一種減速機(jī)中間軸熱裝對齒工藝的研究及應(yīng)用

楊平，于明

（陜西法士特齒輪有限責(zé)任公司，陜西 西安 710077）

前言

為了節(jié)能減排，近年來電動(dòng)汽車得到了大力發(fā)展， 減速機(jī)領(lǐng)域?yàn)榱伺浜想妱?dòng)汽車電機(jī)轉(zhuǎn)速的控制，研制出了某款電動(dòng)汽車輪邊減速機(jī)。此類減速機(jī)和傳統(tǒng)變速器最大的不同就在于其具有較高的轉(zhuǎn)速。此類減速機(jī)具有雙中間軸、斜齒結(jié)構(gòu)，由于結(jié)構(gòu)要求其整個(gè)軸系有精準(zhǔn)的對齒角度及嚙合角度，從而要求一級減速機(jī)構(gòu)的兩個(gè)中間軸總成軸齒和片齒之間有裝配角度對齒要求，本文既是對這種結(jié)構(gòu)裝配工藝方法的研究和應(yīng)用。

1 問題描述

該減速機(jī)一級減速機(jī)構(gòu)為兩級減速、雙中間軸、斜齒結(jié)構(gòu)，此結(jié)構(gòu)要求整個(gè)軸系有嚴(yán)格的對齒角度，故兩個(gè)中間軸總成軸齒和片齒有53.724°和36.276°裝配對齒要求，裝配高精度對齒為本文的難點(diǎn)。

2 工藝解決方案

為了解決這一問題，通過對傳動(dòng)原理及軸系幾何結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，制定了熱裝配合專用定位裝置配合的工藝方案進(jìn)行裝配作業(yè)，對左右中間軸的片齒輪進(jìn)行加熱，通過對軸和片齒輪結(jié)構(gòu)尺寸進(jìn)行分析，計(jì)算出過盈量，并按照公司經(jīng)驗(yàn)庫，給出熱裝溫度，最后設(shè)計(jì)了一款新型專門面向新產(chǎn)品開發(fā)的中間軸熱裝對齒裝置，完成減速機(jī)的對齒裝配作業(yè)。

本文設(shè)計(jì)了一款新型、面向新產(chǎn)品開發(fā)的中間軸熱裝對齒裝置，本裝置通過在底板上成固定角度的兩個(gè)定位塊對中間軸軸齒輪和片齒輪的角度進(jìn)行控制，采用彈性球頭進(jìn)行對齒，利用定位塊的位置及球頭的高度差對零件進(jìn)行徑向、周向及軸向三個(gè)方向的定位，對齒精度由工裝本身的制造精度保證；通過設(shè)計(jì)兩種不同對齒角度的工裝分別實(shí)現(xiàn)裝配對齒。利用簡單的兩套對齒裝置解決了復(fù)雜的對齒裝配問題并保證較高的精度要求，縮短了新產(chǎn)品開發(fā)裝配裝置開發(fā)周期，降低了開發(fā)費(fèi)用，成功完了新品開發(fā)的對齒要求。

圖1

本文根據(jù)軸齒及片齒的齒部參數(shù)計(jì)算出軸齒對齒規(guī)及片齒對齒規(guī)的對齒球頭直徑。根據(jù)軸承和片齒的分度圓直徑、軸向尺寸和產(chǎn)品角度要求確定兩個(gè)定位座的精確位置和球頭相對于底面的高度。通過夾具本身的精度來保證中間軸軸齒和片齒的對齒角度要求，兩個(gè)中間軸的對齒角度分別為53.724°和36.276°，本文設(shè)計(jì)了兩套專用夾具來實(shí)現(xiàn)。

主要解決了以下問題：

（1）中間軸熱裝有角度對齒，對齒精度要求高

技術(shù)手段：根據(jù)對齒輪的分析，采用彈性球頭進(jìn)行對齒；利用定位塊的位置及球頭的高度差對零件進(jìn)行徑向、周向及軸向三個(gè)方向的精確定位，對齒精度由工裝本身的制造精度進(jìn)行保證；通過設(shè)計(jì)兩種不同對齒角度的工裝分別實(shí)現(xiàn)裝配對齒，達(dá)到高精度角度對齒的要求，專用工裝設(shè)計(jì)及裝配完成后打碼避免了錯(cuò)漏裝風(fēng)險(xiǎn)，并達(dá)到防錯(cuò)的效果。

（2）開發(fā)周期短，降低新品開發(fā)成本

本工裝結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)比較簡單，制造周期較短，縮短了由于工裝夾具制造造成的產(chǎn)品開發(fā)周期，在能達(dá)到對齒精度要求的情況下，降低制作成本，為以后類似角度對齒裝配提供了設(shè)計(jì)思路。

本項(xiàng)目設(shè)計(jì)的要點(diǎn)：

（1）根據(jù)軸齒和片齒的齒部參數(shù)計(jì)算出能夠夾在分度圓，并且兩邊都靠緊的頂尖球頭尺寸。

（2）利用定位塊的位置及球頭的高度差對零件進(jìn)行徑向、周向及軸向三個(gè)方向的精確定位。

（3）手柄采用彈性浮動(dòng)結(jié)構(gòu)，保證球頭柔性對齒。

（4）利用簡單的兩套對齒裝置解決了復(fù)雜的對齒裝配問題并保證較高的精度要求，縮短了新產(chǎn)品開發(fā)裝配裝置開發(fā)周期，降低了開發(fā)費(fèi)用，成功完了新品開發(fā)的對齒要求。

3 總結(jié)

本文通過對總裝結(jié)構(gòu)圖及分裝圖紙結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，可知該減速機(jī)的結(jié)構(gòu)特征，此結(jié)構(gòu)要求整個(gè)軸系有嚴(yán)格的對齒角度，故兩個(gè)中間軸總成軸齒和片齒有53.724°和36.276°裝配對齒要求，為了滿足設(shè)計(jì)要求，本文通過熱裝工藝并設(shè)計(jì)了一種專用的對齒工裝順利完了左右中間軸的角度裝配作業(yè)，縮短了新產(chǎn)品開發(fā)裝配裝置開發(fā)周期，降低了開發(fā)費(fèi)用，成功完了新品開發(fā)齒要求。現(xiàn)場應(yīng)用效率良好，給產(chǎn)品批量自動(dòng)化提供了技術(shù)支持，并對后期類似角度對齒裝配作業(yè)提供技術(shù)儲(chǔ)備。