一种高精度相位角的双级齿轮过盈热装配装置的制作方法

[0001]
本发明属于装配技术领域，尤其是双级齿轮热装配，具体地是指一种高精度相位角的双级齿轮过盈热装配装置。


背景技术：

[0002]
在发动机齿轮系中，应用双级齿轮总成成为了一种趋势。双级齿轮采用大齿轮与小齿轮较大过盈联接的结构，保证可以承受一定的扭矩，并且大齿轮小齿轮之间存在高精度的相位角关系。类似如下产品简图，最小过盈量0.14，相位角偏差要求：
±
15’。
[0003]
许多主机厂均在开发类似双级齿轮新品，需求是品种多，短交货周期和低开发成本。双级齿轮的热装配是开发中的瓶颈与难点，之前的装配技术方案常采用设计制造专用夹具(在夹具上直接实现准确的相位关系)来保证，如中国专利“发动机齿轮系中双级塔轮过盈热装夹具”，公开号cn209599057u，授权公告日2019.11.08，公开了一种发动机齿轮系中双级塔轮过盈热装夹具，包括小齿轮定心组件、大齿轮定心组件、齿槽定位组件、压装导向组件及固定在压床工作台上的底座，小齿轮定心组件沿轴向固定在底座上，大齿轮定心组件沿轴向设置在小齿轮定心组件上，齿槽定位组件以互成双级塔轮中的小齿轮与大齿轮的相位角的角度分别设置在小齿轮定心组件的一侧、大齿轮定心组件的一侧，压装导向组件沿平行于轴向方向固定在底座上。该实用新型，设置有弹性支撑导向机构、压头、心轴和定位轴套、导向套、定位齿槽中心的弹性定位装置，这几个关键部分相配合保证在压床上完成高精度相位角的双级塔轮过盈热装。导向套内孔与心轴滑配，其外园与内孔同轴，在热装过程中完成消隙定位内孔)，或采用专机的方案。上述方案的最终实现均存在通用性差、制造周期长，成本较高，无法快速响应客户的要求。


