变速器输出轴范文

变速器输出轴范文（精选7篇）

变速器输出轴 第1篇

我处2005年购置了6台2000型油井压裂车,经长期使用后,部分压裂车的艾里逊CL-T9880型变速器输出轴出现漏油故障。更换输出轴油封后使用不久又发生漏油,反复更换输出轴油封,始终不能彻底解决输出轴漏油问题。

2. 原因分析

变速器输出轴油封部位结构如附图所示。分析认为,该型变速器输出轴漏油原因有以下5方面:一是油封质量有问题;二是输出法兰盘轴颈油封密封部位磨出环形槽;三是变速器输出轴径向跳动或轴向窜动异常;四是输出法兰盘锁紧螺母松动;五是变速器油面超过油面线。

3. 故障排查

针对以上分析,进行仔细排查发现:输出轴锁紧螺母带自锁装置,拧紧扭矩符合规定,不存在松动问题;变速器输出法兰盘轴颈油封密封部位没有磨出环形槽;更换的油封是原装进口件,不存在质量问题;输出轴无径向跳动及轴向串动;变速器油加注符合说明书要求。

继续检查与输出轴漏油相关的每个零部件,发现每次拆解输出法兰盘时,其与传动轴连接的端面均有油渍。分析认为,油封漏出的油渍通常出现在输出法兰盘前端,而不应在输出法兰盘与传动轴连接的端面。由此判定,变速器油通过输出轴花键与输出法兰盘花键套之间的间隙向外渗漏,然后通过输出法兰盘的紧固端面、垫片与锁紧螺母三者贴合面之间的间隙漏出。压裂车工作一段时间后,变速器升温,该间隙变大,同时在变速器腔内产生一定内压,甩起的油液便可通过上述间隙不断渗漏出来。

1.油封2.输出法兰盘3.输出轴4.锁紧螺母5、7.O形圈6.垫片

造成该间隙的原因有3点:一是输出法兰盘紧固端面与输出轴的垂直度误差较大,二是锁紧螺母端面与输出轴的垂直度误差较大,三是输出法兰盘与垫片接合面、垫片两侧端面、锁紧螺母紧固面的平行度误差较大。经检测得知,该输出法兰盘紧固端面加工误差偏大。

4. 改进方法

考虑到该输出法兰盘是非标准件,压裂车运转时输出法兰盘并没有发生其他问题,且更换输出法兰盘成本较高,我们决定对变速器输出轴后端的紧固方法进行改进。改进方法如下:在垫片两侧各车削出宽3.2mm、深2.6mm、内径分别是88mm和66mm的2个环形密封槽,并在环形密封槽内安装直径为3mm的O形橡胶圈作为密封环。如附图所示。

自动变速器输出轴断齿故障分析 第2篇

在自动变速箱中输出轴作为四点齿轮之一实现二级减速和增扭,齿轮通过齿面接触而传递动力,齿面周期地承受很大的接触压力,常因齿面接触疲劳破坏而失效。其破坏形式为麻点剥落或硬化层剥落。齿轮的齿根处承受很大的弯曲应力。在弯曲应力的反复作用下,会产生弯曲疲劳破坏,发生断齿。此处,机器在启动、急刹车或换挡时,齿轮还会受到冲击载荷或短时间过载的作用,而使齿部折断,这种破坏形式危害最大。齿轮在工作时,两个齿面在啮合时还有相对运动(包括滑动和滚动)而产生摩擦,使齿面磨损。

齿轮在高速运转条件下,如接触应力过大,齿面滑动速度过高,由主动与被动齿轮间摩擦而产生高温,破坏油膜的形式,使两个齿面的金属直接接触,导致两摩擦面的瞬时焊合,在随后的运转中,焊合的金属又被撕断,造成齿面刮伤,这是胶合磨损。综上所述,齿轮在工作时的主要失效形式有:齿根折断、弯曲疲劳、接触疲劳与磨损。

1、故障现象

输出轴在做耐久试验时,运行到273循环,step2第二次全油门升速过程中,发动机突然出现跑飞声音,既而听到“咔蹦”的断裂声,台架随即因负扭矩超限报警,停机,从出现异响到停机持续时间约15秒左右,进试验间检查发现,变速器壳体在输出轴位置附近出现开裂现象。故障导致损坏情况如下:

(1)变速器壳体裂纹损坏;

(2)输出轴上主减主动齿轮、差速器上主减从动齿轮出现掉齿、齿面剥落等严重损坏;

(3)输出轴两端轴承损坏,轴承滚子全部掉落;

(4)输出轴轴承保持架出现裂纹;

(5)驻车棘爪前端爪齿断落损坏;

(6)单向离合器损坏;

(7)LR压力板烧蚀变形。

2、故障分析

2.1 试验过程曲线图分析

ALPHA:油门开度;TORQUE_L:左半轴扭矩;

