十擋變速器間隙測量機的工作原理及應(yīng)用

摘 要：簡要介紹了十擋變速器的結(jié)構(gòu)，闡述了主軸調(diào)整墊片的位置和人工測量的過程，分析了使用間隙測量機測量的必要性及其工作原理和具體應(yīng)用情況，以期為日后的相關(guān)工作提供參考。

關(guān)鍵詞：十擋變速器；主軸調(diào)整墊片；間隙測量機；人工測量法

中圖分類號：U463.212 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.03.064

1 十擋變速器的結(jié)構(gòu)特點

十擋變速器是重型汽車專用變速器，它采用的是主箱、副箱組合式結(jié)構(gòu)，可使用功率在191.1～279.3 kW之間的重型車用發(fā)動機。十擋變速器截面如圖1所示。

十擋變速器的主箱采用雙中間軸結(jié)構(gòu)，2根副軸相間180°，副箱采用行星減速機構(gòu)，而且傳動系統(tǒng)的可靠性高，是目前重型變速箱強度最高的一種配置方式。其中，主箱有5個前進擋和1個

倒擋，副箱有高、低2個擋，整個變速器一共有10個前進擋和2個倒擋。在變速器運行的過程中，動力從輸入軸輸入后會被分流到2根副軸上，然后匯集到主軸，最后通過副箱行星減速機構(gòu)輸出。

為了滿足正確的嚙合，盡可能平均地分配載荷，主軸齒輪在主軸上呈徑向浮動狀態(tài)，而主軸則采用鉸接式浮動結(jié)構(gòu)，同時，各擋齒輪在主軸上浮動，取消了傳統(tǒng)的滾針軸承，使主軸總成的結(jié)構(gòu)更加簡單。由于變速器的故障件數(shù)量減少，所以，進一步降低了其發(fā)生故障的概率。

在主軸的后端安裝調(diào)整墊片，如圖2所示，可用于調(diào)整主軸的軸向位置。調(diào)整墊片共有9種規(guī)格，厚度為5.25～6.45 mm，級差0.15 mm。主軸調(diào)整墊片的測量和選取直接影響著整個變速器總成的性能。

2 人工測量法的應(yīng)用及其弊端

采用人工測量法時，需要先在主軸總成上裝一片預(yù)選的主

軸調(diào)整墊片，然后將主軸總成倒放在副箱總成中的太陽輪花鍵中。同時，還需將副箱總成輸出法蘭朝下放置在穩(wěn)固的位置，再把中殼裝配到副箱上。至此，將測量板水平放置在中殼上，將測得的副箱紙墊到主軸四擋齒輪的距離記為A，測量板的厚度記為B（數(shù)據(jù)刻在其上表面），裝在主軸上的預(yù)選主軸調(diào)整墊片的厚度記為C，則所選用的主軸調(diào)整墊片的厚度為A-B+C-69.22.在工作過程中，最終選擇的主軸調(diào)整墊片厚度應(yīng)接近上述規(guī)格，即保證中殼體上平面與主軸四擋齒輪上表面高度差在（69.22±0.2）mm的范圍內(nèi)。

人工測量法相當煩瑣，而且效率低、精度差，為此，相關(guān)工作人員專門設(shè)計了間隙測量機，以便能夠快速完成設(shè)備的在線檢測工作。使用新研發(fā)出的機器不僅大大提高了變速器的裝配精度、裝配質(zhì)量和裝配效率，還有效延長了變速器的使用壽命。

3 間隙測量機的工作原理和應(yīng)用

整個間隙測量機是由中殼測量機、主軸測量機、副箱測量機和總成選墊機4部分構(gòu)成。

3.1 中殼測量機

中殼測量機的主機是由主機機身、上測量系統(tǒng)、下頂起系統(tǒng)、紙墊復(fù)測儀、測量顯示系統(tǒng)、氣動控制系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)等組成。它主要用于測量變速箱中殼的高度和紙墊的厚度，其尺寸如圖3所示。

