拖拉機變速箱保養與維修技術研究

0 引言

隨著社會的日益進步，充分發揮農業社會經濟作用已經成為一項艱巨任務。農業機械化的快速發展促進了中國農業的進步。拖拉機作為機械化的動力來源，為農業社會的發展做出了巨大貢獻。變速箱是調節拖拉機速度和扭矩的重要裝置，其主要功能是利用調節拖拉機的轉矩和速度來提供不同的牽引力，以此適應不同的作業條件

。拖拉機在進行了高負荷長時間作業后，變速箱會出現各種各樣的故障，如果能夠及時有效地排除這些故障，可以使拖拉機保持在最佳工作狀態，為農田作業提供保障，促進糧食的增產增收。為了保持拖拉機在作業時長時間的正常運行，需要結合拖拉機的自身條件及作業環境等眾多因素，對其可能出現的故障進行詳細歸納和分析，并給出故障排除方法和保養維修技術。

變速箱是拖拉機進行作業和行駛的重要傳動部件，其主要功能是安裝齒輪、給予能夠進行齒輪平穩傳動的環境、支撐軸系和盛放齒輪油，是保證齒輪傳動可靠、安全、準確的重要前提。在長時間高負荷的作業環境下，需要高頻率換擋，使變速箱內的零件磨損變形速度加快，導致變速箱使用壽命縮短，出現脫擋、異響和噪音嚴重等故障，降低工作效率和作業可靠性

。在拖拉機經常進行田間作業的時候，要定期檢查變速箱各零部件的工作狀態，確保變速箱能夠平穩傳動沒有異響和噪音，如果有問題及時找出問題原因并及時維修或更換新的零部件。拖拉機是農業生產中重要的動力來源，若發生故障則會導致農業生產無法繼續進行，若發生大的故障需要很長時間進行維修，則會耽誤農時，錯過最佳作業時期，影響作物產量，不利于農業經濟的發展。因此有必要對拖拉機變速箱的常見故障進行分析和歸納，對可能發生的故障進行提前排查，提高拖拉機作業的可靠性。

1 變速箱構造

拖拉機變速箱包括主變速箱和副變速箱兩部分，主變速箱包括:殼體、傳動軸、從動軸、傳動軸、換擋軸、換擋撥叉。變速箱一共包括16個擋位，前進擋12個及倒擋4個。其中，主變速箱包含4個擋位，分別為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ，每一個齒輪都具備一對嚙合斜齒輪，換擋則具備齒輪嚙合套操作，換擋方便。副變速箱也有四個擋位，包括低速擋L、中速擋M、高速擋H和倒擋R。換擋嚙合套設置在高速擋和低速擋，滑動嚙合齒輪則被設置在倒擋中，具體構造如圖1。

2 變速箱變速原理

拖拉機發動機輸出的轉速和扭矩是一個固定范圍的值，運用變速箱內不相同齒數的齒輪嚙合來變換扭矩及轉速。其中，有一對齒輪可以通過彼此互相嚙合來傳遞動力。假定小齒輪的齒數是5，大齒輪的齒數是10。在同樣的時間里，小齒輪大齒輪分別環繞軸旋轉一周及半周。假定小齒輪是主動齒輪，那么，在與大齒輪嚙合時，大齒輪的速度會在很大程度上降低。另外，由于兩個嚙合齒輪在接觸時受力相同，其中，扭矩為力與力臂的乘積，在力相等的情況下，齒輪的半徑越來越大時，則扭矩越來越小。由此能夠發現，從動齒輪在主動齒輪帶動下旋轉，從而達到減速和增大扭矩的效果。變速箱的變速原理如圖2所示。

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3 常見故障

3.1 自動脫擋

3.1.1 故障現象與原因

自動脫擋的原因主要有以下幾個方面:1)鎖緊彈簧長度過短，彈性力過小或斷裂。2)軸承磨損變形嚴重，導致兩對齒輪位置軸線偏差，嚙合狀態不佳。3)齒輪嚙合部分磨損變形成為錐形，嚙合工作時形成比較大的軸向力，致使產生脫擋現象。4)撥叉軸定位槽與撥叉端面出現嚴重損耗狀況，同時，撥叉軸軸向間隙明顯過大。5)齒輪中的花鍵及花鍵軸出現嚴重磨損，導致配合間隙明顯過大，齒輪產生歪斜的狀況，嚙合工作時形成軸向力，致使齒輪松開。6)在定位叉處的定位鋼球由于堵塞于定位彈簧孔內及裝配時定位叉軸出現問題，導致定位叉的定位槽出現偏差。

