变速器装配线上轴承压装问题研究_马洪新

1、 :T.!压装系统工作原理轴承压装工作原理如下,通过轨道小车将变速器箱体送至压装机工作位置$顶升油缸举升$利用定位装 轴承压装后$轴颈与内圈间产生径向压力$使轴颈缩小$内圈内壁胀大#如图"$变形后的几何关系为,%.b $%b /b $!b !*式中,为过盈量$?+$!为轴径的径向位移$?+$%为轴承内圈径向位移$? #在轴承内圈厚壁中取一单元体$在单元体上取法向坐标5$切向坐标$对单元体进行应力分析%&$如图所示#根据静力平衡条件,5k +即+V /L +V *V /L V *L "L E +VV L "L E %+,L V L B .0L "0

2、%*.因L "很小$B .0L "0%*k L "0%$得,L +V 0L V /+V #+,*0V .%*式中,+V 为径向应力$F M /+,为周向应力$F M /#设6?U Q 为变形前的单元体$变形后为6Z ?Z U Z QZ $产生径向位移$%$圆周线长度伸长$内圈壁厚减小$径向各点的位移不相等$圆周线的径向位移QQZ k U U Z k $%R L $%#图*6Z QZ .L V /$%/L $%*E $%.L V /L $%周向应变,k 6Z ?Z V 6?6?k V R $%*L "V V L "V L "k $%V径

3、向应变Vk 6Z QZ V 6Q 6Q k L V R L $%V L V L V k L $%L V ,对V 求一阶导数$并将V 及,代入$得,L ,L V E V E ,V."*内圈与轴颈压装是过盈配合$则单元体处于二向应力状态$将广义虎克定律,V k +V V $+,*0R 及,k +,V $+V*0R 代入式"*得,L +,L V E +V E +,V E $L +V L V /+V E +,V*.*将式*加"减一个L +V0L V $并将式%*代入得,L +,/+V*L V.由于+,R +V k%为常数*$即+,.%E +V*将式*代入式%*$并两边同乘

4、V %得,L V %+V *0L V k %V $积分后得V %+V k%V %R &&为积分常数*$则径向应力为+V .%/&0V %$*将式$*代入式*得,+,.%E&0V %*常数%"&由内外圈表面的边界条件确定#对于轴承内圈见图$*$当V k 6时$+V kV G +V k ?时$+V k$代 %+&.G 6%?%?%E6%式中,G 为内压力$F M /+6为压装后内圈与轴颈结合面半径$?+?为内圈外半径$?# 又$由式$*"*得,+V .EG +,.G?%/6%?%E6%*已知,k $%0V $由广义虎克定律得,$%

5、.6G R ?%/6%?%E6%/$*_*同样对于轴颈用上述方法分析见图=*$得,b $!b.6G !E $*0R &*结合公式!*可得滚动轴承压装力的计算公式为.G O8.%O 68;.R ?%E6%*%?%,8;.1;式中,G 为内压力$F M /+O 为接触面积$?%$对于内圈结合面O k %6;$;为压入长度位移*+8为滑动摩擦因素#通过查阅相关资料$根据配合情况经计算得到各工位压装力如表!所示#说明,!*三"四轴均采用$"轴承$配合关系与二轴左轴承相同$其最大压装力一样$故表中省略+%*考虑到部分轴承外圈同时有过盈量$公式中结合面过盈量取内"外圈

6、过盈量之和+"*半轴套管的压入属于常温下直接压装$利用经验公式k &c _6T >$式中T 为两配合零件的实际过盈量?*$>为配合面的轴向长度?*$6为经验系数一般选取!c *+*该变速器采用的半轴支撑形式不同$配合情况相差较大$未列入#表:!压装力计算数值表项目一轴二轴前轴承$%后轴承$"$左轴承$"右轴承$%五轴轴承$"半轴套管60?""%"?0?%""8:!:!:!:!:!,0?T %T "&T $T $T $T %R 0X+?*%_%_%_%_%_>0?

7、%&%&%&%&""_1:%_:$%:_!$:":&"k1>0X+T _!_T &%"T $_%!T "_%T !$T %&表中,6为内圈与轴颈结合面半径+?为内圈外半径+8为滑动摩擦系数+,为结合面过盈量+R 为弹性模量+>为压装终止时各结合面长度#-!结语通过分析可知轴承压装力的大小与轴承"轴颈的有效过盈量"配合尺寸及配合表面的摩擦系数有关$可用于指导零件的装配和轴颈的加工$从而保证变速器的总装质量和效率#企业在实际工艺方案中选用缸径_?&qu

8、ot;FM /的压力机来压装轴承$其产生的压装力k 5%G k"c !g c %g g !$k %c !%X+$与计算数值表比较可见多数情况下压力机可以满足压装需要$但在压装五轴轴承时会出现压装力不足问题$这从理论上印证了压装失效原因+由于更换油缸或是提高油压会增加设备改造成本或带来其他不利影响$考虑到极限点情况极少$并且极限值相差很小$通过改善润滑条件减小摩擦系数完全可解决#因此在实际生产中除了合理控制配件质量"改进箱体装夹外$还增加了五轴承孔润滑工艺措施$通过试运行效果很好#参考文献!#许小强$赵洪伦T 过盈配合应力的接触非线性有限元分析T 机械设计与研究$%$!*,&

9、quot;"Z "%#孙小珠T 铁路货车滚动轴承压装系统仿真分析与试验研究,%硕士学位论文&T 哈尔滨,哈尔滨工业大学$%$T作者!马洪新"男"!&$_年生"副教授"硕士"研究方向!机械制造及自动化#%编辑#蔡云生&#收稿日期,%_!&!*#文章编号!&$如果您想发表对本文的看法"请将文章编号填入读者意见调查表中的相应位置"""""""""""""

10、"""""""""""""""""""""""""""""""""""%+书讯+华中数控系统操作&编程及故障诊断与维修向华主编$%_年!月出版邮购价,"元本书主要介绍了华中世纪星(数控系统"华中车床数控系统操作"华中铣床数控系统操作"数控加工程序编制"数控车床与车削中心的编程"数控铣床与铣削中心的编程"典型零件的编程与加工实例"世纪星数控系统故障