变速器副箱主轴心部硬度与扭矩关系探讨

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扭矩系数的重要性

扭矩系数的重要性

了扭矩系数的重要性(教材)一般来说,生产厂对高强度螺栓的生产环节比较重视,但很少有企业关注售后情况,这是阻碍中国紧固件企业向高端发展、走向世界的瓶颈。

高强度紧固件的安装使用,直接关系到紧固件的质量与使用寿命的重要环节。

而扭矩系数就是钢结构螺栓连接副的重技术参数。

一、扭矩系数及影响因数1.扭矩、预紧力及扭矩系数三者之间的关系:M=K·P·dM-扭矩 N·mK-扭矩系数(也称摩擦系数)P-预紧力(也称轴力 KN)d-螺纹的公称直径mm安装时,使用单位对扭矩值很重视,这直接影响安装时施工扭矩值。

为什么同样的扭矩值,一批产品能达到预期锁紧的效果,而另一批产生锁紧效果不理想?首先我们要了解扭矩、预紧力、扭矩系数三者存在的关系。

图一·安装时的扭矩、预紧力与扭矩系数的关系从图一中可以看出,如果螺栓极限强度一定,扭矩一定,扭矩系数越小,则产生的紧固力越大;但是如果扭矩系数越大,则产生的紧固力越小。

当扭矩系数小到一定的程度,在一定的扭矩的作用下紧固力超过了螺栓的强度极限,高强度螺栓就会产生断头的现象;反之,扭矩系数过大,则产生的紧固力就会过小,螺栓连接副就达不到锁紧的功能,连接副就会产生松动。

因此,要使紧固力在一个标准的范围内,则产品的扭矩系数就要限定在一个规定的范围内,目前国家紧固件标准GB/T 1231-2000对钢结构用高强度螺栓连接副作了标准规定,扭矩系数K=0.11~0.15,标准偏差小于等于0.010。

钢结构工程施工规范也作了同样的规定。

但是,在安装的过程中,有许多人认为扭矩值越大,安装越可靠,包括相当数量的工程技术人员也有类似的认同,实质上他们对扭矩系数的机理还不十分理解。

2.标准偏差的函数公式:标准偏差的计算公式如下:其中 x 为样本值,n 为样本数。

因此,要求在同一批的高强度紧固件中标准偏差≤0.010,而且偏离度越小,对螺栓连接副安装的安全性越高。

有些螺栓连接副,标准偏差>0.010,形成离散度增加,会产生个别连接副的受到预紧力达不到标准,或出超的现象,同样会产生个别螺栓松动或螺栓断头的情况,也必须引起重视,因此标准偏差与扭矩系数是安装扭矩确定的二个不可分割的参数。

变速器主要参数的选择与主要零件的设计说明

变速器主要参数的选择与主要零件的设计说明

max 0max max max(cos sin )e gI TrT i i mg f mg r ηααψ≥+=主减速比:4.782,最高时速:190km/h ,轮胎型号:205/65R15 发动机型号:SQR481FC , 最大扭矩:170Nm/4500 最大功率:95kw/5750 最高转速:6000r/min变速器主要参数的选择与主要零件的设计3.1变速器主要参数的选择3.1.1档数和传动比近年来,为了降低油耗,变速器的档数有增加的趋势。

目前,乘用车一般用4~5个档位的变速器。

本设计也采用5个档位。

选择最低档传动比时,应根据汽车最大爬坡度、驱动轮与路面的附着力、汽车的最低稳定车速以与主减速比和驱动轮的滚动半径等来综合考虑、确定。

汽车爬陡坡时[1]车速不高,空气阻力可忽略,则最大驱动力用于克服轮胎与路面间的滚动阻力与爬坡阻力。

故有则由最大爬坡度要求的变速器Ⅰ档传动比为max 2e gI TrT i G r ηϕ≤2max 0rg I e TG r i T i ϕη≤q =2.551.691.12(1)gII gIII gIV i i i ===修正为 (3-1) 式中 m ----汽车总质量;g ----重力加速度;ψmax ----道路最大阻力系数; r r ----驱动轮的滚动半径; T emax ----发动机最大转矩; i 0----主减速比;η----汽车传动系的传动效率。

