主减速器（精选九篇）
主减速器 篇1
公司一款主减总成所装的7 m客车, 在湖南吉首行驶5 000 ~ 10 000 km后会出现主减异响。异响的出现是在停止给油汽车滑行和刹车减速时。对异响主减进行拆卸检查: 正工作面 ( 凸面) 齿面正常, 反工作面 ( 凹面) 偏齿根有大于40 mm长, 3 ~ 4 mm宽的磨损带; 涂红丹检查啮合面, 其正面处于中间偏小端, 啮合面积宽大; 而反工作面因为下半部已经磨损, 啮合宽度已经失真, 但是位置在大端。初步判断是齿轮反工作面 ( 凹面) 已经出现了异常磨损, 导致该啮合面工作时出现异响。但除该地区有此现象, 其他地区未出现。经实地考察, 该地区路况主要是陡坡、弯道。对出现异响、有异常磨损的主减进行更换新主减的工作。运行一段时间后, 异常现象又出现。寻求通过改变该主减总成的装配参数或零件尺寸来满足此类路况的解决方案。
立磨主减速机技术文本 篇2
VBP1800F立磨减速机技术文本
一、技术参数
设备名称：原料立磨主减速机
设备编号：
生产厂家：重庆齿轮箱有限责任公司（原四川齿轮箱厂）
型 号：VBP1800F 数 量：1台
传动功率：2100KW T启动=2.8T磨机动性 T尖峰=3T磨机
速 比: 输入/输出轴转速:993/25.7r/min
额定输出扭矩:743KN.M 轴向载荷:5100KN 瞬间载荷:16600KN 输出轴旋转方向:从上往下看为顺时针方向
润滑油进、出口油管对称布置（面对减速机输入轴，进出口油管在左右两侧）。
传动效率：≥98% 服务系数：≥2.5AGMA 工作班制:100%工作负荷,每天连续工作24小时
主减速机成套总重:52吨(不含稀油站)主减速机外形尺寸:φ2950(最大)×2052㎜
二、供货范围及主要零部件规格
卖方提供减速机装置一套，主要包括联轴器、电机输出轴上的半联轴器稀油站及检测装置等，详细供货范围以卖方提供的总图为准。主要包括：
1、减速机壳体：上箱体+内齿圈+下箱体
规 格：φ2950×2052mm（外径×高）
数 量：1套
材 质：Q235-A焊接件
重 量：15573kg（上箱体+下箱体）
减速机底盘底面平面度公差等级：GB/T1184≥8级，并除油防锈。壳体具备维修用于千斤顶顶起支点。
2、高速齿轮副
——输入锥齿轴轮（芬兰原装进口）
材 质：17CrNiMo6 宁夏赛马兰山水泥有限责任公司2×2500t/d水泥熟料生产线技改项目一期工程
数 量：1件
大端端面模数：Ms=20 齿 形 角：a=200
螺 旋 角：Bm=35°
齿 数：18 轴 交 角：900 精度等级：6GB11365 重 量：536kg ——大锥齿轮（芬兰原装进口）
材 质：17CrNiMo6 数 量：1件
大端端面模数：Ms=20 齿 形 角：a=200
螺 旋 角：Bm=35°
齿 数：63 轴 交 角：900
精度等级：6GB11365 重量：1112kg ——主动轴滚动轴承
型 号：32238/DF NV2338 数 量：各1套
生产厂家：SKF 理论寿命：100000小时 ——从动轴滚动轴承
型 号：32056X/DF NV260 数 量：各1套
生产厂家：SKF 理论寿命：100000小时
——从动轴（锻坯生产厂家：一重、二重、上重等）
材 质：42CrMoA 数 量：1件 ——鼓形齿联轴器
型 号：M8×Z32（自制）
材 质：42CrMoA 数 量：1套 宁夏赛马兰山水泥有限责任公司2×2500t/d水泥熟料生产线技改项目一期工程
——支承座
材 质：Q235-A 数 量：1件
重 量：1924kg
3、行星齿轮副
数 量：1套
重 量： kg ——内齿圈（锻坯生产厂家：一重、二重、上重等）
材 质：42CrMoA 数 量：1件
齿 数：191 法向模数：12 精度等级：7级 GB10095-88 重 量：2600Kg ——太阳轮（锻坏生产厂家：一重、二重、上重等）
材 质：17CrNiMo6 数 量：1件
齿 数：19 法向模数：12 精度等级：6GB10095-88 重 量：220kg ——行星轮（锻坯生产厂家：一重、二重、上重等）
材 质：17CrNiMo6 数 量：3件
模 数：12 齿 数：86 总 重：1400kg ——行星轴
材 质：42CrMoA 数 量：3件
总 重：1050kg ——行星轴滚动轴承
型 号：23260CAK 数 量：3套
生产厂家：SKF 宁夏赛马兰山水泥有限责任公司2×2500t/d水泥熟料生产线技改项目一期工程
——行星架
材 质：铸钢件 数 量：1套
重 量：4624kg ——推力盘
材 质：Q235-A 数 量：1件
重 量：208kg ——推力瓦
材 质：20/ZchSnSb11-6 数 量：16件
推力瓦面积×高度：Φ400×150㎜
总 重：2528kg
4、机内密封
数 量：1套
重 量：kg ——推力盘与壳体密封
型 号：机械式密封
材 质：Q235-A 数 量：1套
生产厂家：重齿公司 ——输入轴与端盖法兰密封
型 号：O型圈+碳素纤维填料
材 质：橡胶
数 量：1组
生产厂家：重齿公司
——管道及管接头（减速机本体上）
数 量：1套
输入轴的膜片联轴器（含传动轴L=1840，最终长度由用户按设计院要求提供)
5、型 号：DL1800 数 量：1 重 量：1355kg 电机轴径：Φ mm× mm（由用户提供）
6、测温及检测装置 ——机旁仪表 宁夏赛马兰山水泥有限责任公司2×2500t/d水泥熟料生产线技改项目一期工程
数量：1套
显示仪表精度：≥0.1 级
主要包括：
（1）测温装置（接线汇集到减速机本体的接线盒中）
点 数：5点
位 置：入轴轴承处1点，推力瓦4点
测温元件：pt—100铂热电阻（2）测振装置
——传感器（接线汇集到减速机本体的接线盒中）
型 号：
数 量：1套
生产厂家：进口 ——变送器
型 号：
数 量：1只
生产厂家：进口
7、接线盒
数 量：1套
防护等级：IP54
8、电接点压力表（接线汇集到油站本体的接线盒中）
数 量：16块
9、高压油高压补偿阀
数 量：16只
生产厂家：配套油站厂
功 能：高压油补偿能实现对外载荷波动的自动调节
10、高低压润滑油站(四川川润(集团)有限公司)数 量：1套
型 号：XGD-C160/500（包括机旁仪表、屏蔽电缆、接线盒及主减速机与润滑站之间的联接管理路一套）
冷 却 器：板式冷却器 油泵布置：外置卧式 压 力 表：防振式 电器元件选型：
1）PLC：德国西门子公司S7系列 宁夏赛马兰山水泥有限责任公司2×2500t/d水泥熟料生产线技改项目一期工程
2）热继电器：施耐德 3）中间继电器：欧姆龙
4）信号灯、按钮、转换开关：施耐德 5）空气开关：施耐德 6）接触器：施耐德
三、制造标准和主要技术要求：
1、减速机按国家标准GB10095-88制造和建材行业标准TC/T878.3-2001制造.2、除按上述规格、型号、标准及技术性能制造外，卖、买双方达成如下协议：
（1）卖方应完成对设备（含外购件）的最终油漆，其外观的色标要求：
减速机本体：BC02湖绿色 联轴器：Y06黄色
（2）卖方应在铭牌上标出买方的设备编号，具体编号详见技术文本，技术本中无编号的，在合同生效后两个月内，由买方以传真形式告知卖方；
（3）双方在合同执行过程中发生的经双方认可的技术变更作为技术文本的补充，与合同具有同等的效力；
（4）减速机所有测点接线应汇集到一个本体接线盒上；
（5）减速机壳体表面作防锈漆处理（底漆、面漆两道）；
（6）与主电机相联的半联轴器内孔尺寸由买方提供图纸进行配制；
