一种发动机箱体孔心距位置精度补偿方法

摘要

本发明公开了一种发动机箱体孔心距位置精度补偿方法，其包括以下步骤：1)、加工发动机箱体；2)、测量所取发动机箱体样本中每一个箱体的轴孔孔心距；3)、依据孔心距的最大偏差确定要补偿所述发动机箱体的齿轮所需要的极限变位系数；4)、根据极限变位系数确定发动机箱体要安装的第一齿轮的附加变位系数；5)、分组加工第一齿轮；6)、测量待装配发动机箱体的孔心距，计算所需第一齿轮的计算变位系数；7)、选择附加变位系数与计算变位系数最接近的一组第一齿轮装配到发动机箱体中，同时装配第二齿轮；8)、重复步骤6与步骤7直到完成所有发动机箱体与齿轮的装配。本发明可有效补偿箱体孔心距位置精度不够的缺陷，减少了箱体的废品率。

权利要求

1.一种发动机箱体孔心距位置精度补偿方法，其特征在于，补偿的步骤如下：

步骤1、在立式加工中心或者卧式加工中心或者是铣床或者是镗床上加工数量为N的发动机箱体；

步骤2、在所述发动机箱体中任取一小批发动机箱体作为样本，并测量所述样本中每一个发动机箱体的轴孔孔心距a，并统计出该样本中发动机箱体孔心距的最大偏差△amax；

步骤3、根据所述孔心距的最大偏差△amax，利用公式△xmax＝△amax/m，其中m为所述箱体中安装齿轮的模数，计算出要补偿所述发动机箱体的齿轮所需要的极限变位系数△xmax；

步骤4、加工所述发动机箱体内使用的数量为N对的齿轮组，每组齿轮组中包含模数皆为m的一个第一齿轮和一个第二齿轮，且所述第一齿轮的实际变位系数x1为图纸要求的变位系数x与附加变位系数△x之和；第二齿轮的变位系数x2＝x；其中，所述△x为-〡△xmax〡～〡△xmax〡；

步骤5、将待加工的第一齿轮进行分组机加工，且分组依据为：所述x1为-〡x+△xmax〡～〡x+△xmax〡之间的且按照一特定分布中的一数值，其中，所述特定分布是指离散型均匀分布或者正态分布或者指数分布；

步骤6、将两齿轮装配到发动机箱体中前，首先测量待装配发动机箱体的孔心距，根据测量得到的孔心距偏差△ac，利用公式△xc＝△ac/m计算所需第一齿轮的变位系数△xc，m为所述箱体中安装齿轮的模数；

步骤7、选择附加变位系数△x与△xc最接近的一组第一齿轮装配到带装配发动机箱体中，同时装配第二齿轮；

步骤8、重复步骤6与步骤7直到完成所有发动机箱体与齿轮的装配。

2.根据权利要求1所述的一种发动机箱体孔心距位置精度补偿方法，其特征在于，所述图纸要求的变位系数x＝0，即第二齿轮为标准齿轮。

3.根据权利要求1所述的一种发动机箱体孔心距位置精度补偿方法，其特征在于，所述图纸要求的变位系数x≠0，即第二齿轮为变位齿轮。

4.根据权利要求1所述的一种发动机箱体孔心距位置精度补偿方法，其特征在于，每一发动机箱体样本的数量不小于20台。

5.根据权利要求1所述的一种发动机箱体孔心距位置精度补偿方法，其特征在于，在步骤4中，可以将第一齿轮和第二齿轮都加一附加变位系数△x1、△x2，只须满足条件△x＝△x1+△x2即可。

说明书

一种发动机箱体孔心距位置精度补偿方法

技术领域

[0001] 本发明属于机械加工技术领域，特别涉及一种发动机箱体孔心距位置精度补偿方法。

背景技术

[0002] 发动机箱体是发动机中的关键件，其内部安装齿轮的轴线处于相互平行的状态。受使用环境的影响，要求其结构紧凑、噪音小、承载力大且精度高。为了满足发动机长时间不间断的连续运行，要求发动机箱体在其有限的空间范围内，所包含的轴孔应具备很高的位置精度，以满足安装齿轮后齿轮啮合间隙的要求。

[0003] 受行业特点的限制，此类高精度发动机的生产属于中小批量的生产类型，这就决定了其加工工艺及装置与单件生产或大批量生产相比有明显的不同。不能选择大批量生产常采用的价格昂贵的高精度专用设备的生产方式，通常发动机箱体在立式加工中心或者卧式加工中心或者是铣床或者是镗床上加工。而立式加工中心或者卧式加工中心或者是铣床或者是镗床的精度不能满足发动机箱体轴孔孔心距位置精度的要求，即存在偏差。因此，亟需一种发动机箱体的孔心距位置精度的补偿方法，以克服上述缺陷。

