双中间轴（通用4篇）
双中间轴 篇1
1 引言
由于材质不均匀、毛坯缺陷、加工中产生的误差等多种因素, 使得中间轴双槽皮带轮 (Y3-391002) 在高速旋转时, 其上每个微小质点产生的离心惯性力不能相互抵消, 离心惯性力通过传动轴作用到轴承及相邻部件上, 引起振动, 产生噪音, 加速轴承磨损, 缩短了相关零部件的机械寿命, 严重时能造成破坏性事故。为此, 必须对中间轴双槽皮带轮进行平衡试验, 使其达到允许的平衡精度等级, 或使产生的机械振动幅度降至允许的范围内。
2 平衡试验的夹具设计
做平衡试验时必须将中间轴双槽皮带轮与平衡试验机可靠连接并有效夹紧, 平衡试验夹具结构好坏直接影响到平衡试验结果的准确度。图1为中间轴双槽皮带轮平衡试验夹具结构简图。
1.内六角圆柱头螺钉M10×30 2.定位座3.定位压套4.弹性圆柱销3×8 5.内六角圆柱头螺钉M12×30 6.弹性圆柱销3×16 7.沉头螺钉M4×8 8.压盖9.过渡盘10.平衡机主轴
3 平衡试验夹具结构分析
(1) 锥形定位压套具有自定心功能, 保证工件中心、夹具中心在同一轴线上;
(2) 阶梯形定位座与平衡机主轴之间采取过渡盘连接, 实现了不同工件夹具共用过渡盘, 方便拆装;
(3) 带定位孔的过渡盘与带凸台的定位座保证了同轴度要求;
(4) 阶梯形定位座使工件实验状态与工作状态最大限度地保持统一, 保证完成平衡试验的工件达到可靠的工件状态。
4 工件平衡试验过程不平衡质量的校正方法
(1) 配重:即在不平衡的相反方向配上校正重块, 常用的方式有焊接、锡焊、铆接、拧螺钉、配加重块等。
注意事项:用配重的方法校正时, 必须固定牢靠, 以防止在工作过程中配重块松动或飞出。
(2) 去重:即在不平衡的方向去掉一定的重量, 常用的方式有镗削、钻孔、凿削、铣削、磨削等。
注意事项:用去重的方法校正时, 注意不得影响工件的刚度、强度和外观。
(3) 改变平衡块的数量和位置。
注意事项:对于组合式回转体, 经总体平衡后, 不得再任意移动或调换零件。
5 结语
平衡试验是高速旋转工件装配前不可缺少的一个检测环节, 做好平衡试验, 可减少整车振动、噪音等质量缺陷。
参考文献
[1]叶能安.动平衡机原理与动平衡机[M].武汉:华中工学院出版社, 1985.
[2]吴宗泽.机械设计实用手册[M].北京:化学工业出版社, 1999.
[3]成大先.机械设计手册[M].北京:化学工业出版社, 2004.
[4]叶能安.动平衡机原理与动平衡机[M].武汉:华中工学院出版社, 1985.