（7）在正常使用、维护条件下，减速机主体、轴承座应无漏、渗油；
（8）卖方向买方提供服务系数计算书及相关的技术说明；
3、性能保证：
产品设计制造技术达到国际同类产品先进水平，对该产品的验收可按同类进口产品组织进行。
（1）噪音：满负荷时距减速机1M远最高允许噪音为85±5ab；
（2）齿面硬度：内齿圈的齿面硬度290-320HB；其余大小齿轮的齿面硬度为HRC60±2；
（3）服务系数：满负荷连续工作时，按ISO标准计算服务系数≥2.5。
（4）减速机空载正常振动速度：≤4.5mm/s（5）减速机高低压油站供油温度不超过43℃，减速机滑动轴承和滚动轴承温度不超过65℃。
四、质量要求
卖方应严格按技术文本中的“制造标准和主要技术要求”进行保证工序质量的各项检验工作，并保存记录，必要时有权查阅有关的质检记录和报告。
1、以下主要零部件的自检记录，卖方必须提供给买方；
（1）克林贝格硬齿面螺旋伞齿轮副、太阳轮、行星轮、内齿圈及轴向推力轴承等主宁夏赛马兰山水泥有限责任公司2×2500t/d水泥熟料生产线技改项目一期工程
要传动件材质的化学成份分析及硬度、精度检测记录（报告）；
（2）减速机出厂试验报告记录
2、出厂前的试运转会检由买卖双方参加，对会检结果予以共同确认签字；(1)各主要零部件的相关部件尺寸会检；(2)减速机试运转会检；(3)各部件温升、振动会检。
3、说明：以上自检、会检项目仅是整个质量检验中的一部分，必须检测且须将检测记录提供给买主的质量检测项目，除此之外，卖方仍需进行保证工序质量的其它质量检测项目。
五、卖方提供技术资料
1.主减速机、稀油站安装、使用、维护说明 6份 2.减速机总装配图和外形图 6份 3.减速机基础安装图 6份 4.膜片联轴器 6份
5.测点、仪表、接线盒等技术资料 6份 6.稀油站电气控制原理图、外部接线图、详细控制要求及完整的PLC控制程序
(提供电子版光盘一份)1份 7.产品合格证 1份
8.装箱单 2份宁夏赛马兰山水泥有限责任公司2×2500t/d水泥熟料生产线技改项目一期工程
VBP450F立磨减速机技术文本
1．技术参数 1．1 1．2 1．3 1．4 1．5 1．6 1．7 1．8 1．9 设备名称：VBP450F煤立磨减速机 设备编号：
生产厂家：重庆齿轮箱有限责任公司（原四川齿轮箱厂）型 号：VBP450F 传递功率：400kW 电机功率：400kW T 启 动=2.6T磨机 T 尖 峰=3T磨机
转 速：n输入 = 985rpm n输出 = 27.2rpm 1．10 低压稀油站：型 号：XRZ-200 生产厂家：四川川润(集团)有限公司
1．11 润滑油量：200 l/min（总流量）； 1．12 润滑油品：N220或N320中负荷工业齿轮油 1．13 环境温度：-20℃至40℃ 1．14 冷却水温：≤28℃
1．15 工作班制：100%负荷工作，每天工作24小时
1．16 减速机总重量：21.390 吨(不含稀油站和膜片联轴器重量)1．17 主减速机外形尺寸： 1．18 用 途：煤立磨
1．19 减速机输出转向：面对输出法兰向下看为顺时针方向
减速机输入转向：面对输入轴看为顺时针方向
2．设计要求
2．1 噪 音：满负荷时距减速机1m处噪音为85±5dB(A)。2．2 滚动轴承：高速轴轴承选用SKF轴承，保证使用寿命超过10万小时。滑动轴承：滑动轴承为无限寿命。
2．3 齿轮硬度：所有大小齿轮和齿面硬度均为HRC60±2(内齿圈齿面硬度为286-341HB)。
2．4 服务系数：满负荷连续工作时，计算接触安全强度服务系数≥1.5(AGMA)，计算
宁夏赛马兰山水泥有限责任公司2×2500t/d水泥熟料生产线技改项目一期工程
弯曲强度服务系数≥2.5（AGMA）。
2．5 减速机齿轮精度：全部不小于6-6-6GB10095(内齿圈为7级以上精度)，并按无限寿命计算。
2．6 材 质
2．6．1 低速轴：42CrMoA 2．6．2 伞齿轮副：主动轮、从动轮均为17CrNiMo6 2．6．3 低速齿轮副：太阳轮、行星轮均为17CrNiMo6，内齿圈为42CrMoA 2．7 减速机寿命：理论50年。
2．8 减速机空载正常振动速度：理论计算≤1 mm/s。3．供货范围 3．1 提供设备
卖方提供减速机装置一套，主要包括联轴器、电机输出轴上的半联轴器稀油站及检测装置等，详细供货范围以卖方提供的总图为准。主要包括： 3．1．1 设 备
名 称：立磨减速机
型 号：VBP450F 单台重量：21.390吨
结构型式：锥—行星两级传动 3．1．2 配套件
名 称：低压稀油站
型 号：XRZ-250 冷 却 器：板式冷却器
油泵布置：外置卧式
压 力 表：防振式 电器元件选型：
1)PLC：德国西门子公司S7系列 2)热继电器：施耐德 3)中间继电器：欧姆龙
4)信号灯、按钮、转换开关：施耐德 5)空气开关：施耐德 6)接触器：施耐德
3．2 主要部件 宁夏赛马兰山水泥有限责任公司2×2500t/d水泥熟料生产线技改项目一期工程
3．2．1 减速机本体 A．上壳体
规 格：φ2090X480 mm(直径x高)数 量：1 材 质：结构钢焊接件
重 量：2332 kg B．下壳体
规 格：φ1800×895mm（直径x高）
数 量： 1 材 质：结构钢焊接件
重 量：3565 kg 3．2．2 高速齿轮副
A.小锥齿轮: 材 质：17CrNiMo6 外形尺寸：φ256×110(直径×齿宽)数 量： 1 重 量：160 kg B．从动轴(锻坯生产厂家：第二重型机器厂)材 质：42CrMoA 数 量： 1 重 量：174 kg C．大锥齿轮: 材 质：17CrNiMo6 外形尺寸：φ908×110㎜(直径×齿宽)数 量： 1 重 量：305 kg D．主动轴右端轴承
型 号：NU2330EC 数 量： 1 生产厂家：SKF 保证寿命：10万小时以上 E．主动轴左端轴承 宁夏赛马兰山水泥有限责任公司2×2500t/d水泥熟料生产线技改项目一期工程
型 号：32230/DF 数 量：1 生产厂家：SKF 保证寿命：10万小时以上 F．从动轴上部轴承
型 号：32048X/DF 数 量： 1 生产厂家：SKF 保证寿命：10万小时以上 G．从动轴下部轴承
型 号：NU334 数 量： 1 生产厂家：SKF 保证寿命：10万小时以上 H.行星轮轴承
型 号：22340CCK/W33 数 量： 3 生产厂家：SKF 保证寿命：10万小时以上 3．2．3 低速齿轮副
A．太阳齿轮（锻坯生产厂家：第二重型机器厂）
材 质：17CrNiMo6 外形尺寸：φ172X180㎜(直径×齿宽)数 量：1只
重 量：45 kg B．行星轮轴（锻坯生产厂家：第二重型机器厂）
材 质：42CrMoA 数 量：3只
重 量：90kg(单个重量)C．内齿圈（锻坯生产厂家：第二重型机器厂）
材 质：42CrMoA 外形尺寸：φ1800×180㎜(直径×齿宽)宁夏赛马兰山水泥有限责任公司2×2500t/d水泥熟料生产线技改项目一期工程
数 量：1只
重 量：1215 kg D.行星轮（锻坯生产厂家：第二重型机器厂）
材 质：17CrNiMo6 外形尺寸：φ680×190㎜(直径×齿宽)数 量：3只
重 量：293kg(单个重量)E．输出轴滑动轴承
材 质：巴氏合金+15#锻钢
数 量：1只
规 格： φ560×φ460×165 mm（外径x内径x宽度）
重 量：76kg 3．2．4 输出法兰(锻坯生产厂家：第二重型机器厂)材 质：45 数 量：1只