根据驱动车轮与路面的附着条件 求得的变速器I 档传动比[4]为: (3-2)式中 G 2----汽车满载静止于水平路面时驱动桥给路面的载荷;φ----路面的附着系数,计算时取φ=0.5~0.6。

由已知条件:满载质量 1800kg ;r r =337.25mm ; T e max =170Nm ; i 0=4.782; η=0.95。

根据公式(3-2)可得:i gI =3.85。

超速档的的传动比一般为0.7~0.8,本设计取五档传动比i gⅤ=0.75。

重卡变速器中大扭矩定扭反力问题的研究和应用

重卡变速器中大扭矩定扭反力问题的研究和应用

重卡变速器中大扭矩定扭反力问题的研究和应用于明【期刊名称】《《汽车实用技术》》【年(卷),期】2019(000)018【总页数】3页(P196-198)【关键词】法兰盘凸缘螺母; 受力分析; 力学模型; 反力装置【作者】于明【作者单位】陕西法士特齿轮有限公司汽车传动工程研究院陕西西安 710077【正文语种】中文【中图分类】U463螺栓连接在机械装配领域是一种最为普遍的连接方式,因为其应用简单,拧紧可靠,成本低、可重复利用而被广泛应用。

重卡变速器输出法兰是用凸缘螺母将法兰盘和输出主轴进行连接,而从将扭矩输出的,如果凸缘螺母未拧紧松动会导致较为严重的质量事故,故此处的凸缘螺母的防送非常重要,此处螺栓除了采用尼龙防送外,最主要的防送方式还是足够的夹紧力,为了保证夹紧力,本公司引进了电动定扭设备,然而由于此处拧紧力矩较大,故抗反防转就成了整个问题的关键。

本文就是通过对变速器输出法兰盘凸缘螺母处的结构进行分析,通过对电动定扭设备进行深入研究,建立定扭拧紧时的力学模型,从而揭示法兰盘凸缘螺母定扭拧紧时反力情况的本质,从而对生产中定扭方案进行指导,建立最简化的康反防转机械模型,为以后大扭矩定扭设备的推广做好理论储备。

变速器输出法兰盘和副箱输出轴是花键连接,通过凸缘螺母和输出轴轴端螺纹连接将法兰盘锁紧。

然而,输出轴在螺母拧紧时处于旋转方向自由状态,输出轴带动法兰盘转动,故如果不能限制输出轴即输出法兰盘随螺母拧紧时转动而转动,那么螺母很难拧紧,且大扭矩拧紧必须有反力装置谢力,才不至于在拧紧操作过程中对操作人员产生伤害。

在没有实现定扭拧紧之前,法兰盘拧紧使用冲击扳手拧紧,需要不断的停顿,多次拧紧才能达到拧紧的效果,而如果使用定扭工具,则没有办法规避拧紧时法兰盘的转动问题和随之产生的反力。

定扭工具内部结构相当复杂,在此不做叙述,根据对国际一流大扭矩定扭拧紧设备进行研究分析,定扭拧紧设备可以简单的分为减速装置、拧紧装置、控制装置,有的厂家将减速装置内置与枪体内,从内部看是一体的,而简单的将枪体我们可以看到拧紧枪体有固定部分和旋转部分,且两部分由内部特殊结构相连接组成。

机械系统设计练习资料

机械系统设计练习资料

机械系统设计练习资料一、名词解释1.“黑箱法”:是指机械产品进行功能原理设计时使用的一种抽象化的方法,此方法暂时摒弃那些附加功能与非必要功能,突出必要功能与基本功能,并将这些功能以抽象的方式加以表达。

