夠快速完成設(shè)備的在線(xiàn)檢測(cè)工作。使用新研發(fā)出的機(jī)器不僅大大提高了變速器的裝配精度、裝配質(zhì)量和裝配效率，還有效延長(zhǎng)了變速器的使用壽命。

3 間隙測(cè)量機(jī)的工作原理和應(yīng)用

整個(gè)間隙測(cè)量機(jī)是由中殼測(cè)量機(jī)、主軸測(cè)量機(jī)、副箱測(cè)量機(jī)和總成選墊機(jī)4部分構(gòu)成。

3.1 中殼測(cè)量機(jī)

中殼測(cè)量機(jī)的主機(jī)是由主機(jī)機(jī)身、上測(cè)量系統(tǒng)、下頂起系統(tǒng)、紙墊復(fù)測(cè)儀、測(cè)量顯示系統(tǒng)、氣動(dòng)控制系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)等組成。它主要用于測(cè)量變速箱中殼的高度和紙墊的厚度，其尺寸如圖3所示。

在中殼測(cè)量機(jī)中，測(cè)量系統(tǒng)和紙墊復(fù)測(cè)儀內(nèi)分別裝有1個(gè)可上下動(dòng)作的上傳感器保持器，每個(gè)保持器內(nèi)的JZL4412-001型電感式位移傳感器用于在標(biāo)定狀態(tài)和測(cè)量狀態(tài)下輸出對(duì)應(yīng)傳感器壓縮量的電信號(hào)。在標(biāo)定狀態(tài)下，工控機(jī)讀取由測(cè)微儀放大后的標(biāo)定信號(hào)作為測(cè)量用的比較值；在測(cè)量狀態(tài)下，工控機(jī)同樣讀取由測(cè)微儀放大后的標(biāo)定信號(hào)，并將其與標(biāo)定過(guò)程中讀到的、經(jīng)過(guò)放大器放大后的電信號(hào)作比較，取其差值，即得到H1、H2的實(shí)測(cè)數(shù)值。這時(shí)，可將測(cè)量到的H1、H2數(shù)值發(fā)送到控制系統(tǒng)中備用，以計(jì)算主軸調(diào)整墊片的厚度。

3.2 主軸測(cè)量機(jī)

主軸測(cè)量機(jī)的主機(jī)是由主機(jī)機(jī)身、上測(cè)量系統(tǒng)、測(cè)量顯示系統(tǒng)、氣動(dòng)控制系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)等組成。它主要用于測(cè)量軸系中的相關(guān)長(zhǎng)度，其尺寸如圖4所示。

對(duì)于主軸測(cè)量機(jī)，其測(cè)量系統(tǒng)中安有1個(gè)可上下動(dòng)作的上傳感器保持器，而保持器內(nèi)的JZL4412-001型電感式位移傳感器用于在測(cè)量狀態(tài)下輸出對(duì)應(yīng)傳感器壓縮量的電信號(hào)。這臺(tái)設(shè)備采用暗標(biāo)定的形式來(lái)測(cè)量，即每測(cè)量1次，實(shí)際上就是標(biāo)定1次。在測(cè)量過(guò)程中，將標(biāo)定件的相關(guān)尺寸值（作為參數(shù)輸入到控制系統(tǒng)中）和傳感器的壓縮量用于相應(yīng)的線(xiàn)性運(yùn)算中，即可得到H4的實(shí)測(cè)數(shù)值。這時(shí)，可將測(cè)量到的H4數(shù)值發(fā)送到控制系統(tǒng)中備用，以計(jì)算主軸調(diào)整墊片的厚度。

3.3 副箱測(cè)量機(jī)

副箱測(cè)量機(jī)的主機(jī)是由主機(jī)機(jī)身、上測(cè)量系統(tǒng)、測(cè)量顯示系統(tǒng)、氣動(dòng)控制系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)等組成。它測(cè)量出的H3值可發(fā)送到控制系統(tǒng)中備用，以計(jì)算主軸調(diào)整墊片的厚度。副箱測(cè)量機(jī)的尺寸如圖5所示。

3.4 總成選墊機(jī)

總成選墊機(jī)是由主機(jī)機(jī)身、墊片復(fù)測(cè)儀、測(cè)量顯示系統(tǒng)、氣動(dòng)控制系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)等組成。在墊片復(fù)測(cè)系統(tǒng)內(nèi)裝有1支電感式位移傳感器，而測(cè)量系統(tǒng)中的上傳感器保持器內(nèi)的傳感器主要用于測(cè)量墊片的厚度。

總成選墊機(jī)主要接收中殼測(cè)量機(jī)發(fā)送的中殼高度H1、紙墊厚度H2，副箱測(cè)量機(jī)發(fā)送的副箱上端面到軸承外圈的距離H3，主軸測(cè)量機(jī)發(fā)送的主軸上端面到齒輪下端面的距離H4.這時(shí)，可根據(jù)圖6所示的尺寸鏈計(jì)算主軸調(diào)整墊片的厚度。

墊片厚度的計(jì)算公式為：

H=H1+H2-H3-H4-L. （1）

公式（1）中，L為固定數(shù)值，可從產(chǎn)品圖紙中得到。

應(yīng)用公式（1）計(jì)算出的墊片厚度即為應(yīng)墊墊片的理論厚度值H。根據(jù)實(shí)際墊片值進(jìn)行圓整，給出應(yīng)墊墊片的實(shí)際厚度數(shù)值。

在選墊時(shí)，應(yīng)先按下按鈕盒上的“選墊”按鈕讓系統(tǒng)進(jìn)入選墊流程。在此過(guò)程中，操作者首先要將總成條碼掃入電腦，然后分別掃描主軸條碼、副箱條碼和中殼條碼（不分先后）。待掃碼工作完成后，系統(tǒng)開(kāi)始自動(dòng)計(jì)算墊片值，然后相應(yīng)墊片的指示燈亮。這時(shí)，直接選取墊片并將它裝到主軸后端的相應(yīng)位置即可。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介：席海波（1971—），男，山西大同人，碩士，工程師，主要從事變速器開(kāi)發(fā)和裝配設(shè)計(jì)研究方面的工作。

〔編輯：白潔〕