SPEED_L:左半轴转速;E_SPEED:发动机转速

(1)图2 1标线----2标线区间

从图2和图3的对比来看,故障发生在图2的2标线位置,在此之前变速器工作正常。

(2)图2 2标线----4标线区间

在2标线和3标线之间,半轴扭矩出现大幅波动,推测此时变速器主减齿轮副已经出现掉齿问题,掉齿卡在齿轮之间对输入输出侧均产生较大冲击载荷,导致单向离合器损坏。从图2 3标线位置开始由于单向离合器损坏导致1档位在档状态不正常,发动机3标线和4标线之间出现过瞬间的半轴转速下降,半轴扭矩瞬间达到-1800N.m左右,推测这是由于驻车棘爪突然卡入驻车齿轮并在冲击载荷作用下折断损坏。

在此区间,TCU软件系统通过判断涡轮转速传感器(PGA)和输出轴转速传感器(PGB)信号同步性异常,从而控制变速器进入故障模式下的3档;

(3)图4 5标线----6标线区间

从5标线位置开始,发动机油门开度仍然保持全开,变速器进入3档,由于档位状态正常,发动机转速、涡轮转速均被拉了下来,输出轴转速有一个明显上升过程,而且此时变速器速比关系也正常,但只经过0.2S左右输出轴转速和涡轮转速就下降了,推测此时输出轴轴承已经出现卡滞问题,对涡轮侧旋转产生阻碍作用,导致发动机转速无法上升,而动力又无法正常向半轴端传输,导致半轴转速上升缓慢。

在达到5标线之前输出轴转速传感器(PGB)信号无明显异常,刚达到5标线时也基本正常,随后可能受到输出轴齿轮撞击出现损坏,测量信号出现异常。

(4)图2、图4 6标线以后

到6标线位置,在发动机油门全开状态下,半轴扭矩接近零,发动机转速再次飞升,推测轴承保持架断裂,轴承失效,输出轴传扭功能彻底失效。

根据试验数据分析为输出轴导致本次故障的发生。

2.2 宏观分析

宏观观察断口为典型的疲劳断口,疲劳源如图5、图6所示白色箭头所指位置,表现为多源疲劳特征。其中红色区域疲劳断口存在快速断裂特征。

2.3 金相分析

断齿的轴残留齿面已遭到严重破坏,因此,从库存中抽取一根同炉生产的轴进行金相检验和齿面磨削烧伤检验,结果见表1和图7、8、9、10。其中渗碳层金相检测部位是磨齿与非磨齿交界处表面(疲劳源区位置);图2.9是失效件杆部取样重新等温正火后带状组织(合金元素及碳偏析)检查情况。

(1)从断口观察分析该轴齿断裂为典型的弯曲疲劳断裂,疲劳源发生在三个区域,图5、图6所示为其中2个区域,疲劳源基本在齿宽中部,另一个区域疲劳源发生在齿宽方向靠近端部。齿高方向上看疲劳源产生在磨齿区与齿根交界处。瞬断区所占面积很小,说明齿部工作弯曲应力不高,没有过载现象。

(2)从100×组织中(图7、图9)观察到材料合金元素偏析较为严重,明亮带对应的渗层中残奥约为48%,严重超标;偏析处局部渗碳淬火后马氏体针粗大并形成了晶间微裂纹,见图10白色椭圆区域所示。由于微裂纹的存在大大降低了弯曲疲劳强度,可能是造成断齿的主要原因之一。

(3)该轴齿成分偏析造成渗碳淬火后局部残奥严重超标大大降低了局部的疲劳强度;严重的淬火时直接产生晶间开裂,见图10。齿轮服役时在这些局部区域首先产生疲劳裂纹或者晶间裂纹迅速发展成为疲劳裂纹。由于成分偏析的随机性与多源疲劳正好相呼应,也即当成分偏析正好处于齿根转角附近时形成疲劳裂纹的概率大大增加。

(4)渗碳淬火回火后表面硬度740HV1以上,对于轮齿发生早期弯曲疲劳也会起到促进作用。

3、结果与讨论

3.1 输出轴断齿故障的原因

通过试验数据分析此次故障为变速器主减齿轮副先出现掉齿问题,掉齿卡在齿轮之间对输入输出侧均产生较大冲击载荷,进而导致其它相关零件被破坏。该轴齿断裂为疲劳断裂,疲劳源位置较多,通过金相分析该轴齿断裂与材料的成分偏析有直接对应关系。并且在成分偏析处发现了晶间微裂纹,由此可以断定该轴的齿部早期疲劳断裂主要是由于材料成分偏析严重引起。