“黑箱法”是根据系统的输入、输出关系来研究实现系统功能的一种方法。

要设计的产品就是“黑箱”,通过分析黑箱与输入量、输出量及周围环境的的信息联系来使问题简化,从而寻找某种物理效应或者者原理来实现输入与输出关系的转化。

2.主轴合理跨距:在主轴前端受力时主轴端部产生的位移是由主轴本身及其支承产生的变形引起的。

关于一个已确定主轴前端悬伸量的主轴组件来说,存在一个最佳支承跨距L0能够使得主轴组件的综合刚度最大,即能够使得主轴端部产生位移最小。

由于当0.75≤L实/L0≤1.5时主轴组件的刚度缺失不超过5%~7%,这在工程上能够认为是合理的刚度缺失,因此称(0.75~1.5)L0为主轴合理跨距L。

3.功能原理设计:针对所要设计产品的要紧功能提出一些原理性的构思,即针对产品的要紧功能进行原理性设计。

即构思能实现目标的新的解法原理。

4.转速扩大顺序:在进行传动系统的结构式或者结构网设计时,从基本组、第一扩大组、到第二扩大组。

的排列顺序称之转速扩大顺序。

即按级比指数由小到大进行排列时的变速组的顺序。

5.主轴旋转精度:是指主轴组件装配后,在无载荷低速转动条件下,主轴安装刀具或者者工件部位相关于理想旋转中心线的空间瞬时旋转误差。

包含径向跳动、轴向串动与角度摆动等。

6.基本组:指进行等比数列的有级变速传动系统设计时,变速组内级比等于公比的变速组。

或者者指级比指数等于1的变速组。

7.计算转速:指传动轴、齿轮等传动件传递全部功率的最低转速,该转速要紧用来计算传动轴与传动件的最大传递转矩,从而确定传动轴与传动件的尺寸。

8.卸荷导轨:指使用机械式、液压式或者气压式等方法对滑动导轨工作面上的压强进行卸荷,这样能够减小滑动导轨工作面上的压强,提高导轨的耐磨性与低速运动平稳性(防止爬行现象的发生)。

变速装箱配过程中螺栓扭矩的控制

变速装箱配过程中螺栓扭矩的控制

变速装箱配过程中螺栓扭矩的控制赵建林【摘要】针对变速装箱配过程中螺栓扭矩的控制介绍了常用定扭工具,通过试验研究了在软连接和硬连接工况下动态扭矩与静态扭矩间的差别,并分析了造成扭矩衰减的原因,结合实例对定扭工具的选择提出建议.【期刊名称】《机械工程师》【年(卷),期】2012(000)010【总页数】2页(P131-132)【关键词】定扭工具;动态扭矩;静态扭矩;软连接;硬连接【作者】赵建林【作者单位】陕西法士特齿轮有限责任公司汽车传动工程研究院工艺研究所,西安710000【正文语种】中文【中图分类】TH1311 引言螺纹连接通过螺栓轴向预紧力来连接两个零件,是机械产品中常用的连接方式,螺栓轴向预紧力对连接强度、螺纹副防松、被连接件间的密封等有直接影响,稳定和大小适宜的轴向预紧力是可靠连接的前提。

实际工作中,不能方便地直接测量螺栓轴向预紧力,所以,在大多数情况下需通过对螺栓扭矩的控制来得到合适的轴向预紧力。

在螺栓直径、被连接件表面摩擦系数、螺纹副摩擦系数已确定的情况下,螺栓力矩与轴向预紧力成正比关系。

所以,在机械产品装配过程中,螺栓力矩是最重要的参数之一。

本文仅以变速箱装配为例,探讨螺栓扭矩的控制。

2 拧紧方式在批量生产过程中,很少有用手动扳手直接拧紧螺栓,多数采用气动或电动扳手来实现。

早期国内企业多数采用气动冲击扳手,速度快,但精度较差,随着技术的发展和产品质量提升的要求,定扭工具的使用越来越普及,定扭工具的优点在于可以将输出扭矩设定在某一值,拧紧过程中力矩达到设定值后自动切断工具的动力源,实现扭矩的自动控制。

定扭工具一般分为电动和气动两种。

电动定扭工具分为传感器式和电流式,传感器式定扭工具空转速度约为200~400r/min,扭矩输出精度在六西格玛情况下可达到±3%,电流式的空转速度在700r/min 以上,扭矩输出精度为±5%;气动定扭工具常见的有油压脉冲型和离合器型,前者空转速度可达7000r/min 以上,与气动冲击扳手相差不大,且没有反作用力,现场使用十分方便,但精度较差,在±10%左右。

