汽車驅(qū)動(dòng)橋總成磨合機(jī)機(jī)械設(shè)計(jì)分析

張江紅

摘 要：驅(qū)動(dòng)橋是汽車的重要構(gòu)成要素，在現(xiàn)實(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)階段傳動(dòng)機(jī)構(gòu)一定要經(jīng)歷空載磨合過程，并要有目的性的監(jiān)測有關(guān)工藝。對于不同類型的汽車驅(qū)動(dòng)橋總成來說，其在轉(zhuǎn)矩與尺寸指標(biāo)上會存在一定差異。故而，做好汽車驅(qū)動(dòng)橋總成磨合機(jī)機(jī)械設(shè)計(jì)工作具有很大現(xiàn)實(shí)意義。本文首先介紹驅(qū)動(dòng)橋的構(gòu)成與作用，其次以有關(guān)參數(shù)條件為基礎(chǔ)，科學(xué)設(shè)計(jì)磨合機(jī)機(jī)械整體構(gòu)造，側(cè)重點(diǎn)是箱體測試臺、液壓泵、機(jī)床及主軸箱等系統(tǒng)上。

關(guān)鍵詞：汽車 驅(qū)動(dòng)橋總成 磨合機(jī) 機(jī)械設(shè)計(jì)

既往統(tǒng)計(jì)資料顯示，很多汽車驅(qū)動(dòng)橋總成經(jīng)較長時(shí)間使用后，會滋生出發(fā)燙、漏油與打齒等問題，對車輛正常行駛過程形成一定干擾。故而，設(shè)計(jì)一個(gè)運(yùn)行安全有效的運(yùn)行裝置即磨合設(shè)施，用于檢測誘發(fā)驅(qū)動(dòng)橋總成運(yùn)行階段出現(xiàn)故障的成因，具有很大現(xiàn)實(shí)意義，一方面能阻斷不達(dá)標(biāo)汽車零部件流通至汽車市場內(nèi)，另一方面也有益于整體提升產(chǎn)品質(zhì)量。磨合設(shè)施運(yùn)轉(zhuǎn)階段，能精確的呈現(xiàn)出軸組件運(yùn)轉(zhuǎn)態(tài)勢，顯示噪音、油溫等指標(biāo)，協(xié)助作業(yè)人員更精確的判斷橋總成內(nèi)部裝配狀況，為優(yōu)化齒輪結(jié)構(gòu)的安裝工藝流程提供更可靠憑據(jù)，促進(jìn)零件性能改進(jìn)過程，降低故障率，壓縮汽車生產(chǎn)成本。

1 驅(qū)動(dòng)橋

前置后驅(qū)車輛的驅(qū)動(dòng)器，也俗稱之為叫做后橋，其功能主要是將發(fā)動(dòng)機(jī)通過傳動(dòng)系傳遞過來的驅(qū)動(dòng)力按需求傳遞至驅(qū)動(dòng)輪。驅(qū)動(dòng)器及其關(guān)聯(lián)部件主要由上/下擺臂聯(lián)結(jié)總成、減速器、傳動(dòng)軸、制動(dòng)器及支承軸總成等構(gòu)成。橋殼內(nèi)部貫穿著半軸，半軸和差速器相互銜接。驅(qū)動(dòng)橋的功能可以做出如下概述[1]：一是基于較適宜的減速比，能同步提升汽車自體動(dòng)力性與經(jīng)濟(jì)性;二是能夠形成可以差速作用，借此方式保證汽車調(diào)整方向或行駛于凹凸路面上時(shí)，輪胎少出現(xiàn)或不出現(xiàn)拖滑現(xiàn)象;和水平地面之間形成的縫隙較大，能確保汽車有較高的通行性;四是有減重功能，進(jìn)而降低汽車自體重量。

2 磨合機(jī)機(jī)械設(shè)計(jì)參數(shù)及要求

本文選擇MAN系行車裝置內(nèi)的全橋裝置內(nèi)設(shè)的磨合設(shè)備為研究對象加以分析，其總計(jì)包括7個(gè)類別，澆鑄橋及單級橋占據(jù)著主導(dǎo)地位。設(shè)備的輸入轉(zhuǎn)速，多數(shù)情況下將其設(shè)定為600～1300r/min。磨合全過程均能實(shí)現(xiàn)無級化調(diào)速，輸入扭矩在以上過程中占據(jù)主導(dǎo)地位，要求其務(wù)必>100nm。該類磨合設(shè)備一般會裝設(shè)智能加油裝置，能作為加油裝備及時(shí)為輪邊與橋包運(yùn)轉(zhuǎn)過程供油，實(shí)際操作流程相對較簡單，為調(diào)換操作創(chuàng)造較大便利性，針對設(shè)備潤滑油能反復(fù)使用，有益于減少資金投入量。此外，在規(guī)劃設(shè)計(jì)設(shè)備時(shí)，還需維持板簧的中心間距為800～1500mm內(nèi)，軸中心高程以800～1000mm為宜[2]。