发明内容

[0004] 本发明的目的是：针对中小批量(数千件)的发动机的生产问题提出一种发动机箱体孔心距位置精度补偿方法，通过该方法的实施可以弥补已加工的发动机箱体的孔心距位置精度不够的缺陷，满足发动机内安装的齿轮啮合间隙的要求，保证齿轮传动平稳。

[0005] 为实现上述目的，本发明的技术方案是：通过预先计算、分组加工变位齿轮、依次选配安装的方法对加工后的箱体的孔心距位置精度给予补偿，其特征在于，补偿的步骤如下：

[0006] 1、在立式加工中心或者卧式加工中心或者是铣床或者是镗床上加工数量为N的发动机箱体；

[0007] 2、在所述发动机箱体中任取一小批发动机箱体作为样本，并测量所述样本中每一个发动机箱体的轴孔孔心距a，并统计出该样本中发动机箱体孔心距的最大偏差△amax；

[0008] 3、根据所述孔心距的最大偏差△amax，利用公式△xmax＝△amax/m，其中m为所述箱体中安装齿轮的模数，计算出要补偿所述发动机箱体的齿轮所需要的极限变位系数△xmax；

[0009] 4、加工所述发动机箱体内使用的数量为N对的齿轮组，每组齿轮组中包含模数皆为m的一个第一齿轮和一个第二齿轮，且所述第一齿轮的实际变位系数x1为图纸要求的变位系数x1’与附加变位系数△x之和；第二齿轮的实际变位系数x2仍为图纸要求的变位系数x2’；其 中，所述△x为-〡△xmax〡～〡△xmax〡；

[0010] 5、将待加工的第一齿轮进行分组机加工，且分组依据为：所述x1为-〡x1’+△xmax〡～〡x1’+△xmax〡之间的且按照一特定分布中的一数值，其中，所述特定分布是指离散型均匀分布或者正态分布或者指数分布；

[0011] 6、将两齿轮装配到发动机箱体中前，首先测量待装配发动机箱体的孔心距，根据测量得到的孔心距偏差△ac，利用公式△xc＝△ac/m计算所需第一齿轮的计算变位系数△xc，m为所述箱体中安装齿轮的模数；

[0012] 7、选择附加变位系数△x与△xc最接近的一组第一齿轮装配到待装配发动机箱体中，同时装配第二齿轮；

[0013] 8、重复步骤6与步骤7直到完成所有发动机箱体与齿轮的装配。

[0014] 进一步地，所述图纸要求的变位系数x2’＝0，即第二齿轮为标准齿轮。

[0015] 进一步地，所述图纸要求的变位系数x2’≠0，即第二齿轮为变位齿轮。

[0016] 进一步地，每一发动机箱体样本的数量不小于20台。

[0017] 特别指出的是：在步骤4中，可以将第一齿轮和第二齿轮都加一附加变位系数△x1、△x2，只须满足条件△x＝△x1+△x2即可。

[0018] 本发明的优点在于：本发明通过预先统计、计算并加工变位齿轮的方法，利用齿轮的变位来补偿箱体孔心距位置精度不够的缺陷，从而减少了箱体加工的废品率，极大提高了生产效率，节省了生产成本。

附图说明

[0019] 图1是待加工发动机箱体装配总成的主视图。

[0020] 图2是图1中沿A-A方向的剖视图。

[0021] 图3是要加工发动机箱体的主视图。

[0022] 图4是图3中沿A-A方向的剖视图。

[0023] 图中1、发动机箱体，2、轴承，3、套筒，4、第一齿轮，5、花键轴，6、套筒，7、轴承，8、止推套筒，9、轴承端盖，10、螺栓，11、止推套筒，12、轴承，13、套筒，14、花键轴，15、齿轮，16、第二齿轮，17、套筒，18、轴承，19、止推套筒，20、轴承端盖，21、螺栓，22、止推套筒，23、轴承孔，24、轴承孔

