CN110206869A - 一种变速器中间轴焊接结构及其焊接方法 - Google Patents

一种变速器中间轴焊接结构及其焊接方法 Download PDF

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严鉴铂
刘义
殷崇一
张海涛
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Abstract

本发明提供的一种变速器中间轴焊接结构及其焊接方法，包括中间轴以及配装其上的片齿轮，通过优化片齿轮与中间轴轴肩对接处的焊缝结构参数，使得焊缝填充率和余高增大，提高了焊接质量；同时在中间轴和片齿轮另一侧的对接处增加了第二环形角焊缝，使得传扭能力大大提升，解决了现有技术方案焊缝会出现焊缝未充满，余高和熔深不够等质量问题。

Description

一种变速器中间轴焊接结构及其焊接方法
技术领域
本发明涉及中间轴的焊接技术领域，具体为一种变速器中间轴焊接结构及其焊接方法。
背景技术
目前大扭矩变速器的关键问题是强度问题，而主副箱双中间轴结构变速器，其副箱焊接轴总成承受扭矩很大，其焊缝强度尤为重要，焊接轴总成在严重恶劣工况情况下，存在焊缝开裂的问题，主要原因是焊缝未充满，余高或熔深不够，导致焊缝强度不足。
现有焊接是二氧化碳和氩气混合气体保护焊，其特点是操作简单、效率较高、设备成本低，但是焊接质量一般，稳定性较差，并且由于焊接设备能力和变速器结构空间限制，无法通过增大焊接处直径、增大焊接深度等办法去解决。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种变速器中间轴焊接结构及其焊接方法，通过优化V型焊缝参数以及在前端增加一处圆周角焊缝的方式来满足传递大扭矩，提高中间轴焊接总成可靠性。
本发明是通过以下技术方案来实现：
一种变速器中间轴焊接结构，包括中间轴，以及套装在中间轴上的片齿轮，片齿轮安装孔的一端与中间轴的轴肩抵接，安装孔与轴肩的对接处设置第一环形焊缝，第一环形焊缝的截面为V型结构，截面参数如下；
焊缝面坡口角度α＝30°；焊接深度S为5mm；余高h为1-1.8mm；
片齿轮安装孔的另一端为与中间轴的对接处设置第二环形角焊缝。
优选的，所述片齿轮安装孔与中间轴轴肩的对接处设置有环形焊接槽，其轴向截面为V型，第一环形焊缝位于环形焊接槽中。
优选的，所述第二环形角焊缝的焊脚K为5mm。
优选的，所述第二环形角焊缝与中间轴输入端的轴承定位面之间有间距。
优选的，所述第二环形角焊缝与轴承定位面之间的中间轴为台阶轴结构。
优选的，所述片齿轮内孔与中间轴过盈配合连接。
本发明还提供了上述变速器中间轴焊接结构的焊接方法，包括以下步骤；
S1，将片齿轮的安装孔与中间轴轴径对正，采用对齿热装到位；
S2，将中间轴轴向下倾斜设置，其两端的顶尖孔卡在焊接工装上；
S3，将两个焊枪同时伸到片齿轮安装孔与中间轴的两个对接处进行焊接，完成片齿轮与中间轴的焊接。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明提供的一种变速器中间轴焊接结构，优化了片齿轮与中间轴轴肩对接处的焊缝结构参数，使得焊缝填充率和余高增大，提高了焊接质量；同时在中间轴和片齿轮另一侧的对接处增加了第二环形角焊缝，使得传扭能力大大提升；在焊接电流、电压、焊接速度、焊丝直径一定情况下坡口越大则电弧越长，熔化焊丝和母材的时间越长，解决了现有技术方案焊缝会出现焊缝未充满，余高和熔深不够等质量问题。
进一步，由于第二环形角焊缝与轴承定位面有一定的距离，避免焊接热影响造成轴承定位面热变形或开裂。同时，将轴承定位面与角焊缝之间的中间轴设置台阶轴结构，增加工件与空气的对流面积，让焊接热量更快的被冷却气体带走。
附图说明
图1为现有中间轴的焊接结构示意图；
图2为本发明中间轴的焊接结构示意图。
图中：1、片齿轮；2、中间轴。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。
参阅图2，一种变速器中间轴焊接结构，包括片齿轮1和中间轴2，片齿轮1通过内孔安装在中间轴2的端部，片齿轮1与中间轴2采用过盈配合连接，片齿轮1的一侧抵接在中间轴的轴肩处，实现片齿轮1的轴向定位。
