Automobile Technology & Material
变速器差速器分总成螺栓拧紧试验研究
1摘要：通过设计 种试验方法，对变速器差速器分总成的螺栓拧紧工艺进行了相关试验。研究主减速从动齿轮与差速器壳体的配合制和螺栓拧紧顺序对齿轮精度的影响，从而选择最优的拧紧工艺。结果表明，差 速器分总成最优的配合方式是过渡配合，最大配合间隙≤0.011 mm，最大过盈量≤0.033 mm；最好的拧紧方式是同时拧紧，其次是对角拧紧，再次是间隔拧紧，顺序拧紧的齿轮精度最差。
关键词：差速器分总成 螺栓拧紧 主减速器从动齿轮
中图分类号：U466 文献标识码：B 10.19710/J.cnki.1003-8817.20200452
DOI:
Experimental Study on Bolt Tightening of Differential Assembly of Transmission
（General Research and Development Institute, China FAW Corporation Limited, Changchun 130013）
Abstract：the bolt tightening process of differential assembly of transmission is tested with a designed test method. The influence of the fit of the main reducer driven gear and the differential housing and the tightening sequence of the bolts on the gear accuracy are studied, to select the optimal tightening process. The test results show that the optimal fit mode of the differential assembly is the transition fit, the maximum fit clearance is no greater than 0.011 mm, and the maximum interference is no greater than 0.033 mm. The best tightening method is simultaneous tightening, followed by diagonal tightening, and then interval tightening. The gear precision of sequential tightening is the worst.
Key words: Differential subassembly, Bolt tightening, Main retarder driven gear
1 前言
差速器是汽车变速器的重要组成部分，主要
由差速器分总成、左右半轴齿轮、2
个行星齿轮及
[1]。差速器分总成包括主减速器从
齿轮架等组成动齿轮、差速器壳体和连接螺栓。主减速从动齿轮是传动总成中最重要的齿轮，在总成工作过程
NVH
中处于长期啮合状态，其寿命和 性能要求较为严格，设计精度较高，一般情况，相较其他挡位
1
齿轮，主减速器齿轮的精度要求会提高 个等级。
作者简介：袁博（1989—），男，工程师，硕士学位，研究方向为齿轮精密制造。
参考文献引用格式：袁博，高志勇，刘井泽，等. 变速器差速器分总成螺栓拧紧试验研究[J].汽车工艺与材料，2021（6）：46-49. YUAN B, GAO Z, LIU J, et al. Experimental Study on Bolt Tightening of Differential Assembly of Transmission [J]. Automobile Technology & Mate⁃ rial, 2021(6): 46-49.
主减速从动齿轮与差速器壳体多为螺栓连接。受结构限制，需先分别加工主减速从动齿轮和差速器壳体至成品状态，再通过螺栓连接形成差速器分总成，称为分体加工工艺。主减速从动齿轮和差速器壳体的配合方式和螺栓拧紧工艺都对分体加工工艺精度达成有明显影响，研究通过