3.2 预防输出轴断齿故障的措施

对制作零件厂家选用的钢厂不可以随意更换,如若更换必须对材料进行金相分析,同时对新材料制作的零件要重新进行耐久考核。

摘要：文章通过研究自动变速器输出轴断齿的故障机理和故障工况,并通过试验手段在试验室环境下再现了输出轴断齿故障,根据对输出轴故障发生的机理制定了输出轴材料选择和管控的优化措施和方向。为输出轴的设计优化提供借鉴和参考。

关键词：输出轴,曲线图,金相组织,机械性能

参考文献

变速器输出轴 第3篇

关键词：轧制,楔横轧,传动轴,同步轧制,模具设计

0 引言

汽车变速箱输入轴和输出轴是汽车的重要部件, 传统方法是采用切削方式加工, 效率低、浪费材料、性能差。随着汽车工业的快速发展, 对汽车变速箱输入轴和输出轴的加工方法提出了更高的要求, 研究高效、节材的加工方法势在必行。楔横轧成形工艺是一种高效、节材的轴类零件成形方法, 特别适合进行汽车变速箱输入轴和输出轴的成形。但输入轴和输出轴分别成形, 需要两套模具, 两台楔横轧成形设备, 不仅浪费设备, 增加模具成本, 而且影响加工效率。

本文针对输入轴和输出轴成对加工的特点, 对汽车变速箱输入轴和输出轴轧制工艺和模具进行了改进, 通过楔横轧一次同时轧制一个汽车变速箱输入轴和一个汽车变速箱输出轴, 节省模具费用, 节约材料, 提高生产效率。

1 双轴同轧工艺设计

目前利用楔横轧工艺轧制变速箱输入轴和输出轴的模具是分别设置的, 即轧制输入轴使用一套模具, 包括轧辊本体、输入轴大齿轮孔型槽、输入轴大齿轮与输入轴小齿轮之间的轴楔、输入轴小齿轮孔型槽和输入轴端轴楔、输入轴座端轴楔;轧制输出轴使用另一套模具, 包括轧辊本体、输出轴大齿轮孔型槽、输出轴大齿轮与输出轴小齿轮之间的轴楔、输出轴小齿轮孔型槽和输出轴座端截断楔。由于在楔横轧模具上的左、右两条斜楔, 在工艺上要求必须完全对称, 这样, 在轧制过程中楔横轧模具两边作用于轧件两边的力是对称的, 因而轧件不会由于轴向力不等而产生轴向窜动, 也不会由于轧件两边转速不一致而产生扭曲。因为楔横轧轧制轴类件毛坯多数是一次轧制一件, 如果轧制两件必须是同一种产品, 这样楔形才能对称, 轧件在模具孔型的带动下才能正常地旋转, 所以, 在轧制变速箱输入轴和输出轴时, 也是轧制两件, 两件的方向相反, 才能保持对称。对于一些数量相同、产品规格不同的配套轴类产品, 由于在轴向上齿轮不对称, 所以很难用一套模具轧制成功, 比如变速箱输入轴和输出轴, 当将输入轴和输出轴置于一条轴线上时, 则存在轴向上的不对称, 所以很难用一套模具轧制出合格的产品, 目前还未见在一套模具上同时轧制出变速箱输入轴和输出轴的报道。

本工艺的目的在于提供一种通过一套楔横轧模具, 一次、同时轧制一个汽车变速箱输入轴和一个汽车变速箱输出轴。本工艺所采用的技术方案是:该变速箱输入轴和输出轴楔横轧同步轧制模具, 包括轧辊本体, 其特征在于所述轧辊本体上设有同向排列的变速箱输入轴轧制成形模具L1和输出轴轧制成形模具L2, 在L1和L2之间设有连体轴楔, 在连体轴楔的左侧为L1, 由内向外依次为输入轴大齿轮轧制孔型槽、输入轴大齿轮与输入轴小齿轮之间的轴楔、输入轴小齿轮轧制孔型槽和输入轴端轴楔;在连体轴楔的右侧为L2, 由内向外依次为输出轴大齿轮轧制孔型槽、输出轴大齿轮与输出轴小齿轮之间的轴楔、输出轴小齿轮轧制孔型槽和输出轴座端截断楔;变速箱输入轴和输出轴通过一根加热的金属棒料在同一套模具上同步一次轧制成形。

2 双轴同轧楔横轧模具设计

采用上述工艺方法, 对如图1所示某汽车变速箱输入轴和输出轴的楔横轧工艺和模具进行设计。轧辊本体设上、下两个, 其上、下轧辊本体上的模具相同, 起楔角α1对齐, 工作时, 将加热的金属棒料置于上、下轧辊本体之间, 上、下轧辊本体同时、等速、同向转动, 上、下轧辊本体表面之间的最近间隔距离与所喂入的加热金属棒料的直径一致。