重 量：4150kg 3．2．5 轴向止推轴承
材 质：(TSW-T)+20#锻钢
数 量：1套
重 量：1380 kg 3．2．6 测温装置
点 数：5点
测温元件：Pt100铂热电阻
4.高速膜片联轴器：(最终长度由用户按设计院要求提供)型 号： 数 量：1套
5、制造标准和主要技术要求：
5.1减速机按国家标准GB10095-88制造和建材行业标准TC/T878.3-2001制造.5.2、除按上述规格、型号、标准及技术性能制造外，卖、买双方达成如下协议：
（1）卖方应完成对设备（含外购件）的最终油漆，其外观的色标要求：
减速机本体：BC02湖绿色 联轴器：Y06黄色 宁夏赛马兰山水泥有限责任公司2×2500t/d水泥熟料生产线技改项目一期工程
（2）卖方应在铭牌上标出买方的设备编号，具体编号详见技术文本，技术本中无编号的，在合同生效后两个月内，由买方以传真形式告知卖方；
（3）双方在合同执行过程中发生的经双方认可的技术变更作为技术文本的补充，与合同具有同等的效力；
（4）减速机所有测点接线应汇集到一个本体接线盒上；
（5）减速机壳体表面作防锈漆处理（底漆、面漆两道）；
（6）与主电机相联的半联轴器内孔尺寸由买方提供图纸进行配制；
（7）在正常使用、维护条件下，减速机主体、轴承座应无漏、渗油；
（8）卖方向买方提供服务系数计算书及相关的技术说明； 5.3性能保证：
产品设计制造技术达到国际同类产品先进水平，对该产品的验收可按同类进口产品组织进行。
（1）噪音：满负荷时距减速机1M远最高允许噪音为85±5ab；
（2）齿面硬度：内齿圈的齿面硬度290-320HB；其余大小齿轮的齿面硬度为HRC60±2；
（3）服务系数：满负荷连续工作时，按ISO标准计算服务系数≥2.5。
（4）减速机空载正常振动速度：≤4.5mm/s（5）减速机高低压油站供油温度不超过43℃，减速机滑动轴承和滚动轴承温度不超过65℃。5.4 质量要求
卖方应严格按技术文本中的“制造标准和主要技术要求”进行保证工序质量的各项检验工作，并保存记录，必要时有权查阅有关的质检记录和报告。
1、以下主要零部件的自检记录，卖方必须提供给买方；
（1）克林贝格硬齿面螺旋伞齿轮副、太阳轮、行星轮、内齿圈及轴向推力轴承等主要传动件材质的化学成份分析及硬度、精度检测记录（报告）；
（2）减速机出厂试验报告记录
5.5出厂前的试运转会检由买卖双方参加，对会检结果予以共同确认签字；(1)各主要零部件的相关部件尺寸会检；(2)减速机试运转会检；(3)各部件温升、振动会检。宁夏赛马兰山水泥有限责任公司2×2500t/d水泥熟料生产线技改项目一期工程
5.6、说明：以上自检、会检项目仅是整个质量检验中的一部分，必须检测且须将检测记录提供给买主的质量检测项目，除此之外，卖方仍需进行保证工序质量的其它质量检测项目。
6、提供技术资料
6.1.主减速机、稀油站安装、使用、维护说明 6份 6.2.减速机总装配图和外形图 6份 6.3.减速机基础安装图 6份 6.4.膜片联轴器 6份 6.5.测点、仪表、接线盒等技术资料 6份
6.6稀油站电气控制原理图、外部接线图、详细控制要求及完整的PLC控制程序
(提供电子版光盘一份)1份 6.7产品合格证 1份
主减速器 篇3
【关键词】螺旋伞齿轮；铸造工艺；锻造工艺；模腔
0.引言
随着我国制造业水平的不断提升，我国汽车工业在向环保、舒适、节能、安全等方向发展。汽车从动螺旋伞齿轮作为汽车的重要部件，性能的好坏直接影响汽车的安全和传动效率。其生产工艺的优化对整个机械行业的整体技术水平提高具有至关重要的作用。
1.汽车从动螺旋伞齿轮成形方法简介
1.1铸造成形法
螺旋伞齿轮长期采用的加工工艺是锻造成形法方法，汽车传动的主动和从动螺旋伞齿轮，其生产工艺是先用铸造制坯，然后进行机械加工的方法。在长期的应用中，铸造加工逐渐发展成一种比较成熟的工艺，并成为主流的工艺[1-3]。但是这种方法的缺点和不足同样很突出，效率低下，对材料的浪费严重，在切削过程中，材料内部的流线被严重的破坏，极大的影响了齿轮重要部位的抗弯曲坯料的能力，耐磨性和防腐蚀性能也有很大程度的降低，进而影响其寿命[4]。其工艺路线如图一。
图一
1.2锻造成形法
锻造是一种利用锻压机械对金属坯料施加压力，使其产生塑性变形以获得具有一定机械性能、一定形状和尺寸锻件的加工方法。[5]要使车用螺旋伞齿轮节能降耗、降低成本，需要用锻造工艺直接生产减速器螺旋伞齿轮，通过锻造能消除金属在冶炼过程中产生的铸态疏松等缺陷，优化微观组织结构，必须保证工艺的可靠性和可行性，模具寿命是否足够高以收回成本，其中稳定性是一个关键问题，能不能充满，会不会出现折叠，脱模性如何[3，4]。用物理模拟的方法进行研究显然是奢侈的，会浪费很大的人力物力，产生大量的模具材料费、模具加工费、研发时间也会很长。需利用有限元方法和数值模拟清晰的显示成形过程中的每一个细节，对成形缺陷的优化更简洁。其工艺路线如图二：
图二
1.3铸造锻造成形方法比较
1.3.1微观组织性能得到改善
锻造的特点在于，成形过程中坯料收到三向压应力作用，促使材料晶粒细化，提高了组织的致密性，很多缺陷愈合。使得金属流线都沿着外表面，消除了残余应力，热处理后齿形基本不会变形，从而使得齿轮的性能得到提高。从理论上说，锻造后齿轮抗冲击强度提高了15%，抗弯曲疲劳寿命和强度均能提高20%以上[6]。
1.3.2精度较高
一般齿轮锻造后不需要机械加工，或者只要进行少量机械加工就可以进入热处理环节，并开始使用。这样就使得生产效率得到了提高，生产成本相应的降低。从理论上说，使用精锻生产齿轮，与通常机械加工对照，生产效率能够翻倍，如果进行批量生产，成本会降低三成以上，材料利用率提高大约40%。从经济的角度考虑，如果零件一批生产超过2000件，精密模锻的优点就十分突出。若现有的锻造和加热设备能够满足工艺要求，超过500件时便可以采用精密模锻技术进行生产，精锻的优势也会有比较好的体现[7]。
1.3.3与机械加工方便比较，精锻可以减少机床和场地的利用量，而且，研究发现，精锻齿轮具有较小的啮合噪音
综上所述，精锻齿轮相比传统的机械加工，能够显著提高产品性能和节约成本。
2.车用主减速器从动螺旋伞齿轮锻造成形工艺
车用主减速器从动螺旋伞齿轮采用一火两锻，工艺流程为：坯料少无氧化加热→制坯（镦粗、 冲孔、 扩孔）→粗锻→精压→表面清理→车削除齿面以外其他部分→精铣齿面→热处理→磨内孔。这里对螺旋伞齿轮成型过程中的制坯、粗锻、终锻进行设计。
2.1制坯工步设计
在精锻螺旋伞齿轮时，坯料形状和尺寸的选择极为重要，它不仅影响轮齿成形，而且影响锻件内部质量及锻模寿命。为了确保良好的成形，减少坯料成形初始阶段的自由镦粗的时间，坯料的外直径应尽量接近齿根圆。根据体积不变定律，螺旋伞齿轮精锻成形所用原始坯料的体积和重量应当与精锻成形件的体积和重量相等，以及原始坯料的高度L与直径D之比必须小于2.5的原则[8]。为了使金属流动易于充满齿形，坯料要预成形，加工成与锻件形状接近的圆锥或圆柱台形。设计当中根据精锻成形所用原始坯料的体积和重量应当与精锻成形件的体积和重量相等原则，设计了预制坯，预制坯形状如图三所示
图三 预制坯实体模型
2.2粗锻、终锻工步设计
粗锻的填充是为了保证终锻更好的成形，因此在粗锻时可适当加大过渡处的圆角，但过大的圆角有可能在终锻时产生折叠，因此必须注意R的选择， R必须符合式 R1=R+C的要求，其中R为终锻模腔上相应处的圆角半径。式中的C值按表1选取。
表1 C与h的关系