3 磨合機(jī)機(jī)械的主要設(shè)計(jì)內(nèi)容與方法

3.1 試驗(yàn)臺箱體

多采用驅(qū)動(dòng)橋殼落實(shí)試驗(yàn)臺架的設(shè)計(jì)任務(wù)。具體設(shè)計(jì)階段在研磨臺箱體兩端部依次加工制造4個(gè)規(guī)格為1M8的螺紋孔，通過10. 9級M8內(nèi)六角螺栓和連接軸、研磨臺箱體之間構(gòu)建銜接關(guān)系，而后經(jīng)滾動(dòng)軸承與連接軸、軸承支架實(shí)現(xiàn)連接[3]。在以上設(shè)計(jì)過程中，還需考慮到主減速器在高速率研磨過程中形成的熱量，為規(guī)避軸承被燒損的問題，建議主減速器運(yùn)轉(zhuǎn)過程中把適量齒輪油添加到試驗(yàn)箱內(nèi)，一定要附帶一個(gè)加油的裝置，故而要求于某個(gè)連接軸上開設(shè)一個(gè)加油孔，為研磨階段朝向試驗(yàn)臺箱內(nèi)注入齒輪油創(chuàng)造便利條件。欲要把主減速器有效穩(wěn)固于相應(yīng)試驗(yàn)臺箱體上，就需于對應(yīng)箱體上開設(shè)一定位銷孔，而后將定位銷設(shè)于該銷孔內(nèi)。

因箱體和支撐架是連接固定在一起的，建議于支架軸承固定處設(shè)計(jì)一個(gè)位置益于固定的銷套管。為確保支撐架有較強(qiáng)的能力承載箱體及主減速器構(gòu)件自體重量與試驗(yàn)研究階段形成的沖擊力，要求將厚度為16mm的鋼板分別焊接于支撐架體的兩端，作用是提升支撐架的強(qiáng)度。利用螺栓銜接的形式連接支撐架與底座設(shè)施，焊接側(cè)板和與其相配套的主板。為保證支撐架的加工制造效果，一定要將加工時(shí)機(jī)設(shè)定于框架焊接工序結(jié)束后，并嚴(yán)格調(diào)控軸承檔配合方位的規(guī)格大小。

3.2 床體結(jié)構(gòu)

機(jī)床結(jié)構(gòu)是磨合機(jī)設(shè)備設(shè)計(jì)的重要基礎(chǔ)，床身結(jié)構(gòu)關(guān)系著設(shè)備強(qiáng)度高低、使用年限長短。為更有效的提升設(shè)備強(qiáng)度值，即便是處于受力狀態(tài)下形體也不發(fā)生顯著改變，就要求實(shí)踐中一定要嚴(yán)格依照相關(guān)工藝標(biāo)準(zhǔn)要求，力爭將其設(shè)計(jì)為T形盒狀。選用20鋼板制作加工箱體與底座，該類材料持有較高的焊接性能，能取得整體性的拼裝焊接效果，針對焊縫處，推薦采用角焊形式進(jìn)行焊接處理[4]。具體焊接時(shí)，一定要保證焊縫表面憑證、順滑、均勻，規(guī)避形成裂紋、氣孔、斷續(xù)等質(zhì)量問題。

在機(jī)床設(shè)備焊接整體結(jié)束后，要使用地腳螺栓將其穩(wěn)固在指定地面上。把T型槽安設(shè)于設(shè)備工作臺適當(dāng)部位，為后期動(dòng)態(tài)調(diào)整工裝所處方位創(chuàng)造便利條件。主電機(jī)要裝設(shè)在機(jī)床內(nèi)部，并科學(xué)規(guī)劃設(shè)計(jì)變頻調(diào)速，以等速同步帶為支撐，順利的把設(shè)備轉(zhuǎn)矩整合至主軸箱中，在以上傳送全過程均要維持設(shè)備的安穩(wěn)性。此外，在機(jī)床設(shè)備安裝后期，應(yīng)立足于機(jī)床的現(xiàn)實(shí)條件狀況，把防護(hù)罩加裝于適當(dāng)部位，一方面確保設(shè)備各部位均得到有效維護(hù)，另一方面也有益于改善整體美觀性。

3.3 主軸箱

主軸箱是磨合劑的核心裝置之一，基于整體焊接結(jié)構(gòu)落實(shí)主軸箱的設(shè)計(jì)工作，采用螺釘將該裝置安設(shè)在指定的操作工作臺上。依照當(dāng)下電機(jī)對轉(zhuǎn)速和負(fù)載轉(zhuǎn)矩提出的主觀要求，可以利用深溝球軸承組裝主軸箱相關(guān)設(shè)施[5]。在同步帶的作用下，主軸箱內(nèi)的主電機(jī)會將形成的力矩傳送至主軸后端，主軸前部以傳輸力矩為載體，實(shí)現(xiàn)和橋總成內(nèi)形成制動(dòng)作用的法蘭盤、十字樣傳動(dòng)軸有效銜接，且設(shè)備內(nèi)裝設(shè)的花鍵伸縮設(shè)施能抵消橋總成現(xiàn)實(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)階段因異常狀況而形成的軸向載荷，這樣便能保證設(shè)備在抵達(dá)不同橋總成設(shè)定的磨合標(biāo)準(zhǔn)要求下，最大限度的提升設(shè)備傳動(dòng)過程的安穩(wěn)性。

