一种摩托车主副轴组合结构及其生产工艺和设备的制作方法

本发明涉及摩托车配件生产，尤其涉及一种摩托车主副轴组合结构及其生产工艺和设备。

背景技术：

1、摩托车作为一种灵活便捷的机动交通工具，广泛用于日常通勤、休闲娱乐及赛事运动。其核心动力总成中包含变速器，用于在不同车速和负载条件下调节发动机输出扭矩与转速。变速器中，主轴与副轴组合结构是关键传动部件：主轴从离合器接收动力，通过其上不同档位的齿轮与副轴对应的齿轮啮合，将动力传递给驱动轮。主轴通常加工有内齿圈和外齿圈，副轴则加工有外齿圈，两者通过精密压装与相位配合构成稳定的齿轮副。该组合结构的制造精度、齿面质量及装配一致性，直接关系到变速器的换挡平顺性、承载能力与使用寿命。

2、然而，现有的主轴采用棘爪和腰型槽啮合，导致主副轴组合后的结构，使用时不够顺畅，存在顿挫感。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种摩托车主副轴组合结构及其生产工艺和设备，解决了现有技术中的主轴采用棘爪和腰型槽啮合，导致主副轴组合后的结构，使用时不够顺畅，存在顿挫感的技术问题。

2、为实现上述目的，本发明提供了一种摩托车主副轴组合结构的生产工艺，包括：

3、准备主轴坯件与副轴坯件，所述主轴坯件上预设用于形成第一内齿圈和第一外齿圈的粗加工区域，所述副轴坯件上预设用于形成第二外齿圈的粗加工区域；

4、采用多轴联动数控加工中心，对主轴坯件同时进行第一内齿圈和第一外齿圈的精密展成加工，并对副轴坯件进行第二外齿圈的精密展成加工；加工时，实时采集切削力、振动及主轴扭矩数据，并根据采集的数据对当前齿面生成0.5-5μm的修正补偿量，用于动态调整后续刀具轨迹；

5、对加工完成的主轴和副轴进行基于渐开线齿廓的接触斑点检测，当齿面接触率大于80%后，采用微量润滑喷头，对主轴的齿顶区域和齿根区域进行非对称性的微织构处理，并在副轴的齿面形成梯度硬度层；

6、将处理后的主轴与副轴置于装配工位，通过视觉识别起始相位后，控制伺服压装机以5-10mm/s的速度将副轴压入主轴；压装过程中实时监测压装力曲线，当压装力出现超过设定阈值的尖峰时，触发副轴周向微摆动，直至完成全齿宽啮合；同时监测并保证装配后的齿侧间隙为0.02-0.10mm；

7、对组合结构在模拟换挡工况下进行动态加载磨合，采集换挡时的加速度信号与声发射信号，通过顿挫特征识别算法判断；当换挡加速度波动值小于阈值且声发射信号无异常尖峰时，标记为合格品；

8、将整个生产过程以及顿挫识别上传至区块链数据节点进行分布式存储；并进行数据挖掘处理，提取与组合结构平顺性相关的关键特征变量，以优化前述动态啮合参数优化算法、非对称性微织构处理参数及力-位混合控制策略。

9、其中，以区块链节点中存储的历史顿挫识别结果为因变量，以对应的动态啮合参数优化算法输出参数、非对称性微织构处理参数及力-位混合控制策略参数为自变量，构建多变量非线性回归模型；采用梯度提升决策树算法筛选特征变量，采用贝叶斯优化算法确定最优工艺参数组合，用于优化对应步骤。

10、其中，动态啮合参数优化算法在运行过程中，利用迭代学习控制器对主轴及副轴坯件每次加工完成后形成的综合啮合误差进行记录与累加，当当前加工周期的综合啮合误差相对于上一加工周期的综合啮合误差的衰减率小于预设阈值时，暂停永久更新并触发异常报警，启用回退机制恢复至上一有效加工周期的刀具轨迹修正参数。

