变速器轴齿零件的过盈连接实现方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及的是一种机械制造领域的技术，具体是一种变速器中能承受一定扭矩 的轴齿零件的过盈连接实现方法，且能应用于大批量生产。
【背景技术】
[0002] 传统的输入轴与主动齿结合时，通常采用花键配合，或整体式的设计。
[0003] 整体式的设计：由于轴向尺寸的限制，往往在机加工过程中会产生干涉，提高了制 造难度；并且整体式设计，锻件成形性差，导致材料利用率低，成型成本高，且大余量的车削 导致加工应力高，热处理畸变大的缺陷。
[0004] 传统上，为了解决一体轴设计的成本和工艺性缺点，轴类零件上的齿轮通常采用 花键过盈压配而成。缺点是增加了轴、齿花键制造工艺，需投入花键加工设备；内外花键的 热处理变形稳定性控制是个难题；对于有齿轮的齿面硬加工，更需增加内花键硬拉的设备 投入。
【发明内容】
[0005] 本发明针对现有技术存在的上述不足，提出一种变速器轴齿零件的过盈连接实现 方法，利用材料的热涨冷缩原理，将需要过盈配合的齿轮内孔和轴径先进行预处理，使相配 零件部位形成足够的间隙，直接进行无阻力套装；待总成零件结合、冷却收缩后，相配部分 恢复到原来的理想过盈量，形成足够的承受扭矩能力；本发明工艺实施后的零件不破坏已 成品状态的齿轮内部组织结构及微观齿轮精度，又能承受相当的扭矩。
[0006] 本发明是通过以下技术方案实现的：
[0007] 本发明包括以下步骤：
[0008] 步骤1、连接部位尺寸的在线检测；
[0009] 步骤2、齿轮孔径的加热方式的组合；
[0010] 步骤3、齿轮加热与轴冷却的工艺参数的设置；
[0011] 步骤4、将齿轮和轴分别置于齿轴连接夹具的对中心装置中实现对中套装。 技术效果
[0012] 与现有技术相比，本发明适用于变速箱内承受一定扭矩的输入轴总成零件的大批 量生产。相比现有的传统工艺，制造更为简单，只需要对零件的内孔和轴的外径进行普通的 磨加工，没有特殊工序，每个零件锻造及制造难度降低、节省锻造材料。但对于本工艺的四 项专利要求，有着严格的技术难点，是该工艺方法得以成功实现的必要条件。
【附图说明】
[0013] 图1为本发明处理零件示意图。
[0014] 图2为实施例中测量待连接齿轮内径尺寸示意图；
[0015] 图3为实施例中测量待连接轴外径尺寸示意图；
[0016] 图4为实施例中两齿轮孔径加热方式组合示意图；
[0017] 图5为实施例中第一、二齿轮内孔感应加热器不意图；
[0018] 图6为实施例中第一、二齿轮内孔加热棒示意图，图中：a、b为两个齿轮加热棒；
[0019] 图7为实施例中两齿轮堆叠保温加热棒示意图；
[0020] 图8为实施例中齿轮的外径初步定中心示意图，图中：a为对中夹具示意图，b为中 心顶尖杆示意图；
[0021] 图中：2输入轴、3第一齿轮、4第二齿轮、5气动测量装置、6齿轮上料料道、7接触 测量装置、8感应加热器、9接触加热棒、10保温接触加热棒、11温度传感器、12对中夹具、13 中;1_1、顶尖杆。
【具体实施方式】
[0022] 下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行 实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施 例。 实施例1
[0023] 如图1所示，本实施例涉及的输入轴2总成上第一齿轮3、第二齿轮4,其承载 600匪静扭设计要求，计算出两个齿轮内孔与输入轴2外径相连接处的过盈量0. 024~ 〇. 056 ;要完成该工艺，首先通过加热齿轮，使孔径涨大，输入轴2通过冷却，使在装配尺寸 形成0. 01 -0. 05的间隙，达到无阻力套装的条件。通过相应计算公式，得出齿轮与输入轴2 达到温度差Δ T = 181/194Γ时，齿轮内孔会涨出0. 07 - 0. 08,能满足0. 01 - 0. 05间隙套 装要求。齿轮零件的材料决定，低温回火温度范围是低于250°C，故考虑不影响热后金相组 织及性能，目前的齿轮加热温度必须低于200°C，只要两者之间温度差ΔΤ满足181/194Γ。
[0024] 本实施例具体包括以下步骤：
[0025] 步骤1、连接部位尺寸的在线检测：必须严格控制套装前相配零件组的尺寸，选配 合格，才能进入装配；必须达到理论设计要求，满足热胀后的套装间隙及冷缩后的过盈。
[0026] 预检系统，集成在设备总线里：在两个齿轮上料料道6的两侧分别安装两个气动 测量装置5,在齿轮加热前，通过两个气动非接触式读取测量传感器测其内径；在输入轴2 的上料料道前端，集成了一个接触测量装置7，此测量装置上采用一个接触式测量传感器对 输入轴2的外径进行测量。非接触式及接触式读数，高分辨率检测精度达到0. 0016,同时有 可读式的电子程序，根据软件QDAS进行评估，通过电脑作测量报告；如果发现不合格品，机 床停止，桁架机械手将齿轮或输入轴2自动移除到不合格品料架上，并重新装载新的零件， 直到合格零件组相配，如图2所示。
[0027] 步骤2、齿轮孔径的加热方式的组合：该步骤应用了感应预加热8、接触加热棒9和 接触保温加热棒10的组合方式加热，具体为：齿轮从测量站转运到感应加热站，预加热自 动开始，达到150°C，预加热温度比最终温度要低。感应发生器集成温度传感器11，对温度 进行控制，加热时间通过程序设定来控制，如图4~图6所示。
[0028] 预加热后，卡爪抓取齿轮，通过线性导轨提升齿轮然后移动，齿轮被转运到温度保 持站。在此保温站，通过接触式加热的方式，齿轮达到最终需要的温度，加热棒和齿轮部位 都安装了温度传感器11，对其温度进行控制和监测的，齿轮温度最大不超过200°C，温差为 ±5°C。
[0029] 当温度达到后，两齿轮集中成一套。通过数控X/Z输入轴2线性导轨的动作，齿轮 被重叠放置。在重叠时，另有保温加热站，直至套装夹具上，也带有保温装置。工件的内孔 涨出量是稳定可靠的，如图