客戶背景:客戶公司來自于歐洲百年摩托車制造企業(yè),品牌主張年輕化的摩托車的產(chǎn)品設(shè)計(jì)。在近幾年發(fā)展中,客戶推出的新品對(duì)摩托車行業(yè)的設(shè)計(jì)風(fēng)格產(chǎn)生了很大的影響。
案例說明:摩托車齒輪箱分輸入和輸出軸,箱體常用材料是鋁合金。專業(yè)摩托車玩家追求高速大功率,而傳統(tǒng)的鋁合金箱體無法滿足高速高扭矩性能要求。需要改用合金鋼做箱體,但合金鋼的熱膨脹系數(shù)高于軸承的膨脹系數(shù),常溫安裝的軸承,當(dāng)箱體溫度升的情況下,軸承外圈與箱體的座孔之間的配合會(huì)松動(dòng),高速旋轉(zhuǎn)會(huì)引起軸承外圈蠕變,保持架斷裂變形早期失效。國(guó)內(nèi)外摩托車制造業(yè)的解決辦法都在軸承外圓加頂銷,箱體座孔開銷槽。為了彌補(bǔ)銷槽應(yīng)力集中引起的箱體開裂,只能把箱體加大壁厚,那么必然造成齒輪箱總重量增加。這樣與輕量化相違背。
KIS提供的方案:與客戶共同開發(fā)防外圈蠕變軸承,省去頂銷與座孔銷槽,減輕箱體重量。
通過與客戶深入溝通并結(jié)合客戶工況,做出以下改進(jìn):
1、對(duì)箱體材質(zhì)熱膨脹系數(shù)精準(zhǔn)檢測(cè),在各種溫度下多次試驗(yàn),采集試驗(yàn)數(shù)據(jù);
2、選用不同的配合,不同的軸承游隙反復(fù)驗(yàn)證;模擬軸承應(yīng)用工況,采用solidworks三維實(shí)體建模結(jié)合simulation模擬有限元分析確定軸承及箱體整體最佳應(yīng)力分布,優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);
3、通過以上采集的數(shù)據(jù),推導(dǎo)出的齒輪箱熱膨脹變量曲線;
4、最終解決方案是在軸承外圈上設(shè)計(jì)一個(gè)膨脹補(bǔ)償環(huán)。補(bǔ)償環(huán)采用抗高速磨損耐油性的工程塑料,熱膨脹系數(shù)高出合金鋼箱體10倍以上。軸承外圓開槽,工程材料注塑成型在軸承外圓槽內(nèi)。
KIS方案效果:研發(fā)出來的帶膨脹補(bǔ)償環(huán)軸承,應(yīng)用在高速大功率摩托車箱體里,經(jīng)過了常規(guī)路試、顛簸路試、高溫高速、極速急剎等各種試驗(yàn)。對(duì)整個(gè)箱體重量減輕了10公斤,整車噪音降低了5分貝,提高了箱體加工和齒輪箱安裝效率。
END