数控机床及其维护第2章练习题答案

数控机床及其维护第2章练习题答案

第2章思考与练习题答案1. 数控机床与普通机床相比,在机械传动和结构上有哪些特点?答案:(1)高刚度数控机床要在高速和重负荷条件下工作,因此,机床的床身、立柱、主轴、工作台、刀架等主要部件,均需具有很高的刚度,工作中应无变形或振动。

(2)高灵敏度数控机床通过数字信息来控制刀具与工件的相对运动,它要求在相当大的进给速度范围内都能达到较高的精度,因而运动部件应有较高的灵敏度。

(3)高抗震性数控机床的一些运动部件,除应具有高刚度、高灵敏度外,还应具有高抗振性,即在高速重切削情况下应无振动,以保证加工工件的高精度和高的表面质量。

特别要注意的是应避免切削时的谐振,因此对数控机床的动态特性提出更高的要求。

(4)热变形小机床的主轴、工作台、刀架等运动部件,在运动中常易产生热量,而工艺过程的自动化和精密加工的发展,对机床的加工精度和精度稳定性提出了越来越高的要求。

(6)可靠性机床在自动条件下工作,这就要求机床具有高可靠性,像在工作中动作频繁的刀库、换刀机构、工件交换装置等部件都具有自锁和互锁装置保证在长期工作中十分可靠。

2. 数控机床的主传动系统有哪些要求?答案:与普通机床比较,数控机床主传动系统具有下列特点:(1)转速高、功率大。

它能使数控机床进行高速、大功率切削,实现高效率加工。

随着涂层刀具、陶瓷刀具和超硬刀具的发展,数控机床切削速度也不断的提高。

(2)所选用的电机主要使用新型的交流伺服电动机,而不在采用普通的交流异步电动机或传统的直流调速电动机。

(3)变速范围大,可实现无级调速。

数控机床的主传动系统要求有较大的调速范围,以保证加工时能选用合理的切削用量,从而获得最佳的生产率、加工精度和表面质量。

(4)具有较高的精度与刚度,传动平稳,噪声低。

主传动件的制造精度与刚度高,耐磨性好;主轴组件采用精度高的轴承及合理的支承跨距,具有较高的固有频率,实现动平衡,保持合适的配合间隙并进行循环润滑。

(5)具有特有的刀具安装结构。

提高双中间轴变速器副箱承载能力的研究和实践

提高双中间轴变速器副箱承载能力的研究和实践

Ke y wo r d s : Do u b l e- c o u n t e r s h a f t t r a n s mi s s i o n ,Ra n g e b o x ,S e r v i c e l i f e ,He l i x g e a r ,F l a n k
主题词 : 双 中间轴变速器 副箱 寿命 斜齿齿轮 修形 中 图分 类 号 : U 4 6 3 . 2 1 2 文 献标 识码 : A 文章 编号 : 1 0 0 0 — 3 7 0 3 ( 2 0 1 3 ) 1 2 — 0 0 0 1 — 0 4 Re s e a r c h o n Me t h o d t o I mp r o v e t h e Lo a d i n g Ca p a c i t y o f Do u b l e
用斜齿轮传动机构 , 并 对 齿 轮 进 行 修 形 解 决 了 偏 载 问题 。 同 时 解 决 了 斜 齿 轮 传 动 带 来 的对 齿 问题 、 轴 向 力 带 来 的 轴
承 和壳 体 问题 , 从 而 提 高 了 副箱 的 承 载 能力 。本 文 研 究 成 果 经 过 试 验 验 证 已经 转 化 为 产 品 批量 生产 。
a n a l y s i s a n d r e s e a r c h a n d a d o p t e d h e l i c a l g e a r t r a n s mi s s i o n i n t h e n e wl y d e v e l o p e d d o u b l e c o u n t e r s h a f t t r a n s mi s s i o n , a n d mo d i i f e d g e a r p r o i f l e t o e l i mi n a t e u n b a l a n c e d l o a d i n g , wh i c h a l s o s o l v e d t h e p r o b l e ms o f p o o r g e a r a l i g n me n t c a u s e d b y

