一种货车用变速中间轴及其加工工艺的制作方法

本发明涉及汽车变速器技术领域，具体涉及一种货车用变速中间轴及其加工工艺。

背景技术

变速器是用来改变来自发动机的转速和转矩的机构，它能固定或分档改变输出轴和输入轴传动比，又称变速箱。变速器由变速传动机构和操纵机构组成，有些汽车还有动力输出机构。传动机构大多用普通齿轮传动，也有的用行星齿轮传动。普通齿轮传动变速机构一般用滑移齿轮和同步器等。简单式变速器有效率高、构造简单、使用方便的优点，但档数少，i变化范围小(牵引力、速度范围小)，只宜在档数不多的某些车工采用。若增加i的范围，则会使变速器尺寸加大，轴跨度增加，为了既增加档数又不使轴跨度过大，可采用组成式变速器。所谓组成式变速器，通常由两个简单式变速器组合而成，其中档数较多的称为主变速器，较少的称为副变速器。

中间轴，是汽车变速箱里的一根轴，轴本身与齿轮为一体，作用是将一轴和二轴连接，通过换挡杆的变换来选择与不同的齿轮啮合，使二轴能输出不同转速、转向和扭矩。因为其形状像一个塔，所以又叫"宝塔齿"。现有的变速器中间轴存在如下不足：装配到变速器上后，轴承等零部件经过长时间的工作磨损间隙变大，轴向窜动大，而使固定效果变差，进而造成变速器可靠性变差。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种货车用变速中间轴及其加工工艺，解决了中间轴工作磨损间隙变大以及固定效果变差的问题。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种货车用变速中间轴，包括中间轴本体和固定在所述中间轴本体外表面的中间轴转动装置；

所述中间轴本体内设有中心通孔；

所述中间轴转动装置包括等间距依次设置的中间轴齿轮组i、中间轴齿轮组ii和中间轴齿轮组iii。

进一步地，所述中间轴齿轮组i包括：齿轮a和齿轮b，所述齿轮a与所述齿轮b的中心轴线与中间轴本体的中心轴线相同，且所述齿轮a与齿轮b的间距与齿轮a的半径相同，所述齿轮a、所述齿轮b与所述中间轴本体一体成型；所述中间轴齿轮组ii包括：齿轮c和齿轮d，所述齿轮c与所述齿轮d的中心轴线与中间轴本体的中心轴线相同，且所述齿轮c与齿轮d的间距与齿轮c的半径相同，所述齿轮c、所述齿轮d与所述中间轴本体一体成型；所述中间轴齿轮组iii包括：齿轮e和齿轮f，所述齿轮e与所述齿轮f的中心轴线与中间轴本体的中心轴线相同，且所述齿轮e与齿轮f的间距与齿轮e的直径相同，所述齿轮e、所述齿轮f与所述中间轴本体一体成型。

进一步地，所述齿轮a的直径不大于齿轮b；所述齿轮c的直径不小于齿轮d；所述齿轮e和齿轮f的直径相同。

进一步地，所述齿轮a、齿轮b、齿轮c、齿轮d、齿轮e和齿轮f上均设置有齿轮凹槽。

进一步地，所述齿轮凹槽与中间轴本体轴线的倾斜角度呈15-30°。

上述货车用变速中间轴的加工工艺，包括如下步骤：

s1：采用锻造或铸造的方式加工毛坯，将毛坯整体预留5-10mm的加工余量，整体表面粗糙度达到ra6.3，再将毛坯进行正火，待用；

s2：将正火后的毛坯进行粗加工，将货车用变速中间轴的端面和外面表加工至粗糙度为ra3.2，再进行淬火、回火处理，待用；

s3：将s2步骤中回火处理后的货车用变速中间轴进行精车，加工至预设尺寸，再进行加工中间轴转动装置，经过滚齿、插齿、加油以及剃齿，将轮齿的表面粗糙度加工至ra2.0，再进行渗碳热处理，待用；