所述连体轴楔设在该模具的中间, 连体轴楔由输出轴的端轴轧制楔和输入轴的座端轴轧制楔组成, 其起楔角α1处在该模具的起始端, 其起楔角α1为26°, 展开平整宽度比输出轴的端轴长度和输入轴的座端轴长度之和大2mm, 通过连体轴楔起楔角α1的首先楔入, 将喂入的加热金属棒料分成左、右两段, 左段对应变速箱输入轴轧制成形模具L1, 右段对应变速箱输出轴轧制成形模具L2, 通过连体轴楔的先楔入, 分隔喂入的加热金属棒料在轧制过程中的延长流向, 使连体轴楔的左侧加热金属棒料在轧制过程中向左流动, 连体轴楔的右侧加热金属棒料在轧制过程中向右流动。

如图2所示, 所述输入轴轧制成形模具L1和输出轴轧制成形模具L2沿圆周方向上均分为五段:

(1) 第一段为连体轴楔的楔入段。在这一段中, 包括起楔角α1和展开角β1, 将喂入的加热金属棒料初步分成左、右两段。

(2) 第二段为输入轴大齿轮与输入轴小齿轮之间的轴楔和输出轴大齿轮与输出轴小齿轮之间的轴楔的起楔段。在这一段中, 在连体轴楔深扎的同时, 输入轴大齿轮与输入轴小齿轮之间的轴楔和输出轴大齿轮与输出轴小齿轮之间的轴楔外延起楔, 外延起楔角α2、α3分别为28°、30°, 与此同时初步形成输入轴大齿轮轧制孔型槽和输出轴大齿轮孔型槽。

(3) 第三段为输入轴端轴楔和输出轴座端截断楔外延起楔段。在这一段中, 在连体轴楔、输入轴大齿轮与输入轴小齿轮之间的轴楔和输出轴大齿轮与输出轴小齿轮之间的轴楔深轧的同时, 输入轴端轴楔和输出轴座端截断楔外延起楔, 且输出轴座端截断楔的起楔外延角α5滞后于输入轴端轴楔的起楔外延角α4, 其外延起楔角α4、α5分别为28°、30°。

(4) 第四段为初步定型段。在这一段中, 在连体轴楔、输入轴大齿轮与输入轴小齿轮之间的轴楔、输出轴大齿轮与输出轴小齿轮之间的轴楔进一步深轧的同时, 输入轴端轴楔和输出轴座端截断楔二次外延起楔, 二次深轧外延起楔角α6、α7分别为26°、28°, 并且输入轴端轴楔和输出轴座端截断楔逐步深轧成形, 各部位的直径和长度均符合输入轴和输出轴的标准。

(5) 第五段为精整成形段。包括连体轴楔、输入轴大齿轮与输入轴小齿轮之间的轴楔、输出轴大齿轮与输出轴小齿轮之间的轴楔、输入轴端轴楔和输出轴座端截断楔以及与输入轴小齿轮相对应的轧制孔型槽、与输入轴大齿轮相对应的轧制孔型槽、与输出轴大齿轮相对应的轧制孔型槽、与输出轴小齿轮相对应的轧制孔型槽, 通过精轧, 成为变速箱输入轴和输出轴连体毛坯件。

精整成形的变速箱输入轴和输出轴连体毛坯件, 由于通过连体轴楔轧出的轴连为一体, 所以还要切割, 将通过连体轴楔轧出的轴按要求长度进行分割, 同时, 将输出轴座端截断楔轧出的余料切除, 即制得变速箱输入轴和变速箱输出轴制件。使用本轧制方法时, 选用的金属棒料的直径与变速箱输入轴和输出轴中的最大齿轮的直径一致, 截取的长度, 以其重量等于或略大于所要轧制的变速箱输入轴的重量和输出轴的重量之和。

3 结论

本文对汽车变速箱的输入轴和输出轴的楔横轧同步轧制工艺和模具进行了研究和设计。本工艺优势在于, 与目前利用楔横轧工艺分别轧制变速箱输入轴和输出轴的模具相比, 可有效节省楔横轧模具费用, 节约钢材, 提高生产效率, 降低生产成本。

参考文献

[1]袁文生, 王忠雷, 等.基于Delphi的楔横轧模具辅助设计系统[J].锻压装备与制造技术, 2005, 40 (6) :93-95.

[2]杜朝蓬, 袁文生, 史宝军, 等.楔横轧多楔同步轧制技术的应用及发展[J].山东建筑大学学报, 2007, 22 (5) :454-457.

[3]袁文生, 马洪芳, 段辉, 等.楔横轧设备的发展与应用[J].山东建筑工程学院学报, 2005, 20 (3) :80-85.