在對變速箱內部進行定期查驗時發現，某個變速箱中的齒輪若干個齒已經發生斷裂或即將發生斷裂，造成無法正常工作的現象

。在拖拉機作業過程中，在掛上某擋位時往往發出較大的異常響音，此時，檢查變速箱可以看出，由于某個輪齒損傷致使出現以上異常現象，應該及時更換新齒輪。

綜合對河套灌區農業可持續發展存在的問題與河套灌區農業資源承載力的分析結果，河套灌區水資源承載力和土地承載力均在可承載范圍內，但是水資源承載力有所下降，已臨近最大承載水平，并且還存在農用水資源量減少、水質污染等問題。土地資源承載力雖然逐漸提高，但是還存在建設用地占用耕地、土壤鹽漬化、耕地質量下降等問題，因此，加強水土資源的保護與集約利用水平是河套灌區農業資源承載力提升的關鍵。

4)更新改換撥叉、撥叉軸或者調節軸向之間的間隙。一般情況下，運用輪嚙合中心的誤差改變調節軸向間隙，可通過增加或減少撥叉軸一端或者兩端的墊片來完成。

故天秉陽，垂日星；地秉陰，竅于山川，播五行于四時，和而后月生也。是以三五而盈，三五而闕。五行之動，迭相竭也，五行、四時，十二月還相為本也。［15］1423

3)將互相嚙合的齒輪一起更換。

表7所示為不同方法優化結果的比較。序列采樣方法(EGRA方法、IBS方法、LAS方法和本文方法)的初始采樣策略為包含當前設計點的繼承拉丁超立方采樣(樣本集大小為396)。可以看出，相較于序列采樣方法，一次采樣方法LHS方法構建Kriging近似所需樣本數較多，但求解精度卻更低。局部序列采樣方法LAS方法和本文方法比全局序列采樣方法EGRA方法更為高效準確，且本文方法的相對誤差和樣本數最小。

1)更換符合要求的新彈簧或者調節變速箱蓋上的張緊螺栓。

秦鐵崖大獲全勝，對德公公打擊似乎不大。不過，呼嘯山君李太嶂，德公公眾義子中的老大，為此心中郁悶，久久不能釋懷。一個外地鄉巴佬打上門來，居然讓他贏個痛快，占盡風光，揚名江湖，武林稱頌，簡直太可氣了！若是大虎李太嶂、二虎李雙岱出馬應戰，決不會如此便宜姓秦的。

5)更換花鍵軸。

6)排除卡死故障或重新安裝叉軸。

3.2 亂擋

1)拖拉機所配置的變速箱，內部的零部件均是結合實際作業載荷進行系統計算后所設計出來的，如果拖拉機在作業過程中一直處于超負荷的工作狀態，那么對零部件的沖擊力就會大于設計載荷，最直接的后果就是會致使呈現齒輪斷齒、變形或者脫落等異常嚴重現象，使拖拉機不能繼續作業，所以，駕駛員在操作拖拉機進行作業的時候一定要結合實際作業條件選擇合適的擋位。如果大于拖拉機自身能夠承受的最大載荷，就會增加齒輪間的作用力，導致磨損加劇。

變速箱有時會發生掛不上擋或者所掛擋位不是預期擋位的現象，這種現象成為亂擋

。主要產生原因如下：

1)拖拉機在運行過程中需要換擋時，扳動變速桿的力過大導致變速桿形狀發生改變。

2)更換發生磨損變形的軸承。

2)自鎖裝置中的彈簧失效，使變速箱內變速桿的撥叉及撥叉軸帶動的齒輪發生移動。

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2)如果齒輪出現嚴重的磨損變形，要及時更換，必須要將兩個相互嚙合的齒輪一起更換，若僅僅更換損耗嚴重的齒輪，在繼續工作的時候，就會導致兩個齒輪仍然不能正常相互嚙合，使新更換的齒輪磨損速度加快。

