變速器主箱齒輪打齒分析

麻進斗

（中國重汽集團大同齒輪有限公司，山西 大同 037305）

引言

變速器是汽車三大件之一，用于改變汽車傳動比、運行方向及設置空擋。中國重汽集團大同齒輪有限公司設計生產的變速器為中重型商用車變速器，可匹配各類輕中重型礦用車、工程車、牽引車等，其主箱雙中間軸副箱行星機構結構承載力高質量可靠得到重汽、東風、福田等國內多家主流主機廠的認可深受用戶青睞。但是由于重型商用車使用路況復雜、工況惡劣，用戶操作不當，重載狀態下變速器負荷大，主副軸齒輪疲勞強度不足磨損打齒，造成變速器異響客戶抱怨。故對重點區域的售后數據進行梳理及反饋失效件的分析，確定故障原因并進行改進優化。

1 市場分析

從打齒故障發生的里程分析，5 000～50 000 km 的故障約占總故障比例的77%。變速箱打齒磨損故障隨里程的增加呈上升趨勢，如圖1 所示。對于5 000 km 內的初期故障，重點對零件符合性、裝配過程控制進行檢驗分析，對于大于5 000 km 的故障收集失效件進行故障分析[1]。

從故障區域分析，變速箱主要故障集中在山西、內蒙、寧夏地區，占總故障頻次的60%以上，上述地區以自卸車為主，主要是用于坑口煤炭及礦石運輸如圖2 所示。

圖1 磨損打齒故障里程分布

圖2 磨損打齒區域分布

2 故障件特效失效分析

從對內蒙山西礦區反回的大量失效件分析，可分為四種故障形態。詳見表1

表1 失效模式分析

在故障齒輪的分析、檢測中未發現有材料、熱處理方面的缺陷，通過對現生產情況的檢驗和分析，發現副軸及副軸齒輪存在齒對齒位置度、鍵對齒位置度超差的現象，壓裝過程的裝配工藝也會造成總成的位置度超差，分析認為該問題為打齒及磨損故障的主要誘因。也就是說因鍵對齒位置度、齒對齒位置度的精度控制不夠，故障變速箱運行時，雙中間軸其中一個中間軸承擔了0.6～0.7 倍的扭矩，導致了變速器壽命的縮短。如表2 所示[2]。

綜上所述，缺油造成的磨損完全可以避免。對齒精度差的問題，可以通過加工工裝檢具以及裝配工藝進行保證優化。

3 結論

HW 雙中間軸結構變速器齒輪打齒、磨損的主要影響因素為對齒精度、齒輪的齒形齒向和齒輪強度，針對這幾個因素應著重從加工控制、總成裝配調整方面進行控制，提升變速器品質，增強核心競爭力。

表2 承擔的扭矩對變速器壽命影響