变速器双中间轴合件的加工与检测 篇2
某汽车变速器双中间轴齿轮合件, 是由中间轴和传动齿轮通过压装、焊接组合而成。两个齿轮相互之间各有一个齿有对称度要求, 如图1所示。即轴齿上一个齿打上了“N”字符, 传动齿轮上一个齿打了“O”字符。N与O字符相对应齿的对称度, 图样要求为0.05mm, 此为加工的难点, 需要重点加以解决。
中间轴的参数:模数5mm, 压力角20°, 齿数15, 公法线平均长度40.95-0-0.03mm, 跨齿数为3。传动齿轮的参数:模数4.5mm, 压力角20°, 齿数36, 公法线平均长度61.8-0-0.03mm, 跨齿数为5。
工艺方案分析
因为是组合件, 中间轴和传动齿轮是分别加工好后再压装成一体的。在压装之前, 需要设计相对应的夹具及检具, 以保证其压装后对称度达到图样要求, 然后焊接。因焊接是对压装后的产品进行稳定性的紧固, 因此在压装这道工序时就要考虑达到对称度要求。
中间轴是轴齿, 压装的外圆直径是50.85-0-0.012mm, 而与之对应的传动齿轮内孔直径为50.8+0+0.012 m m, 过盈量0.026～0.05mm, 所需设备为油压机。在压装之前, 轴齿与传动齿分别在任一齿上打上相应的N与O标记。压装设计就是要使两个齿轮压合后保证N与O相对应齿的对称度。
设计工装夹具
要使中间轴和传动齿轮压二合一, 有两种方案:方案一, 以中间轴定位将传动齿轮压入;方案二, 以传动齿轮定位将中间轴压入。经分析, 方案二优于方案一。因为方案二用传动齿轮定位相当于有个定位盘, 增加了稳定性。而中间轴是轴齿, 相当于压装时的压杆, 且在压装时对齿的部位O在N的下面, O与N同时可以看到 (见图2) , 便于操作者观察。而采用方案一, 则需另外设计定位座与压杆, 效果不如方案二, 而且在压装时, 因为O在N的上方, 不便于操作者对齿。
综上所述, 设计如图3所示的压装夹具。该夹具由上齿套和下齿圈通过连接盘组合而成, 俯视图如图2所示。图中技术难点为如何保证两齿轮的N与O的位置对称, 即中间轴的N对准传动齿轮上的O。为便于观察, 需要在齿圈处开个腰形槽状的观察孔。
1.齿圈2.连接盘3.齿套4.螺栓
1.确定加工方式
齿套和齿圈的内齿加工采用线切割。先加工成满齿, 分别与标准的中间轴合件对应的齿轮进行配研后, 确认参数无误, 齿侧无隙后, 再去掉大部分齿, 只留下三等分的六个齿。这样, 在压装过程中不干涉, 且减少压装时的阻力。
2.压装夹具装配过程
(1) 先将上齿套与标准件的轴齿试套对研, 再将下齿圈与标准件的盘齿试套对研, 两者均能顺利套进而又手感无隙即可。然后用M16标准螺栓通过连接盘将两者联接锁紧后退出, 该夹具即初装完毕, 再送至三坐标检查对应齿槽的对称度, 控制在0.01mm之内。
(2) 新制夹具检查合格后, 先将传动齿从下齿圈塞入, 再将中间轴从上齿套插入, 此时盘齿上的O对准轴齿上的N。在油压机上压入到位后顺手向上提取夹具, 这时新的组件即试装完毕。
(3) 如果在三坐标上检查试装组件的对齿精度, 即O与N齿中连线与其旋转轴线的对称度不大于0.05mm。如不合格则应重新调校夹具或检查产品有无异常, 直至合格为止。一旦合格, 则在两螺栓联接部位的分布圆上重新钻铰孔打上3～4个φ6×40mm定位销固定即可。
3.批量生产
压装夹具装配好后, 接下来就是批量生产。压装前的准备及压装时应注意的事项如下:
(1) 压装前的中间轴外圆磨到φ50.85-0-0.012mm, 且磨6mm×1°的导向, 便于中间轴压入传动齿轮。而传动齿轮的内孔磨到φ50.8+0+0.012 mm。
