花鍵配合齒輪與軸的壓裝力控制

趙慶俊++賀林

摘 要：文章主要介紹在變速器裝配中，花鍵配合的齒輪與軸壓裝過(guò)程中的壓裝力控制及檢測(cè)方法。

關(guān)鍵詞：變速器裝配；齒軸壓裝；壓裝力；壓力控制

1 概述

變速器作為汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)中的重要組成部件，裝配質(zhì)量直接影響整車(chē)的行駛性能及安全性能。其中變速器中齒輪與軸的裝配為變速器裝配過(guò)程中的重點(diǎn)控制工序，花鍵配合的齒輪與軸壓裝時(shí)壓裝力作為齒軸裝配中的中重要參數(shù)需要嚴(yán)格進(jìn)行控制，如壓裝力控制不合理會(huì)直接影響變速裝配質(zhì)量。

如果兩零件的過(guò)盈量超過(guò)產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求，壓裝時(shí)壓裝力會(huì)超過(guò)控制范圍會(huì)造成零件漲裂，如未及時(shí)發(fā)現(xiàn)會(huì)是汽車(chē)在行駛過(guò)程中出現(xiàn)齒輪斷裂造成汽車(chē)無(wú)法行駛。如兩零件的過(guò)盈量小于產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求，壓裝時(shí)壓裝力會(huì)小于控制范圍，在汽車(chē)行駛過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)齒輪軸向竄動(dòng)出現(xiàn)異響、打齒等故障。

本文將簡(jiǎn)單介紹花鍵配合的齒軸壓裝過(guò)程中的壓裝力控制方法及檢測(cè)方法。文中所描述的壓裝力控制及檢測(cè)方法適用于花鍵配合的同步器與軸的壓裝（圖1）、花鍵配合的齒輪與軸（圖2）的壓裝以及其它需要控制壓裝力的花鍵配合零件，同時(shí)也可作為其它非花鍵配合的壓力控制參考方式。

2 常用齒輪與軸壓裝設(shè)備介紹

常用的壓裝設(shè)備主要分為液壓機(jī)、氣壓機(jī)、電動(dòng)壓機(jī)。其中氣壓機(jī)因運(yùn)轉(zhuǎn)不穩(wěn)定常用于沒(méi)有壓力控制的壓裝，液壓機(jī)及電動(dòng)壓機(jī)常用于壓力控制的壓裝。

液壓機(jī)（圖3）因價(jià)格低、壓力穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)較為常用，其靠油缸外接壓力、位移傳感器用于數(shù)據(jù)采集；而電動(dòng)壓機(jī)隨然價(jià)格較高，但壓力控制及檢測(cè)精度較高、設(shè)備設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定性高近年來(lái)的應(yīng)用也越來(lái)越多，電動(dòng)壓機(jī)是直接通過(guò)電缸（圖4）內(nèi)部的傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。

3 壓力控制及檢測(cè)方法

3.1 壓裝力、位移采集方式

壓力、位移控制法是壓力采集及控制中最常用的控制方法，其原理為通過(guò)壓力傳感器和位移傳感器進(jìn)行壓力位移采集，通過(guò)PLC計(jì)算繪制成壓力位移曲線(xiàn)，并通過(guò)曲線(xiàn)中數(shù)據(jù)判定壓裝力是否合格。

3.2 壓裝力控制方法

3.2.1 設(shè)備通過(guò)壓力位移傳感器將數(shù)據(jù)采集后生成的正常壓裝的壓裝力及位移曲線(xiàn)如圖5。曲線(xiàn)中各段位移與實(shí)際工件壓裝位移關(guān)系如圖6。

S1為設(shè)備壓頭與工件剛接觸位移，理論上此時(shí)應(yīng)無(wú)壓力。

S2為取樣開(kāi)始位移，一般設(shè)定在齒輪花鍵壓入到軸花鍵2-3mm時(shí)，此時(shí)壓力開(kāi)始出現(xiàn)上升趨勢(shì)。

S3為取樣結(jié)束位移，此時(shí)花鍵基本全部壓入，但齒輪尚未與軸肩接觸，此時(shí)壓裝力不一定為壓裝過(guò)程中的壓力最大值。

S4為工件壓裝到位位移，此時(shí)齒輪與軸肩已完全接觸，此時(shí)壓力為設(shè)備系統(tǒng)壓力。

3.2.2 壓力判斷

壓裝過(guò)程中設(shè)備在S2至S3區(qū)間內(nèi)對(duì)壓裝力進(jìn)行實(shí)時(shí)判斷，此區(qū)間內(nèi)實(shí)際壓力如大于壓力控制上限Fmax設(shè)備將輸出壓力過(guò)大報(bào)警。

在S3點(diǎn)進(jìn)行壓力判斷，如實(shí)際壓力小于壓裝力控制下限Fmin，則輸出壓裝力過(guò)小大報(bào)警。

合格壓力，如設(shè)備未輸出壓力過(guò)大或過(guò)小報(bào)警，為S2至S3區(qū)間段內(nèi)的最大壓力為合格壓力。

4 結(jié)束語(yǔ)

設(shè)備如具備壓力位移曲線(xiàn)顯示功能，工程師通過(guò)設(shè)備參數(shù)設(shè)定檢測(cè)參數(shù)，可以很方便的使設(shè)備實(shí)現(xiàn)壓力控制功能。同時(shí)工程師可以通過(guò)設(shè)備記錄的曲線(xiàn)，可以對(duì)不同批次產(chǎn)品一致性進(jìn)行分析，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品信息的追溯。