传动轴套管叉矩形花键孔综合塞规的设计

　　0 前言

　　汽车传动轴套管叉与后桥传动轴的联接是花键孔和花键轴的联接。《汽车产品质量检验评定》明确规定, 套管叉花键孔综合精度是汽车主要零件的检验项目之一, 而传动轴花键付性能可靠性检验又是汽车主要总成的检验项目之一, 它直接影响汽车的性能及可靠性。

　　矩形花键孔的检验分单项检验和综合检验。单项检验主要检测小径, 大径, 键宽等单项尺寸的极限偏差; 综合检验是对花键的尺寸, 形位误差按最大实体实效边界要求, 用综合量规检验。在成批生产中, 生产现场验收产品是否合格, 一般都采用效率较高的综合检验。即用综合塞规检验实际尺寸和形位误差的综合结果, 如果综合塞规能通过, 则花键孔合格, 否则, 花键孔不合格。然而, 我们在某厂家的检验现场, 常常碰到这样的情况, 有些套管叉在综合塞规不能通过时, 与合格的后桥传动轴有较好配合, 事实上可认为套管叉是合格的。出现这种情况使现场套管叉内花键尺寸得不到有效的检验控制。致使现场检测出现了 “误废”。为了降低计量器具检验的误判率, 降低企业生产成本, 必须对计量器具即综合塞规的尺寸和公差带进行重新设计。

　　1 矩形花键孔综合塞规

　　矩形花键根据定心要素不同分为三种定心方式: ①大径定心, ②小径定心, ③键宽定心。图1为传动轴套管叉花键孔的内花键, 图2为后桥传动轴的花键轴的外花键。从产品图标注可见该汽车传动轴花键付的定心方式为大径定心。

　　花键孔拉削过程中, 由于加工工艺和机床精度等原因, 不能使花键小径和大径完全同心, 它们之间存在位置误差, 造成花键孔小径的作用尺寸减小。为了确保套管叉(内花键) 与花键轴(外花键)配合时不干涉, 必须检测不同心。所以设计花键综合塞规时, 前端带有圆柱形, 用以检验花键孔小径尺寸是否合格。如图4所示。

　　花键综合塞规是模拟被测花键的一种标准配合件。根据《形状与位置公差检测规定》, 它应遵循“控制实效边界原则”。

　　2 花键综合塞规的设计

　　2.1 原综合塞规的主要参数

　　大径尺寸:D=φ37.9880-0.005

　　小径尺寸:d=φ33-0.05-0.085

　　键宽尺寸:b=3.50-0.005

　　为什么如上所述参数的综合塞规在现场检验时,会造成被检工件的“误废”? 经分析, 发现问题可能是原综合塞规的基本尺寸及其公差带选择不合适, 于是进行了如下改进。

　　2.2 新综合塞规参数的改进设计

　　2.2.1 新综合塞规公差带的设计

　　(1)确定花键孔的综合公差λ值花键综合塞规是检验花键孔参数的综合公差极限(对内花键或齿槽为最小值), 因此, 首先应确定花键孔的综合公差λ值。