变速器输出轴 第4篇

关键词：减速器,CATIA,ANSYS,输出轴,设计

0引言

减速器在原动机和工作机或执行机构之间起匹配转速和传递转矩的作用,在现代机械中应用极为广泛。 减速器输出轴的传统设计方法是:首先选择轴的材料, 然后初步确定轴的最小直径,根据轴上零件的定位和固定完成轴的结构设计,最后完成轴的强度校核计算, 判断危险截面处的强度是否满足要求,如果不满足还应通过调整材料或者修改轴的结构而达到工作要求, 在强度满足要求的情况下,必要时还要进行轴的刚度和临界转速的校核。传统设计方法中轴的设计主要根据经验和繁琐的计算来完成,需要耗费大量时间,而且计算结果也不精确。利用CAD/CAE软件,建立输出轴参数化的实体模型,通过计算机可以快速地完成输出轴的强度和刚度的计算,还可以进一步完成优化设计。本文利用CATIA软件和ANSYS软件完成减速器输出轴的设计。

1输出轴的初步设计和三维模型的创建

某化工设备的输送装置中以圆锥-圆柱减速器作为减速装置,初步确定电动机的功率P=10kW,转速n1=1 450r/min,传动装置的总传动比为15.5,按照工作要求设计该减速装置。其中低速级圆柱齿轮的设计结果为:大齿轮齿数z2=95,配对小齿轮齿数z1= 23,法面模数mn=4 mm,螺旋角β=8°06′34″,齿宽B=80mm。若取每级齿轮和轴承的效率为0.97,可计算得到输出轴的功率、转速和转矩,并求出作用在输出轴大齿轮上的力。输出轴及大齿轮的参数见表1。

选取轴的材料为45钢,调质处理,根据轴的最小直径估算公式可得到输出轴的最小直径为 Φ52mm。 输出轴的最小直径段安装联轴器,选择HL4型弹性柱销联轴器,联轴器的孔径为Φ55mm,所以输出轴的最小直径取Φ55mm。再根据轴的定位以及轴上标准件对轴径的要求,并考虑轴的安装和加工工艺的情况下, 确定各段轴的直径和长度。设计的输出轴结构简图如图1所示[1]。

2输出轴的CATIA有限元分析[2,3,4]

2.1定义材料和划分网格

对已建立的三维模型赋予材料(输出轴的材料为45钢),定义弹性模量、泊松比和密度等参数,然后将输出轴模型转化到CATIA分析与模拟模块,利用网格划分工具对输出轴进行网格划分,定义网格大小为6mm,选择四面体网格完成网格划分。

本文利用CATIA软件快速高效地创建输出轴的三维模型,利用系统参数与尺寸约束驱动图形,通过 “凸台”、“凹槽”等命令完成输出轴的参数化三维建模, 如图2所示。在优化轴径时设计人员可以可视化地对它进行修改,从而得到最直接的参数驱动的三维模型。

2.2施加约束和载荷

根据轴的固定位置以及受力情况,在静力分析时可以认为轴瞬间是固定的,对输出轴在安装轴承位置完全固定来模拟,利用“Clamp”命令,选择轴颈的表面完成约束定义。将齿轮作用在轴上的径向力、切向力和轴向力转换成面压力施加在键槽和轴肩的位置,并在轴头的 位置施加 转矩,分别利用 “Surface Force Density”和“Moment”命令完成载荷的施加。

2.3求解和结果

点击“Computer”命令进行 求解,得到输出 轴的Von Mises等效应力云图和位移云图,如图3和图4所示。从图3可以看出,输出轴的最大应力为41.3 MPa,在轴的轴头以及伸出端轴身与轴头的连接处应力较大,其他部分所受的应力较小。从图4可以看出, 减速器输出轴承受载荷时,最大位移为0.015 3mm, 最大变形位置在输出轴的轴头和工作机轴相连接的地方,可以选择挠性联轴器器连接两轴。

轴的材料为45钢,调质处理,由机械设计手册查得许用应力为60 MPa。本输出轴的最大应力远小于其许用应力,因此输出轴的强度满足使用要求;由于输出轴在受到载荷作用时整体变形很小,可以忽略不计, 所以轴的刚度满足使用要求。

3输出轴的ANSYS有限元分析

为减少计算量和计算时间,提高计算的精确度,在ANSYS有限元分析时可以将分析模型的次要部分作简化处理,本文将输出轴上的圆角和倒角忽略。将已建立的输出轴模型另存为.model类型的文件,然后将建立好的模型导入ANSYS中。

3.1划分网格与施加约束和载荷

轴的材料为45钢,调质处理,其弹性模量为2.09× 1011Pa、泊松比为0.3、质量密度为7 800kg/m3。在此选用单 元类型为 四面体8节点的Solid45单元和Mass21单元,网格尺寸为6 mm,进行有限元网格划分,结果如图5所示。其中,单元总数128 623,节点总数23 891。

