重型变速箱副箱焊接式行星架开发.pdf

汽车技术
QICHEJISHU
董型变速箱副济
爆接式行星
口文/胡凯王婷王辉杨伟玲林杨(中国重汽集团变速箱部)
摘要】通过分析某重型变速箱副箱裝配式行星架总成结构特点,
设计开发焊接式行星架总成,通过工艺及强度试验验证,可提高
行星架总成制造精度及强度,简化制造工艺并降低制造成本
气1引言
行星架前
行星轮轴输出轴
定位销
与普通齿轮传动相比,行星轮系传
后支撑轴承
内六角螺栓
行星轮
动具有结构紧凑、传动比大、传动平稳前支掉轴承
等优点。重型变速箱为实现多档位、传
花键过渡套
递大扭矩等,大多串接行星轮系副箱。
但是,由于受制造误差、安装误差等因
素影响,造成行星齿轮间载荷分布不均,
直接影响行星齿轮传动优点发挥,导致
行星齿轮或太阳轮早期损坏等故障。本图1某变速箱副箱行星轮系总成
图2行星架总成
文通过分析某重型变速箱副箱装配式行
装配式行星架总成合件前,行星架
星架结构特点,完成焊接式行星架设计前与输出轴通过5个定位销定位.53设计及工艺开发
基于上述装配式行星架总成存在的
开发,降低制造和安装误差对行星轮系内六角螺栓连接,构成行星架总成(图
缺点,设计开发焊接式行星架总成。在
传动的影响,简化制造工艺,并通过工艺2),然后再将5个行星轮轴孔加工到
图3所示,行星架前与输出轴连接位置
及试验进行验证,同时降低了制造成本。
最终尺寸要求。由于结构限制,副箱行采用电子束焊,焊后精加工5个行星轮
2现状
星轮系总成装配时,需将行星架总成拆
轴孔、行星架前支撑轴承处轴径和输出
某重型变速箱副箱行星架总成由通解后,装配花键过渡套、太阳轮、行星
子東(五处)
过内六角螺栓连接的行星架前和输出轴轮、行星轮轴等零件,然后再用5个内
构成的装配式行星架总成、前支撑轴承、六角螺栓重新连接行星架前与输出轴。
后支撑轴承以及行星轮、行星轮轴、太
由于装配式行星架总成加工完成
阳轮、花键过渡套等构成。前支撑轴承后,在变速箱副箱装配时还需要重复拆
置于变速箱中壳隔板上,后支撑轴承置解,将导致五个行星轮轴孔位置度、行
于变速箱后売上,构成双支撑结构,使星架前支撑轴承处轴径和输出轴后支撑
副箱行星轮系运行时处于稳定状态,如轴承处轴径同轴度精度降低,同时,制
图1所示。
造工艺也较复杂,制造成本较高。
图3焊接式行星架总成
轴后支撑轴承处轴径行星轮系装配时,星轮轴孔位置度均在要求范围内。
位置无任何变化,焊接式强度明显高于
先将行星轮安装滚子后通过行星架前和表2行星架前支撑轴承处轴径和输出螺栓连接。
输出轴之间的开裆处装入,再分别穿入
轴后支撑轴承处轴径同轴度
结构,行星架焊接后,通过前端内孔放序号装配式行星架总成爆式行
5个行星轮轴;更改行星架前前端内孔
星架总成
拆解前重新装配后变化值同轴度
入太阳轮、花键过渡套,在行星架前端样件100610.0+10.010.01
装配式试验件
焊接式试验件
安装挡片和卡簧实现太阳轮轴向定位。样件20.090.410.0490.04
图4静扭试验件
4制造精度及强度验证
样件310.03910.03810.0010.026
表3静扭试验结果
4.1制造精度验证
4.2强度验证
装配式试验件焊接式试验件
行星轮轴孔位置度要求0.08,
为验证焊接性能,对比螺栓连接
序号
最大掘矩屈服扭矩最大扭矩「屈服扭矩
由表1,装配式行星架总成拆解并重新与焊接方式强度情况,设计加工焊接
样件165109
装配后,行星轮轴孔位置度超差明显,和装配式试验件各3件,试验件见图
样件2169486.758603.231750.4817056945
焊接式行星架总成行星轮轴孔位置度均4。试验件采用输出轴两两焊接和螺栓
样件3167643.5941588.64175243.7897199.32
在要求范围内。
连接,装配式输出轴安装传扭套,通
表1行星轮轴孔位置度对比
过M12螺栓、螺母连接,拧紧力矩为
经济效益
序号』接式行星总威140Nm,试验件两端安装输出法兰,
焊接式行星架与装配式行星架相
在扭转试验台进行对比试验,试验结果比,单件制造成本降低约5%,同时简
样件10.0860.130.060.0580.0590.029
样件20.230.1510.02410.060.0420.039见表3。
化了加工与装配工艺,提高了行星架制
样件30.2930.1410.05910.0760.0390.072
装配式试验件在加载到屈服扭矩造精度,对于保证变速箱工作可靠性和
样件40.2490.1510.04210.06410.06210.063
件s0aae_o.so.1s」(5800m左右)时,螺栓连接位使用寿命具有重要意义。
行星架前支撑轴承处轴径和输置开始出现错位,加载到最大扭矩6总结
出轴后支撑轴承处轴径同轴度要求(69000m左右)时错位明显,其中通过分析装配式行星架总成存在的
<<
0.03,由表2,装配式行星架总成样件3螺栓断裂;焊接式试验件加载至缺点,设计开发焊接式行星架总成。
拆解并重新装配后,行星轮轴孔位置70000m时,试验件出现屈服,但焊
通过样件精度及试验件静扭强度对
度超差明显,在装配前后变化值为接位置无变形,输出轴花键根部出现屈比,焊接式行星架总成精度及强度均高
0.001-0.049,焊接式行星架总成行服变形,最大加载至75500Nm,焊接于装配式行星架总成。
(上接第9页)
(4)间特征值相互影响。利用上述整周期分
由第1部分分析知,气门间隙过大
段特征提取算法对发动机在正常、失火
(过小)就会造成气门落座冲击相位提
故障及配气相位故障工况时低、中、高
前(延后)。因此,对于进气门关闭段(S
∑の/emg)=L
及变速情况下的特征值进行提取,每个
和m)除了提取峰值参数F、能量参数-ダwo--mm-2(7)工作循环均在三个段内共提取14个特
E、转速参数R2及转速斜率参数R2四个
FX=+j=23
(8)征值。由于在实验过程中发现:如果减
特征值外,将S,峰值相对于第1缸外
速过程过快,在正常工况下都会出现失
卡油压信号峰值P的相位FX也提取式中j」一分別代表一个工作循环内的
火现象。因此我们将转速斜率参数小
出作为特征值,主要用于进气相位的
分段提取参数的燃爆段、进气门关
于-0.2( r X rad/min)的工作周期提取
检测。
闭段和排气门关闭段,j1,2,3
的特征值去除。
同理,对于排气门关闭段(S和
length(S)--取信号S的采样点数
8 length(S)-取信号S的角域长度:4结论
n3)也提取峰值参数F、能量参数E、
O、一采样阶比
本文通过对缸盖振动信号的产生机
转速参数R3、转速斜率参数R3及S:峰
值相对于第1缸外卡油压信号峰值P
8峰值F在信号S中的相位理对匀速及变速工况缸盖振动信号进行