技术实现要素：

[0004]
针对背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种结构相对简单、通用性好，制造周期短、生产成本低的高精度相位角的双级齿轮过盈热装配装置。
[0005]
为达到上述目的，本发明设计的高精度相位角的双级齿轮过盈热装配装置，其特征在于：包括与机床上工作面连接的上平板，与机床下工作面连接的下平板；所述上平板上设有压头；所述压头一端与上平板连接，另一端可拆卸连接限位板；还包括用于定位大齿轮的大齿轮齿槽定位结构和定位小齿轮的小齿轮齿槽定位结构，所述大齿轮齿槽定位结构包括同轴设在下平板上的浮动销定位结构和固定销定位结构，所述小齿轮齿槽定位结构设在所述压头侧壁。
[0006]
优选的，所述下平板上设有至少两根导柱，所述上平板上设有与所述导柱适配的导向套；所述导柱一端插入所述导向套内。
[0007]
优选的，所述压头通过紧定螺钉与上平板连接。
[0008]
优选的，所述大齿轮齿槽定位结构与小齿轮齿槽定位结构呈90
°
设置。
[0009]
优选的，所述小齿轮齿槽定位结构包括测杆、与压头侧壁连接的上支撑座、设在上
支撑座侧壁的上衬套，所述测杆一端穿过上衬套和上支撑座插入待装配的小齿轮齿槽中，所述测杆与上衬套螺纹连接。
[0010]
优选的，所述固定销定位结构和所述浮动销定位结构均设有腰型槽，通过螺栓与腰型槽配合与下平板连接。
[0011]
进一步优选的，所述固定销定位结构包括固定销、与下平板连接的下一支撑座、设在下一支撑座侧壁的下一衬套，所述固定销穿过下一衬套和下一支撑座插入待装配的大齿轮齿槽中，所述固定销与下一衬套螺纹连接，所述腰型槽设在所述下一支撑座上。
[0012]
进一步优选的，所述浮动销定位结构包括浮动销、与下平板连接的下二支撑座、设在下二支撑座侧壁的下二衬套，所述浮动定销穿过下二衬套和下二支撑座插入待装配的大齿轮齿槽中，所述下二衬套与下二支撑座的孔底之间设有弹簧，所述弹簧套设在浮动销上，所述腰型槽设在所述下二支撑座上。
[0013]
再进一步优选的，所述下二衬套端面设有套筒，所述套筒上对称设有轴向通槽，所述浮动销上设有能容置于所述轴向通槽的圆柱销。
[0014]
再进一步优选的，所述固定销定位结构包括固定销、所述浮动销定位结构包括浮动销，所述固定销与所述浮动销同轴。
[0015]
本发明的有益效果是：
[0016]
一、不同的双级齿轮产品，依据小齿轮的内孔直径，只需要重新设计制作所述小齿轮定心组件中的压头与垫圈，其余可以共用。夹具扩展性好，适应性强，制造周期短、拆卸换型方便、生产成本低。
[0017]
二、本发明采用一销固定，一销活动对待装配大齿轮进行定相位方式，调整压装方法。
[0018]
三、本发明不但可以满足高精度相位角装配要求(要求
±
15’，实际控制
±5’
)，且可以大大缩短该工序的样件加工周期，从而缩短产品样件开发周期(由原来的3个月缩短至7天)。
附图说明
[0019]
图1是本发明的主视示意图
[0020]
图2是本发明的剖视示意图
[0021]
图3是图1中的a-a剖视示意图
[0022]
图中：上平板1、下平板2、压头3、大齿轮4、小齿轮5、小齿轮齿槽定位结构6(测杆6.1、上支撑座6.2、上衬套6.3)、浮动销定位结构7(浮动销7.1、下二支撑座7.2、下二衬套7.3、弹簧7.4、圆柱销7.5)、固定销定位结构8(固定销8.1、下一支撑座8.2、下一衬套8.3)、限位板9、导柱10、导向套11、套筒12(轴向通槽12.1)、圆柱销13。
具体实施方式
[0023]
下面通过图1～图3以及列举本发明的一些可选实施例的方式，对本发明的技术方案(包括优选技术方案)做进一步的详细描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0024]
如图1至图3所示，本发明设计的高精度相位角的双级齿轮过盈热装配装置，其特征在于：包括与机床上工作面连接的上平板1，与机床下工作面连接的下平板2；所述上平板1上设有压头3；所述压头3一端与上平板1连接，另一端可拆卸连接限位板9；还包括用于定位大齿轮4的大齿轮齿槽定位结构和定位小齿轮5的小齿轮齿槽定位结构6，所述大齿轮齿槽定位结构包括同轴设在下平板1上的浮动销定位结构7和固定销定位结构8，所述小齿轮齿槽定位结构6设在所述压头3侧壁。
[0025]
优选的，所述下平板2上设有至少两根导柱10，所述上平板1上设有与所述导柱10适配的导向套11；所述导柱10一端插入所述导向套11内。如此，防止压头上下移动过程中圆周方向发生变化，从而避免相位角发生改变。
