電動汽車車橋單檔減速器殼的結(jié)構(gòu)及其生產(chǎn)工藝研究

0 引言

汽車車橋減速器總成是車橋上的一個非常關(guān)鍵的部件，其作用是降低傳動速度，增大從電機(jī)傳來的高速轉(zhuǎn)矩，并將增大后的轉(zhuǎn)矩傳遞給車輪。由于車橋的用途的不同，汽車減速器總成的結(jié)構(gòu)型式各不相同。為滿足車橋的功能和性能要求，作為汽車減速器總成中的關(guān)鍵零件減速器殼向著通用化、低成本的方向發(fā)展。現(xiàn)用的電動汽車車橋單檔減速器殼大都采用分體組合式結(jié)構(gòu)，材料大多用鋁合金材料壓鑄而成。因采用鋁合金材料鑄造的殼體重量最輕，有利于減輕整車重量，減少能源消耗。但分體組合式減速器殼體結(jié)構(gòu)在兩組合體的結(jié)合面易出現(xiàn)漏油現(xiàn)象，且鑄造生產(chǎn)中易出現(xiàn)氣孔、縮松和夾渣等不良現(xiàn)象，加工工序多，投入費(fèi)用高，生產(chǎn)周期長。為了克服以上不足，我們對現(xiàn)有的減速器殼設(shè)計(jì)改進(jìn)制成了整體式減速器殼，這種減速器殼體內(nèi)齒輪數(shù)量少，特別適應(yīng)電動汽車中的單檔減速器殼輕量化和節(jié)能要求。

羅四強(qiáng)把阿里帶到阿東跟前時(shí)，阿東正捧著母親的骨灰壇沉痛地朝汽車停泊處行走?；鹪釄龅膬x仗隊(duì)吹打著樂器跟在他的身后。樂隊(duì)后面則是一群悼念的人們。音樂在火葬場上空回旋。旋律是《唱支山歌給黨聽》。

1 電動汽車單檔減速器殼體的功能性能及結(jié)構(gòu)要求

電動汽車車橋單檔減速器總成（圖1）是將電動汽車電機(jī)輸出端的扭矩傳遞給汽車車輪的中間裝置，其傳遞路徑是將電機(jī)輸出端的內(nèi)花鍵與輸入軸7左端的外花鍵連接，將電機(jī)轉(zhuǎn)動扭矩通過軸7上的直齒或斜齒圓柱輪傳遞至安裝在減速器內(nèi)部的中間軸4的從動小齒輪2上，從動小齒輪2再將扭矩傳遞給安裝在減速器殼體內(nèi)的差速器總成1上的從動大齒輪上，差速器上的從動大齒輪帶動差速器轉(zhuǎn)動，差速器內(nèi)部兩端的半軸齒輪通過其內(nèi)部的花鍵帶動與其相連的汽車左、右半軸轉(zhuǎn)動，從而驅(qū)動差速器兩側(cè)的車輪轉(zhuǎn)動。從圖中不難看出電機(jī)輸出端的花鍵軸輸出的扭矩經(jīng)減速器右側(cè)外花鍵軸和軸左側(cè)的齒輪傳到與其相嚙合的中間軸4上的齒輪及差速器齒輪的直徑依次增大，兩級傳動的速比通常都大于3，使得減速器總成的速比大于9，因速比較大，大大提升了電動汽車車橋的轉(zhuǎn)矩?；谝陨夏康臏p速器殼是電機(jī)動力輸入軸1及中間軸4和齒輪2及差速器總成1的安裝支承件，殼體內(nèi)部必須加注適量的齒輪油，殼體上安裝的各類軸必須設(shè)置軸的安裝孔，各類軸兩端必須安裝軸承和密封裝置；減速器殼體內(nèi)安裝差速器總成，差速器總成兩端安裝軸承，因此，減速器殼體的兩側(cè)面上必須設(shè)置差速器軸承安裝孔和軸承密封端蓋，中間軸4的軸線與差速器兩側(cè)軸承孔的中心線必須平行，且與減速器總成輸入軸7的中心線平行。減速器總成要安裝到車橋橋殼的中間段的橋殼內(nèi)腔中，因此減速器殼體與橋殼連接處必須設(shè)置一個連接法蘭面和用于法蘭面定位的凸臺，減速器殼法蘭面上設(shè)置螺栓連接通孔和定位銷孔，方便減速器總成的定位和安裝。為此要求減速器殼體必須具有足夠的剛度、強(qiáng)度、吸收齒輪傳動噪聲和密封性。此外減速器殼體上還須設(shè)置齒輪油加注口和廢油排出口。為保證齒輪油能充分潤滑和冷卻其內(nèi)部各齒輪副、軸承運(yùn)動時(shí)的熱量，必須設(shè)置一定的油道及油流引導(dǎo)裝置；各軸承安裝孔外側(cè)須設(shè)置油密封裝置，為減輕減速器殼體的重量，通過在減速器殼體內(nèi)部或外表面的適當(dāng)部位設(shè)置加強(qiáng)筋，以減少殼體的壁厚，又保證減速器殼的強(qiáng)度和剛度，同時(shí)也能解決減速器總成的散熱問題。