(2) 先将传动齿放入压装夹具的齿圈内, 使有O字符的齿对准腰形槽内的齿槽。再将中间轴从组合夹具的上齿端插入, 使有N字符的齿对准图2的齿槽内, 手拿轴齿摇动到位后 (使O和N在同一垂直剖面上) , 起动油压机将中间轴压入到位。
(3) 压完后, 可用手将夹具取出。如不能顺利地将组合件取出, 可轻轻敲打轴端即可, 切忌乱敲乱打, 破坏夹具精度。
(4) 在压装前要检查各齿面及定位端面, 不能有任何磕碰及其他缺陷。每批生产前送首检, 有记号的齿面对称度控制在0.05mm之内。
设计检具
中间轴合件对称度可上三坐标进行检测, 但送检需送检测中心。为此, 设计了一套检具, 如图4所示。
1.左半检具2.百分表3.右半检具4.标准件
检具的设计思路如下:
(1) 首先要有一个计量对称度在0.01mm之内 (还可以尽可能小) 的中间轴合件作为标准件。
(2) 中间轴合件打标记的两个部分的齿分别是轴齿上的N和其压合上的传动齿轮上的O, 左边是传动齿轮, 右边是中间轴。所用检具也是由左右两个检具组合使用。左半检具以传动齿 (Z36) 的跨五齿公法线长度 (61.8-0-0.03mm) 为依据, 而右半检具以中间轴 (Z15) 跨三齿公法线长度 (40.95-0-0.03mm) 为依据。分别以其所要对准的齿中线为设计和制造基准, 做成各自独立的两个带直柄的公法线长度卡板, 直柄上能装百分表, 将其分别放在标准件相应的位置上, 吻合好后调校百分表, 压缩一定的表值后对零。
(3) 上述方法以标准件对好零后, 就可以用来检测所压产品的对称度了。即用检具放至待检产品的相应位置时, 如果该产品有偏差, 百分表会释放相应的表值, 该值即为被检产品与标准件的偏差, 偏差在规定的范围 (0.05mm) 之内, 说明被检产品合格, 否则不合格。
双中间轴 篇3
中间相炭微球 (MCMB) 自被发现以来, 就以其独特的形态和结构引起众多关注[1,2,3,4], 其应用开发广泛分布在锂离子电池[5]、色谱柱填料[6]、超高比表面积活性炭[7]和高密高强材料[8]等方面。在形成机理方面, 至今学界也没有形成统一的观点, 研究方法涉及到原料研究 (均相成核和非均相成核[9,10]) 以及添加剂研究 (如硫、石墨、炭黑等[11,12]) 。酚醛树脂作为一种廉价易得的添加剂, 具有大量活性反应位点, 虽然曾报道过其与沥青的混合共炭化的研究[13,14], 但数量较少, 共炭化生成MCMB并将其应用到双电层电容器的研究更是为数不多。
本实验以含少量QI的煤沥青和热固性酚醛树脂为原料, 热缩聚生成MCMB, 并采用KOH化学活化法得到比表面积超过2500m2/g的活性炭微球;讨论了酚醛树脂对成球及其活化的影响以及对电容性能的提升作用。
1 实验
1.1 原料
天津中温煤沥青 (CTP) , 沥青的软化点和组成分析见表1 (质量分数/%) 。
热固性酚醛树脂 (RS) , 棕红色透明粘性液体, 加热即可固化, 具体参数见表2。
1.2 活化MCMB的制备
1.2.1 制备MCMB
将原料沥青破碎, 加入到反应釜中, 按照一定的升温速率加热, 使其达到软化点熔化, 此时将酚醛树脂按沥青质量的20%加入到反应釜中, 充分搅拌混合, 恒温1h后搅拌升温, 待温度达到440℃时, 恒温处理3h, 得到中间相沥青。
用洗油将中间相沥青加热溶解, 过滤除去母液后, 在索氏抽提器中用甲苯抽提18h, 再把固体不溶物用丙酮洗涤2～3次, 然后离心分离, 干燥后产物记为MCMB/RS。
为了对比, 本研究也做了平行实验, 即不加入酚醛树脂, 只用中温沥青缩聚生成MCMB。
1.2.2 KOH活化