2种主减速齿轮与从动齿轮螺栓连接试验，给出了零件合理的配合方式和螺栓连接方式，实现主减速齿轮与从动齿轮螺栓连接精度损失较少，可满足设计要求。
2 试验准备
2.1 样件准备
1
图 为差速器分总成常见结构，差速器壳体和
10
主减速从动齿轮由 个沿圆周均布的螺栓连接，
147～174 N·m。差速器壳体上影响分
拧紧力矩为
5
总成装配质量的精度主要有 个：配合轴径尺寸、配合轴径圆柱度、配合轴径跳动、定位端面跳动、
2
定位端面平面度，如图 所示。10 1 5抽检差速器壳体 件，表 是 个关键尺寸的10
测量结果， 个样件都满足图纸设计要求。3
图 为主减速从动齿轮，影响分总成装配质量
4
的精度主要有 个：内孔直径尺寸、内孔圆柱度、内孔垂直度、端面平面度。本研究需进行主减速从动齿轮和差壳配合方式对分总成齿轮精度影响的试验，试验时差壳的
117n6（+0.045/+0.023），主减速齿轮内孔直
外径为
117 mm 6
径名义值为 ，公差等级为 级，公差带为
E～J，分为5 2。
组，具体尺寸极限偏差值见表5 3，25每组各 件齿轮，尺寸精度见表 个样件的精度都满足试验要求。
2.2 检测设备
Gleason 350GMS
齿轮测量机为本研究中使用
4
的齿轮精度测量设备，如图 所示，该设备的所有运动轴都由高精度电机驱动，同时配备高分辨
1 VDI/VDE
率光栅尺，齿轮测量精度可达 级（按
261 2/261 3），重复测量精度小于1μm
，可满足试验要求。
3 配合制对差速器分总成齿轮精度影响的试验
25 A～ E5
用 个差速器壳体分别与上文所述
147～
组主减速齿轮进行螺栓连接，拧紧力矩为174 N·M，采用同时拧紧方式。C～D
组为过盈配
80℃
合，先将齿轮加热到 ，再进行装配，冷却后拧
5。
紧螺栓。各组连接前后齿轮径向跳动结果见图
5
可见，连接前所有齿轮的径向跳动均可达到
级；连接后，C
组连接前后齿轮精度损失最小，可以6级,其它4组精度较差，且一致性不好。A
达到 组、
B
组精度损失的原因是配合轴径存在一定间隙量，导致差速器分总成的回转中心和主减速从动齿轮的中心存在一定偏差，从而精度降低且一致性不
B组，A
好。相较于 组间隙量更大，所以离散程度更
明显。D组、E
组为过盈配合，过盈量较大时，会对从动齿轮产生较大变形，影响分总成精度。所以选
G6/n6
择 的配合可以保证最好的分总成齿轮精度。4 拧紧顺序对差速器总成齿轮精度影响的试验
4 1、2、3、4、5、6、
拧紧顺序分为 种情况：按照
7、8、9、10 1、3、5、7、9、2、4、6、8、10
顺序拧紧；按照
1、6、3、8、5、10、7、2、9、4
间隔拧紧；按照 对角拧紧；同时拧紧。根据李培林等人的研究，采用同时可以看出，4种拧紧方式对齿轮精度的影响顺序为：同时拧紧＜对角拧紧＜间隔拧紧＜顺序拧紧，同时拧紧的方式可以最好的保证齿轮精度不损失。
5 结论
对差速器分总成螺栓拧紧工艺进行试验研
1
究，给出了 种试验方案，可用于提升差速器分总成齿轮精度。
通过试验，分别研究配合制和拧紧方式对连接后差速器总成齿轮精度的影响，确定了差速器分总成最优的配合方式是过渡配合，最大配合间[2]。本试验用于探
拧紧工艺的预紧力分布最均匀究拧紧顺序对连接后齿轮精度的影响。
117G6/n6
根据上文，选择 的配合方式，分总成精度最好。分别用同时拧紧、对角拧紧、间隔拧
4
紧、顺序拧紧 种方式进行螺栓拧紧试验。除同时
3 2 1
拧紧，其他 种拧紧工艺都分为 轮进行拧紧，第
100 N·m，第2
轮先将所有螺栓加载到 轮再加载到
160 N·m。试验结果见图6。
隙≤0.011 mm，最大过盈量≤0.033 mm，最好的拧紧1方式是同时拧紧。这样可以保证齿轮精度只损失
6
级，可以满足量产 级齿轮精度要求。
参考文献：
[1] 张明玮, 高志勇, 袁博,等.轿车变速器主减速从动齿轮
制造工艺优化[C]// 2018中国汽车工程学会年会论文集. 2018.
[2] 李培林, 王庆力, 王崴, 等.螺栓组拧紧顺序对结构体接
触刚度的影响研究[J]. 组合机床与自动化加工技术,
2014(11): 39-42.