汽车变速箱箱体工艺分析

伍凤 姚杰

摘要：变速箱箱体的主要作用是支承各传动轴，保证各轴之间的中心距及平行度，并保证变速箱部件与发动机正确安装。因此汽车变速箱箱体零件的加工质量，不但直接影响汽车变速箱的装配精度和运动精度，而且还会影响汽车的工作精度、使用性能和寿命。本文对变速箱箱体尺寸、几何、表面粗糙度等技术要求进行全面分析，从而对箱体加工时的基准面的选择进行确定，促进其生产质量。

关键词：汽车变速箱；技术要求；工艺分析

1、汽车变速箱概述

汽车变速器作为汽车传动系统的主要组成之一。它通过每档位的不同传动比，实现不同的转速，如低速行驶时用低传动比，高速时用高传动比，大轴转速高于发动机转速，降低牵引力获得更高速度。从而使汽车能适应非常复杂实际使用情况，经常变化的行驶条件，同时使发动机在有利的工况下工作。还能使汽车在发动机旋转方向不变情况下，使汽车能倒退行驶；利用空挡，中断动力传递，以发动机能够起动、怠速，并便于变速器换档或进行动力输出。

2 变速箱箱体技术要求分析

由汽车变速箱箱体零件图可知。汽车变速箱箱体是一个簿壁壳体零件，它的外表面上有五个平面需要进行加工。在前后端面上支承孔系和一系列螺纹孔。因此可将其分为三组加工表面。它们都具有一定的技术要求。其分析如下：

（1）以顶面为主要加工表面。有一组加工表面，它主要包括：顶平面、、，其中顶面表面粗糙度为，8个螺孔均有位置度要求为，2个工艺孔也有位置度要求为。从尺寸精度、几何精度和表面粗糙度要求来看，顶面采用铣削加工；螺孔先钻底孔，再攻丝；然后再进行工艺孔的加工。

（2）以支承孔为主要加工表面。这一组加工表面包括：2个、2个和1个的孔；尺寸为的与、的4个孔轴线相垂直的前后端面；前后端面上的3个、16个的螺孔，以及4个、2个的孔；还有另外两个在同一中心线上与两端面相垂直的的倒车齿轮轴孔及其内端面和两个的螺孔。其中前后端面有表面粗糙度要求为，3个、16个的螺孔，4个、2个的孔均有位置度要求为，两倒车齿轮轴孔内端面有尺寸要求为及表面粗糙度要求为。

（3）以两侧窗口面为主要加工平面的加工面。这一组加工表面包括：尺寸为和的两侧窗口面；与两侧窗口面相垂直的12个的螺孔；与两侧面成角的尺寸为的锥管螺纹孔（加油孔）。其中两侧窗口面有表面粗糙度要求为，12个螺孔均有位置度要求为。

3、定位基准的选择

加工箱体类零件时，各轴承座孔的加工余量应均匀：装入箱体内的全部零件与不加工的箱体内壁要有足够的间隙。要尽可能使基准重合及基准统一，以减少定位误差和避免加工过程中的误差累计，从而保证箱体零件的加工精度。

3.1 精基准的选择

最常见的有以下两种方案：

一种方案是利用一个平面和该平面上的两个工艺孔定位，即通常所说的一面两孔定位，一般工艺孔孔径公差采用H7～H9，两工艺孔中心距公差mm；

另一种方案是用3个互相垂直的平面作定位基准，该方案用于不具备一面两孔定位基准条件的一些箱体件。

生产批量大时常采用第一种方案。在加工中可用前、后端面上两个同轴线轴承座孔和另一个轴承座孔为粗基准，加工出顶面。然后再用两个同轴线轴承座和前端面为基准加工出顶面上的两个工艺孔。以后再利用顶面和和这两个工艺孔作精基准进行其他表面的加工。这样就可以保证轴承座的加工余量均匀和保证装入变速器壳体的零件与内壁有足够的间隙。

选用顶面及其上的两个工艺孔作精基准，具有如下特点.

变速器壳体的设计基准和装配基准是前端面和该面上的两个主要孔.根据基准重合原则，加工时应选前端面和该面上的那两个主要孔作定位基准，这样才能是定位误差最小。但因变速器壳体上需要加工的主要部分，大多位于前、后端面上，根据对主要孔所提出的技术要求，最好在同一工作行程中能把前后端面上的同轴线孔加工出来。如果采用前端面及其上的主要孔作为定位基准，就难以做到这点。此外，用前端面和该面上两个主要孔作定位基准还将使夹具结构复杂，定位稳定性差，使用也不方便，同时难以实现基准统一和自动化。实际加工表明，采用顶面及其上的两个工艺孔作为定位基准，加工时箱体口朝下，中间导向支架紧固在夹具体上，提高了夹具的刚度，有利于保证各支承孔加工的位置精度，而且工件装卸方便，能减少辅助工时并提高生产效率。采用这种定位基准，可以做到基准统一，能加工较多表面，也会避免因基准转换而引起的定位误差，容易保证各表面间的位置公差。

3.2 粗基准的选择

粗基准选择应当满足以下要求：

（1）保證各重要支承孔的加工余量均匀；

（2）保证装入箱体的零件与箱壁有一定的间隙。

为了满足上述要求，应选择变速箱的主要支承孔作为主要基准。即以变速箱箱体的输入轴和输出轴的支承孔作为粗基准。也就是以前后端面上距顶平面最近的孔作为主要基准以限制工件的四个自由度，再以另一个主要支承孔定位限制第五个自由度。由于是以孔作为粗基准加工精基准面。因此，以后再用精基准定位加工主要支承孔时，孔加工余量一定是均匀的。由于孔的位置与箱壁的位置是同一型芯铸出的。因此，孔的余量均匀也就间接保证了孔与箱壁的相对位置。

参考文献：

[1] 成大先.机械设计手册 第四卷[M].北京：化学工业出版社，2006.

[2] 孙丽媛，机械制造工艺及专用夹具设计指导[M]，北京：冶金工业出版社，2002：77-80.