具体实施方式

[0024] 以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细描述。

[0025] 为了便于说明，首先结合图1-4介绍发动机箱体装配总成以及发动机箱体的结构。如图所示，该发动机箱体装配总成由发动机箱体1、轴承2、套筒3、第一齿轮4、花键轴5、套筒
6、轴承7、止推套筒8、轴承端盖9、螺栓10、止推套筒11、轴承12、套筒13、花键轴14、齿轮15、第二齿轮16、套筒17、轴承18、止推套筒19、轴承端盖20、螺栓21、止推套筒22组成，套筒3、第一齿轮4、套筒6安装在花键轴5上，花键轴5的两端通过轴承2与轴承7安装在轴承孔23中，第一齿轮4与第二齿轮16啮合，套筒17、第二齿轮16、齿轮15、套筒13安装在花键轴14上，花键轴14的两端通过轴承12与轴承18安装在轴承孔24中，第一齿轮4的齿数z1为20、第二齿轮16的齿数z2为37。在本实施例中，第一齿轮4与第二齿轮16都为直齿标准圆柱齿轮，变位系数x都为零，模数m都是3，需要生产1800件发动机箱体装配总成，发动机箱体1在立式加工中心上加工，被加工发动机箱体1的上的轴承孔23、轴承孔24的孔心距a的名义尺寸为85.5mm，尺寸a的公差为±0.01mm，立式加工中心本身的精度决定了箱体的孔中心标记不能保证±
0.01mm的孔心距位置要求。常用的解决方法是更换精度高的加工中心，但这样会导致成本提高，本方法就是在使用原加工设备的情况下，满足生产的需要。

[0026] 本实施的箱体加工孔心距的位置精度的补偿方法具体过程如下：

[0027] 实施实例一：

[0028] S1、在立式加工中心上加工1800件发动机箱体，待用；

[0029] S2、在所述1800件箱体中任取其中的30件发动机箱体，作为一个测量样本，测量所述30件发动机箱体的轴承孔23与轴承孔24的孔心距a，并统计出孔心距的最大偏差为△amax＝0.015mm；

[0030] S3、根据所述孔心距的最大偏差△amax，计算出要补偿所述箱体内第一齿轮4与第二齿轮16所需要的极限变位系数△xmax：△xmax＝△amax/m＝0.015/3＝0.005，其中m为所述箱体中安装齿轮的模数；

[0031] S4、加工箱体内装配使用的1800对齿轮，每对齿轮中包含一个第二齿轮16和一个第一齿轮4，图纸要求第一齿轮4的参数为：模数m＝3，齿数z1＝20，变位系数x1’＝0为标准齿轮，加工要求第一齿轮4的参数为：模数m＝3，齿数z1＝20，实际变位系数x1＝x1’+△x,其中，所述图纸要求的变位系数x＝0，所以此处x1＝△x；图纸要求齿轮16的参数为：模数m＝3，齿数z2＝37，实际变位系数x2＝x2’＝0，加工齿轮16时，按照图纸要求加工；

[0032] S5、所述x1＝x1’+△x,且△x为-0.005～+0.005之间按照均匀分布的一数值。将待加工的第一齿轮4进行分组机加工，依据步骤S4与步骤S5，按照离散型均匀分布原则，将待加工 的第一齿轮4分成6组：第一组，附加变位系数△x＝-0.005，实际变位系数x1＝-0.005，300件；第二组，附加变位系数△x＝-0.003，实际变位系数x1＝-0.003，300件；第三组，附加变位系数△x＝-0.001，实际变位系数x1＝-0.001，300件；第四组，附加变位系数△x＝0.001，实际变位系数x1＝0.001，300件；第五组，附加变位系数△x＝0.003，实际变位系数x1＝0.003，300件；第六组，附加变位系数△x＝0.005，实际变位系数x1＝0.005，300件；

[0033] S6、在已加工1800件发动机箱体中，任取其中的1件发动机箱体A，在将两齿轮装配到发动机箱体A中前，首先测量发动机箱体A的孔心距a，根据测量得到的孔心距偏差△ac＝0.013，利用公式△xc＝△ac/m，计算所需第一齿轮的变位系数△xc＝△ac/m＝0.013/3≈
0.0043；

[0034] S7、按照计算得到的变位系数△xc，选择已经加工好的且其△x与△xc最接近的所述第六组变位齿轮4装配到箱体A中，同时装配第二齿轮16，完成一台发动机的装配；

[0035] S8、重复步骤S6、在所述已加工的剩余1799件发动机箱体中，再次任取其中的1件发动机箱体B，在将齿轮装配到发动机箱体B中前，首先测量发动机箱体B的孔心距，根据测量得到的孔心距偏差△ac＝0.003，利用公式△xc＝△ac/m，计算所需齿轮变位系数△xc＝△ac/m＝0.003/3＝0.001；