汽车的扭矩和档位的关系

汽车的扭矩和档位的关系
西搞明白,那接下来就好说了。你开一部车,先是挂一挡起步,这时发动机转速迅速上升,如果你一直踩着油门就会发现,转速表指针指向6000转,发动机发出刺耳的声音,而车速也不会有更大的提升(事实上,一般的中低档国产车转速超过4000转时,发动机的声音就非常难听了)。这时你就要换2挡,你会发现转速表的指针回落到大约2000-3000转,继续加油,车速提升,发动机转速也迅速提升,换3挡,依次类推。你会发现,你换挡并不是为了“提速”,而是为了使发动机的转速保持在一个比较合适的水平上,而对于我们一般常见的轿车来说,这个比较适合的水平是2000-3500转(或者是上边例子里那个4200转)之间,在这个转速区间是扭矩输出最好的一个阶段,也就是加速度最快的一个阶段。当你换到5挡,并且令发动机转速保持在这一区间内,车速基本上在100-180之间(因车而异)。所以,通常高速路上的超车只要深踩油门就行,因为发动机正处于加速性最好的阶段。
车速与档位
车的速度(包括加速度)与变速箱挡位是没有直接的关系的,并不是说你把车挂五挡车就会跑一个五挡的速度;而是与发动机的转速有直接的关系,也就是说跟你脚下的油门有着直接的关系,一般说来,在一定范围内,发动机转速越高,它输出的功率(动力)就越大、扭矩就越大,相应的车速就会越来越快。功率的极限数值决定车速最高能跑多快,而扭矩的最高峰值决定车的加速性能最高有多强。值的注意的是,这两个极限是随着发动机转速的提升,分别达到某一个转速值时出现的,这就是我们常看到的“功率:XXX千瓦--5500转/分;扭矩:XXX牛*米--4200转/分”,一旦超过这个转速,发动机转速达到更高的话,拿上边的数值为例,假如发动机转速超过4200转以后,你会感觉车辆的加速性逐渐降低,就是速度的提升越来越慢;发动机转速继续上升超过5500转,基本上这时车辆的速度就不会再有所提升了,即使发动机转速更高,车速也不会有相应的提升。但通常情况下这种极限情况不会发生,高档轿车一般在车速250公里时电脑就会自动截油(别克是190公里,各车型不同)。
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好 的 动 力 性 、 经 济 性 ,对 变 速 器 可 靠 性 的 要 求 越 来 越 高 。双 中 间 轴 变 速 器 主 箱 主 轴 和 副 箱 主 轴 只 承 受 扭 矩 ,不 承 受 弯 矩 ,可 消 除 由 于 主 轴 变 形 引 起 的 齿 形 啮 合 区 的 破 坏 ,提 高 了 变 速 器 的 可 靠 性 和 耐 久 性 。本 文 通 过 分 析 变 速 器 的 主 要 承 载 部 件 — — 副 箱 主 轴 ,在 已 知 材 料 以 及 尺 寸 的 前 提 下 ,对 副 箱 主 轴 进 行 静 扭 试 验 ,探 讨 心 部 硬 度 与 静 扭 强 度 之 问 的 关 系 ,为 副 箱 主 轴 强 度 分 析 提 供 依 据 ,为 设 计 者 提 供 一 定 的 参 考 ,缩 短 设 计 周 期 以 及 降 低 试 验 成 本 。
扭 矩 Ts≥ 55800N ·m 。 本 文 选 取 的 10#,试 验 过 程 中 要 求 其 承 载 工 作 面
12 挡 变 速 器 的 副 箱 主 轴 材 料 为 与 汽 车 前 进 工 况 相 同 ,即 副 箱 主 轴 2
17CrNiMo6,17CrNiMo6作 为 新 型 高 端 只 承 受 扭 矩 ,不 允 许 有 任 何 附 加 弯
一 、 理论 分析 本 文 研 究 12挡 变 速 器 的 副 箱 主 轴 , 已 知 该 变 速 器 额 定 输 入 扭 矩 为 2000N·m,根 据 静 扭 试 验 标 准 ,要 求 试 验 时 变 速 器 需 挂 入 速 比 /J、于 l0的 前 进 挡 的 最 大 速 比 挡 位 , 其 速 比 为 9.30,要 求 变 速 器 的 输 出 扭 矩 最 小 应 达 至I:
40 34.5 40.5 40.5 34.5 37 39.5 35.8 35.4
主 轴 其 心 部 硬 度 和 扭 矩 存 在 线 性 关 系 , 不 需 要 进 行 静 扭 试 验 ,可 通 过 分 析 其 心 部 硬 度 ,估 计 该 副 箱 主 轴 的 屈 服 扭 矩 ,为
从 图 1、图 2可 以 看 出 ,试 件 断