s4：将渗碳热处理后的货车用变速中间轴除去表面锈和生刺，再进行打磨，将货车用变速中间轴的端面打磨至粗糙度为ra0.8，中间轴本体的中心通孔打磨至粗糙度为ra0.4，每个齿轮的表面粗糙度打磨至ra0.4，待用；

s5：将s4步骤打磨完成的货车用变速中间轴采用超声进行清洗，清洗完成后进行干燥、上防锈油以及包装，即得成品。

进一步地，所述s1步骤中正火的加热温度为930-950℃，正火时间为2.0-2.5h。

进一步地，所述s2步骤中淬火的温度为50-60℃，淬火介质为油，时间为10-20min；所述s2步骤中回火的温度为500-550℃，时间为2-3h。

进一步地，所述s3步骤中渗碳热处理的具体工艺为：渗碳温度900-930℃，碳势选用0.5-0.7％。

本发明的货车用变速中间轴的加工工艺中，利用不同的加工工序将中间轴打磨成不同粗糙度，利于后续加工；采用渗碳热处理，在确保工件内部高韧性的前提下，提高了表面硬度、耐磨性和疲劳强度，增强了中间轴的耐磨损性能，延长了使用时间，更利于广泛使用。

进一步地，所述s5步骤中超声频率为20-25khz，超声功率为150w，超声时间为20-30min。；

所述s5步骤中防锈油包括如下组分：环烷酸锌15-20g/l；石油磺酸钠20-25g/l；石油磺酸钡30-35g/l；石油磺酸钙20-25g/l；油酸钾20-25g/l，溶剂为汽油。

在剃齿的过程中可提高中间轴表面的光洁度和精度，使其不易磨损、不易错位，延长中间轴的使用时间；除去中间轴表面的锈和毛刺，也能提高表面的光洁度和精度；采用超声清洗也可进一步提高表面的光洁度和精度；使最终得到的中间轴不易磨损、不易错位。

本发明的有益效果是：

1.本发明的货车用变速中间轴中，中间轴本体和中间轴转动装置固定连接，使得两者结合更为紧密，不易出现移位的情况，更便于使用；中间轴转动装置设置多个中间轴齿轮组，结合更为紧密，也具有更良好的稳定性；

2.本发明的货车用变速中间轴的加工工艺中，利用不同的加工工序将中间轴打磨成不同粗糙度，利于后续加工；采用渗碳热处理，在确保工件内部高韧性的前提下，提高了表面硬度、耐磨性和疲劳强度，增强了中间轴的耐磨损性能，延长了使用时间，更利于广泛使用；

3.在剃齿的过程中可提高中间轴表面的光洁度和精度，使其不易磨损、不易错位，延长中间轴的使用时间；除去中间轴表面的锈和毛刺，也能提高表面的光洁度和精度；采用超声清洗也可进一步提高表面的光洁度和精度；使最终得到的中间轴不易磨损、不易错位；

4.本发明对防锈油进行改进，防锈油采用环烷酸锌、石油磺酸钠、石油磺酸钡、石油磺酸钙、油酸钾和汽油进行复配，得到的防锈油稳定性强、制造成本低、防锈效果好，符合环保的要求，对人体无害，而且不与货车用变速中间轴发生化学变化，能保持货车用变速中间轴表面平整、润滑、光滑，防锈性能好。

附图说明

图1为本发明中中间轴的结构示意图；

图中：

1-中间轴本体；2-中间轴齿轮组i，21-齿轮a，22-齿轮b；3-中间轴齿轮组ii，31-齿轮c，32-齿轮d；4-中间轴齿轮组iii，41-齿轮e，42-齿轮f；5-齿轮凹槽。

