同步器滑動齒套綜合檢具設(shè)計及應(yīng)用

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)計中的同時測量原理將原有檢具結(jié)構(gòu)改進，計算出修正后的關(guān)鍵尺寸。綜合工件加工的工藝性改進檢具的設(shè)計并在企業(yè)的批量生產(chǎn)中應(yīng)用驗證。

關(guān)鍵詞：同時測量；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)鍵尺寸為兩個外花鍵和一個內(nèi)花鍵，這兩項結(jié)構(gòu)使它與相關(guān)部件結(jié)合，最終實現(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)品進行檢驗。

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，通過撥叉運動，凹端面外花鍵齒圈與驅(qū)動齒輪相結(jié)合，運動至另一側(cè)時，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

實際生產(chǎn)中，對于該零件的花鍵綜合檢驗是比較困難的，檢測項目通常包括以下幾項：（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。

按照以上方案進行檢測時有以下弊端：（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)并非實際產(chǎn)品參數(shù)）

3.2 同時檢驗

為了簡化設(shè)計方案，檢具應(yīng)考慮使用同時檢驗。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)同時檢驗時，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，則表示被測的實際齒廓未超越規(guī)定邊界。

3.3 檢具設(shè)計

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

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

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，提高了整個檢具的制造工藝性和精度。

4 結(jié)束語

該檢具的設(shè)計，基于六項互換性原則，參考位置度量規(guī)和花鍵綜合檢具的設(shè)計，從設(shè)計理念上兼顧了產(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)品進行檢測。該檢具的制造，通過反復(fù)幾次的改進，在保證精度的同時，解決了原先加工工藝性不強的缺陷。該檢具已在車間批量檢驗使用，效果良好。不僅在實際生產(chǎn)中驗證了檢具的設(shè)計方案，同時極大地減小了檢驗的工作強度，在同類型產(chǎn)品的檢驗中也逐步進行推廣。另已將該檢具方案申請實用新型國家專利，專利公開號：CN202709936U。

參考文獻

[1]黃丹中.轎車變速器同步器設(shè)計和研究[D].上海：同濟大學(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：中國計量出版社，1991.

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