十擋變速器間隙測量機的工作原理及應用

摘 要：簡要介紹了十擋變速器的結構，闡述了主軸調整墊片的位置和人工測量的過程，分析了使用間隙測量機測量的必要性及其工作原理和具體應用情況，以期為日后的相關工作提供參考。

關鍵詞：十擋變速器；主軸調整墊片；間隙測量機；人工測量法

中圖分類號：U463.212 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.03.064

1 十擋變速器的結構特點

十擋變速器是重型汽車專用變速器，它采用的是主箱、副箱組合式結構，可使用功率在191.1～279.3 kW之間的重型車用發動機。十擋變速器截面如圖1所示。

十擋變速器的主箱采用雙中間軸結構，2根副軸相間180°，副箱采用行星減速機構，而且傳動系統的可靠性高，是目前重型變速箱強度最高的一種配置方式。其中，主箱有5個前進擋和1個

倒擋，副箱有高、低2個擋，整個變速器一共有10個前進擋和2個倒擋。在變速器運行的過程中，動力從輸入軸輸入后會被分流到2根副軸上，然后匯集到主軸，最后通過副箱行星減速機構輸出。

為了滿足正確的嚙合，盡可能平均地分配載荷，主軸齒輪在主軸上呈徑向浮動狀態，而主軸則采用鉸接式浮動結構，同時，各擋齒輪在主軸上浮動，取消了傳統的滾針軸承，使主軸總成的結構更加簡單。由于變速器的故障件數量減少，所以，進一步降低了其發生故障的概率。

在主軸的后端安裝調整墊片，如圖2所示，可用于調整主軸的軸向位置。調整墊片共有9種規格，厚度為5.25～6.45 mm，級差0.15 mm。主軸調整墊片的測量和選取直接影響著整個變速器總成的性能。

2 人工測量法的應用及其弊端

采用人工測量法時，需要先在主軸總成上裝一片預選的主

軸調整墊片，然后將主軸總成倒放在副箱總成中的太陽輪花鍵中。同時，還需將副箱總成輸出法蘭朝下放置在穩固的位置，再把中殼裝配到副箱上。至此，將測量板水平放置在中殼上，將測得的副箱紙墊到主軸四擋齒輪的距離記為A，測量板的厚度記為B（數據刻在其上表面），裝在主軸上的預選主軸調整墊片的厚度記為C，則所選用的主軸調整墊片的厚度為A-B+C-69.22.在工作過程中，最終選擇的主軸調整墊片厚度應接近上述規格，即保證中殼體上平面與主軸四擋齒輪上表面高度差在（69.22±0.2）mm的范圍內。

人工測量法相當煩瑣，而且效率低、精度差，為此，相關工作人員專門設計了間隙測量機，以便能夠快速完成設備的在線檢測工作。使用新研發出的機器不僅大大提高了變速器的裝配精度、裝配質量和裝配效率，還有效延長了變速器的使用壽命。

3 間隙測量機的工作原理和應用

整個間隙測量機是由中殼測量機、主軸測量機、副箱測量機和總成選墊機4部分構成。

3.1 中殼測量機

中殼測量機的主機是由主機機身、上測量系統、下頂起系統、紙墊復測儀、測量顯示系統、氣動控制系統和電氣控制系統等組成。它主要用于測量變速箱中殼的高度和紙墊的厚度，其尺寸如圖3所示。

在中殼測量機中，測量系統和紙墊復測儀內分別裝有1個可上下動作的上傳感器保持器，每個保持器內的JZL4412-001型電感式位移傳感器用于在標定狀態和測量狀態下輸出對應傳感器壓縮量的電信號。在標定狀態下，工控機讀取由測微儀放大后的標定信號作為測量用的比較值；在測量狀態下，工控機同樣讀取由測微儀放大后的標定信號，并將其與標定過程中讀到的、經過放大器放大后的電信號作比較，取其差值，即得到H1、H2的實測數值。這時，可將測量到的H1、H2數值發送到控制系統中備用，以計算主軸調整墊片的厚度。

3.2 主軸測量機

主軸測量機的主機是由主機機身、上測量系統、測量顯示系統、氣動控制系統和電氣控制系統等組成。它主要用于測量軸系中的相關長度，其尺寸如圖4所示。

對于主軸測量機，其測量系統中安有1個可上下動作的上傳感器保持器，而保持器內的JZL4412-001型電感式位移傳感器用于在測量狀態下輸出對應傳感器壓縮量的電信號。這臺設備采用暗標定的形式來測量，即每測量1次，實際上就是標定1次。在測量過程中，將標定件的相關尺寸值（作為參數輸入到控制系統中）和傳感器的壓縮量用于相應的線性運算中，即可得到H4的實測數值。這時，可將測量到的H4數值發送到控制系統中備用，以計算主軸調整墊片的厚度。

3.3 副箱測量機

副箱測量機的主機是由主機機身、上測量系統、測量顯示系統、氣動控制系統和電氣控制系統等組成。它測量出的H3值可發送到控制系統中備用，以計算主軸調整墊片的厚度。副箱測量機的尺寸如圖5所示。

3.4 總成選墊機

總成選墊機是由主機機身、墊片復測儀、測量顯示系統、氣動控制系統和電氣控制系統等組成。在墊片復測系統內裝有1支電感式位移傳感器，而測量系統中的上傳感器保持器內的傳感器主要用于測量墊片的厚度。

總成選墊機主要接收中殼測量機發送的中殼高度H1、紙墊厚度H2，副箱測量機發送的副箱上端面到軸承外圈的距離H3，主軸測量機發送的主軸上端面到齒輪下端面的距離H4.這時，可根據圖6所示的尺寸鏈計算主軸調整墊片的厚度。

墊片厚度的計算公式為：

H=H1+H2-H3-H4-L. （1）

公式（1）中，L為固定數值，可從產品圖紙中得到。

應用公式（1）計算出的墊片厚度即為應墊墊片的理論厚度值H。根據實際墊片值進行圓整，給出應墊墊片的實際厚度數值。

在選墊時，應先按下按鈕盒上的“選墊”按鈕讓系統進入選墊流程。在此過程中，操作者首先要將總成條碼掃入電腦，然后分別掃描主軸條碼、副箱條碼和中殼條碼（不分先后）。待掃碼工作完成后，系統開始自動計算墊片值，然后相應墊片的指示燈亮。這時，直接選取墊片并將它裝到主軸后端的相應位置即可。

參考文獻

[1]馬增平.雙中間軸變速器優勢效應之比較[J].汽車實用技術，2012（12）.

[2]伏德貴.產品裝配間隙及姿態在線測量系統的研究[D].成都：四川大學，2003.

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作者簡介：席海波（1971—），男，山西大同人，碩士，工程師，主要從事變速器開發和裝配設計研究方面的工作。

〔編輯：白潔〕