按碱炭质量比为3∶1进行KOH化学活化, 目标温度为800℃, 停留2h。待降至常温后取出活化产物, 洗涤干燥后得到活化样品, 分别记为MCMB activated和MCMB/RS activated。
1.2.3 活性炭电极的制备与电容器的组装
对称型双电层电容器所用电解液为质量分数为30%的KOH溶液, 电极制备与电容器组装的详细步骤见文献[15]。
1.3 样品的表征
采用Eclipse E600 POL型偏光显微镜分析中间相炭微球的织构特征, 采用Hitachi X-650型扫描电子显微镜观察活化样品的表面形貌。用岛津TA-50型热分析仪对MCMB的热失重情况进行分析, 在氮气气氛下进行, 样品质量约为10mg, 氮气流量为40mL/min, 升温速率为10℃/min, 最高温度为800℃。活化样品的比表面积和孔结构参数采用美国麦克仪器公司TriStar 3000全自动比表面及孔隙度分析仪测定, 采用BET法计算比表面积, 通过相对压力p/p0=0.97时的氮气吸附量计算总孔容, BJH法得到孔径分布、中孔比表面积和中孔孔容。采用恒流充放电测试来计算炭电极材料的比电容值, 测试仪器为武汉蓝电CT2001A型恒电流充放电仪。电极材料的质量比电容值按式 (1) 进行计算:
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式中:I为放电电流, A;Δt为放电时电压变化ΔV时的放电时间, s;m为单个电极中活性炭的用量, g。采用上海辰华公司生产的CHI604A型电化学综合分析仪, 对不同活性物质进行循环伏安测试, 电位扫描范围为0～1V, 扫描速率为2mV/s和100mV/s。
2 结果与讨论
2.1 酚醛树脂对MCMB生成的影响
偏光显微镜常用来观察中间相的生成及其织构情况, 图1为两种情况生成的中间相炭微球偏光照片。从图1可以看出, 球形尺寸分布均匀, 多数在10～20μm之间, 球体消光纹符合非均相成核的情况。MCMB/RS在球体尺寸上与MCMB相比略有增加, 可见酚醛树脂参与到成核过程中, 故预测其在微观结构上应该体现出更大的影响。
为了考察中间相炭微球样品在不同温度下的热分解情况, 对MCMB、MCMB/RS和RS样品进行了热失重测试。从图2可以看出, 在全部失重区间内, MCMB/RS表现出与MCMB相对一致的失重行为, 可见添加20%的树脂并未改变沥青为基体材料的总体性质。主要差异表现在2个方面: (1) MCMB/RS比RS的失重提前发生; (2) MCMB/RS比MCMB的起始失重速率快。由文献[16]可知, 在350℃之前, 树脂主要发生醚桥断裂和脱端羟甲基反应, 这正是以上差异所发生的温度区间, 可以推测在树脂形成自由基的同时, 与沥青中的端基活泼氢发生了化学键合, 而非简单的物理混合, 新形成的氢键引起分子链形态的变化, 破坏原有稳定的固化体系, 使得MCMB/RS失重行为更易发生且发生的程度更加剧烈。
2.2 酚醛树脂对活化MCMB形貌及其结构的影响
图3是活化后的中间相炭微球样品的表面形貌。由于MCMB结构的有序性和稳定性, 可以看出经过化学活化以后, 无论样品是否添加了树脂, 球体形状破坏都不严重, 只是出现了一些或浅或深的裂纹, 整体球形保持规整。为了探索活化样品的孔结构特征, 利用氮气吸、脱附法对样品进行了比表面积测定和孔结构分析, 所得数据列于表3。
Note: (a) Specific surface area from multiple BET method; (b) Mesopore surface area from BJH desorption cumulative surface area; (c) Total pore volume at p/p0=0.97
