同步器滑動齒套綜合檢具設計及應用

侯沛 代建軍

摘 要：文章介紹了一種新型的同步器零件花鍵綜合檢具，利用位置度檢具設計中的同時測量原理將原有檢具結構改進，計算出修正后的關鍵尺寸。綜合工件加工的工藝性改進檢具的設計并在企業的批量生產中應用驗證。

關鍵詞：同時測量；相關原則；綜合檢具；人工找正

引言

同步器是汽車變速箱的關鍵部件之一。同步器滑動齒套的尺寸精度不僅影響同步器總成的裝配精度，同時對變速器整箱的使用壽命，精度以及噪音有直接影響。此零件的關鍵尺寸為兩個外花鍵和一個內花鍵，這兩項結構使它與相關部件結合，最終實現軸與齒輪的同步。為了控制產品質量，我們需要一種有效并且便捷的檢具對產品進行檢驗。

1 產品簡介

變速箱同步器中，鎖銷式是一種常見的結構形式，同步器滑動齒套為其核心部件。齒套的內花鍵齒圈與輸出軸相結合，通過撥叉運動，凹端面外花鍵齒圈與驅動齒輪相結合，運動至另一側時，凸端面外花鍵與變速齒輪相結合。為保證齒圈結合的平穩性，設計對齒套的內花鍵，和外花鍵都有精度要求，并且對內外花鍵有位置度要求。

2 工藝問題

實際生產中，對于該零件的花鍵綜合檢驗是比較困難的，檢測項目通常包括以下幾項：（1）內花鍵綜合精度的檢測，檢測工具為內花鍵綜合塞規（通規）；（2）凹面外花鍵綜合精度的檢測，檢測工具為外花鍵綜合環規（通規）；（3）凸面外花鍵綜合精度的檢測，檢測工具為外花鍵綜合環規（通規）；（4）同軸度的檢測，檢測工具為位置度檢具。

按照以上方案進行檢測時有以下弊端：（1）需用的檢具種類多；（2）檢測過程繁瑣；（3）不適用于大批量檢測時現場操作；（4）不能直觀的反映該零件的使用效果。

綜合以上分析，需要設計一種更為合理的綜合檢具以提高檢測精度，簡化檢測步驟，降低檢測成本。

3 工藝方案

3.1 測量要素

關聯被測要素：齒套凹面外花鍵和（或）凹面外花鍵；

關聯基準要素：齒套內花鍵。

位置公差：同軸度0.076

外花鍵參數 內花鍵參數

齒數：18 齒數：18

模數：5.3578 模數：3.9687

壓力角：30 壓力角：20

弧齒厚： 齒槽寬：

最大有效（量規尺寸）：7.9807 最小有效（量規尺寸）：6.34746

跨棒距：108.8873（最小） 跨棒距：62.311（最大）

量棒直徑：9.375 量棒直徑：6.7945

（注：鑒于技術參數保密，以上參數并非實際產品參數）

3.2 同時檢驗

為了簡化設計方案，檢具應考慮使用同時檢驗。即：在同一基準體系的條件下用同一位置量規檢測被測要素的位置公差與基準要素本身的形位公差和尺寸公差。當同時檢驗時，可用位置量規代替光滑極限量規通端。若綜合量規能通過，則表示被測的實際齒廓未超越規定邊界。

3.3 檢具設計

根據產品的綜合公差（同軸度0.076），按照GB 8069-87確定檢具測量部位以及定位部位的尺寸公差：

測量部位：Tt=0.119 Tm=0.005 Wm=0.005 Fm：0.010

定位部位：Tt=0.041 Tp=0.003 Wp=0.003 Fp：0.006

工作部位位置公差tp=0.008（以上單位mm）

3.4 綜合檢具關鍵部位參數設計

3.4.1 測量部位內花鍵參數

內花鍵齒槽寬：

基本尺寸=外花鍵最大有效弧齒厚+被測 要素形位公=8.0567

極限尺寸=（基本尺寸-Fm）■■=8.0467■■

磨損極限尺寸=（基本尺寸-Fm）-（Tm+Wm）=8.0367

大徑=工件外花鍵大徑最大值+0.3X模數=100.5657

漸開線終止圓直徑=工件外花鍵大徑最大值+0.2X模數=100.0299

小徑=齒形起始點直徑（MAX）K7=91.16■■

3.4.2 定位部位外花鍵參數：

外花鍵齒厚：

基本尺寸=內花鍵最小有效齒槽寬=6.34746

極限尺寸=（基本尺寸-基本偏差Fp）■■=6.34146■■

磨損極限尺寸=（基本尺寸-Fp）-（Tp+Wp）=6.33546

大徑=齒形終止點直徑（MIX） k7=75.2856■■

漸開線起始圓直徑=工件內花鍵小徑最小值-0.2X模數=68.59906

小徑=工件內花鍵小徑最小值-0.3X模數=68.20219

3.5 檢具制造方案及改進

為了保證最終的位置度尺寸（同軸度0.008），必須提高心軸，本體和環規的制造精度。

環規制造很難保證止口（φ114）與內花鍵的同軸度，變化設計方案，將定位止口φ114結構去掉，環規與本體直接用圓柱銷連接。裝配檢具時先找正環規齒圈與φ31.747內孔同軸，壓入圓柱銷固定環規與本體，再安裝心軸，將整個檢具的精度換成了人工找正環規中心的精度。相較上一種方案，提高了整個檢具的制造工藝性和精度。

4 結束語

該檢具的設計，基于六項互換性原則，參考位置度量規和花鍵綜合檢具的設計，從設計理念上兼顧了產品對內外花鍵本身精度和相關聯位置精度，更為高效和綜合的對產品進行檢測。該檢具的制造，通過反復幾次的改進，在保證精度的同時，解決了原先加工工藝性不強的缺陷。該檢具已在車間批量檢驗使用，效果良好。不僅在實際生產中驗證了檢具的設計方案，同時極大地減小了檢驗的工作強度，在同類型產品的檢驗中也逐步進行推廣。另已將該檢具方案申請實用新型國家專利，專利公開號：CN202709936U。

參考文獻

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