3.2.2 故障排除方法

排出亂擋故障要做到以下幾點：

1)駕駛員在扳動變速桿時，力度要適中，如果變速桿發生變形，要及時維修或更換。

2)若在同一擋位處掛上兩個不一樣的擋位，則表明互鎖裝置沒有生效或者說其不產生作用，應該及時對其修理或者更換。

從計算出的5個評價指標的數值可以看出，Brovey變換與原始影像的各個波段的契合度都是較高的，尤其在各個波段的相關系數上，較其他方法有非常明顯的優勢。

3)若出現在擋位上無法換擋的現象，或者稍微扳動變速桿就會掛上某個擋位，則表明變速桿尾端鋼球和與其工作的凹槽產生嚴重耗損現象，應該對其及時進行維修或者更換。

4)齒輪和固定齒輪的鍵、定位彈簧應按時查驗其損耗狀況，對于檢查出來的問題應該及時進行修復或者調換，采用聯鎖機構，解決可以一起掛兩個不同擋位的問題。

3.3 變速箱齒輪斷裂

3.3.1 故障現象與原因

3.1.2 故障排除方法

3.3.2 故障排除方法

譯文: China’s Commitment to Peaceful Developemnt[2]290

3.2.1 故障現象與原因

3)變速桿末尾的凹槽與鋼球出現嚴重的磨損，在換擋的同時，變速桿尾端的鋼球從一起工作的凹槽中分離；互鎖裝置失去作用。

3)在變速箱更新齒輪之后，首先，應該對其進行磨合，通過磨去毛邊和鐵削，使齒輪之間彼此嚙合穩定及順暢。由于新生產的齒輪表面常存在鐵削及毛刺，致使接觸面十分粗糙，進一步加快齒輪與齒輪之間的磨損速度，通過磨合后的齒輪會使齒輪間的接觸面變得光滑，還可以使動力傳遞效率大大增加，從而減少磨損。因此，在拖拉機大修后，一定要進行充分的磨合再進行作業，而且一定還要注意齒輪油的油量和油質。

當EBV檢測不到所有的彈簧開關位置時，出現故障代碼077故障。分析認為有兩方面造成:一方面是EBV限位開關卡滯導致；另一方面是連線線束故障引起限位開關輸出異常。

4 拖拉機變速箱的日常保養與維護

4.1 定期檢查變速箱

拖拉機對于農業生產十分重要，常需要長時間的工作且按時完成大量的工作任務，為了延長拖拉機使用壽命，應對變速箱進行定期查驗。要定期查看變速箱內齒輪油，確保油量保持在合理的高度，在工作一定時間后，更換新的齒輪油。在放出原來的油液之后對變速箱進行清洗，再加入新的油液，并且最好是更換與之前相同的齒輪油。定期檢查變速箱內齒輪的工作狀態，確保齒輪之間能夠在最好的嚙合狀態下進行工作，并且按時進行清潔，保證齒輪與軸之間保持良好的配合關系。

4.2 定期檢查變速箱各連接部位

在對變速箱進行維護和保養時，應對變速箱各連接部位的情況進行查驗，保證松動、磨損嚴重等現象能夠被及時發現并解決。定期查看各油封與外部結合處漏油和滲油狀況，及時更新替換損壞的油封。

4.3 定期對變速箱的零部件進行保養

拖拉機變速箱的保養主要是指對內部的齒輪、軸承和各軸的保養

。要定期檢查是否存在齒輪斷齒、打齒和嚙合位置發生變化等現象。應特別注意對軸承的檢查，注意查看軸承軸向和徑向間隙大小、隔套損耗是否嚴重等問題。應運用正確的方法對變速箱內零部件進行查驗及維護，保證其在最佳狀態下工作。

4.4 培養良好駕駛操作習慣

在拖拉機駕駛過程中，駕駛員要具有良好的駕駛習慣。在換擋操作時，扳動變速桿力度不能太大，要使用規范的方法，進行操作，以免發生損壞齒輪、變速桿和變速桿撥叉等現象。要確保離合器踩到位后再扳動變速桿換擋，防止齒輪發生損壞。在田地里作業，換擋頻率較勤時禁止快速踩下離合器，防止損壞變速箱。在道路行駛過程中，禁止使用快抬離合器來獲得大的牽引力的方法去克服較大載荷，降低齒輪沖擊而造成的損壞。

5 結論

綜上所述，為了增強拖拉機變速箱工作時的安全性能，延長使用時間，使用中應避免各部件受到強烈的沖擊載荷。所以應該做到以下幾點：

1)摘擋、換擋及掛擋須在離合器徹底分離時進行。在進行離合器分離和接合時都要做到平穩運行，避免對變速箱造成損傷，在路況不好時要低擋行駛，不能速度過快；在拖拉機起步后離合器要處于完全分離或接合狀態，不能長時間處于半聯動狀態，防止燒壞離合器片；工作一定時間后，拖拉機要進行休息，使變速箱自然冷卻散熱；換擋時變速桿應扳到位，換擋速度不能太快或用力過猛，防止產生打齒現象。在負荷較大時換擋后應將離合器緩慢抬起，防止載荷過大損壞齒輪。

2)作業時要注意變速箱是否有異常響動，發現異常要及時停車進行維修，不能繼續作業，防止對變速箱造成更嚴重損壞。工作時要經常檢查變速箱溫度，若高于80 ℃，說明缺少齒輪油，要及時添加新油。

令人驚奇的是，e還藏身于“飛蛾撲火”的故事里。人們一直認為是昆蟲具有趨光性，因此就容易被火光所吸引，從而自取滅亡。但后來通過對昆蟲習性的長期研究，人們才發現，飛蛾撲火僅僅是因為它認為自己是在以正確的路線飛行，而不知道早已深處險境。

3)定時排查變速箱各連接處是否有螺栓松動；每次作業前，確保齒輪油高度符合要求，如果缺油，要立即加油。發現漏油迅速查明原因并維修，按照使用要求定時對變速箱內腔進行清洗，定期更換齒輪油。

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