因为Solid45单元只有X、Y、Z三个方向自由度, 需在轴头处加一转矩,故在轴头端面建立一个节点,定义为Mass21单元,跟其他受力节点耦合,形成刚性区域,然后直接加转矩到主节点[5]。施加约束考虑轴的定位和模拟轴承施加约束,对输出轴左、右端轴承处添加全部约束。在安装齿轮段的键槽面上施加集中力。

3.2求解和结果

由于是静力分析,只需利用ANSYS软件默认求解器进行求解运算。求解完成后在后处理器中导出输出轴的Von Mises应力云图和整体位移图,如图6、图7所示。

从图6可以看出,输出轴的最大应力为40.2MPa, 在轴的轴头以及伸出端轴身与轴头的连接处应力较大,其他部分所受的应力较小。从图7可以看出,减速器输出轴承受载荷时,总体变形最大位移为0.039 6mm。

4结论

正确使用拖拉机动力输出轴 第5篇

拖拉机动力输出轴PTO (power take out) 是拖拉机所必备的工作部件, 用以驱动配套农机具作业。正确合理使用拖拉机动力输出轴可提高工作效率, 减少机具的损坏, 提高经济效益。

1 拖拉机动力输出轴的基本形式

根据输出轴在拖拉机上的不同位置, 分为前置式、后置式、侧置式动力输出轴。前置式动力轴一般是安装在有后置式动力输出轴的大马力拖拉机上, 一方面用于联合作业, 拖拉机前后安装农具, 一次进地, 完成多项作业, 减少进地次数, 提高工作效率;另一方面是驱动拖拉机前置作业的机具, 如背负式玉米收割机和除雪机等。侧置式动力输出轴一般用在小马力拖拉机上, 单缸柴油机为动力的小型轮式拖拉机上使用较多。后置式动力输出轴是拖拉机普遍采用的形式。

动力输出轴的外形有多种形式:6齿外径Φ35 mm矩形花键轴, 8齿外径Φ38 mm矩形花键轴, 8齿外径Φ48 mm矩形花键轴, 21齿Φ35 mm渐开线花键轴, 20齿Φ45 mm渐开线花键轴。目前, 国内的拖拉机输出轴常见形式为8齿外径Φ38 mm矩形花键轴、8齿外径Φ48 mm矩形花键轴两种形式。

拖拉机动力输出轴转速有四种:一是540 rpm, 二是1000 rpm, 三是同步转速, 第四种为700~800 rpm之间某一固定转速。输出轴的同步转速一般用在播种和施肥作业, 保证播量均匀, 与拖拉机的行走速度有关, 同拖拉机行走速度成一定的比例, 其他三种输出轴标定的转速一般为拖拉机发动机在额定转速下的输出轴转速, 但也有拖拉机标定的输出轴转速不是拖拉机发动机在额定转速下的转速, 而是在拖拉机发动机的某一转速, 一般在说明书上标明此时发动机转速, 例如, 久保田拖拉机的输出轴转速就是拖拉机发动机在某一特定转速时的转速。

久保田M954拖拉机发动机的额定转速为2600 rpm, 动力输出标明如下:动力输出/发动机转速540/2035、540E/1519 (720/2025) , 也就是说, 在输出轴为540挡, 发动机的转速为2035 rpm时, 输出轴的转速为540 rpm;输出轴为720挡, 发动机为2025 rpm时输出轴转速为720 rpm, 当发动机转速为1519 rpm时, 输出轴的转速为540 rpm。

在国内, 第四种输出轴转速用的最多, 其次是540 rpm, 其他两种用的比较少。第四种输出转速各个厂家有一定的差别, 有720 rpm、760 rpm、776 rpm等。拖拉机的输出转速有的是一个输出转速, 有的有两种输出转速, 还有的拖拉机有三种输出转速。

2 离合器的形式对拖拉机输出轴工作的影响

拖拉机的离合器一般分为单作用离合器和双作用离合器, 双作用离合器包括独立操作和半独立操作两种形式。单作用离合器的拖拉机动力传递线路是:发动机把动力传递给单作用离合器, 单作用离合器把动力同时传递给行走部分和动力输出轴, 行走部分和动力输出轴同时结合, 同时分离。

双作用离合器动力传递线路是:发动机的动力传递给双作用离合器, 通过主离合器把动力传递到行走部分, 通过副离合器把动力传递到输出轴。半独立式离合器是比较常用的, 行走部分和动力输出分离都是由离合器脚踏板控制, 当离合器踏板踩下时, 主离合器动作, 行走部分先分离, 继续向下踩, 副离合器动作, 输出轴动力分离;离合器踏板抬起时, 动力输出轴先结合, 踏板继续抬起, 行走部分结合。双作用离合器独立式操作是行走部分和输出轴部分由不同的操作机构控制, 行走部分的操作由脚踏板控制, 输出轴部分由操作手柄控制, 行走和输出轴可分别操作, 互不影响。