[0026]
优选的，所述压头3通过紧定螺钉与上平板1连接。
[0027]
优选的，所述大齿轮齿槽定位结构与小齿轮齿槽定位结构呈90
°
设置。
[0028]
优选的，所述小齿轮齿槽定位结构6包括测杆6.1、与压头3侧壁连接的上支撑座6.2、设在上支撑座6.2侧壁的上衬套6.3，所述测杆6.1一端穿过上衬套6.3和上支撑座6.2插入待装配的小齿轮齿槽中，所述测杆6.1与上衬套6.3螺纹连接。
[0029]
优选的，所述固定销定位结构8和所述浮动销定位结构7均设有腰型槽，通过螺栓与腰型槽配合与下平板2连接。
[0030]
进一步优选的，所述固定销定位结构8包括固定销8.1、与下平板2连接的下一支撑座8.2、设在下一支撑座8.2侧壁的下一衬套8.3，所述固定销8.1穿过下一衬套8.3和下一支撑座8.2插入待装配的大齿轮齿槽中，所述固定销8.1与下一衬套8.3螺纹连接，所述腰型槽设在所述下一支撑座8.2上。
[0031]
进一步优选的，所述浮动销定位结构7包括浮动销7.1、与下平板2连接的下二支撑座7.2、设在下二支撑座7.2侧壁的的下二衬套7.3，所述浮动定销7.1穿过下二衬套7.3和下二支撑座7.2插入待装配的大齿轮齿槽中，所述下二衬套7.3与下二支撑座7.2的孔底之间设有弹簧7.4，所述弹簧7.4套设在浮动销7.1上，所述腰型槽设在所述下二支撑座7.2上。
[0032]
优选的，所述下二衬套端7.3面设有套筒12，所述套筒12上对称设有轴向通槽12.1，所述浮动销7.1上设有能容置于所述轴向通槽12.1的圆柱销13。
[0033]
再进一步优选的，所述固定销8.1与所述浮动销7.1同轴。
[0034]
压头3的上段为设置有槽的台阶轴，下段设置有上大下小的阶梯轴，下段阶梯轴底部中间设置有下螺纹孔，压头3的侧面设置有沉台小平面，上面布置有两个螺纹孔，用来固定连接小齿轮齿槽定位结构6，压头3的下阶梯面定位小齿轮的上端面，下段大的轴颈定位小齿轮的内孔，内六角螺钉连接在压头3的下段阶梯轴底部中间的螺纹孔，将限位板9采用开口垫圈压在小齿轮4的下端面，通过内六角螺钉锁紧。
[0035]
测杆6.1、浮动销7.1、固定销8.1的一端插入待装配齿轮的齿槽中，另一端都设有滚花把手，如此方便使用。
[0036]
本发明的装配方法，如下步骤：
[0037]
1)将下平板组件固定连接到压床工作台，将上平板组件固定连接到压床上工作面。
[0038]
2)调整固定好小齿轮齿槽定位结构6、浮动销定位结构7、固定销定位结构8，随机压装产品，检测标注该产品实际相位角，以此作为校准件。
[0039]
3)依据校准件(压装后产品)实际值，在小齿轮齿槽定位结构6的上支撑座6.2上打表，设置表零位，计算修正差异值，松开锁紧压头3的紧定螺钉，转动压头3至表到达差异值，锁紧压头3。
[0040]
4)将小齿轮放置在压头3的下阶梯轴上，定位小齿轮的内孔和上端面，绕轴线圆周旋转小齿轮，同时转动小齿轮齿槽定位结构6的滚花把手，当小齿轮某一齿槽中心线与所述测杆6.1的轴线相对重合时停止旋转小齿轮，继续转动滚花把手至所述测杆6.1与齿面无隙接触时停止转动滚花把手，装上开口垫圈，用内六角螺钉锁紧，此时完成了小齿轮的定位及夹紧，等待大齿轮加热完成。
[0041]
5)将加热好的大齿轮从保温箱中迅速取出放置下平板2上，以下平板2顶面定位大齿轮端面，固定销定位结构8中的固定销8.1定位大齿轮的一个齿槽，握住浮动销定位结构7的滚花把手来拉动浮动销7.1，使其上的圆柱销13脱离轴向通槽12.1，同时转动大齿轮，当与固定销定位结构8定位的大齿轮齿槽中心线与浮动销7.1轴线相对重合时停止旋转，松开浮动销定位结构7的滚花把手，浮动销7.1的端部在弹簧7.4力的作用下无间隙双面接触齿面，从而准确定位大齿轮的齿槽中心。
[0042]
6)启动压床，进行压装，压装到位后保压，松开小齿轮齿槽定位结构6的测杆6.1，卸下小齿轮，操作机床，使压头3返回到位，再松开浮动销定位结构7中的浮动销7.1，卸下工件，完成热装配。
[0043]
7)检测。
[0044]
8)如产品相位角未在规范内，则重复步骤3～7，检测合格后，即可批量生产。
[0045]
本领域技术人员容易理解，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不以限制本发明，凡在本发明的精神和原则下所做的任何修改、组合、替换、改进等均包含在本发明的保护范围之内。