Special Plan | 特别策划装配变速器冠轮抓取失效的问题分析李怀习1，麦承贤2，黄祖思2，梁甲21.柳州孔辉汽车科技有限公司 广西柳州 545005 2.柳州上汽汽车变速器有限公司柳东分公司 广西柳州 545005摘要：在汽车变速器冠轮的装配工艺过程，为保证冠轮压装的同轴度，防止冠轮压装后或者冠轮和差速器壳体被带出，需要对卡爪提出要求。分析说明了压机设备的系统结构、工作原理及卡爪力，简述了装配变速器冠轮时，抓取失效的问题分析及优化的过程。关键词：冠轮；卡爪力；弹簧力；变速器在前驱汽车变速器中，冠轮是连接在差速器上与中间齿轮之间的重要传动部件，主要起降速增扭的作用［1］。冠轮与差速器的装配直接影响到变速器内部的清洁度，以及冠轮与中间轴齿轮的啮合情况；同时，对齿轮的NVH性能也会有影响，影响驾驶员的驾驶体验与乘客的乘坐感受。现有某变速器差速器装配线的装配工艺存在以下问题。1）在冠轮压装过程中，卡爪夹持冠轮工件随压柱下移，冠轮掉落。2）冠轮压到位后，压头上抬时，卡爪将冠轮带出，或将差速器与冠轮一起带出。1. 系统结构如图1所示，冠轮压装的系统主要由基座、弹簧、卡爪、卡爪安装座、弹簧调节螺杆锁紧螺母、弹簧调系统结构及工艺流程现有某产品的差速器，差速器壳体与冠轮的设计配合为偏过盈的过渡配合，即差速器壳体与冠轮的配合会存在间隙配合的情况。同时，卡爪与冠轮不是硬性连接，为避免零件被带出或者零件掉落的问题，卡爪力需要满足一定的要求。图1 工位结构示意1—基座 2—弹簧 3—卡爪安装座 4—行星齿轮垫片 5—弹簧调节螺杆锁紧螺母 6—弹簧调节螺杆 7—限位螺钉 8—卡爪轴 9—压头 10—冠轮 11—差速器壳体 auto1950 / 2021年 第 8 期11特别策划 | Special Plan节螺杆、限位螺钉、卡爪轴、压头、冠轮及差速器壳体组成。以基座作为依托，卡爪安装座通过螺栓连接安装在基座下方，卡爪通过卡爪轴安装在卡爪安装座内，形成一个铰链结构。弹簧调节螺杆、限位螺钉也安装在卡爪安装座内，并在螺杆上装上弹簧，为卡爪提供了一个反向的抓取力，限位螺钉对卡爪的张开起到了一个限位的作用，这些部件形成了一组卡爪机构。在基座下方一共分布着3组卡爪机构，将冠轮放置上去时，将冠轮抓住。差速器壳体放置在托盘上，位于冠轮的正下方。2. 工作原理冠轮放置在基座下方，向上推压，卡爪张开放置限位面后，因弹簧力的作用将冠轮卡在工装上，同时控制设备下压，将冠轮压到差速器壳体上，保压时间过后，压头与基座向上撤回，这时冠轮与差速器已经结合，将冠轮松开。3. 装配工艺过程冠轮安装的装配工艺流程如图2所示，按照该工艺流程，现场反馈：在第2步出现过冠轮掉落的情况，且多次放置后，仍然掉落；在第4步出现过差速器及冠轮被带出的问题。两者均需返工调整，严重影响产线的节拍［2］。图2 冠轮产线工艺流程卡爪力分析过程1.卡爪弹簧夹持力要求计算卡爪受力状态如图3所示。 为防止冠轮掉落，应有弹簧力矩大于冠轮质量的重力矩，即 FkX1>Fg1X2/3 （1）为防止冠轮掉落，应有弹簧力矩小于冠轮与差壳质量和的重力矩，即122021年 第 8 期 / auto1950图3 卡爪受力示意 FkX1 Fgc （6）结合力Fj对卡爪产生的推力力矩大于弹簧力矩，即Fj X2/3>Fk2X1 （7） 根据前面测量计算及差速器的重量4.17kg，带入式（6）、式（7）有： Fgc=40.85 N；Fk2X1=214.46 N.mm；综合得：Fj>48.8502 N。理论上，当结合力大于48.85N时，冠轮不会被带起来。 优化策略保持现有工装不作改动，定期对夹具检修、更换，规范卡爪力值的更合理调整范围。当弹簧力衰减到产线零件夹持不住时，需要调节卡爪力；当出现间隙过大被带出时，手动放置冠轮，手打螺栓。制作卡爪备件，当卡爪磨损到一定程度时，更换卡爪，按规范调节卡爪力。 结语通过数据分析与现场测算相结合，分析冠轮在各个压装状态下，卡爪抓取力使用的边界条件，为生产工艺的优化及产线效率提高提供了理论依据。同时，这种方法为装配变速器冠轮时，抓取失效问题分析提供了一个思路，提高了解决此类问题的工作效率。参考文献：[1] 陈家瑞. 汽车构造 [M]. 北京：机械工业出版社，2001.[2] 张映红. 优化汽车差速器左壳生产工艺流程[J]. 装备制造技术，2007（3）：59-61. 微信扫码关注官方公众号 auto1950 / 2021年 第 8 期13
