汽車驅動橋總成磨合機的機械設計研究

郭長征

摘要：汽車驅動橋總成是汽車最重要的組成要素之一，其傳動機構在運行過程中要進行空載磨合，而且需要對相關工藝進行有針對性的檢測，而每一種驅動橋總成無論在尺寸方面，還是在力矩方面，都會呈現(xiàn)出不同程度的差異，本文便以相關參數(shù)為基礎，對磨合機機械的整體結構進行科學布置，就要研究機床結構、主軸箱、傳動系統(tǒng)以及液壓泵站等四個方面的機械設計，確保機械能夠滿足磨合過程中的相關要求。

關鍵詞：汽車；驅動橋總成；磨合機；機械設計

中圖分類號U4 文獻標識碼A 文章編號2095-6363（2015）12-0072-01

現(xiàn)階段，很多汽車的驅動橋總成在日常使用時存在漏油、發(fā)熱以及打齒等故障，這在很大程度上影響其正常使用。因此，制作一臺磨合設備，用以分析事故產生原因，監(jiān)控設備裝配質量，是很有必要的，不僅能夠最大限度的減少不合格產品向市場中流入，還能夠提升產品的生產質量。在運用磨合設備的過程中，該設備能夠將橋總成運行過程中出現(xiàn)的噪音與油溫情況反映出來，從而幫助相關工作人員判斷橋總成內部的齒輪、結構以及工藝的狀況，并及時改進，從而改善機械的使用性能，降低機械故障的發(fā)生率，節(jié)約生產成本。

1.磨合機機械設計的相關參數(shù)與要求

本文所設計的磨合設備主要適用于MAN系列的整橋裝置，包含單級橋與鑄造橋在內，一共7個品種。設備的輸入轉速大約在每分鐘600到1300轉之間，在磨合過程中，可以進行無級調速，且輸入轉距一定要大于100Nm。本磨合設備主要運用的是自動加油裝置，可以及時有效的對輪邊與橋包等重要部位進行加油，且具有操作簡單，更換方便等優(yōu)勢，設備所使用的潤滑油還可以循環(huán)使用，節(jié)約成本。另外，在設計設備的過程中，板簧中心距離要控制在800到1500mm之間，橋總成的中心高度需要控制在800到1000mm之間。

2.磨合機機械設計的具體設計內容

在對磨合機機械進行設計的過程中，主要包含床體結構、主軸箱、傳動系統(tǒng)以及液壓泵站等四個方面設計內容。

2.1磨合機床體結構

磨合機的床體結構在設備整體的設計過程中是最基礎的，決定了設備的運用強度與使用壽命。為了確保設備具有良好的剛性，在一定的受力情況下也不會發(fā)生變形，所以，本設備在設計過程中，以相關工藝要求為依據(jù)，將床體結構設計成“T”字形。無論底座，還是箱體，運用的材料都是20鋼板，這種材料的焊接性能相對較好，可以進行整體性的拼焊，焊縫處所運用的焊接方式為角焊。在焊接過程中需要保證焊縫的平整均勻，避免出現(xiàn)裂紋、氣孔以及斷續(xù)等現(xiàn)象。

在完成設備的整體焊接以后，需要運用地腳螺栓將設備固定在地面上。之后將T形槽裝置在設備的工作臺面上，這樣做的目的是為了能夠隨時調整工裝位置。設備的主電機需要裝置在設備內部，并且安裝變頻調速，運用等速同步帶，將力矩向主軸箱中傳送，在傳送過程中，要保證設備的平穩(wěn)性與可靠性。另外，在完成設備安裝工作以后，還需要以機床為基礎，對設備的各個部位制作防護罩，不僅要保證每一個部位都做到有效防護，還需要保證整體性的安全美觀。

2.2磨合機主軸箱

主軸箱是磨合機的核心裝置，在對其設計的過程中，其箱體的設計運用的是整體拼焊結構，通過螺釘，將設備固定在工作臺面上。以當前電機轉速與承載力矩的相關要求，主軸箱的裝配裝置需要運用深溝球軸承。主軸箱中的主電機在同步帶的作用下，將其所產生的力矩輸送到主軸的后方，而主軸的前方運用傳輸力矩，對橋總成中產生制動作用的法蘭盤與“十”字形的傳動軸實現(xiàn)軟連接，設備中的花鍵伸縮結構，能夠將橋總成運行過程中因出現(xiàn)異常情況而導致的軸向載荷消除，從而確保設備在滿足不同橋總成磨合需求的同時，保證設備傳動過程中的安全性與平穩(wěn)性。

