花键配合齿轮与轴的压装力控制

赵庆俊++贺林

摘 要：文章主要介绍在变速器装配中，花键配合的齿轮与轴压装过程中的压装力控制及检测方法。

关键词：变速器装配；齿轴压装；压装力；压力控制

1 概述

变速器作为汽车动力系统中的重要组成部件，装配质量直接影响整车的行驶性能及安全性能。其中变速器中齿轮与轴的装配为变速器装配过程中的重点控制工序，花键配合的齿轮与轴压装时压装力作为齿轴装配中的中重要参数需要严格进行控制，如压装力控制不合理会直接影响变速装配质量。

如果两零件的过盈量超过产品设计要求，压装时压装力会超过控制范围会造成零件涨裂，如未及时发现会是汽车在行驶过程中出现齿轮断裂造成汽车无法行驶。如两零件的过盈量小于产品设计要求，压装时压装力会小于控制范围，在汽车行驶过程中会出现齿轮轴向窜动出现异响、打齿等故障。

本文将简单介绍花键配合的齿轴压装过程中的压装力控制方法及检测方法。文中所描述的压装力控制及检测方法适用于花键配合的同步器与轴的压装（图1）、花键配合的齿轮与轴（图2）的压装以及其它需要控制压装力的花键配合零件，同时也可作为其它非花键配合的压力控制参考方式。

2 常用齿轮与轴压装设备介绍

常用的压装设备主要分为液压机、气压机、电动压机。其中气压机因运转不稳定常用于没有压力控制的压装，液压机及电动压机常用于压力控制的压装。

液压机（图3）因价格低、压力稳定等优点较为常用，其靠油缸外接压力、位移传感器用于数据采集；而电动压机随然价格较高，但压力控制及检测精度较高、设备设备运转稳定性高近年来的应用也越来越多，电动压机是直接通过电缸（图4）内部的传感器进行数据采集。

3 压力控制及检测方法

3.1 压装力、位移采集方式

压力、位移控制法是压力采集及控制中最常用的控制方法，其原理为通过压力传感器和位移传感器进行压力位移采集，通过PLC计算绘制成压力位移曲线，并通过曲线中数据判定压装力是否合格。

3.2 压装力控制方法

3.2.1 设备通过压力位移传感器将数据采集后生成的正常压装的压装力及位移曲线如图5。曲线中各段位移与实际工件压装位移关系如图6。

S1为设备压头与工件刚接触位移，理论上此时应无压力。

S2为取样开始位移，一般设定在齿轮花键压入到轴花键2-3mm时，此时压力开始出现上升趋势。

S3为取样结束位移，此时花键基本全部压入，但齿轮尚未与轴肩接触，此时压装力不一定为压装过程中的压力最大值。

S4为工件压装到位位移，此時齿轮与轴肩已完全接触，此时压力为设备系统压力。

3.2.2 压力判断

压装过程中设备在S2至S3区间内对压装力进行实时判断，此区间内实际压力如大于压力控制上限Fmax设备将输出压力过大报警。

在S3点进行压力判断，如实际压力小于压装力控制下限Fmin，则输出压装力过小大报警。

合格压力，如设备未输出压力过大或过小报警，为S2至S3区间段内的最大压力为合格压力。

4 结束语

设备如具备压力位移曲线显示功能，工程师通过设备参数设定检测参数，可以很方便的使设备实现压力控制功能。同时工程师可以通过设备记录的曲线，可以对不同批次产品一致性进行分析，实现产品信息的追溯。