具体实施方式

下面结合具体实施例进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。

如图1所示，一种货车用变速中间轴，包括中间轴本体1和固定在所述中间轴本体1外表面的中间轴转动装置；

所述中间轴本体内设有中心通孔；

所述中间轴转动装置等间距依次设置有中间轴齿轮组i2、中间轴齿轮组ii3和中间轴齿轮组iii4。

进一步地，所述中间轴齿轮组i2包括：齿轮a21和齿轮b22，所述齿轮a21与所述齿轮b22的中心轴线与中间轴本体1的中心轴线相同，且所述齿轮a21与齿轮b22的间距与齿轮a21的半径相同，所述齿轮a21、所述齿轮b22与所述中间轴本体1一体成型；所述中间轴齿轮组ii3包括：齿轮c31和齿轮d32，所述齿轮c31与所述齿轮d32的中心轴线与中间轴本体1的中心轴线相同，且所述齿轮c31与齿轮d32的间距与齿轮c31的半径相同，所述齿轮c31、所述齿轮d32与所述中间轴本体1一体成型；所述中间轴齿轮组iii4包括：齿轮e41和齿轮f42，所述齿轮e41与所述齿轮f42的中心轴线与中间轴本体1的中心轴线相同，且所述齿轮e41与齿轮f42的间距与齿轮e41的直径相同，所述齿轮e41、所述齿轮f42与所述中间轴本体1一体成型。

所述齿轮a21的直径不大于齿轮b22；所述齿轮c31的直径不小于齿轮d32；所述齿轮e41和齿轮f42的直径相同；

所述齿轮a21、齿轮b22、齿轮c31、齿轮d32、齿轮e41和齿轮f42上均设置有齿轮凹槽5；

所述齿轮凹槽5与中间轴本体1轴线的倾斜角度呈15-30°

上述货车用变速中间轴的加工工艺，包括如下步骤：

s1：采用锻造或铸造的方式加工毛坯，将毛坯整体预留5-10mm的加工余量，整体表面粗糙度达到ra6.3，再将毛坯进行正火，待用；

s2：将正火后的毛坯进行粗加工，将货车用变速中间轴的端面和外面表加工至粗糙度为ra3.2，再进行淬火、回火处理，待用；

s3：将s2步骤中回火处理后的货车用变速中间轴进行精车，加工至预设尺寸，再进行加工中间轴转动装置，经过滚齿、插齿、加油以及剃齿，将轮齿的表面粗糙度加工至ra2.0，再进行渗碳热处理，待用；

s4：将渗碳热处理后的货车用变速中间轴除去表面锈和生刺，再进行打磨，将货车用变速中间轴的端面打磨至粗糙度为ra0.8，中间轴本体的中心通孔打磨至粗糙度为ra0.4，每个齿轮的表面粗糙度打磨至ra0.4，待用；

s5：将s4步骤打磨完成的货车用变速中间轴采用超声进行清洗，清洗完成后进行干燥、上防锈油以及包装，即得成品。

具体地，所述s1步骤中正火的加热温度为930-950℃，正火时间为2.0-2.5h。

具体地，所述s2步骤中淬火的温度为50-60℃，淬火介质为油，时间为10-20min；所述s2步骤中回火的温度为500-550℃，时间为2-3h。

具体地，所述s3步骤中渗碳热处理的具体工艺为：渗碳温度900-930℃，碳势选用0.5-0.7％。

具体地，所述s5步骤中超声频率为20-25khz，超声功率为150w，超声时间为20-30min；

所述s5步骤中防锈油包括如下组分：环烷酸锌15-20g/l；石油磺酸钠20-25g/l；石油磺酸钡30-35g/l；石油磺酸钙20-25g/l；油酸钾20-25g/l，溶剂为汽油。

实施例1-实施例4的具体加工工艺参数如表1所示，实施例1-实施例4均为本发明限定的技术参数。

表1实施例1-实施例4的具体加工工艺参数

实施例1-实施例4的具体性能参数如表2所示，实施例1-实施例4均为本发明限定的技术参数。其中粗糙度采用表面粗糙度测量仪进行检测；其中表面强度和齿根芯强度采用洛氏强度进行表示，采用用硬度试验机进行检测。

表2实施例1-实施例4的具体性能参数

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。