[發明專利]一種提高大功率傳動裝置主軸壽命的設計方法

在審

• 申請號: 201811466465.0
• 申請日: 2018-12-03
• 公開（公告）號: CN109764055A
• 公開（公告）日: 2019-05-17
• 發明（設計）人: 程燕;李洪武;許晉;何融;張強;張玉東;李亮
• 申請（專利權）人: 中國北方車輛研究所
• 主分類號: F16C3/02
• 分類號: F16C3/02
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 廖輝;仇蕾安

本發明公開了一種提高大功率傳動裝置主軸壽命的設計方法，所述主軸包括左側花鍵、中間花鍵和右側花鍵部分，在主軸左、右端均有頂尖孔和軸承支撐定位圓柱面，左側花鍵和中間花鍵之間部分是左側光軸，右側花鍵和中間花鍵之間部分是右側光軸；設計方法中首先設計主軸外徑發生變化的臺階設計圓角過渡，其次過渡圓角表面粗糙度和光軸表面粗糙度采用GB/T 1031?2009中12級；最后采用等剛度原則設計中間花鍵的左右兩側部分的剛度一致。采用本發明的設計方法能夠延長主軸的使用壽命，使主軸滿足使用要求。

技術領域

本發明涉及機械傳動技術領域，具體涉及一種提高傳遞扭矩的大功率傳動裝置主軸的壽命設計方法。

背景技術

主軸是傳動裝置系統的關鍵零件，通常實現變速機構的動力輸出，或者車輛的轉向功能。目前大噸位車輛中使用的主軸，正常直駛時，主軸中間花鍵輸入的最大扭矩和兩側花鍵輸出扭矩時均達到幾千牛米，中心轉向時，主軸中間花鍵無輸入，兩側花鍵承受扭矩方向相反，扭矩值高達上萬牛米，由此可見對主軸強度的高要求。

在一些車輛中曾出現大批量主軸斷裂損壞的情況，嚴重影響了車輛的功能性、壽命和可靠性。因此開展高強度、長壽命主軸的研制迫在眉睫，并形成一種提高傳遞扭矩的大功率傳動裝置主軸的壽命設計方法，滿足使用需求。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種提高大功率傳動裝置主軸壽命的設計方法，該設計方法能夠延長主軸的使用壽命，使其滿足使用要求。

一種提高大功率傳動裝置主軸壽命的設計方法，所述主軸包括左側花鍵、中間花鍵和右側花鍵部分，在主軸左、右端均有頂尖孔和軸承支撐定位圓柱面，左側花鍵和中間花鍵之間部分是左側光軸，右側花鍵和中間花鍵之間部分是右側光軸；所述設計方法的設計步驟如下：

步驟一：主軸外徑發生變化的臺階設計圓角過渡，

步驟二：過渡圓角表面粗糙度和光軸表面粗糙度采用GB/T 1031-2009中12級；

步驟三：采用等剛度原則設計中間花鍵的左右兩側部分的剛度一致。

進一步地，所述主軸有熱處理硬度和對應材料抗拉強度的要求，要求隨爐樣件試驗檢測。

進一步地，所述兩端軸承定位圓柱面為基準，左側花鍵、中間花鍵和右側花鍵相對基準的跳動不高于國標GB/T1184-1996中7級，左側光軸和右側光軸相對基準的跳動不高于國標GB/T1184-1996中8級。

進一步地，所述主軸在加工完成后進行應力回火處理，表面不允許存在殘余拉應力。

進一步地，所述主軸加工完成后進行磁力探傷檢查，不允許有裂紋。

進一步地，所述花鍵工作區和光軸存在過渡的部位采用卸荷槽過渡，減小花鍵退刀槽導致的應力集中。

有益效果：

1、本發明在主軸上臺階過渡處采用圓弧過渡，表面粗糙度精度要求達到GB/T1031-2009中12級，避免了主軸上因結構和加工導致的應力集中故障的產生。

2、本發明利用等剛度原則設計主軸左右兩端的尺寸，減小因為剛度不一致原因導致主軸左右瞬態載荷不一致，降低主軸斷裂的風險。

3、本發明在主軸定位圓環面、花鍵齒面、光軸位置設有形位公差要求，以減小主軸在運轉時不正常扭轉。

4、本發明在主軸加工完成后進行應力回火處理，表面不允許存在殘余拉應力，并對成品磁力探傷檢查，不允許有裂紋，避免因加工導致主軸上的缺陷。

5、本發明在花鍵工作區和光軸存在的過渡部位采用卸荷槽過渡減小花鍵退刀槽導致的應力集中，從而提高主軸壽命。

附圖說明