单作用离合器在中小马力拖拉机使用较多, 结构简单, 价格低。独立操纵双作用离合器本身的结构复杂, 操作系统也复杂, 价格高。半独立操纵双作用离合器介于两者之间。使用独立操纵双作用离合器, 可以在行走的过程中切断动力, 提高效率, 保护机具。拖拉机配套机具作业、地头转弯, 需停止输出轴动力输出, 非独立操纵双作用离合器的拖拉机要先切断行走部分的动力, 再切断输出轴的动力, 作业效率低。

3 高挡小油门省油操作

利用拖拉机两个输出轴转速, 用高挡小油门操作, 节省燃油, 提高经济效益。例如, 一台80马力拖拉机配套2.2 m的旋耕机作业。拖拉机的性能指标:额定转速2500 rpm, 输出轴转速540 rpm/750 rpm两个转速, 低速四个挡的前进速度1.47 km/h、2.48 km/h、3.52 km/h、5.04 km/h, 中速四个挡的前进速度3.92 km/h、5.70 km/h、8.21 km/h、11.76 km/h。旋耕机的主要指标:作业速度3~5 km/h, 输入转速540 rpm, 作业幅宽2.2 m。

在正常的情况下, 选择拖拉机的输出转速为540 rpm, 拖拉机发动机转速在2500 rpm, 作业挡位是中速一挡。在负荷小的情况下, 比如土壤的比阻小、土地需要浅旋、功率有剩余, 可以选择较高的输出轴转速, 把输出轴的转速由540 rpm挡换为750 rpm挡, 行走挡位也相应提高。

计算方法如下:540是750的0.72倍, 2500 rpm的0.72倍为1800 rpm, 也就是说, 输出轴转速在750 rpm挡, 发动机在1800 rpm工作时, 输出轴的转速为540 rpm。中速一挡的前进速度为3.92 km/h, 3.92 km/h除以0.72等于5.44 km/h, 中速前进二挡5.7 km/h与5.44 km/h比较相似, 选择中速二挡为作业挡位, 拖拉机发动机的转速为1800 rpm时, 拖拉机机组的前进速度为5.7 km/h乘以0.72等于4.1 km/h。也就是说, 当拖拉机的输出轴转速挡位在750 rpm, 拖拉机行走挡位为中速二挡, 发动机的转速在1800 rpm时, 旋耕机的旋耕刀轴为标定的转速范围内, 拖拉机机组的作业效率与拖拉机输出轴转速挡为540 rpm, 行走挡位为中速一挡, 发动机转速为2500 rpm的作业效率相当, 但能耗降低。拖拉机配置多种转速的动力输出轴, 可充分满足驱动各种农具的要求。

4 输出轴损坏故障原因分析

(1) 与输出轴、联轴器的花键套间隙过大, 在机具开始运转和停止运转时, 由于轴与套的间隙过大, 产生碰撞, 使输出轴和联轴器的套变形损坏, 解决方案:应选择正规厂家的联轴器。

(2) 作业完成, 配套机具卸下以后, 要将万向联轴器从拖拉机输出轴上卸下, 避免误操作使输出轴联接并旋转, 万向联轴器碰到物体, 造成输出轴损坏。

(3) 拖拉机和农具使用前要认真阅读使用说明书, 按照使用说明书操作。例如拖拉机悬挂旋耕机作业, 在旋地时不能转弯;旋耕作业到地头机具升起时, 输出轴要与万向联轴器的轴保持在一定角度内, 如果超过一定的角度, 就应切断动力输出。

(4) 避免负荷突然增大, 旋耕作业中旋耕机高速旋转突然碰到障碍, 产生冲击造成机具损坏, 也有可能造成输出轴的损坏。

(5) 要保持农机具性能良好, 有些输出的故障是因为农具发生故障, 如齿轮断齿、轴承损坏等, 造成机具卡死不能运转使输出轴损坏。

5 结语

正确使用拖拉机输出轴, 最基本的要求是按照使用说明书要求去使用、保养, 正确选择联轴器。目前或以后的拖拉机除了有后置式动力输出轴, 还有前置式动力输出轴和前液压提升系统;配置多转速动力输出轴, 有的拖拉机有多至3~4个动力输出转速, 转速范围540~1400 rpm, 满足配套各种农具的需要, 为方便、快捷配套农具提供便利条件。

摘要：主要介绍拖拉机动力输出轴的基本形式特点, 包括输出轴在拖拉机上的位置、本身的结构形式、输出轴转速等, 以及对输出轴操作有密切关系的离合器形式;正确合理使用动力输出轴;动力输出轴常见故障产生的原因。