在中殼測量機中，測量系統(tǒng)和紙墊復(fù)測儀內(nèi)分別裝有1個可上下動作的上傳感器保持器，每個保持器內(nèi)的JZL4412-001型電感式位移傳感器用于在標定狀態(tài)和測量狀態(tài)下輸出對應(yīng)傳感器壓縮量的電信號。在標定狀態(tài)下，工控機讀取由測微儀放大后的標定信號作為測量用的比較值；在測量狀態(tài)下，工控機同樣讀取由測微儀放大后的標定信號，并將其與標定過程中讀到的、經(jīng)過放大器放大后的電信號作比較，取其差值，即得到H1、H2的實測數(shù)值。這時，可將測量到的H1、H2數(shù)值發(fā)送到控制系統(tǒng)中備用，以計算主軸調(diào)整墊片的厚度。

3.2 主軸測量機

主軸測量機的主機是由主機機身、上測量系統(tǒng)、測量顯示系統(tǒng)、氣動控制系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)等組成。它主要用于測量軸系中的相關(guān)長度，其尺寸如圖4所示。

對于主軸測量機，其測量系統(tǒng)中安有1個可上下動作的上傳感器保持器，而保持器內(nèi)的JZL4412-001型電感式位移傳感器用于在測量狀態(tài)下輸出對應(yīng)傳感器壓縮量的電信號。這臺設(shè)備采用暗標定的形式來測量，即每測量1次，實際上就是標定1次。在測量過程中，將標定件的相關(guān)尺寸值（作為參數(shù)輸入到控制系統(tǒng)中）和傳感器的壓縮量用于相應(yīng)的線性運算中，即可得到H4的實測數(shù)值。這時，可將測量到的H4數(shù)值發(fā)送到控制系統(tǒng)中備用，以計算主軸調(diào)整墊片的厚度。

3.3 副箱測量機

副箱測量機的主機是由主機機身、上測量系統(tǒng)、測量顯示系統(tǒng)、氣動控制系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)等組成。它測量出的H3值可發(fā)送到控制系統(tǒng)中備用，以計算主軸調(diào)整墊片的厚度。副箱測量機的尺寸如圖5所示。

3.4 總成選墊機

總成選墊機是由主機機身、墊片復(fù)測儀、測量顯示系統(tǒng)、氣動控制系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)等組成。在墊片復(fù)測系統(tǒng)內(nèi)裝有1支電感式位移傳感器，而測量系統(tǒng)中的上傳感器保持器內(nèi)的傳感器主要用于測量墊片的厚度。

總成選墊機主要接收中殼測量機發(fā)送的中殼高度H1、紙墊厚度H2，副箱測量機發(fā)送的副箱上端面到軸承外圈的距離H3，主軸測量機發(fā)送的主軸上端面到齒輪下端面的距離H4.這時，可根據(jù)圖6所示的尺寸鏈計算主軸調(diào)整墊片的厚度。

墊片厚度的計算公式為：

H=H1+H2-H3-H4-L. （1）

公式（1）中，L為固定數(shù)值，可從產(chǎn)品圖紙中得到。

應(yīng)用公式（1）計算出的墊片厚度即為應(yīng)墊墊片的理論厚度值H。根據(jù)實際墊片值進行圓整，給出應(yīng)墊墊片的實際厚度數(shù)值。

在選墊時，應(yīng)先按下按鈕盒上的“選墊”按鈕讓系統(tǒng)進入選墊流程。在此過程中，操作者首先要將總成條碼掃入電腦，然后分別掃描主軸條碼、副箱條碼和中殼條碼（不分先后）。待掃碼工作完成后，系統(tǒng)開始自動計算墊片值，然后相應(yīng)墊片的指示燈亮。這時，直接選取墊片并將它裝到主軸后端的相應(yīng)位置即可。

參考文獻

[1]馬增平.雙中間軸變速器優(yōu)勢效應(yīng)之比較[J].汽車實用技術(shù)，2012（12）.

[2]伏德貴.產(chǎn)品裝配間隙及姿態(tài)在線測量系統(tǒng)的研究[D].成都：四川大學(xué)，2003.

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作者簡介：席海波（1971—），男，山西大同人，碩士，工程師，主要從事變速器開發(fā)和裝配設(shè)計研究方面的工作。

〔編輯：白潔〕