盧春泉坦承，民事訴訟將經(jīng)歷一個漫長的過程。但作為一個估值上百億、一度接受上市輔導(dǎo)的公司，銀隆不可能坐等訴訟結(jié)果，接下來如何發(fā)展才是重要的問題。

2 電動車橋減速器殼體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

基于電動汽車減速器殼體的功能和性能要求，為了對其傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行改進(jìn)，我們自行設(shè)計(jì)制造了一種結(jié)構(gòu)簡單，生產(chǎn)和使用方便，產(chǎn)品合格率高，制造成本低的一體化電動汽車車橋單檔減速器殼（圖2）。

不同結(jié)構(gòu)和不同材料的減速器殼，其毛坯重量以及其制造工藝、設(shè)備和生產(chǎn)成本都完全不同，加工工藝流程，切削加工的設(shè)備、刀具和切削加工的生產(chǎn)效率，零件的生產(chǎn)制造周期和成本均不一樣，本文以球墨鑄鐵件的整體式車橋單檔減速器殼為例分析其加工定位基準(zhǔn)、加工工藝內(nèi)容及工藝流程。

其加工基準(zhǔn)的選擇應(yīng)當(dāng)遵循基準(zhǔn)統(tǒng)一和基準(zhǔn)重合的原則，即選擇設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為機(jī)械加工的粗定位基準(zhǔn)，在零件夾緊時(shí)應(yīng)當(dāng)考慮到夾持變形對加工件形狀和尺寸的影響，因此要充分考慮基準(zhǔn)點(diǎn)受切削力影響產(chǎn)生的變形程度，在產(chǎn)品毛坯模具沒有制成的時(shí)候就要考慮到粗加工基準(zhǔn)，在殼體壁上找到既不與產(chǎn)品相干涉，同時(shí)又起到定位可靠的安放基準(zhǔn)點(diǎn)，以保證零件整體剛性受力。如果減速器殼體采用精密鑄造，鑄件中的各齒輪軸承孔的位置及平面的形狀精度能夠較好保證。因此，可以選擇精鑄件的毛坯平面作為定位面，預(yù)鑄出毛坯上的定位銷孔或平面作為工藝基準(zhǔn)。在鑄造形成定位銷孔能保證各齒輪軸軸承孔、差速器軸承孔和減速器內(nèi)壁間的位置關(guān)系，得到位置精度高的鑄件，這樣可以保證軸承孔與其它孔的加工余量均勻，保證各孔的軸線與殼體不加工內(nèi)壁的相互位置，避免裝入箱體的齒輪、軸套等旋轉(zhuǎn)類的零件在旋轉(zhuǎn)時(shí)與箱體內(nèi)壁產(chǎn)生干涉，為此我們首先先加工出減速器殼與汽車橋殼的結(jié)合面和用于與橋殼內(nèi)腔連接定位的凸臺，加工出減速器殼體與橋殼連接法蘭上的連接孔，之后的加工工序以減速器殼與橋殼的連接面和連接法蘭上的一個孔以及法蘭上的定位臺階作為定位基準(zhǔn)，來加工減速器殼體內(nèi)腔各軸兩端的軸承孔和油封孔，以確保各軸承孔和油封孔間的位置關(guān)系和形狀尺寸精度要求；第一工序的加工定位基準(zhǔn)選擇見圖3，選擇減速器殼體法蘭連接面背面的特殊面（圖中的A面），作為Z方向的定位，選擇減速器殼體兩側(cè)的毛坯面（圖中的B、C面）作為X軸方向的定位，選擇減速器殼體的下面局部平面作為Y方向的定位，這是毛坯第一工序的粗加工定位基準(zhǔn)，第二工序是以第一工序已經(jīng)加工好的減速器殼與橋殼的連接面及減速器殼與橋殼間的臺階外圓面，減速器殼與橋殼連接法蘭面上的一個用螺栓連接的通孔作為定位基準(zhǔn)，選擇臥式加工中心，可旋轉(zhuǎn)式的工作臺，在減速器殼體的兩側(cè)同時(shí)或分步加工中間軸的兩孔及油封孔；然后再加工輸入軸的軸承孔和油封孔。