2.3磨合機傳動系統(tǒng)

磨合機傳動系統(tǒng)的是連接設備內部裝置的重要要素，因此，在設計磨合機的過程中，傳動系統(tǒng)也是不容忽視的。具體來講，傳動系統(tǒng)在設計過程中需要注意以下幾方面。

首先，需要對傳輸皮帶的類型進行選擇。現(xiàn)階段，在眾多傳輸結構中，運用比較廣泛的主要有V帶、平帶、同步帶以及鏈等傳動方式，其中，同步帶傳動是這幾種傳動方式中比較好的，具有較強的適用性，且使用過程中的性能比較穩(wěn)定。同步帶傳動在運行過程中是依靠帶齒完成傳動工作的，相比于傳統(tǒng)的單純的摩擦傳動，這種傳動方式的預緊力相對較小，在傳送過程中不會產生噪聲，傳動效果平穩(wěn)可靠，而且，這種傳動方式不需要潤滑劑，轉距的損失較低。

根據(jù)磨合機在運行過程中對傳送力矩的要求，以及設備使用現(xiàn)場的實際情況，參考多種傳輸皮帶類型的性能與使用條件，本設備最終選用的是H型梯形齒的同步傳送帶，周節(jié)距控制在12.7mm，能夠在傳輸過程中達到最好的傳輸效果。

其次，需要對同步帶傳送進行相關計算。根據(jù)上文所述，磨合機電機的輸入轉速為每分鐘600到1300轉，所以，根據(jù)實際情況，本設備選擇的是齒數(shù)為28的同步帶，帶輪的內孔大小可以以電機與主軸的軸徑為基礎進行設計，在設計過程中，需要以過盈配合要求為基礎，對設備加工的公差范圍進行合理確定。之后依托于當前的已知參數(shù)，如電機功率、軸中心距、傳動比等，運用相應的計算方法與公式，完成對同步傳動帶的選型。

最后，需要對同步帶進行調整與制作。以同步帶實際的安裝位置為基礎，還要設計一套有針對性的調整裝置，該裝置可以對同步帶齒輪的運行情況進行有效調整，確保傳送過程中的平穩(wěn)性與可靠性，有效減少傳動過程中的力矩損失。

2.4磨合機液壓泵站

在對液壓泵站進行設計的過程中，首先需要以現(xiàn)場的實際需求為基準，將液壓系統(tǒng)的流量、壓力以及功率等相關參數(shù)確定下來，之后對照液壓設備的實際要求與相關原理，對系統(tǒng)中的控制元件進行選擇，包括控制閥、電機泵、相關儀表等，最后將這些元件組裝起來，并進行調試，確保系統(tǒng)在真正運行的過程中沒有漏油等問題。在液壓泵站的實際設計中，系統(tǒng)流量需要以橋總成每個部位需要的油量為基礎，使其滿足設備運行的實際需求，在整個系統(tǒng)中，需要加油的地方比較多，因此，在油泵的出口處，需要裝置兩把以上注油槍，以保證及時加油。另外，系統(tǒng)中還需要裝置安全溢流閥，以確保液壓系統(tǒng)在運行過程中的安全穩(wěn)定，電泵系統(tǒng)也可以在此基礎上實現(xiàn)可持續(xù)運行，在讓整個系統(tǒng)操作更加便捷的同時，還可以延長電泵的使用壽命。

3.結論

綜上所述，本文所述的磨合機設備在制作完成以后，還進行了強度比較大的磨合實驗，設備所表現(xiàn)出來的性能比較好，無論是機械傳動裝置，還是液壓泵站系統(tǒng)，運行狀態(tài)都比較穩(wěn)定。在對驅動橋總成磨合機進行設計的過程中，需要遵循創(chuàng)新原則與節(jié)約原則，將現(xiàn)有資源充分利用起來，以實際情況為基礎，不斷對設備進行改善，以達到提升質量、降低成本的目的。