根据以上设计原则，螺旋伞齿轮在中心分流工艺中上下凸模带有圆台凸台的预锻件及终锻件的形状。依据螺旋伞齿轮的锻件图以及工艺要求，运用UG建立的螺旋伞齿轮精锻模具的实体模型如图四所示。
（a）预锻件 （b）终锻件
图四 预锻件及终锻件图
2.3模腔的设計
（1）为避免预锻件放入终锻型腔中产生折叠和流线交错的缺陷，必须保证预锻件和终锻型腔的匹配，因此预锻型腔必须与终锻型腔匹配。
（2）为保证终锻的充填，再设计预锻件时，一般都是考虑使预锻件在终锻型腔中以镦粗的方式充填，预锻模具的分模面相较终锻型腔要小一些，连皮尺寸要厚一些。
（3）通常设计时，预锻件要比终锻模膛高度方向高2-5mm[9]，这样可以使金属在预锻时高度方向流动的阻力减小，保证终锻时，型腔的填充。 （下转第210页）
（上接第148页）（4）预锻件放入型腔时，希望以压入方式填充终锻型腔，预锻型腔拔模斜度一般与终锻型腔相同，这样当预锻件进入终锻型腔时，锻件会接触终锻模腔壁，逐渐流向模腔深处，可以有效防止因为不良好贴合而产生的折叠和流线不顺问题。
（5）因为终锻模膛在更大程度上保证了锻件的质量精度，因此，我们必须保证较大的变形量在预锻时完成，以减少终锻模具磨损。在设计圆角过渡部位时，或转角部位时，一般先在预锻模腔上设置一个较大的过度，然后在终锻模腔上设置比较准确的过度，这样，可以改善金属流动，减少产生折叠和流线不均匀的问题。
（6）对于锻件上一些小的凸台、凹槽，这些小的结构在终锻时就可一次成型，不需要预锻时设置过度。有时设置过度反而会增加缺陷产生的几率[10]。
3.结语
目前，世界汽车工业正向着轻量化、高速、安全、节能、舒适、低成本、长寿命与环境污染小的方向发展。减速器齿轮作为汽车重要部件，其需求不断增加，生产方法也不断发展，铸造、锻造以及各种成形相结合的各类新技术不断涌现。锻造齿轮已在制造企业中得到了广泛的使用。 [科]
【参考文献】
[1]舒其复.螺旋伞齿轮的精锻工艺[J].锻压机械，1988，（2）：23-25.
[2]王向东，张宝红，张治民.直齿圆柱齿轮精锻技术的发展现状与趋势[J].锻压设备与制造技术，2006，（2）：21-24.
[3]谢此.实用锻压技术手册.机械工业出版社，2003.
[4]邓克.直伞齿轮精锻技术的应用及发展[J].安徽工业大学学报，2005，22（2）：169-173.
[5]石英.齿轮材料性能要求及正确选材[J].通用机械，2004，（5）：92-93.
[6]张成军.实验设计与数据处理[M].北京：国防科技大学出版社，2009.
主减速器装配工艺分析 篇4
近年来微轻型车在市场和国家政策的拉动下, 整个行业得到了迅速地发展, 从而大大地带动和促进了微轻型车行业减速器装配工艺技术的发展和提升, 后驱动桥主减速器装配借助这个机遇和平台, 在装配工艺、精度控制、检测手段和质保能力等都有了质的变化。通过分析整个行业的产品需求及结构发现, 微轻型车的减速器装配更出现了数字化、自动化、柔性化及过程数据精确追溯的要求, 同时, 对零件本身也提出更高的质量及性能要求。另外, 也提出了在不同阶段对装配质量进行自动检测, 保证合格后再进行下阶段的装配思路, 装配和检测的数据通过数据追溯系统进行持续地产品质量记录。在装配质量上一次质的提升, 装配一次合格率不低于95%, 同时通过各厂家经验和技术的累积, 整体上提升了后驱动桥主减速器生产的技术实力。从具体的后驱动桥主从速器装配来说, 笔者认为, 影响减速器性能最重要的指标有三个:第一是主从动齿轮的接触印痕, 第二是主从动齿轮齿侧间隙, 第三就是减速器起动力距。
论述
后驱动桥主减速器模块的装配, 其核心为后驱动桥主减速器的装配。国内原来在21世纪初期装配技术的发展摒弃掉了减速器总成完全手动装配模式, 有了垫片半自动电子测量选择和扭力拧紧机的精度控制等, 同时有了产品打标标识码, 产品有了追溯能力, 但不具备产品质量追溯。装配过程中的工艺参数记录有了实时记录, 无单件对应能力, 只可进行批次的追溯。而该阶段的后驱动桥主减速器装配工艺技术中, 目前的突出特点为劳动力的依靠性大, 劳动力密集。
随着行业技术的发展和规模的提升扩大, 后驱动桥主减速器作为汽车核心部件, 在行业中其生产制造工艺技术日益发展, 生产制造工艺技术的附加值不断增加, 由劳动密集型逐步转化为工艺先进的技术密集型生产。而对应的生产装配模式和理念也进行了革新, 从手工装配模式进而发展到测量装配模式, 现在已经进入电子技术测量自动装配和扭力精度控制和产品质量精度追溯阶段。因此, 装配工艺的理念是:装配质量=工艺方案+装配设备+零部件质量。而在后驱动桥主减速器模块的装配过程中, 在现行阶段的特点为:第一, 多实现自动化或半自动化装配工艺技术, 使用电子测量技术与装配手段的结合, 检测技术与检验手段的提升为装配的核心技术, 革新无检测互换装配的理念, 并且测量装配后需要再测量验证, 以多重手段确保装配质量。第二, 装配过程工艺的另一核心技术为扭力的精确控制, 使用高精度的扭力控制系统或者扭力拧紧机, 控制各关键扭力要求, 可实现扭力精度控制的±1.5mm误差并同时进行检测。第三, 整个生产制造过程的工艺参数监控、整线集成控制和信息化生产。各关键工序和工位的工艺参数及工艺信息对应实时记录跟踪, 产品追溯明确。
分析
后驱动桥主减速器装配的规模扩大, 产量也翻了几翻, 但目前质量压力却越来越大, 主要问题是后驱动桥主减速器异响。后驱动桥主减速器总成装配质量, 取决于总成产品从制造到装配整个过程的合理性, 而对于后驱动桥主减速器总成的装配, 关键在于工艺方案的合理性、工艺装配的稳定性及零部件质量的可靠性。
1.装配异响问题的难点及关键项
(1) 国内目前还没有现成的后驱动桥主减速器总成异响检测设备和相关行业标准可以借鉴。后驱动桥主减速器总成异响检测系统的建立, 只有通过对静音室、齿轮噪声检测设备等相关资源进行考察和研究, 从而制定出一套符合自身实际情况的方法。
(2) 核心零件的质量状况取决于供应商的制造水平。对行业来说, 这是一个被动因素。对于主从动锥齿轮等要求很高的零件, 除了加强与供应商的技术交流外, 必须采取严格的质量控制手段, 将被动影响等因素排除于装配之前, 才能切实保障总成的质量要求。
(3) 后驱动桥主减速器总成装配过程中存在一定的不确定因素, 这些因素很容易被忽视, 但很有可能会成为总成异响的隐患。因此应充分考虑到装配时一定工艺规范和设备与不同人员、零件作用下的相互影响关系, 从根本上消除装配过程的偶然性。
2.啮合产生的异响
后驱动桥主减速器异响, 目前国内普遍认为是由后驱动桥主减速器内部主从动锥齿轮传动啮合时产生的振动引发, 主要表现在以下几个方面:
(1) 从动锥齿轮啮合过程是否平顺, 传动是否精确, 均会引发异响噪声。
(2) 齿轮的支撑机构——轴承及轴承座、差速器壳等, 其结构特点、热处理及加工精度状况直接影响着主从动齿轮的安装位置和支承刚度, 传动时有可能会引起振动甚至共振。
(3) 各部件的装配过程对最后的装配效果有重要的影响。
因此, 对后驱动桥主减速器异响的控制应基于齿轮、轴承、轴承座质量和减速器装配质量等因素展开, 上述因素涵盖了从零件生产到部件装配的全过程, 涉及到零件供应商和产品顾客、过程控制和检验等诸多环节。首先明确异响的相关标准, 分析不同异响的特点和成因;其次对零部件生产和装配过程进行工艺优化, 将有可能造成异响的各种隐患彻底消除;最后加强过程控制, 尽可能将异响造成的不利影响由大化小或消除于源头。
3.异响产生的原因
针对目前微轻型车后驱动桥减速器装配的实际工艺技术和现场问题, 后驱动桥主减速器异响的原因归结主要有以下三个方面:
(1) 零部件的原因如齿轮齿面跳动, 主齿轴承位不同轴, 轴承座偏置、垂直度误差, 差壳大端面跳动等。
(2) 装配方面原因。
(3) 客户使用方面的原因如超载、使用不恰当的齿轮油、随意使用添加剂等。
其中, 前两个关键点有非常重要的影响。对于前两个关键点, 主要在于对主动齿轮和从动齿轮安装垫片的选择, 需要在现有改进的基础上进一步完善。对于后驱动桥主减速器总成噪声, 下一步将对减速器总成异响检测室进行有效地维护和进一步改进, 争取利用先进、科学的检测手段和仪器, 代替人工对异响主观的判断, 进一步降低减速器总成异响率。更重要的是, 收集更多减速器总成异响的相关信息、数据, 分析造成减速器总成异响的根本原因, 从源头上解决和预防减速器总成异响的问题, 而不单单依靠过程的控制。而针对目前的装配问题原因有三个方面:
(1) 对设计要求的理解不全面, 对某些项目没有进行控制, 如从动齿轮安装面跳动、连接法兰跳动。
(2) 大部分项目质量依靠人来控制, 没有量化数据, 受人的质量意识、技能、执行力影响很大。
(3) 装配设备的精度、稳定性、可靠性的影响, 如轴承外圈压装设备上下心轴的不同轴。
研讨及处理
针对具体的后驱动桥主减速器装配工艺技术问题, 进行了比较分析, 首先根据设计要求对照现有装配工艺比较, 目前国内微型车行业中关于主减速器的装配, 很多工艺技术参数进行了控制, 但精度、效率不高, 还需要改善。又如无异响、低噪声要求, 目前完全靠人的感觉判断, 没有量化数据, 需要很大改善, 同时如项目主动齿轮轴承外圈压入减速器壳后同轴度, 国内很多厂家的图样没有该项目要求, 但实际中对后驱动桥主减速器噪声有很大影响。其次根据产品装配特点生产工艺技术分三个阶段来控制, 第一阶段是差速器总成装配, 第二阶段是主动齿轮装配, 第三阶段是第一阶段和第二阶段产品合装。经过研究发现, 从动齿轮安装面跳动是可以作为判断第一阶段装配质量依据, 连接法兰跳动可以作为判断第二阶段装配质量依据, 无异响低噪声可以作为判断第三阶段装配质量依据。
第一阶段是差速器总成装配的流程是, 人工预装半轴齿轮和行星齿轮、垫片、销轴→检测半轴齿轮和行星齿轮齿侧间隙→如合格, 装销子、铆紧, 如不合格返回第一工序→装从动齿轮→自动上紧安装螺栓扭力→检测从动齿轮安装面跳动, 如合格即完成, 如不合格退出进行返修。
第二阶段是主动齿轮装配的流程是, 减壳线、拆轴承盖→压轴承外圈→自动检测外圈同轴度→动态检测、选择安装距垫片和隔套垫片, 保证主动齿轮安装距的要求→压主动齿轮内圈→压油封→装主动齿轮组件及螺母→自动拧紧螺母并检测主动齿轮螺母拧紧力和主动齿轮起动力矩→自动检测连接法兰跳动。
第三阶段产品合装的流程是, 选择差速器总成两端垫片 (螺纹调整结构无此工序) →压装差速器两端轴承内圈→差速器总成自动压入减速器壳→预装轴承盖→自动调整花螺母 (垫片调整结构无此工序) →自动拧紧轴承盖螺栓, 保证轴承盖扭力→自动检测主从动齿轮齿侧间隙、回转力矩 (分垫片调整和螺纹调整) →齿面印痕检查并拍照 (如不合格, 下线返修) →装锁扣 (螺纹调整结构无此工序) →磨合→静音检测保证无异响、低噪声→铆大螺母→打标记。
结语
在这里, 还有一点要说明的是, 自动化程度越高, 对零件本身质量要求也越高, 不仅轴承座、差速器壳、主从动齿轮要满足设计要求, 其他如隔套、垫片也要有特殊要求, 否则会影响一次性通过率, 即影响装配线的正常使用。因此, 正确的装配理念是:好的装配质量=好的工艺方案+好的装配设备+良好的零部件质量。后驱动桥主减速器装配工艺继续改进之后, 后驱动桥主减速器装配效率将会大幅提高, 质量也将得到进一步保证, 内、外三包的后驱动桥主减速器异响减速器数量也将更明显地下降。
车桥主减速器密封结构的改进 篇5
本文叙述了一种汽车车桥主减速器密封结构的改进，在其他类似结构中也同样适用。
传统带轴承座结构的车桥主减速器密封结构如图1所示，该类型主减速器常常会在轴承座同减速器壳体结合面处出现渗油，见图1中的A处(渗油位置)。
原因为冷却润滑油会经过主动齿轮轴承座同主减速器壳的硬结合面。该结合面处为数片调整垫片，这些调整垫片的作用为：调整主动齿轮同从动齿轮的啮合区，以便达到理想的啮合效果。要求必须刚性非常好，所以都为钢件调整垫片。因为是硬碰硬，起不到缝隙填充的作用，无法达到良好的密封效果。
为从根本上解决渗油问题，现采用如图2形式的密封结构改善上述两种主减速器的密封效果(X处加装了个O形圈，从根本上解决了渗油问题;Y处改变了油道，避免油路经过硬结合面)。该密封结构的优点为，避免了冷却润滑油经过硬结合面(即主动齿轮轴承座同主减速器壳的结合面)。
改进后的结构：通过更改进油道、回油道，避免油路直接经过硬结合面;在硬结合面(即主动齿轮轴承座同主减速器壳的结合面)前端，加装一个O形密封圈(沉置在主减速器壳内，局部放大如图3所示)，形成软接触面，达到密封的效果。
重型货车车桥主减速器温升控制 篇6
车桥主减速器温升质量问题
铸造桥在使用过程中出现主减速器温度持续升高现象, 经台架试验检测, 部分桥主减器温度可高达170℃, 因持续的高温运转会造成油封、O形圈等橡胶件损坏漏油、轴承抱死、润滑油变质、齿轮早期磨损、面漆掉落等一系列问题, 严重则出现冒烟、失火等故障, 存在较大的安全隐患。
车桥温升原因
车桥在运转过程中主减速器中锥齿轮的转动与滑动、轴承的转动及轮边减速器的转动均会产生热量, 这些为车桥温升的热源。
车桥在使用过程中桥包内加注了一定量的齿轮油, 冷却方式有两种:第一种是通过从动锥齿轮飞溅润滑, 齿轮油在减速器壳与轴承座的油道中流动将各部件产生的热量带走;第二种是通过汽车在行驶过程中空气的流动将热量带走, 即风冷。当车桥在运转过程中产生的热量不能够及时散去, 将造成热量的积累, 导致温度上升。
主减速器装配过程中温升的影响因素
主减速器在装配过程中温升的影响因素如图1所示。
原因分析及控制措施
1. 轴承预紧力调整
主动锥齿轮与差速器都是通过圆锥滚子轴承分别固定在轴承座与减速器壳内, 圆锥滚子轴承可承受轴向和径向复合载荷。由于圆锥滚子轴承滚子为线接触, 可以降低接触应力, 通过轴承游隙的调整可以提高系统的刚性。
装配主减速器时, 圆锥滚子轴承应有一定的装配预紧度, 即在消除轴承间隙的基础上, 再给予一定的压紧力。其目的是为了减小在锥齿轮传动过程中产生的轴向力所引起的齿轮轴的轴向位移, 以提高轴的支承刚度, 保证锥齿轮副的正常啮合。但装配也不能过紧, 若过紧则传动效率低, 转动过程中将产生大量热量, 且加速轴承磨损。
(1) 主动轮轴承预紧力调整如图2所示, 为调整圆锥滚子轴承3和6的预紧度, 在两轴承内座圈之间的隔离套的一端装有一组厚度不同的调整垫片4。如发现过紧则增加垫片的总厚度;反之, 减小垫片的总厚度。
主动锥齿轮预紧力的调整过程中通过选垫机对轴承座内调整垫片厚度进行选择, 保证了合适的轴承游隙, 通过自动拧紧机来精确控制法兰盘螺母的拧紧力矩, 对每个轴承座的预紧力进行检测, 保证符合工艺要求。
(2) 差速器预紧力调整差速器轴承预紧力则是通过拧紧和松退两端的调整螺母来实现预紧力及齿侧间隙的调整。主减速器的定位则是通过桥壳上两个定位销孔来实现的, 两个定位销的间距随着差速器轴承预紧力的变大而变大。在装配过程中控制两个销孔的最小间距与调整后的涨量, 间距最小值为245.02mm, 通过用百分表检测从动锥齿轮齿背一侧销子的涨量, 涨量的最大值为0.05mm。
2. 齿侧间隙的调整
