CN109027190A - 一种货车用变速中间轴及其加工工艺 - Google Patents

一种货车用变速中间轴及其加工工艺 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种货车用变速中间轴及其加工工艺,属于汽车变速器技术领域。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依次为中间轴齿轮组、中间轴齿轮组和中间轴齿轮组。加工工艺包括:加工毛坯后预留加工余量,再将毛坯进行正火,再进行粗加工,再进行淬火、回火处理、精车,再加工中间轴转动装置,经过滚齿、插齿、加油以及剃齿,再进行渗碳热处理,除去表面锈和生刺,再打磨,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。本发明制备得到的变速中间轴具有固定效果好、耐磨损效果好、表面强度大以及使用时间长的优点。

Description

一种货车用变速中间轴及其加工工艺
技术领域
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。
发明内容
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I 2、中间轴齿轮组II 3和中间轴齿轮组III 4。
进一步地,所述中间轴齿轮组I 2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II 3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III 4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A 21的直径不大于齿轮B 22;所述齿轮C 31的直径不小于齿轮D 32;所述齿轮E 41和齿轮F 42的直径相同;
所述齿轮A 21、齿轮B 22、齿轮C 31、齿轮D 32、齿轮E 41和齿轮F 42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。

Claims (10)

1.一种货车用变速中间轴,其特征在于,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、中间轴齿轮组和中间轴齿轮组
2.根据权利要求1所述的一种货车用变速中间轴,其特征在于,所述中间轴齿轮组包括: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。
3.根据权利要求2所述的一种货车用变速中间轴,其特征在于,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。
4.根据权利要求2或3所述的一种货车用变速中间轴,其特征在于,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。
5.根据权利要求4所述的一种货车用变速中间轴,其特征在于,所述齿轮凹槽与中间轴本体轴线的倾斜角度呈15-30°。
6.权利要求1-5任一项所述的一种货车用变速中间轴的加工工艺,其特征在于,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。
7.根据权利要求6所述的一种货车用变速中间轴的加工工艺,其特征在于,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。
8.根据权利要求6所述的一种货车用变速中间轴的加工工艺,其特征在于,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。
9.根据权利要求6所述的一种货车用变速中间轴的加工工艺,其特征在于,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%。
10.根据权利要求6所述的一种货车用变速中间轴的加工工艺,其特征在于,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。
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