[0036] S7、按照计算得到的变位系数△xc，选择已经加工好的且其△x与△xc最接近的所述第四组变位齿轮装配到箱体B中；

[0037] 重复步骤S6、在所述已加工的剩余1798件发动机箱体中，再次任取其中的1件发动机箱体C，在将齿轮装配到发动机箱体C中前，首先测量发动机箱体C的孔心距，根据测量得到的孔心距偏差△ac＝-0.015，利用公式△xc＝△ac/m，计算所需齿轮变位系数△xc＝△ac/m＝-0.015/3＝-0.005；

[0038] S7、按照计算得到的变位系数△xc，选择已经加工好的且其△x与△xc最接近的所述第一组变位齿轮装配到箱体C中；

[0039] 重复步骤S6与S7直到将完成1800件发动机箱体与齿轮的装配。

[0040] 本发明的优点在于：本发明通过预先加工变位齿轮，利用齿轮的变位来补偿箱体孔心距位置精度不够的缺陷，保证了齿轮传动的精度，从而减少了箱体加工的废品率，极大提高了生产效率，节省了生产成本。

[0041] 实施实例二，步骤如下：

[0042] S1、在立式加工中心上加工1800件发动机箱体，待用；

[0043] S2、在所述1800件箱体中任取其中的30件发动机箱体，作为一个测量样本，测量所述30件发动机箱体的轴承孔23与轴承孔24的孔心距a，并统计出孔心距的最大偏差为△ amax＝0.015mm；

[0044] S3、根据所述孔心距的最大偏差△amax，计算出要补偿所述箱体内第一齿轮4与第二齿轮16所需要的极限变位系数△xmax：△xmax＝△amax/m＝0.015/3＝0.005，其中m为所述箱体中安装齿轮的模数；

[0045] S4、加工箱体内装配使用的1800对齿轮，每对齿轮中包含一个第二齿轮16和一个第一齿轮4，图纸要求第一齿轮4的参数为：模数m＝3，齿数z1＝20，变位系数x1’＝0为标准齿轮，加工要求第一齿轮4的参数为：模数m＝3，齿数z1＝20，实际变位系数x1＝x1’+△x,其中，所述图纸要求的变位系数x＝0，所以此处x1＝△x；图纸要求齿轮16的参数为：模数m＝3，齿数z2＝37，变位系数x2＝x2’＝0，加工齿轮16时，按照图纸要求加工；

[0046] S5、所述x1＝x1’+△x,且△x为-0.005～+0.005之间按照正态分布的一数值。依据步骤S3计算所述30件发动机箱体轴承孔23与轴承孔24的孔心距a的均值μ为85.5，方差δ2为0.0004，则a的分布服从N(85.5，0.02)，将待加工的第一齿轮4进行分组机加工，依据步骤S4与步骤S5，按照正态分布原则，将待加工的第一齿轮4分成3组：第一组，附加变位系数△x＝
0，实际变位系数x1＝x1’+△x＝0，690件；第二组，附加变位系数△x＝0.005，实际变位系数x1＝x1’+△x＝0.005，555件；第三组，附加变位系数△x＝-0.005，实际变位系数x1＝x1’+△x＝-0.005，555件；

[0047] S6、在已加工1800件发动机箱体中，任取其中的1件发动机箱体A，在将两齿轮装配到发动机箱体A中前，首先测量发动机箱体A的孔心距a，根据测量得到的孔心距偏差△ac＝0.013，利用公式△xc＝△ac/m，计算所需第一齿轮的变位系数△xc＝△ac/m＝0.013/3≈
0.0043；

[0048] S7、按照计算得到的变位系数△xc，选择已经加工好的且其△x与△xc最接近的所述第二组变位齿轮4装配到箱体A中，同时装配第二齿轮16，完成一台发动机的装配；

[0049] S8、重复步骤S6、在所述已加工的剩余1799件发动机箱体中，再次任取其中的1件发动机箱体B，在将齿轮装配到发动机箱体B中前，首先测量发动机箱体B的孔心距，根据测量得到的孔心距偏差△ac＝0.003，利用公式△xc＝△ac/m，计算所需齿轮变位系数△xc＝△ac/m＝0.003/3＝0.001；

[0050] S7、按照计算得到的变位系数△xc，选择已经加工好的且其△x与△xc最接近的所述第一组变位齿轮装配到箱体B中；

[0051] 重复步骤S6、在所述已加工的剩余1798件发动机箱体中，再次任取其中的1件发动机箱体C，在将齿轮装配到发动机箱体C中前，首先测量发动机箱体C的孔心距，根据测量得到的孔心距偏差△ac＝-0.015，利用公式△xc＝△ac/m，计算所需齿轮变位系数△xc＝△ ac/m＝-0.015/3＝-0.005；