3 單檔減速器殼體的鑄造生產(chǎn)方法

鑄造模具設(shè)計(jì)是減速器殼體鑄件的合格率和生產(chǎn)效率的有力保證。設(shè)計(jì)減速器殼體的鑄造模具應(yīng)當(dāng)仔細(xì)分析減速器殼體的結(jié)構(gòu)工藝特點(diǎn)、技術(shù)要求，分析減速器殼體材料的成分要求，尺寸要求，硬度要求，內(nèi)腔及外表的質(zhì)量要求，充分考慮到被鑄造材料的流動性，收縮性，加工性能要求。從結(jié)構(gòu)上看，整體式的減速器殼是關(guān)于兩軸的軸向中間平面對稱的，為方便分型，可將減速器殼的外模分型面設(shè)置在兩個齒輪軸的軸向中間平面處；由于差速器殼兩端軸承孔外伸，箱體上各軸的軸承孔均為向內(nèi)凹陷結(jié)構(gòu)，因此鑄造模具的型芯設(shè)計(jì)成組合型芯結(jié)構(gòu)，各型芯采用熱芯盒生產(chǎn)制造，縮水率按2%設(shè)計(jì)，面的加工余量按2-2.5mm設(shè)計(jì)，孔的單邊加工余量按1.2-1.5mm設(shè)計(jì)。

4 電動車橋單檔減速器殼體鑄造模具的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

電動汽車車橋單檔減速器殼的鑄造方法，其特征是整體采用球墨鑄鐵QT400-15或450-10鑄造而成，砂芯采用專用的射芯機(jī)制造覆模砂芯，射芯機(jī)上設(shè)置專用的熱芯盒，熱芯盒內(nèi)設(shè)置電熱管對噴入熱芯盒內(nèi)的混合砂加熱，加熱溫度在280-320℃，保溫1.5min，砂型固化后由模具內(nèi)的頂桿頂出；外模在鑄造流水線上采用造型機(jī)器人用樹脂砂造型，型砂噴射壓力為0.3-0.5MPa，型砂的壓緊力為0.8-1.0MPa，造型后型砂內(nèi)腔表面噴涂一層加強(qiáng)劑，加強(qiáng)劑表面再噴涂一層光亮劑；澆注溫度為1390-1350℃，澆注時(shí)間需要13s，澆注高度為300mm；材料的化學(xué)成分為含碳量為2.8-3.6%；含鐵量為7-11.3%；含硅量為：0.6-0.9%；含錳量為：0.35-0.56%；金相組織滿足球化率大于等于3級，材料的屈服強(qiáng)度≥450MP/mm

，延伸率≥10%，硬度為HB180-225。

4.以社會實(shí)踐為平臺和突破口。輔導(dǎo)員應(yīng)鼓勵大學(xué)生積極參加社會實(shí)踐活動，珍惜各種實(shí)習(xí)機(jī)會和勤工助學(xué)機(jī)會；為學(xué)生提供更多的實(shí)踐、實(shí)習(xí)機(jī)會，促使學(xué)生努力擴(kuò)大與社會的接觸；整合資源，加強(qiáng)指導(dǎo)，注重學(xué)生創(chuàng)新意識、創(chuàng)業(yè)意識和服務(wù)意識的培養(yǎng)，將培養(yǎng)良好的職業(yè)素養(yǎng)作為就業(yè)指導(dǎo)工作的重要內(nèi)容。