碳 淬 火 、低 温 回 火 。 根 据 心 部 硬 度 的 口截 面 与 轴 线 垂 直 ,断 口平 整 ,有 回
检 测 要 求 ,其 检 测 部 位 在 输 出 花 键 处 旋 状 变 形 痕 迹 , 是 切 应 力 造 成 的 切
距 离 轴 心 3/4半 径 。 材 料 17CrNiMo6 断 ,且 断 口 无 粘 连 现 象 。 说 明 副 箱 主
所 以 要 求 该 变 速 器 其 输 出 扭 矩 最 小 应 达 到 :
T>2000*3 9.30=55800N ·rn
验 。
副 箱 主 轴 作 为 变 速 器 的 主 要 承
本 文 选 取 10根 副 箱 主 轴 进 行 试
载 部 件 ,要 求 其 静 扭 强 度 试 验 中屈 服 验 , 对 其 编 号 分 别 为 l#、2撑… … 、
心部 硬 度
l# 64080 66lO8 40.5
表 2 测 试 轴 实验 数 据
2# 3# 4# 5# 6# 7# 8# 9# l0# 640l7 55320 64080 64397 57536 59899 63265 57076 56783 66212 58142 66463 66()49 59397 6l550 65857 585l9 58142
王晓庆 李 博
重 型 车 在 低 速
表 1 17CrNiMo6主 要 化 学 成 分 (Wt%)
及 爬 坡 等 恶 劣 工 况 钢号 C S I P Si Mn Cr Ni Mo Cu A1


下 要 保 证 其 具 有 良 1 7CrNiM06 0.15-0.2l 0.010—0.025I≤0.02 ≤O.3 0.5-0.9 1.5—1.8 1.4一1.7 0.25-0_35 ≤0.2 0.02-0.O5
l、

轴 心 部 硬 度 与 承 载 能 力 之 间 的 关 系 ,
3o 40 .
2280 . 15. 20
通 过 静 扭 试 7劢
| }


验 台 对 此 副 000 . 箱 主 轴 进 行
静 栩 黾 J言 试
8 汽车维修 2016.7
编 号 屈 服 扭 矩 rs(N ) 最 大 扭 矩 .rl,(N·n1)
中 含 有 Cr、Mn、Mo、Ni等 合 金 元 素 , 轴 在 试 验 过 程 中首 先 出现 塑 性 变 形 ,
可 以提 高 钢 的 淬 透 性 ,改 善 其 力 学 性 超 过 材 料 的 屈 服 极 限 ,产 生 破 坏 。
能 ,在 重 载 荷 及 冲 击 作 用 下 副 箱 主 轴
T>2000 K 9.3O
其 中 K 为 后 备 系 数 ,根 据 QCFF 568标 准 ,要 求 变 速 器 静 扭 时 安 全 系 数 应 大 于 3,即 :
K =Ts/Te
其 中 :Ts— — 出 现 屈 服 时 的 扭 矩 ;Te— — 变 速 器 的 额 定 输 入 扭 矩 。
合 金 齿 轮 渗 碳 钢 ,在 高 速 、重 载 、受 中 矩 作 用 。 图 1是 l#轴 试 验 过 程 中 扭
击 的 工 况 下 应 用 广 泛 。其 主 要 化 学 成 角 与 扭 矩 对 应 曲 线 ,图 2是 静 扭 试 验
分 见 表 1。
中 被 破 坏 的 轴 。
副 箱 主 轴 的热 处 理 工 艺 要 求渗
三 、试 验 结 果 与 分 析
性 能 及 其 表
面 耐 磨 度 、心 扭 矩(k N·m)
76.00
部 硬 度 高 。 二 、试 验
68.40
60
80

验证
53
20

为 了 研 45
60

究 此 副 箱 主 38m
扭 矩一扭角 曲线
/,- (1 .

.田 i 6:T081 ·m
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