片齿轮1中心的安装孔的一端与片齿轮1端面平齐，该端为第一端，第一端抵接在中间轴的轴肩处，安装孔的另一端的低于片齿轮1的另一端面，为第二端。
片齿轮1的第一端与中间轴轴肩的对接处设置有截面为V型的第一环形焊缝，环形焊缝的参数如下；
焊缝面坡口角度α＝30°；焊接深度S＝5mm；余高h＝1～1.8mm；
中间轴2与片齿轮1的第二端的对接处设置第二环形角焊缝，焊脚的直角边尺寸K为5mm。
第二环形角焊缝与中间轴输入端的轴承定位面之前有间距，该距离对应的中间轴为台阶轴结构，也可以理解为中间轴2上用于安装片齿轮1的安装段的长度大于片齿轮的宽度，片齿轮安装在中间轴的安装段，中间轴的安装段能够伸出片齿轮1的第二端，该伸出的安装段为台阶轴结构；由于第二环形端角焊缝与轴承定位面有一定的距离，避免焊接热影响造成轴承定位面热变形或开裂。同时，将轴承定位面与角焊缝之间的中间轴设置台阶轴结构，增加工件与空气的对流面积，让焊接热量更快的被冷却气体带走。
在另一实施例中，中间轴2上用于安装片齿轮1的安装段的长度等于片齿轮的宽度，第二焊接端低于片齿轮1的端面，因此中间轴的安装段伸出第二环形角焊缝，该伸出端为台阶轴结构。
下面对本发明提供的一种变速器中间轴焊接结构的焊接方法进行详细的说明。
首先，将片齿轮1的安装孔与中间轴2轴径对正，采用对齿热装到位，完成片齿轮1和中间轴2的过盈配合安装。
然后，将中间轴总成轴向下倾斜，将中间轴两端的顶尖孔卡在焊接工装上。
最后，采用两个焊枪调整好角度同时伸到焊缝处进行焊接；或者利用现有设备的焊枪先焊接坡口焊缝，焊完之后将中间轴总成旋转180度调转零件，并且调整焊枪的轴向位置和角度，使得焊枪对准角焊的焊缝位置，完成角焊缝的焊接。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
如图1所示，现有副箱中间轴总成由中间轴传动齿轮1与中间轴2组成，由于轴向尺寸压缩最短的要求，则加工轴齿1的滚刀会与前端的齿轮发生干涉(如图2中R>A)，无法制成一体进行加工，并且由于传递扭矩大，只能选择两者过盈+焊接的型式进行联结。在轮1与轴2对接处只设置了一处V型圆周焊缝，且焊缝面坡口角度α＝45°，余高h>0。
而本发明的技术方案，优化了片齿轮1与中间轴轴肩对接处的焊缝结构参数，使得焊缝填充率和余高增大，提高了焊接质量；同时在中间轴和片齿轮另一侧的对接处增加了第二环形角焊缝，使得传扭能力大大提升；在焊接电流、电压、焊接速度、焊丝直径一定情况下坡口越大则电弧越长，熔化焊丝和母材的时间越长，解决了现有技术方案焊缝会出现焊缝未充满，余高和熔深不够等质量问题。
以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种变速器中间轴焊接结构，其特征在于，包括中间轴(2)，以及套装在中间轴(2)上的片齿轮(1)，片齿轮(1)安装孔的一端与中间轴的轴肩抵接，安装孔与轴肩的对接处设置第一环形焊缝，第一环形焊缝的截面为V型结构，截面参数如下；
焊缝面坡口角度α＝30°；焊接深度S为5mm；余高h为1-1.8mm；
片齿轮(1)安装孔的另一端为与中间轴的对接处设置第二环形角焊缝。
2.根据权利要求1所述变速器中间轴焊接结构，其特征在于，所述片齿轮(1)安装孔与中间轴轴肩的对接处设置有环形焊接槽，其轴向截面为V型，第一环形焊缝位于环形焊接槽中。
3.根据权利要求1所述变速器中间轴焊接结构，其特征在于，所述第二环形角焊缝的焊脚K为5mm。
4.根据权利要求1所述变速器中间轴焊接结构，其特征在于，所述第二环形角焊缝与中间轴输入端的轴承定位面之间有间距。
5.根据权利要求4所述变速器中间轴焊接结构，其特征在于，所述第二环形角焊缝与轴承定位面之间的中间轴为台阶轴结构。
6.根据权利要求1所述变速器中间轴焊接结构，其特征在于，所述片齿轮(1)内孔与中间轴(2)过盈配合连接。
7.一种权利要求1-7任一项所述变速器中间轴焊接结构的焊接方法，其特征在于，包括以下步骤；
S1，将片齿轮(1)的安装孔与中间轴(2)轴径对正，采用对齿热装到位；
S2，将中间轴轴向下倾斜设置，其两端的顶尖孔卡在焊接工装上；
S3，将两个焊枪同时伸到片齿轮(1)安装孔与中间轴的两个对接处进行焊接，完成片齿轮(1)与中间轴(2)的焊接。
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