5 電動汽車車橋單檔減速器殼的加工工藝分析

5.1 工藝內(nèi)容要求

電動汽車車橋單檔減速器殼體要求的加工內(nèi)容主要是加工殼體的結(jié)合面和殼體上各軸的軸承孔和油封孔，其加工精度要求主要是結(jié)合面的平面度要求，平面粗糙度值要求；各軸安裝孔的形狀精度以及各配合軸的安裝孔之間、孔與殼體結(jié)合面、各軸的軸承安裝孔的相對面與面之間的相互位置精度和形狀精度要求，減速器上的孔主要有軸承孔和油封孔，其形狀和位置精度決定了安裝在孔內(nèi)的軸承與軸的回轉(zhuǎn)精度，平面的精度一個是為了加工定位，另一方面是為了保證裝配后軸與殼體間的相對位置精度及軸頸處的密封性能；箱體內(nèi)各軸兩端軸承孔的加工須保證其同軸度的要求，以方便各軸的安裝，保證各軸上齒輪間的嚙合間隙，改善齒輪間的接觸印跡，因此能延長齒輪、軸承的使用壽命，降低齒輪運(yùn)轉(zhuǎn)噪聲，提升齒輪傳動效率；油封孔與軸承孔之間有較高的同軸度要求，以保證油封的密封效果和使用壽命，保證各軸間好的受力狀況，確保運(yùn)行平穩(wěn)，安全可靠。

據(jù)此減速器殼的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，減速器殼模具需設(shè)置三個直澆冒口，冒口直徑設(shè)計(jì)為40mm，三個直澆冒口分別設(shè)置在輸入軸的端面處，中間軸與輸入軸端面的相對處，第三個設(shè)置在減速器殼法蘭面差速器軸承端蓋處。這種設(shè)計(jì)既能保證減速器殼澆注時(shí)能澆滿又不出現(xiàn)冷隔現(xiàn)象，還能提高鑄件的合格率和表面質(zhì)量。

5.2 加工定位基準(zhǔn)的分析和確定

其結(jié)構(gòu)特征是分布在減速器殼的最外面的殼體上部呈圓弧形結(jié)構(gòu)，弧形頂部中間位置設(shè)置有一個加油孔8，加油孔的下部設(shè)置有輸入軸軸承孔3（分布在減速器殼的上方的中間）；輸入軸軸承孔3的下部設(shè)置有中間軸軸承孔4（分布在減速器殼的中間）；中間軸軸承孔4的下部設(shè)置有差速器軸承孔5（分布在減速器殼下方的中間）；以上3、4、5三個軸承孔的軸線平行，輸入軸軸承孔3的直徑為φ80，中間軸軸承孔4的直徑為φ80，差速器軸承孔5的直徑為φ90，輸入軸軸承孔3與中間軸軸承孔4的中心距為78mm，中間軸軸承孔4與差速器軸承孔5的中心距為114mm。連接法蘭2分布在減速器殼的下方，減速器殼體內(nèi)外均布置有加強(qiáng)筋，外加強(qiáng)筋6分布在減速器殼的下方兩邊，內(nèi)加強(qiáng)筋分布在中間軸承孔4和差速器軸承孔5之間。

電動車橋單檔減速器殼體是一種結(jié)構(gòu)復(fù)雜的箱體類零件，是一種難加工的零件，減速器殼體上的軸承孔間、孔與面之間、面與面之間的位置度要求和孔的尺寸精度要求都很高，所以各軸的軸承孔必須在同一工步中加工出來，所以對于車橋單檔減速器殼宜選用加工中心來加工；根據(jù)減速器殼的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，減速器殼與汽車橋殼間的結(jié)合面與減速器箱體內(nèi)的各軸間有嚴(yán)格的位置度要求。

關(guān)于減速器殼體的輸入軸承孔3的左側(cè)及右側(cè)的軸承孔通過內(nèi)凸臺向內(nèi)腔延伸，以增加軸的剛性；差速器軸承孔5與連接法蘭的內(nèi)側(cè)通過內(nèi)加強(qiáng)筋連接，以增加軸承孔的強(qiáng)度；殼體與連接法蘭的外側(cè)設(shè)置了外加強(qiáng)筋6，以增加殼體的剛性。

