一种变速器中间轴总成斜齿对齿装置的制作方法

本实用新型涉及变速器中间轴加工领域，具体为一种变速器中间轴总成斜齿对齿装置。

背景技术：

S变速器是与国际先进水平对标而研发的新型变速器，该产品采用主副箱全斜齿、磨齿结构，具有传动效率高、换档轻便、噪音低、轴向尺寸短、质量轻等优点。其中主箱中间轴分总成由多个斜齿轮和斜齿轴过盈配合组装而成，而且要求装配后各齿轮以与轴齿位置度偏差<0.13mm，现有冷压装和普通热装技术无法满足斜齿轮轴系高精度装配。

如图1所示，为防止齿轮在变速器油温过热状态下涨大而径向转动采用安装定位销作为防松措施，此结构装配的难点如下：a)冷压装的装配方式无法避免的引入挤压振动，在无精确导向的情况下无法有效控制各传动轮间的位置度偏差。b)普通的齿轮热装技术仅适用于对齿轮装配精度、方向无特殊要求的产品结构，对于此种轴系结构无可借鉴的成熟经验。c)各齿轮轴向存在间隙，装配过程中轴向间隙控制精度差直接导致传动轮间的位置度偏差。d)齿轮与轴上的销孔必须严格对中，否则定位销无法进行装配。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于针对上述现有技术中的问题，提供一种变速器中间轴总成斜齿对齿装置，能够满足中间轴批量生产需求，并且装配精度较高。

为了实现上述目的，本实用新型变速器中间轴总成斜齿对齿装置，包括装配夹具本体、中间轴吊装夹具以及轴系对齿夹具；所述的装配夹具本体包括用于提供中间轴装配空间的机体，机体顶部设置用于连接中间轴吊装夹具的连接头，所述的连接头上方竖直连接用于驱动其上下活动的气缸，并且机体侧面沿竖直方向安装有直线导轨，连接头通过连接板与设置在直线导轨上的导块相连接，机体底部安装有用于设置轴系对齿夹具的底板；所述的中间轴吊装夹具包括与连接头相连的固定套，固定套经过顶件套连接用于对中间轴轴顶进行定位的轴顶定位套，所述的顶件套内部设有顶件弹簧，顶件弹簧连接延伸至轴顶定位套内腔当中的轴顶顶尖，轴顶定位套底端设有对中间轴进行固定的U型卡扣以及插销，U型卡扣的弧面顶部装有用于对中间轴初步定位的弹性定位销；所述的轴系对齿夹具包括对齿夹具本体，对齿夹具本体上安装有轴底顶尖定位座，轴底顶尖定位座上安装有用于对中间轴轴底进行定位的轴底定位套，轴底顶尖定位座上设有延伸至底定位套内腔当中的弹性轴底顶尖；所述的轴顶顶尖、轴顶定位套、轴底定位套以及弹性轴底顶尖同轴设置；所述的对齿夹具本体上方还设置有热装本体，热装本体内部设有用于对加热后的中间轴齿轮轴向定位的定位板以及上下并排设置用于对中间轴热装对齿的轴齿对尺规和齿轮对尺规。

U型卡扣弧面顶部安装的弹性定位销包括初步定位销及支撑初步定位销的初步定位弹簧。

所述的顶件套侧面设有用于对轴顶顶尖进行限位的限位销。

所述的直线导轨上设置有限位开关以及与之配合的限位块。

弹性轴底顶尖包括轴底顶尖以及能够带动轴底顶尖上下滑动的直线轴承和轴底顶尖弹簧。

所述的轴齿对尺规以及齿轮对尺规沿中间轴的旁侧由上至下依次成对设置有多组，每组轴齿对尺规和齿轮对尺规均配套设置一个定位板。

所述的轴齿对尺规和齿轮对尺规均连接有推动手柄。

本实用新型变速器中间轴总成斜齿对齿方法，包括以下步骤：a)将变速器中间轴放置到中间轴吊装夹具上，中间轴轴顶套入轴顶定位套，轴顶顶尖顶入中间轴轴顶的顶尖孔，通过轴顶定位套底端的U型卡扣及插销将中间轴固定，并通过U型卡扣弧面顶部的弹性定位销完成中间轴初步定位；b)将待热装的齿轮加热至150℃～160℃；c)启动装配夹具本体使中间轴由上至下穿过齿轮，中间轴轴底套入轴底定位套，弹性轴底顶尖顶入中间轴轴底的顶尖孔，通过定位板对加热后的中间轴齿轮轴向定位，通过轴齿对尺规和齿轮对尺规对热装中间轴对齿；d)所有齿轮装配完成后，将中间轴总成转机加工精镗销孔，完成后安装定位销固化。

所述的齿轮通过电磁感应或加热箱加热。

与现有技术相比，本实用新型变速器中间轴总成斜齿对齿装置通过轴顶定位套和轴顶顶尖以及轴底定位套和弹性轴底顶尖分别对变速器中间轴的轴顶与轴底进行定位，通过设置在轴顶定位套底端的U型卡扣以及弹性定位销，既保证了中间轴对齿过程中的稳定性，又保证了热装对齿时中间轴能够灵活转动。本实用新型装配夹具本体主要负责中间轴装配过程中的向下运动输送，中间轴吊装夹具用于中间轴装配方向初定位，轴系对齿夹具通过定位板对加热后的中间轴齿轮轴向定位，通过轴齿对尺规和齿轮对尺规对热装中间轴精确对齿。经过批量生产验证，本实用新型对变速器中间轴总成装配过程中的位置度偏差控制稳定，完全符合设计图纸要求，不仅打通了S变速器试制过程中的关键环节，同时为类似的斜齿轮与斜齿轮轴产品装配提供了可靠技术方案，填补了我国在该项技术上的空白。