3.4 傳動(dòng)系統(tǒng)

在具體設(shè)計(jì)階段，應(yīng)考慮到以下幾點(diǎn)[6]：

（1）科學(xué)選用輸送帶的類型：在所有傳輸結(jié)構(gòu)內(nèi)，鏈、同步帶、V 帶及平帶等是常用的傳動(dòng)形式。在以上傳動(dòng)形式中，同步帶持有的適用性較強(qiáng)，使用過程中性能波動(dòng)性較小，無需聯(lián)合使用潤滑劑，形成的轉(zhuǎn)矩?fù)p失也偏小。依照磨合機(jī)現(xiàn)實(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中隊(duì)傳送力矩提出的要求與使用現(xiàn)場實(shí)際狀況，并參考不同傳輸皮帶所持有性能與應(yīng)用條件，選用最適宜的同步傳送帶，本設(shè)備選用的是裝帶有H型梯形齒的同步傳送帶，周節(jié)距是12.7mm，依次為基礎(chǔ)能取得較好的傳送效果。

（2）同步帶傳送的相關(guān)測算工作：上文已經(jīng)提及電機(jī)輸入轉(zhuǎn)速是600～1300r/min時(shí)，立足于實(shí)況，擬定選用齒數(shù)是28的同步帶，依照電機(jī)與主軸軸徑規(guī)劃軸內(nèi)孔規(guī)格。在現(xiàn)實(shí)設(shè)計(jì)中，應(yīng)嚴(yán)格依照過盈配合標(biāo)準(zhǔn)要求，合理設(shè)定設(shè)備加工范疇。結(jié)合當(dāng)前掌握的傳動(dòng)比、電機(jī)功率等參數(shù)，設(shè)定合理的測算方法與公式，進(jìn)而科學(xué)篩選出傳送帶的類別。

（3）科學(xué)整頓與制造同步帶：依照同步帶所處方位合理整頓裝置的設(shè)計(jì)與安裝流程，要設(shè)計(jì)出一套針對性、創(chuàng)造性較強(qiáng)的裝置，針對現(xiàn)實(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)的同步帶、輸送帶，實(shí)施整改措施，維持并促進(jìn)其安穩(wěn)運(yùn)行過程，將傳動(dòng)階段扭矩?fù)p失量降到最低。

3.5 液壓泵站

將磨合機(jī)現(xiàn)場運(yùn)行的現(xiàn)實(shí)需求為基準(zhǔn)，合理規(guī)劃系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)功率、壓力和流量等諸多參數(shù)，而后依照液壓設(shè)備的具體操作要求與規(guī)則，科學(xué)選用系統(tǒng)內(nèi)控制元件，以儀表、電機(jī)泵以及控制閥等為主，針對選定的元件進(jìn)行組裝、調(diào)試，保證系統(tǒng)在運(yùn)作過程中不發(fā)生漏油等不良情況。在設(shè)計(jì)液壓泵站時(shí)，應(yīng)結(jié)合橋總成所有系統(tǒng)現(xiàn)實(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)候的油量來設(shè)定系統(tǒng)總流量，盡量與設(shè)備真實(shí)的運(yùn)轉(zhuǎn)需求相統(tǒng)一[7]。對于整個(gè)系統(tǒng)而言，需要加油的工況較多，故而建議在泵出口位置裝設(shè)至少兩把注油槍，為注油加油過程創(chuàng)造便利條件。該系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段還需增設(shè)安全閥，以保證液壓系統(tǒng)能在較長時(shí)間內(nèi)維持安全、穩(wěn)定的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)中，使系統(tǒng)操作過程更具便捷性，有益于延長電泵的使用年限。

4 結(jié)束語

在磨合機(jī)設(shè)備制作工序整體結(jié)束后，要進(jìn)行持續(xù)化、批量式的磨合試驗(yàn)，要保證使用性能優(yōu)良，機(jī)械傳動(dòng)部分及液壓系統(tǒng)安穩(wěn)、可靠運(yùn)轉(zhuǎn)。在具體設(shè)計(jì)實(shí)踐中，我們要時(shí)刻秉持節(jié)約成本、創(chuàng)新思路的原則，提升現(xiàn)存資源的利用效率，持續(xù)調(diào)整、優(yōu)化設(shè)備各項(xiàng)性能指標(biāo)，進(jìn)而達(dá)成減輕設(shè)備質(zhì)量與降低資金投入額度的目標(biāo)。采用此方案，直接節(jié)省設(shè)備投資10萬元左右，磨合機(jī)投產(chǎn)至今，尚未出現(xiàn)任何設(shè)備故障與質(zhì)量事故。

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