齿测间隙的调整是主减速器装配过程中的重要控制工序, 锥齿轮副在运转过程中摩擦将产生热量, 如果间隙过小, 齿轮膨胀后会造成温度升高, 润滑不良, 早期磨损, 严重者会造成“卡死”;间隙过大容易造成起动过程中打齿, 传动效率低下, 因此在装配过程中100%用百分表调整齿侧面间隙。
在装配过程中用百分表检测连续三个齿的齿测间隙, 间隙控制在0.25~0.40mm, 并将齿侧最大变动量参数控制在0.10mm内, 此方法保证了对主从动齿轮齿侧间隙的控制。
3. 差速器内行星齿轮与半轴齿轮的间隙控制
差速器装配过程中对行星齿轮、半轴齿轮、垫片的装配过程中涂抹防卡滞剂, 装配完成后通过检具旋转半轴齿轮, 检测差速器内部齿轮的转动情况, 保证了各部件的转动顺畅。
4. 润滑油的选择与加油量控制
驱动桥承受的载荷较大, 主从动锥齿轮和轴承需要良好的润滑, 否则极易引起早期磨损。差速器轴承及内部行星齿轮、半轴齿轮可以部分浸泡在润滑油中进行润滑, 主从动锥齿轮则在旋转过程中靠飞溅润滑实现降温, 轴承座的前轴承, 该轴承距离油面很远, 不能靠飞溅润滑, 只能通过锥轴承的泵油作用实现轴承的润滑。因此要保证主减速器总成各运转部件的润滑, 保证加油量符合要求, 油道通畅, 大小符合设计要求, 否则将由于轴承、齿轮等润滑不良引起温度升高。
5. 零部件精度控制
各零部件供应商通过对关键零部件、关键尺寸进行过程控制 (如主减速器壳轴承孔尺寸、桥壳定位销孔、轴承座轴承孔安装距、同轴度等) , 提高了过程能力, 保证了关键部件的精度要求。
控制措施有效性验证
通过部分工艺参数的调整, 通过拧紧机、选垫机等保证工艺参数, 装配过程的控制, 零部件关键尺寸及形位公差的控制, 用户使用过程中加油量的明确等, 有效控制了重型货车车桥主减速器温升, 主减速器试验数据控制在120℃以内, 从售后服务反馈的信息来看主减速器温升故障明显减少, 温升得到了有效控制。
汽车主减速器总成在线检测系统研究 篇7
主减速器总成是汽车驱动桥的关键组成部件之一,主减速器总成的在线检测是提升产品品质的重要手段。目前,主减速器总成的在线检测主要有两种方法:声学诊断法和振动信号诊断法。由于成本与测试条件的制约,后一种方法较为常用。并且利用振动分析方法监测诊断齿轮故障已被证实有效可行[1]。时域分析与频域分析是最为常用的振动信号处理分析方法。由于主减速器属于转速不稳定的旋转机械,用传统的信号处理方法,容易在频谱图上出现严重的“频率混叠”现象,从而影响在线检测系统对被测工件的判断。在本文中的在线检测系统应用阶次分析方法来消除这种现象。
阶次分析方法是一种针对旋转机械振动信号的分析方法,阶次分析方法就是对等角度采样得到的信号进行快速傅里叶变换(FFT),变换过后信号不再以频率来度量,而以阶次来度量,可以对一般频谱分析很难分析的非平稳阶段的特征信息进行提取,即消除了"频率混叠"现象。基于阶次分析方法以上优点,本文对基于阶次分析的主减速器在线检测方法与系统开发进行研究。
2 检测原理
阶次分析方法也称为整周期截断离散傅里叶变换法(DFT),以转轴旋转频率的整数或者分数倍频进行采样,然后对采样信号做离散傅里叶变换(DFT)计算,从而求出所关心的信号的阶次比幅值和相位。其实质是消除或降低转速变化对振动信号分析的影响。
2.1 阶次的定义
阶次(order)定义为参考轴每转内发生的循环振动次数[2]:o=循环振动次数/转。阶次与其对应振动频率的关系如式(1)所示。可以看出,一旦旋转零部件的传动比固定后,阶次谱分布并不受参考轴转速变化的影响。
式中:o为阶比,阶;n为参考轴的转速,r/min。
2.2 阶次跟踪方法的实现
常见的阶次跟踪方法有硬件阶次跟踪法、计算阶次跟踪法和基于瞬时频率估计的阶次跟踪法等[3]。虽然硬件阶次跟踪的实时性好,但是由于其结构复杂、价格昂贵,而且在转速变化快时,其跟踪精度得不到保证。同时结合主减速器总成的故障诊断,以及出于硬件复杂程度及成本考虑,本文选择计算阶次跟踪算法构建系统。
计算阶次跟踪技术是HP公司的Potter开发的[4,5]。其实现的思想是:分别对振动信号和转速信号采样,然后通过数字信号处理算法用软件来实现等角度间隔的采样,这个过程称为计算阶次跟踪(Computed order tracking)法,简称COT法。下面研究其实现的具体算法:
(1)首先对采集得到的参考轴的转速信号n(k)进行拟合,得到转速拟合函数n(t)。
(2)根据拟合得到的转速拟合函数n(t),计算参考轴的转角函数:
(3)按照等角度间隔△θ,分别令θ(t)=k△θ,(k=0,1,2…)解方程得到重采样的时间序列t(k)(k=0,1,2…);
(4)对采集得到的振动数据x(k),按照重采样的时间序列t(k)(k=0,1,2…),进行重采样(对不存在的点,采用插补方法进行计算),从而得到的等角度的振动数据x′(k)。
(5)对等角度振动数据x′(k)进行傅里叶变换就可以得到阶次谱。
3 阶次分析方法的应用
3.1 测试方法实现的方法与流程
实际上主减速器总成的工作状态是很复杂的,在本文中用3台伺服电机模拟其工作状态(如图1)。其中一台伺服电机模拟汽车从万向节传递过来的动力,另两台伺服电机模拟主减速总成两侧输出轴的阻力扭矩。
结合阶次分析方法和主减速器总成的振动原理及特征,制定测试流程如下(如图2):
(1)将被测试的主减速器总成安装到测试台架上,并完成其它的辅助动作。
(2)在驱动模块下进行低速、零扭矩驱动:主拖动电机采用转速控制方式进行驱动,两侧的电机采用转矩控制方式。
(3)按照上述的驱动方式使台架进行匀加速运动,同时两端进行正的定扭矩加载,并进行振动信号的采集以及阶次分析。这一部分称为正向驱动部分。
(4)测试设备保持定转速、定扭矩运转,这一部分主要是进行过渡。
(5)驱动方式不变,进行匀减速、负的定扭矩运动,同时进行振动信号的采集以及阶次分析。这一部分称为正向滑行部分。
(6)进行卸载扭矩、降低台架转速,试验完成。
3.2 测试系统的组建
本系统以工业工控机为控制与信号处理及分析的硬件核心,以高级语言构建虚拟仪器为手段实现计算阶次分析。其本功能图如图3。
该检测系统的硬件系统中的振动传感器与转速计是实现计算阶次跟踪的关键元件,它们分别对被测件的振动信号和转速进行采样,然后通过数据采集卡把采集信息传递给工控机进行处理。其中,计算阶次功能的实现是通过数据采集的外部触发功能来实现;通过多通道的采集功能可以实现计算阶次分析的功能;通过对振动信号的单独采集可以实现时-频阶次分析的功能。
4 实验研究
为便于对比、分析故障主减速器的故障类型以及部位,首先取一部分合格的主减速总成进行测试,并以预先制定的诊断策略确定合格主减速器总成的阶次谱图的参考频谱,即阈值。
4.1 合格主减速器总成的阶次谱图
取测试过程中某一合格的主减速器的阶次谱进行分析(如图4所示)。从图4得知,合格的汽车主减速器各阶次的实际频谱都小于参考频谱(阈值),而且幅值较小,能量较低。
4.2 故障诊断与分析
选取另外一个有故障的主减速器总成(A)正向驱动的阶次谱图和正向滑行的阶次谱图,如图5、6所示。将阶次谱图5和图6进行局部放大得到图7和图8。从阶次谱图可以看出,无论是正向驱动的阶次谱图和正向滑行的阶次谱图都具有类似的特征:
(1)实际频谱在某一范围内超过了其参考谱图(阈值)。
(2)与图形4比较,可以发现主减速器的振动幅值较大。
(3)阶次谱的故障频率关于齿轮啮合频率以及其谐波频率对称。
(4)故障谱的阶次间隔等于输入轴的阶次,等于1。
因此,我们可以认定故障点位于输入轴或者输入轴的齿轮上。