3.微課視頻：以動畫或教師講課的形式，發(fā)布到學(xué)習(xí)平臺上的視頻。主要提供給學(xué)生課前預(yù)習(xí)使用，依其知曉下次課程的主要內(nèi)容，明確課程學(xué)習(xí)的重難點(diǎn)。

5.3 確定減速器殼體加工工藝流程

首先，要從減速器殼體的結(jié)構(gòu)和加工的內(nèi)容及精度要求方面進(jìn)行考慮，減速器殼體的基本面是殼體的結(jié)合面。因此結(jié)合面與法蘭面連接孔、軸承孔以及油封孔要在同一次裝夾中完成，這樣可以確保高精度定位孔系和結(jié)合面的形位公差要求。

①粗精加工法蘭盤平面及齒口。選擇臥式加工中心，以減速器殼法蘭盤背面的毛坯面作為機(jī)床Z軸方向的工件定位，以減速器殼體中間軸承孔的兩側(cè)面毛坯面作為X軸方向的定位，以減速器殼體下方圓弧面處某局部平面作為Y軸方向的定位，夾持減速器殼法蘭盤上端平面，中間軸軸承孔內(nèi)孔，粗加工減速器殼法蘭盤平面，凸臺外圓面，端面，半精車粗加工減速器殼法蘭盤平面，凸臺外圓面，精車減速器殼法蘭盤平面，凸臺外圓面及其端面，采用多孔鉆鉆法蘭盤平面通孔，鉸法蘭盤平面定位孔。②粗加工各軸承孔和油封孔。選擇臥式加工中心，以上一工序已加工減速器殼法蘭盤平面，凸臺外圓面及一個法蘭盤平面通孔定位，在臥式加工中心工作臺上粗加工、精加工輸入軸、中間軸兩端軸承孔、油封孔及其端蓋平面，鉆螺紋底孔、攻絲。③安裝軸承壓蓋。在專用工作臺上安裝差速器總成軸承壓蓋，并將壓蓋螺栓打緊至規(guī)定力矩。④精加工各軸承孔和油封孔。選擇臥式加工中心，以第一工序已加工的減速器殼法蘭盤平面，凸臺外圓面及一個法蘭盤平面通孔定位，在臥式加工中心工作臺精加工差速器總成兩端的軸承孔及端面。⑤試漏檢查。將已加工好的車橋減速器殼裝入到專用有試漏設(shè)備工作臺上，用橡膠堵頭堵住減速器殼輸入軸、中間軸兩端的軸承孔、加油孔、放油孔及法蘭盤平面端的開口，用氣管將0.5-0.6MPa的壓縮空氣通入減速器殼體內(nèi)腔，并將安裝了減速器殼體的工作臺一同放入添加了水性防銹劑的防銹水中，如果保壓1min以上，氣壓≥0.58MPa，防銹水中沒有冒氣泡，說明減速器殼無泄漏，如果氣壓＜0.58MPa，說明減速器殼體有泄漏，應(yīng)查明漏氣部位并用油性筆標(biāo)記隔離。⑥清洗配備清洗機(jī)用的清洗液，并在其中加入水性防銹劑，在超聲波清洗機(jī)中，將清洗液加熱至60℃，將加工好的減速器殼隨放置框放入清洗液中，清洗2-3min取出，振動滴除清洗液后，用潔凈干燥的壓縮空氣吹干減速器殼體內(nèi)腔及表面殘留的清洗液和其它雜物。

總而言之，隨著生活節(jié)奏的加快，汽車已成為人們出行的必備交通工具，注重汽車的質(zhì)量安全，保證人們的出行安全成為我們汽車人的重大課題。作為汽車車橋上的關(guān)鍵零部件之一的減速器殼，它的質(zhì)量直接關(guān)系到減速器總成的性能和安全，通過對減速器殼體結(jié)構(gòu)改進(jìn)，加工工藝的關(guān)鍵要領(lǐng)分析改進(jìn)，從兩個方面提高減速器殼的設(shè)計(jì)及工藝水平，以推動我國的汽車產(chǎn)業(yè)特別是電動汽車產(chǎn)業(yè)向著高質(zhì)量發(fā)展的方向邁進(jìn)。

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