附图说明

图1变速器主箱中间轴的装配示意图；

图2(a)本实用新型装配夹具本体的结构侧视图；

图2(b)本实用新型装配夹具本体的结构正视图；

图3(a)本实用新型中间轴吊装夹具的结构剖视图；

图3(b)本实用新型轴顶定位套的底端局部结构示意图；

图3(c)本实用新型轴顶定位套的底端A向示意图；

图4(a)本实用新型轴系对齿夹具对尺规第一位置结构示意图；

图4(b)本实用新型轴系对齿夹具对尺规第二位置结构示意图；

图4(c)本实用新型轴系对齿夹具对尺规第三位置结构示意图；

附图中：1.连接头；2.连接板；3.直线导轨；4.导块；5.机体；6.底板；7.限位开关；8.限位块；9.气缸轴；10.固定套；11.第一连接螺栓；12.顶件套；13.顶件弹簧；14.限位销；15.第二连接螺栓；16.轴顶顶尖；17.轴顶定位套；18.螺母；19.初步定位弹簧；20.初步定位销；21.插销；22.轴底顶尖定位座；23.弹性轴底顶尖；24.轴底定位套；25.定位板；26.齿轮；27.轴齿对尺规；28.齿轮对尺规；29.夹具本体。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明。

本实用新型主要为保证S系列变速器中间轴装配过程中轴系零件轮齿间的位置度精度。通过反复论证以及大量的工艺试验，最终采用的技术方案归结起来包括：首先将齿轮加热使齿轮涨大，然后将中间轴快速传入齿轮，在齿轮与中间轴处于间隙配合的状态下进行精确对齿操作，完成齿轮装配后统一精加工三个销孔，最后装配定位销。根据以上技术方案设计了中间轴总成斜齿对齿装置，主要包括三个部分：装配夹具本体、中间轴吊装夹具、轴系对齿夹具。装配夹具本体主要负责中间轴装配过程中的向下运动输送，中间轴吊装夹具用于中间轴装配方向初定位，对齿夹具主要完成中间轴与齿轮的轴向定位以及热装过程中的精确对齿。

参见图2(a)与图2(b)，本实用新型装配夹具本体上的连接头1由气缸轴9拖动，用于连接中间轴吊装夹具，连接板2主要是用于连接头1与导块4连接并在直线导轨3上进行滑动，底板6用于与轴系对齿夹具连接，限位开关7用于安全防护限位。

参见图3(a)，图3(b)，图3(c)，本实用新型中间轴吊装夹具连接头1为装配夹具本体上的零件，固定套10通过第一连接螺栓11与顶件套12连接，顶件套12用于连接固定套10和轴顶定位套17，轴顶顶尖16通过轴顶定位套17能够实现上下移动，限位销14能够控制轴顶顶尖16上下移动的行程，初步定位销20用于中间轴在本夹具上的初定位。顶尖与弹簧配合，既要保证对齿过程中间轴的稳定性，又要保证热装对齿时，中间轴能够灵活转动。

参见图4(a)，图4(b)，图4(c)，由于中间轴总成上有三个斜齿轮，因此必须根据每个齿轮的位置设计专用的轴系对齿夹具，图中三套夹具结构和原理相同，仅是部分零件布局位置不同，下面以图4(a)为例进行介绍。夹具本体29用于固定其它零件，轴底顶尖定位座22用于固定弹性轴底顶尖23，轴底顶尖定位座22内置直线轴承和弹簧能够满足弹性轴底顶尖23在内部上下移动，轴底定位套24用于精确定位中间轴在对齿夹具上的轴向位置，定位板25用于定位加热后的齿轮，轴齿对尺规27以及齿轮对尺规28分别用于热装对齿。

中间轴装配时，首先将齿轮预定为在定位板25上，然后中间轴随吊装夹具一起向下移动，中间轴穿过齿轮，在中间轴与齿轮处于间隙阶段，将轴齿对尺规27以及齿轮对尺规28分别顶入中间轴和齿轮二者对应的轮齿齿槽，完成对齿操作。此过程中，中间轴的轴向位置精度由轴底定位套24保证，齿轮轴向位置精度由定位板25保证，二者径向位置度则由轴齿对尺规27和齿轮对尺规28保证，因此保证了最后的综合位置偏差图纸要求。

操作时分别利用成对设置的多组轴齿对尺规27以及齿轮对尺规28对中间轴总成由上到下三个齿轮进行装配，装配完成后进入后续精镗孔工序，镗孔完成后装定位销，完成装配。

我们通过多次对产品结构的分析，曾提出三种方案，第一种方案即冷压装方案，精度达不到要求，实施困难；第二种方案是对齿轮加热，然后使用定位销直接实现齿轮在中间轴上的精确定位，通过多次试验及改进，精度较方案一有所提高，但仍无法达到精度要求；第三种方案即本文所详细介绍的装配方案，通过中间轴总成斜齿对齿装置，不断试验摸索，达到了比较满意的装配精度，而且性能稳定，解决了决定S变速器试制成败的关键性技术难题。

本实用新型通过批量生产验证，装配位置度精度高，检测结果稳定，解决了此类变速器装配中的关键技术难题，填补了国内技术空白，同时也为今后生产类似产品积累了宝贵经验。