变速器输入轴精益生产线 第6篇

随着国内汽车行业精益化生产理念的推广和数控技术的不断发展，质量和效率是先进制造技术的主体。高精、高速的加工技术不仅能够促进生产效率和提高产品质量，而且还可以将生产周期大大缩短，最终保持其优越的市场竞争力。精益化和自动化是未来发展的趋势。

变速器输入轴是传递发动机和变速器转矩和转速的主要连接零件,通过输入轴花键与发动机相连,并将发动机的输出转矩传递给变速器。要求输入轴有较长的使用寿命,一般设计寿命达10年40万km不损坏。我公司年产变速器约50万台,所需变速器输入轴50万根。

机群式生产和问题

我公司技改以前的输入轴加工布局为机群式。机群式布局是指按照工艺流程,将相同的机器设备、生产功能设置在同一生产工作单位的布局方式。但是由于流程较长,搬运路线不确定,生产计划和控制较复杂,对员工素质要求较高,产出的库存量较大。原来输入轴的加工工艺流程为:铣削双端面,在端面上钻中心孔→粗车大端外圆→粗车长头外圆端面→精车各外圆端面及切槽→钻大端里孔→镗孔及切槽→打印→滚渐开线花键→滚矩形花键→钻油孔→清洗→热处理→校直→研中心孔及60°锥面→磨外圆及端面→磨外圆→磨锥面→磨内孔→清洗→最终终检→涂油入库。

在输入轴机群式生产过程中,存在以下问题:

(1)加工工艺流程比较繁琐,加工时间较长,人员比较多,重复搬运较多,库存较大等。

(2)我公司生产输入轴的齿轮材料为8620H钢(成分要求见表1),8620H钢是从美国AISI(SAE)标准“H”结构钢中引进的牌号,用于制造各种重型汽车及重型工程机械的传动齿轮和齿轮轴。

该种材料热处理以前的硬度150～180HB,在输入轴转运的过程中,容易发生磕碰现象(见图1),影响输入轴的质量。常见的磕碰现象有:中心孔严重扎伤,损伤定位锥面;轴头倒角磕碰;45°倒角磕碰;外圆磕碰。

精益化生产布局

精益生产是通过系统结构、人员组织、运行方式和市场供求等方面的变革,使生产系统能很快适应用户需求不断变化、精简工艺流程,最终达到包括市场供销在内的生产各方面最好结果的一种生产管理方式。与传统的大生产方式不同,其特色是“多品种、小批量和单件传送”。变速器输入轴加工数量的多少,直接决定着我公司变速器的产能。针对原工艺工序冗长、加工时间长的缺点,我公司按照“精益化生产的思路”(见图2)进行了机床技改和工艺流程优化,增加了滑道和运输小车,并在加工过程中应用新的夹具和刀具。

优化加工方式和夹具,例如:我公司原来工艺加工中需单独加工粗车大端外圆,加工时间为25s。由于端面驱动顶尖的应用,现把粗车大端外圆工序去掉,增加到为精车长头外圆端面并切槽(见图3)。单独钻大端面内孔工序去掉,改用U钻,可以把U钻增加到数控车床的刀盘上。在精车大端端面镗孔加工(见图4)。原数控滚齿机加工滚渐开线花键和滚矩形花键需要两个工序,现在一台机床刀杆装两把滚刀。可以同时加工两个齿圈。同时通过精益化和数控化的加工思路,简化工艺流程为:铣削双端面,在端面钻中心孔→粗车长头外圆端面→精车长头外圆端面并切槽→精车大端端面镗孔→打印标识→滚矩形花键滚渐开线花键→去渐开线花键毛刺→钻油孔去毛刺→清洗→热处理→校直→研中心孔及60°锥面→磨外圆靠端面磨轴头外圆→车外圆车15°锥面,尖角倒钝→磨内孔→清洗→最终检验→涂油入库。最后,在各个工序之间,通过滑道和小车,实现输入轴的“单件传送”。输入轴精益化生产与机群化生产的对比见表2。

结语

减速机输出轴配合松动的应急处理 第7篇

某公司生料立磨喂料分格轮减速机型号是B4DH10B, 其输出空心轴与分格轮轴连接用锁紧盘紧固。分格轮每年一次检修, 需要将减速机从分格轮轴拔下来。多次后两轴配合过盈量变小, 锁紧盘紧固力下降, 易出现相对转动, 影响分格轮的正常工作。

由于未到计划检修时间, 现场又无法修复轴, 为了保证正常生产, 我们在两轴配合面环向钻3个孔, 分别加设直径Φ12mm、长度50mm的防转销, 通过防转销与锁紧盘的联合作用, 实现两轴之间的传动 (见图1) 。

经上述现场应急处理后, 分格轮工作正常, 说明该应急处理措施是可行的。