[0052] S7、按照计算得到的变位系数△xc，选择已经加工好的且其△x与△xc最接近的所述第三组变位齿轮装配到箱体C中；

[0053] 重复步骤S6与S7直到将完成1800件发动机箱体与齿轮的装配。

[0054] 进一步地，当第一齿轮4是变位齿轮时，本方法仍然适用。举例如下：

[0055] 实施实例三，步骤如下：

[0056] S1、在立式加工中心上加工1800件发动机箱体，待用；

[0057] S2、在所述1800件箱体中任取其中的30件发动机箱体，作为一个测量样本，测量所述30件发动机箱体的轴承孔23与轴承孔24的孔心距a，并统计出孔心距的最大偏差为△amax＝0.015mm；

[0058] S3、根据所述孔心距的最大偏差△amax，计算出要补偿所述箱体内第一齿轮4与第二齿轮16所需要的极限变位系数△xmax：△xmax＝△amax/m＝0.015/3＝0.005，其中m为所述箱体中安装齿轮的模数；

[0059] S4、加工箱体内装配使用的1800对齿轮，每对齿轮中包含一个第二齿轮16和一个第一齿轮4，图纸要求第一齿轮4的参数为：模数m＝3，齿数z1＝20，变位系数x1’＝0.15为变位齿轮，加工要求第一齿轮4的参数为：模数m＝3，齿数z1＝20，实际变位系数x1＝x1’+△x；

[0060] S5、所述x1＝x1’+△x,且△x为-0.005～+0.005之间按照均匀分布的一数值。将待加工的第一齿轮4进行分组机加工，依据步骤S4与步骤S5，按照离散型均匀分布原则，将待加工的第一齿轮4分成6组：第一组，附加变位系数△x＝-0.005，实际变位系数x1＝x1’+△x＝0.145，300件；第二组，附加变位系数△x＝-0.003，实际变位系数x1＝x1’+△x＝0.147，300件；第三组，附加变位系数△x＝-0.001，实际变位系数x1＝x1’+△x＝0.149，300件；第四组，附加变位系数△x＝0.001，实际变位系数x1＝x1’+△x＝0.151，300件；第五组，附加变位系数△x＝0.003，实际变位系数x1＝x1’+△x＝0.153，300件；第六组，附加变位系数△x＝0.005，实际变位系数x1＝x1’+△x＝0.155，300件；

[0061] S6、在已加工1800件发动机箱体中，任取其中的1件发动机箱体A，在将两齿轮装配到发动机箱体A中前，首先测量发动机箱体A的孔心距a，根据测量得到的孔心距偏差△ac＝0.013，利用公式△xc＝△ac/m，计算所需第一齿轮的变位系数△xc＝△ac/m＝0.013/3≈
0.0043；

[0062] S7、按照计算得到的变位系数△xc，选择已经加工好的且其△x与△xc最接近的所述第六组变位齿轮4装配到箱体A中，同时装配第二齿轮，完成一台发动机的装配；

[0063] S8、重复步骤S6、在所述已加工的剩余1799件发动机箱体中，再次任取其中的1件发动机 箱体B，在将齿轮装配到发动机箱体B中前，首先测量发动机箱体B的孔心距，根据测量得到的孔心距偏差△ac＝0.003，利用公式△xc＝△ac/m，计算所需齿轮变位系数△xc＝△ac/m＝0.003/3＝0.001；

[0064] S7、按照计算得到的变位系数△xc，选择已经加工好的且其△x与△xc最接近的所述第四组变位齿轮装配到箱体B中；

[0065] 重复步骤S6、在所述已加工的剩余1798件发动机箱体中，再次任取其中的1件发动机箱体C，在将齿轮装配到发动机箱体C中前，首先测量发动机箱体C的孔心距，根据测量得到的孔心距偏差△ac＝-0.015，利用公式△xc＝△ac/m，计算所需齿轮变位系数△xc＝△ac/m＝-0.015/3＝-0.005；

[0066] S7、按照计算得到的变位系数△xc，选择已经加工好的且其△x与△xc最接近的所述第一组变位齿轮装配到箱体C中；

[0067] 重复步骤S6与S7直到将完成1800件发动机箱体与齿轮的装配。

[0068] 特别指出的是当齿轮4与齿轮16都是斜齿轮时，本方法仍然适用。

[0069] 最后，还需要注意的是，以上举例仅是本发明的一种具体实施例。显然，本发明不仅仅限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明的公开内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。