5 结语
本文进行了虚拟阶次分析仪器的设计、现场测试以及数据分析等内容。结合信号处理的各种理论,同时结合主减速器总成测试的一些现状,进行了虚拟阶次分析仪器软硬件的设计以及针对智能识别功能进行了探讨。与传统的时域-频谱分析方法相比,运用阶次分析方法,能够更准确、直观地提取主减速器总成故障信息。这为客观评价主减速器总成性能提供依据,方便生产厂家及时判别主减速器总成故障种类。
摘要：主要介绍了以阶次分析为核心的主减速器总成在线检测系统的组成及技术实现。系统作为主减速器柔性装配线的最后一道工序,以阶次分析为核心,实现对转速、转矩及振动信号等实时数据的采集、处理、显示和存储。该系统可以实现对多种减速器总成的综合性能的检测,并可以通过预先设定的评判策略对产品性能做出评测。
关键词：主减速器总成,阶次分析,在线检测
参考文献
[1]WANG W Y.Identification of Gear Mesh Signal by KurtosisMaximization and Its Application to CH46 Helicopter GearboxData[C]//Proceedings of the 11th IEEE Signal ProcessingWorkshop on Statistical Signal Processing,2001:69-372.
[2]李辉,郑海起,唐力伟.基于阶次跟踪和变换时频谱的轴承故障诊断[J].振动、测试与诊断,2010,30(2):138-142.
[3]National Instruments.LabVIEW Order Analysis Toolset UserManua[lZ].2005.
[4]赵晓平,张令弥,郭勤涛.旋转机械阶比跟踪技术研究进展综述[J].地震工程与工程振动,2008(12):213-219.
汽车主减速器常见故障的分析与研究 篇8
汽车对人们的生活和工作起着越来越重要的作用, 但人们对汽车舒适性和通过性要求也越来越高。汽车主减速器是汽车底盘系统中核心零部件, 传递汽车传动轴输入的扭矩, 降低转速增大扭矩, 实现转速差, 保证汽车轮胎实现转弯或差速功能, 对汽车底盘行驶系统的操控性和通过性有着至关重要的意义。但随着人们对车辆四驱功能使用频次的增加, 主减速器的利用率也在提高, 其故障率也不断增加。为了较好地解决主减速器常见故障, 结合产品的结构特点, 本文对汽车主减速器常见故障进行了分析、研究, 并提出了预防措施。
1主减速器的基本结构
主减速器作为汽车传动系统重要零部件, 其基本结构包括差速器、齿轮组、轴承组、油封组、转动力矩调整机构等关键组件。
2常见故障分类
主减速器将输入转矩首先通过主动锥齿轮传递给从动锥齿轮, 实现减速增扭的作用, 再经过差速器将动力合理分配给左、右半轴, 最后传到车轮, 产生驱动力。其在传递力矩过程中既要实现系统功能, 又要保证一定的NVH性能, 以保证人们既感受到汽车操控性能, 又感受到汽车良好的舒适性。汽车主减速器在工作过程中可能产生的常见故障有四类:损坏、噪音、过热和漏油。
3故障产生机理分析及预防
3.1主减速器损坏主减速器损坏对汽车底盘系统来说非常不利, 会造成顾客抱怨, 而且检修非常困难, 一般检修都是更换主减零部件, 重新匹配。因维修设备及工人操作手法等因素限制, 减速器的性能很难达到出厂时匹配性能。主减速器损坏主要包括:齿轮损坏、 轴承损坏、振动变大等几种形式。
3.1.1齿轮损坏。齿轮损坏的形式有很多种, 主要表现形式包括烧结、打齿、磨损、变形等。1主从动轴齿轮之间间隙调整不当, 导致齿轮之间过度摩擦, 产生大量热量, 最终齿轮烧结。2齿轮在设计之初没有进行充分强度校核, 或者验证不够充分, 导致齿轮齿面强度很低, 造成齿轮打齿现象。3主减齿轮在进行装配时齿轮预紧力调整不当, 导致齿轮接触不均匀, 产生早起磨损。4主减装配过程中, 齿轮啮合印痕调整不合理, 导致齿轮局部受力偏大, 使齿轮产生变形或磨损严重。
3.1.2轴承损坏。主减速器轴承多采用锥轴承, 其损坏形式包括:过热、变形、磨损、划伤等, 对主减性能具有非常关键的作用, 甚至影响汽车的燃油经济性、底盘行驶系统的稳定性和舒适性。1主减预紧力调整不合理, 影响主减扭矩传递效率, 轴承运转产生过量热量, 导致轴承过热损坏。2主减速器壳体和轴承配合过盈量偏大, 或者主减轴承预紧力过大, 会导致轴承发生变形, 从而失效损坏。3主减内部存在杂质或铁销导致轴承被划伤或烧蚀, 影响齿轮啮合质量和主减总成NVH性能。4轴承滚子掉落造成主减速器其他零部件破坏, 或产生异响。
3.1.3主减振动变大。主减速器振动过大, 属于主减NVH性能下降, 主减振动变大形式主要包括:轴承振动大、输入法兰振动大、 差速器振动大等方面影响。1轴承预紧力过大、保持架变形、滚子脱落、配合精度低等问题都会导致轴承振动变大。2主减输入法兰动不平衡性、端面跳动、径向跳动等会影响主减振动, 且随输入转速增大, 振动随之增大。3主减差速器包含零件较多, 动平衡对主减振动的影响很大, 壳体缺料、铸造偏差等会造成差速器振动过大。
防止措施:a主减装配时调整合理齿侧间隙, 建议为0.13- 0.21mm;b根据选用轴承调整合理紧固力矩, 一般按照原厂要求力矩调整即可;c主减返修过程中严格按照原厂规定力矩拧紧螺栓。
3.2主减速器噪声主减速器噪声和其构造有很大关系, 一般主减速器噪声来源包括:齿轮异响和轴承异响。
3.2.1齿轮异响。1主减速器主从动锥齿轮间隙过小, 会导致齿轮摩擦过热, 同时伴有齿轮低沉异响。2齿轮间隙过大时, 主减速器会从内部发出十分尖锐的碰撞声, 影响齿轮寿命。3轴承预紧力调整不合理, 会导致主减在上下坡时产生异响。4行星半轴齿轮打齿或烧结, 会使主减失去差速功能, 同样也会使主减产生异响。
3.2.2轴承异响。1轴承振动过大或变形会引起主减异响问题, 且异响不随车辆速度提高而增大。2轴承配合等级低, 配合精度不合理, 会导致主减发生轰鸣压耳。3轴承保持架变形或滚子掉落, 会导致主减发出碰撞异响。
建议措施:主减发生异响多为零部件已经损坏, 建议对主减速器进行维修时, 首先判断异响原因, 然后更换损坏的零部件, 并按照原厂规定参数进行修复、装配。
3.3主减速器过热主减速器一般温度会保持在130°以下, 当超过此温度后主减便处于过热状态, 发生机理:a齿轮润滑油不足或使用劣质齿轮油;b主、从动齿轮间隙过小;c轴承装配过紧, 间隙过小, 会引起主减速器局部过热。
一般防止措施:更换原厂规定齿轮油、调整合理齿轮间隙、调整合理总成转动力矩 (即轴承预紧力) 。
3.4主减速器漏油1油封处产生漏油, 主要原因包括油封密封不良、密封结构设计不合理、加油量过高、油封唇口破坏或油封唇口杂质过多、油封老化。2通气阀处产生漏油, 主要原因包括主减内部压力过高、通气阀堵塞、通气阀位置不合理。3壳体结合面处漏油, 结合面处密封胶涂抹不均匀、结合面不平或配合不良。
防止措施:一般零部件质量由整车厂装配前进行测量保证, 若发现因零部件损坏产生主减速器漏油, 应尽早更换新件, 同时更换新的齿轮油。
4总结
汽车主减速器故障是比较复杂的系统问题, 既涉及各个零部件的加工精度, 又需要在装配过程中进行分别控制, 实际故障产生原因可能发生在某个环节, 也可能是多个环节均存在问题。为有效避免主减速器常见故障发生, 需要在产品精度设计、制造、装配、维修等多个环节进行预防、控制。
参考文献
[1]刘惟信主编.汽车设计[M].北京:清华大学出版社.