从表3可以看出, MCMB activated有较大的比表面积、达到2500m2/g以上, MCMB/RS activated在比表面积、孔容和中孔率方面都比MCMB有较大程度的提高, 表现出较为优良的活性炭特征。这是由于增加的氢键交联作用抑制了聚合物链的运动, 增加脆性, 在活化过程中容易造成更多的结构缺陷, 这对于该类活性炭在双电层电容器的应用将产生积极的影响。
2.3 电化学性能表征
2.3.1 恒电流充放电性能
图4是在50mA/g和1000mA/g电流密度下的充放电曲线。从图4中可以看出, 在恒电流充、放电时, 电压随着时间呈线性变化, 呈现出对称三角形, 即使是电流密度增加到1000mA/g 时, 仍表现出较好的对称性, 表明电荷转移反应具有好的可逆性。另外, MCMB/RS activated的充放电时间总要比MCMB activated长, 表明其电容有所增加, 经测试显示, 在50mA/g时, MCMB activated和MCMB/RS activated的质量比电容分别为319.1F/g和324.8F/g, 在1000mA/g时, 分别为198.2F/g和257.8F/g。在较低的电流密度下, 二者质量比电容值相差不大, 随着电流密度的增大, 二者的差距越来越明显, MCMB/RS activated表现出较高的电容保持率, 说明添加树脂后形成的活性炭电容性能更高。
2.3.2 循环伏安性能
图5为不同扫描速率下的循环伏安曲线。由图5可知, 循环伏安曲线在较低的扫描速率下均接近理想的矩形, 表明其具有良好的可逆性;在扫描电压氛围内, 未见明显的氧化还原峰, 因此, 表面官能团引起的法拉第准电容可以忽略, 电极电容几乎都是双电层电容的贡献。当扫描速率增加到100mV/s时, MCMB/RS activated仍能保持理想的矩形, 但是MCMB activated却早已失去双电层特征, 远远偏离了理想矩形的情况。结合比表面积数据分析可得, MCMB/RS activated的总孔容和中孔孔容均比MCMB activated高, 添加树脂后增大了活性炭的孔径, 使电解液更容易进入电极材料的孔隙从而更好地润湿电极表面, 减小电解质离子在活性炭中孔内的扩散阻力, 增强导电性[15]。
3 结论
双中间轴 篇4
关键词：轧制,楔横轧,双中间轴,模具设计
1中间轴楔横轧成形工艺分析
1701212-Q7 中间齿轮轴(图1),因包含多个不同规格的齿轮,使其结构复杂,加工困难。目前其生产大多通过精密锻造或机床加工,工艺复杂,加工成本高,成品率低,耗材多。采用楔横轧工艺对称轧制双中间轴,则解决了以上难题。
中间轴是一种汽车变速器传动配件,由轴及其固定在轴上的齿轮构成,轴的长度、直径以及轴上的齿轮数量和直径根据不同的变速器而设定。由于中间轴大多具有台阶多、形状复杂的特点,所以成形难度较大,特别是1701212-Q7 中间轴,轴上有4 个齿轮,从左至右由大到小依次排列,左边第一个大齿轮直径ø170mm,厚度26mm;第二个大齿轮直径ø170mm,厚度25mm;第三个中齿轮直径ø150mm,厚度23mm;右端小齿轮直径ø95mm,厚度20mm;第一大齿轮外侧细轴径ø40mm;第一、二大齿轮之间细轴径ø45mm;第二大齿轮至中齿轮间轴径ø55mm,中齿轮至小齿轮间细轴径ø50mm。
