自动变速器行星轮轴铆压参数改进.pdf

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1、第2期汽齿科技2008芷自动变速器行星轮轴铆压参数改进顾华摘要：对自动变速器行星齿轮机构在装配过程中出现的铆压开裂现象，从工装和参数上分析改进．并基于ANSYS等软件和材料拉力机实验进行论证，得出合适的压头结构和铆压力参数。关键词：自动变速器；行星齿轮机构；铆压；推出力在GF6自动变速器的试生产过程中，由于输入支架总成较其他几个支架在铆压面处材质较薄，出现少量输入支架在铆压行星销后出现开裂现象，造成报废率上升；另外对于未开裂的支架由于铆压后存在的巨大内应力，对变速器的长期使用也产生了不稳定因素，减少了使用寿命。因此一方面我们从

2、支架的材料和铆压前的状态进行问题分析，另外抛开支架本身的材料问题和设计加工缺陷，我们从铆压工序的参数和工装上探讨可改进的方案，以达到在减少内应力的同时保证支架的安装质量和使用寿命。l输入支架铆压装置结构和参数改进1．1输入支架铆压装置铆压头改进行星销铆压时通过上下两个压杆同时作用行星销两端面巨大液压力以达到铆压效果。压头的接触形状直接影响铆压的效果，其中压头夹角和厚度最为关键。原输入支架铆压杆压头边夹角为75。(图1)，与行星销端面内壁60。倒角几乎平行，改进后的压头夹角放大至l10o(图2)，铆压时从压头接触行星销内壁面积多

3、变成接触行星销上端面面积多，减少行星销端面内斜壁的侧张变形，使从内往外压变成从上往下压；另外将压头厚度从3．97mm加大到4．6mm，增大受力变形区域，减少应力相对集中，斜压面上保证一定的圆角使与圆柱行星销相匹图1改进前压头形状图2改进后压头形状第2期顾华：自动变速器行星轮轴铆压参数改进·53·1．2改进前后效果对比图3、图4分别为改进前后铆压效果图和应力分布图，同样采用35kN的铆压力，改进后的压痕较改进前宽而浅，陷入倒角内的变形相应变大变宽，这样相对增加行星销发生转动的难度。如表(a)所示，红色区域预示着巨大的内应力，几乎

4、达到材料的屈服极限，易产生裂纹。图4相对图3铆压接触点和垂直于铆压处的两边(图中圈出处)表示巨大应力的红色区域有了明显减少。压力(MPaJ+02+02一一一一『E+02+02EEEE+E02EEEEE一翱+02+02+02+O1+00图3改进前铆压效果和应力分布图图4改进后铆压效果和应力分布图1．3铆压力大小调整装配¨L艺中要求OF6输入支架总成在3．2kN的推出力作用下行星销不发生脱出即大位移移动，而所能承受的脱出力的大小与铆压压力大小直接相关。输入支架行星销目前采用的铆压力约为42kN，如图5所示，在l5kni铆压力下，支

5、架出现弹性变形，随着压力的逐步增大，如铆压力超过45kN，则支架薄弱处会出现应力超过拉伸极限而断裂的现象。因此对于输入支架总成，El前采用的铆压力已使支架发生了较大的弹性变形，在满足要求的情况下可适当降低，以减小零件弹性变形产生的应力。l60：厂约15kN铆雎力F支架／／开始出现变jf；j，二：——，一⋯⋯I．．／一内侧{政进I)外侧(改进压共)内侧(理打小虫)外侧(脱订头)一材料抗札极限图5铆压力与支架弹性形变对照表2推出力实验论证·54·汽齿科技20o8年在对铆压装置结构和参数做了改进后，需要通过一定量可靠的推出力试验论证

6、改进的可行性，判断其是否满足技术图纸的要求。图6、图7分别为30kN铆压力下分别从零件总成支架面端和法兰面端做的“推出力—移动距离”试验比较图。如图所示，在要求的3．2kN推出力下，2种压头铆压的行星销端面移动基本一致，均由行星销受力形变导致。而当推出力超过5kN时，无论用哪种压头或者不同面作用，行星销均已发生较大位移，造成脱出行星销孔的现象，超过了技术要求范围。改进鹾头‘、^／IloJ角，6Inln厚∥—、；／⋯、．f～553、厚＼7～一()0002O0．4f)0600801．001．20I．401．60移动碰离(ram)一

7、改进J头—一脱饪压头⋯～技术要求一改进头～观钉『K⋯⋯技术婴求图6支架面施加推出力图7法兰面施加推出力3结论现有的铆压头由于自身平窄的形状导致铆压时应力相对集中，在较小区域内产生较大的弹性变形，相对改进后的压头，使支架承受更多的高强度应力载荷。但对于推出力要求，两者在3．2kN时能达剑相同的抵抗推出力效果，因此改进压头对于减少总成内应力具有一定作用；另外对丁不同的支架总成和由于零件本身存在的尺寸偏差和装配误差，每次铆压的效果都不相同，冈此对每个行星销都必须保证一定强度的铆压力，但也不可过高，否则易增大支架内应力影响总成使片]寿

8、命，具体数值需通过人量实验进行论证探讨。参考文献【1】过学迅．汽车自动变速器．北京：机械]二业出版社，2005【2】冯晋祥，吴际璋．自动变速器结构原理圈册．北京：机械工业出版社，2004【3】摩托信息出版公司．通用汽车自动变速器维修手册．北京：机械工业出版礼，2004