主减速器 篇9
开发背景
我国的斯太尔载重汽车系列桥齿轮是按20世纪80年代从奥地利引进的原图生产的, 国产化时仅将材料从18CrNi8改为20CrNi3, 由于20CrNi3材料的工艺性能差且价格昂贵, 从20世纪90年代开始国内各大齿轮厂家纷纷改用20C r M n T i材料生产斯太尔桥齿轮, 十几年来一直保持不变。但由于近年汽车超载现象愈来愈严重, 斯太尔桥齿轮早期失效现象也愈来愈突出, 客户向整车厂索赔现象越来越多, 于是各大整车厂纷纷制定斯太尔桥齿轮的准入制度, 要求先进行台架寿命试验。准入标准按Q C/T534—1999《汽车驱动桥台架试验评价指标》的规定必须达到“主减速器锥齿轮中值疲劳寿命不低于50×104次, 试验样品中最低寿命不低于30×104次”的要求。国内能达到该标准的厂家非常有限, 而斯太尔系列桥齿轮在国内市场的需求量约100万套/年, 市场广阔。我公司作为国内最先引进生产斯太尔桥齿轮的厂家, 具有先进的美国格里森软件和熟练运用该软件的能力, 为此公司决定对齿轮齿形参数进行重新设计, 达到延长齿轮寿命并降低齿轮噪声、满足台架试验国家标准的目的。
失效原因分析
在对齿轮齿形参数进行强化设计之前, 研制人员对斯太尔桥齿轮失效产品的失效形式进行了统计分析, 发现产品在使用中大多以从动锥齿轮首先断裂为主。由于该产品用于重型载重汽车, 产品原设计时遵照重型载重汽车齿轮设计通常采用“等寿命设计”的强度匹配原则, 目的是强化主动轮, 但研制人员经过认真分析后认为:重型载重汽车驱动桥锥齿轮采用等寿命设计的原因是对于单级桥主减速器的主传动比通常都很大, 主动轮转数是从动轮转数的数倍, 因而主动轮需要加强;而斯太尔汽车驱动桥是双级桥, 主减速器锥齿轮的传动比只有1.5左右, 主动轮转数与从动轮的转数相差不大, 若盲目地按等寿命进行设计, 其结果是从动轮的计算应力大于许用应力, 即从动轮强度不够, 而主动轮的强度却有富裕, 但因从动轮过早损坏, 使主动轮也随之损坏, 导致齿轮副早期失效, 寿命不足。
技术措施
通过对失效原因的分析, 采用先进的美国格里森设计、制造软件C A G E4W i n程序, 通过优化齿轮的齿形参数来达到对其强化的目的, 主要的优化方式是采用特殊的齿深系数、齿顶高系数和强度匹配系数, 只对齿轮齿形参数部分进行重新设计。下面以该系列产品中, 后桥总传动比为4.8的一对齿轮为例介绍其强度计算及强化方案。
产品的主要技术参数见表1。
其他已知的各参数:
(1) 发动机
最大转矩1750Nm;发动机最大转矩时的转速为1300～1600r/m;发动机最大功率时的转速为2200r/m。
(2) 变速器
一挡传动比为12.65;变速器五挡传动比为3.40。
(3) 驱动桥
主减速器传动比29/21为1.3809;驱动桥数n=2;从动轮到车轮之间的传动效率η轮边=0.96;轮边减速器的传动比i轮边=3.478。
(4) 整车参数
从发动机到主减速器从动轮之间的传动效率η=0.75;汽车满载总重Ga=32t=313 600N;拖挂总重G挂=55t=539 000N;满载状态下一个驱动桥上的静负荷G2=13t=127 400N;车轮滚动半径rr=0.54m。
(5) 按格里森CAGE4Win程序给出的该齿轮副原设计强度计算参数
主动轮弯曲应力系数Qp=0.917 21;从动轮弯曲应力系数QG=0.666 18;主动轮接触应力系数Zp=1153.92;从动轮接触应力系数ZG=981.94;刀盘半径系数Kx=1.008。
(6) 其余参数:道路附着系数=1。
通过强度计算得出原设计各应力值, 其结果表明:
从以上对比可以看出, 日常行驶的弯曲应力超过许用应力50%左右, 分析该车的使用情况可以知道, 装载质量过大 (满载总重达32t) , 特别是拖挂质量过大 (拖挂质量达55t) , 总装载量达87t是造成日常行驶弯曲应力过大的主要原因之一。
(单位:N/mm2)
综上计算结果表明:除Sc峰值
强化设计后的应力系数如下:
将以上参数代入应力计算公式得设计后的应力值, 设计后计算结果表明:
强化设计前、后各应力值和重叠系数对比见表2所示。
按有关资料推荐的“渗碳钢螺旋锥齿轮与双曲面齿轮的弯曲疲劳寿命曲线”可以查出强化设计后Stp计均与StG计均所对应的循环次数均为7×105次, 即70万次, 超过了Q C/T534—1999《汽车驱动桥台架试验评价指标》规定的50万次的标准。因此, 经过强化设计后该产品主、从动齿轮的峰值弯曲应力和峰值接触应力均已小于许用应力值, 可以确保产品在规定的使用周期内不断裂, 只是日常行驶的弯曲应力Stp计均、St G计均和接触应力Sc计均值虽有下降但仍大于许用应力值, 受齿轮安装结构的限制, 已无法从设计上使日常行驶弯曲应力和接触应力值在许用应力值范围内, 只能采用工艺措施来改善和提高该产品的使用寿命。
为更好地提高该齿轮日常行驶抗接触疲劳的能力, 分析造成齿轮早期失效的原因采用了以下强化工艺措施:
(1) 采用热后齿面应力喷丸工艺。据有关资料介绍:齿面应力喷丸后弯曲疲劳强度可提高20%～30%, 接触疲劳强度可提高10%～15%。
(2) 渗碳淬硬有效硬化层深Dc值比原设计适当提高。
(3) 从材料的综合性能考虑采用22CrMoH材料生产, 并严格控制等温正火质量和热处理变形。
结语
我公司在国内率先开发斯太尔汽车大转矩驱动桥主减速器齿轮, 使该汽车驱动桥齿轮台架寿命试验达到7.45×105次, 创目前同种钢材斯太尔汽车驱动桥锥齿轮台架寿命试验最高, 不仅可以满足整车厂的配套要求, 同时可以满足汽车满载总重32t、拖挂总重55t的大转矩、大吨位载重汽车和牵引车的使用要求。在成本上除增加齿面应力喷丸工序所需的一点费用外, 无需再增加别的投入, 与原产品相比强化后的产品不仅强度明显提高而且传动更加平稳, 噪声更低, 达到既强化又降噪的双重效果。目前, 该产品设计及制造方法已取得国家实用新型专利权。