11、其中，精密展成加工具体包括：

12、首先建立主轴第一内齿圈与第一外齿圈、副轴第二外齿圈之间的理论啮合运动学模型；

13、然后在加工过程中，通过测力传感器和振动传感器连续获取主轴坯件与副轴坯件的实时加工状态数据；

14、再将所述实时加工状态数据与理论模型进行对比，计算出当前齿面的轮廓偏差、螺旋角偏差及齿距累积偏差；

15、最后以最小化综合啮合误差为目标，输出数控加工的刀具轨迹修正参数。

16、其中，非对称性微织构处理具体为：在主轴的轮齿齿顶区域加工出深度为5～15μm、直径为30～80μm、面积覆盖率为10%～25%的储油凹坑阵列；在主轴的轮齿齿根区域加工出宽度为20～50μm、深度为3～10μm、方向与啮合力矢量夹角小于15°的微沟槽阵列；在副轴的轮齿啮合工作面加工出厚度为1～3μm的类金刚石涂层，在副轴的轮齿非工作面保留原始金属光泽面；梯度硬度层由表层渗氮硬化区、中部梯度过渡区和心部韧性区构成，表层渗氮硬化区的厚度为0.1～0.5mm，表面硬度为600～800hv，心部韧性区的硬度为250～350hv。

17、其中，压装组合具体包括：

18、首先通过机器视觉系统识别主轴第一内齿圈与副轴第二外齿圈的起始相位角；

19、然后控制伺服压装机以第一速度5-10mm/s将副轴移动至主轴的导向入口，在齿部接触瞬间切换为基于力反馈的阻抗控制模式，力反馈控制的目标压装力为500n-1500n；

20、在压装过程中，根据实时监测到的压装力-位移曲线，当压装力上升速率超过阈值时判断为存在齿尖顶撞风险，并触发微角度摆动嵌入策略，自动调整副轴的周向位姿，直至完成全齿宽啮合。

21、本发明还提供一种摩托车主副轴组合结构，采用如上述所述的摩托车主副轴组合结构的生产工艺生产而成，

22、包括主轴和副轴；所述主轴上一体成型有第一内齿圈和位于该第一内齿圈径向外侧的第一外齿圈；所述副轴上成型有与该第一内齿圈相啮合的第二外齿圈；所述主轴与副轴通过齿面之间的滚动啮合传递扭矩，且在主副轴组合状态下，所述第一外齿圈与所述第二外齿圈之间形成无接触的径向间隙；

23、所述主轴的材质为20crmo或20crmnti，所述副轴的材质为20crmo或20crmnti，二者经渗碳淬火处理后有效硬化层深度为0.6～1.2mm。

24、本发明还提供一种摩托车主副轴组合结构的生产设备，用于生产如上述所述的摩托车主副轴组合结构，

25、包括多轴联动数控加工中心、动态参数优化控制器、自适应微量润滑喷头、力-位混合控制的伺服压装机和顿挫特征识别检测台；

26、所述动态参数优化控制器分别与所述多轴联动数控加工中心、所述自适应微量润滑喷头电性连接；所述顿挫特征识别检测台包括加速度传感器、声发射传感器和模糊逻辑分析仪，所述模糊逻辑分析仪的输出端与生产线的分拣机构联动，用于将满足平顺性阈值的组合结构分拣至合格品区。

27、本发明的一种摩托车主副轴组合结构及其生产工艺和设备，本技术将主轴上的第一内齿圈和第一外齿圈与副轴上的第二外齿圈进行全齿廓啮合，取代了传统的非齿形连接方式；通过这种内齿+外齿的齿轮式啮合结构，配合多轴联动数控加工中的精密展成与0.5-5μm动态修正补偿，以及装配阶段力-位混合控制下的周向微摆动自适应压装，确保了全齿宽均匀接触与0.02-0.10mm的精确齿侧间隙。同时，主轴齿顶与齿根的非对称微织构处理和副轴梯度硬度层的设计，显著降低了换挡过程中的摩擦冲击与振动噪声。最终经动态加载磨合及顿挫特征识别验证，换挡加速度波动值与声发射尖峰均低于阈值，使摩托车在换挡时动力传递连续、平稳，彻底消除了传统棘爪-腰型槽结构的顿挫感。