显然,由于齿轮大小、厚度不一,间隔轴径不一,导致成形困难。目前中间轴生产方法通常为通过摩擦压力机锻造,设备复杂,劳动效率低,模具易损坏、材料利用率低,生产成本高。楔横轧工艺尽管已广泛用于发动机凸轮轴、油泵凸轮轴、汽车前后桥贯通轴等轴类件毛坯的生产,但用于1701212-Q7 中间轴的生产,因1701212-Q7 中间轴的大齿轮直径较大、轴径较细,两次楔入轧制多余的料展不出去,致使细轴径处成形困难:料少则轴径充不满,料多就出现胀料,轴径处产生严重折叠、贴皮。因此,若采用楔横轧方法生产,1701212-Q7 中间轴的模具设计、制作难度较大,五处细轴径需封闭式轧制。
2双轴同轧工艺与模具设计
针对以上问题,对汽车变速器中间轴的楔横轧工艺进行了研究,创造性提出一模两件的对称轧制工艺,目的在于提供一种工艺简单、能提高生产效率、节省材料、降低成本、降低能耗、提高质量、适用于重型汽车变速器的双中间轴对称楔横轧轧制工艺。
为了达到以上目的,本轧制方法采用技术方案如下:该双中间轴对称楔横轧制模具,包括轧辊本体,轧辊本体设上、下两个,具有两个1701212-Q7中间轴成形模具,以连体轴起楔角 α1为对称,与两个1701212-Q7 中间轴大齿轮端相对应的连体轴起楔角 α1处在模具的中心位置,其特征在于:α1处在连体轴轧制楔的起始端,从连体轴轧制楔向左依次为左第一大齿轮轧制槽、左第一、二大齿轮间轴轧制楔、左第二大齿轮轧制槽、左第二大齿轮至左中齿轮间轴轧制楔、左中齿轮轧制槽、左中齿轮至左小齿轮间轴轧制楔、左小齿轮轧制楔槽和左端轴轧制楔;从连体轴轧制楔向右依次为右第一大齿轮轧制槽、右第一、二大齿轮间轴轧制楔、右第二大齿轮轧制槽、右第二大齿轮至右中齿轮间轴轧制楔、右中齿轮轧制槽、右中齿轮至右小齿轮间轴轧制楔、右小齿轮轧制槽和右端轴轧制楔;所述连体轴轧制楔分三段,从连体轴起楔角 α1至二次楔角 α2为第一段,通过连体轴起楔角 α1使棒料对称分为左、右两段,两段间轧制为直径ø85mm,收缩率达到75%,宽度达到标准要求;从二次楔角 α2至平轧精轧为第二段,通过二次楔角 α2对连体轴继续轧制,最终楔入深度为65mm,使轧制直径为40mm,第三段为平轧精轧直至出产品;所述左第一、二大齿轮的间轴轧制楔也分为三段,其起楔外展角 α3离连体轴起楔角 α1的距离为100mm~110mm,也设二次起楔外展角 α4,最后通过平轧精轧,楔入宽度达到标准要求,楔入最终深度为62.5mm,最终使轴轧制为45mm;右第一、二大齿轮的间轴轧制楔与左第一、二大齿轮的间轴轧制楔相同;所述左第二大齿轮至左中齿轮间轴轧制楔也分三段,其起楔外展角 α5离连体轴起楔角 α1的距离为280mm~320mm,通过第一段轧制使左第二大齿轮轧制槽的左侧端轴直径达到左中齿轮直径ø150mm的要求,然后经过二次起楔外展角 α6进入第二段轧制,楔入宽度达到标准要求,楔入最终深度为47.5mm;右第二大齿轮至右中齿轮间轴轧制楔与左第二大齿轮至左中齿轮间轴轧制楔相同;所述左中齿轮至左小齿轮间轴轧制楔也分三段,其起楔外展角 α7离连体轴起楔角 α1的距离为440mm~520mm,楔入宽度达到标准要求,在第一段中先使左中齿轮轧制槽的左侧轴直径轧制为ø95mm,与左小齿轮直径一致,再进入第二段楔,楔入最终深度为50mm,使轴的直径为ø50mm;右中齿轮至右小齿轮间轴轧制楔与左中齿轮至左小齿轮间轴轧制楔相同;所述左端轴轧制楔的起楔外展角 α8离连体轴起楔角 α1的距离为550mm~600mm,楔入宽度达到标准要求,楔入最终深度为22.5mm,使端轴的直径为ø50mm;右端轴轧制楔与左端轴轧制楔相同。通过低倍组织检测、抗拉强度试验、超声波探伤,尺寸检测和外观检测,产品质量完全达到客户产品质量要求。
3结论