郭洪亮+王春子

摘要：齒輪和齒輪軸是變速器主要零件，通過對變速器齒輪及齒輪軸損傷的分析，提醒使用者在使用過程中注意操作方法，注意對其進行保養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：變速器；齒輪；齒輪軸；損傷分析

中圖分類號：S229.1 文獻標(biāo)識碼：Adoi：10.14031/j.cnki.njwx.2016.10.051

1 變速器齒輪

變速器的齒輪經(jīng)常在高轉(zhuǎn)速、高負荷情況下工作，所承載的轉(zhuǎn)速和負荷又是在不斷變化的，所以齒輪易損壞。

1.1 齒輪的損傷原因分析

（1）齒面磨損、疲勞點蝕與拉傷。變速器齒輪的齒面既有滾動摩擦，又有滑動摩擦，而且經(jīng)常處于高轉(zhuǎn)速，大負荷及頻繁換擋，齒面承受沖擊力和交變載荷，所以不可避免地產(chǎn)生磨損與疲勞點蝕。當(dāng)潤滑油不足或油質(zhì)較差，磨料進入齒間，潤滑油中有腐蝕性物質(zhì)時，都將加速齒面磨損，并易產(chǎn)生拉傷及疲勞。變速器有關(guān)零件加工質(zhì)量差或變形，使用操作不當(dāng)?shù)榷紝⒃斐升X輪的早期損傷。齒輪的檢驗除用目測法外，還可用測齒卡尺、公法線千分尺或普通游標(biāo)卡尺進行測量。當(dāng)齒面有輕微麻點，其面積不超過15%，邊緣略有破損時，可用油石或小砂輪修整后繼續(xù)使用；當(dāng)齒厚磨損超過允許極限，麻點面積超過上述規(guī)定時應(yīng)維修或更換。

（2）輪齒的裂紋與斷裂。輪齒斷裂是由于工作應(yīng)力大于輪齒的斷裂應(yīng)力或有裂紋的輪齒其應(yīng)力強度因子大于輪齒斷裂韌性所致。工作應(yīng)力增大的最常見原因是：機械長期超負荷工作或因操作不當(dāng)、齒面磨損、齒輪與花鍵軸配合松曠等產(chǎn)生沖擊載荷或因輪齒形位誤差過大、箱體形位誤差過大，齒輪軸變形等，使齒面嚙合性能變壞，局部應(yīng)力增高。輪齒承載能力低，一是鍛造時有細微裂紋、夾層等；二是齒根存在著隱傷產(chǎn)生較大的應(yīng)力集中。斷齒多發(fā)生在根部，輪齒斷裂或裂紋時應(yīng)更換新件。

（3）齒輪花鍵孔的磨損。齒輪花鍵齒承受較大的擠壓應(yīng)力，滑動齒輪副受到摩擦磨損，因而使花鍵齒側(cè)間隙增大。由于一般齒輪比軸硬度高，所以花鍵孔磨損較少。只有當(dāng)潤滑油不足或混入磨料時磨損才加劇。又由于花鍵齒側(cè)間隙增大后對齒輪嚙合影響不大，所以花鍵齒側(cè)間隙允許較大，如D80A-12型推土機的花鍵齒側(cè)間隙為0.20 mm。

1.2 齒輪的維修

（1）齒面上出現(xiàn)少量的斑點、剝落或者邊緣有損壞，在不影響使用的情況下可用油石修磨；而當(dāng)齒輪磨損厚度超過0.2 mm，齒寬磨損超過原齒寬的25 %，或者齒面斑點占總齒面的20%以上時，則必須予以修復(fù)或更換。

（2）齒輪磨損松曠，要用千分表來測量齒輪和內(nèi)座圈之間的游隙。常嚙合齒輪的嚙合側(cè)隙為0.15～0.50 mm，接合齒輪的嚙合側(cè)隙為0.10～0.40 mm。各齒輪的嚙合印痕應(yīng)在齒輪嚙合面中部且不小于嚙合面的60%。在裝上滾針軸承的狀態(tài)下，用千分表測量齒輪和軸之間的間隙，標(biāo)準(zhǔn)間隙為0.009～0.060 mm。若間隙超過0.5 mm，則表示軸外徑、軸承或齒輪內(nèi)孔磨損，應(yīng)修復(fù)。齒輪斷齒時一般應(yīng)報廢。如果只有個別齒折斷也可用堆焊或鑲齒法修復(fù)。

2 變速器齒輪軸

變速器齒輪軸在工作中，承受著交變的彎、扭力矩，鍵槽部位還承受著擠壓、沖擊和滑動摩擦的作用，因此，齒輪軸常見的損壞有軸頸、鍵槽的磨損以及彎、扭等。變速器軸產(chǎn)生缺陷后，將造成變速器工作時振動大、噪音大，還可產(chǎn)生跳擋、脫擋、掛不上擋等變速器故障。

2.1 齒輪軸的損傷原因分析

（1）齒輪軸彎曲變形。齒輪軸變形是由于負荷及內(nèi)應(yīng)力過大造成的。對工作影響較大的是彎曲變形，一般彎曲后直線度誤差不應(yīng)大于0.04 mm。

（2）與軸承配合的軸頸磨損。軸承與軸頸配合過盈量一般約為0.01～0.05 mm。當(dāng)過盈量消失時，內(nèi)圈與軸頸間將產(chǎn)生相對運動而使軸頸磨損增大。但是由于軸承內(nèi)圈與軸頸間的滑動阻力大于滾動阻力，因此兩者之間不會形成高速相對運動；又由于變速器內(nèi)潤滑油較充足，當(dāng)內(nèi)圈與軸頸間形成0.02～0.04 mm的間隙時才會形成潤滑油膜，其磨損速度會大大減慢，所以大修時只有當(dāng)內(nèi)圈與軸頸間出現(xiàn)大于0.04 mm的間隙時才予以維修。

（3）齒輪軸花鍵的磨損。齒輪軸花鍵磨損使徑向間隙與齒側(cè)間隙增大。推土機等工程機械齒側(cè)間隙容許值約1.40 mm，汽車齒側(cè)間隙容許值約為0.30 mm。

2.2 齒輪軸損傷的維修

（1）軸頸如系輕微的傷痕、毛糙、溝紋或失圓、不柱度等，可用0號砂布或油石打磨光滑使用。

（2）軸頸如有嚴(yán)重的溝紋、傷痕、毛糙及磨損，失圓和不柱度超過允許限度時，應(yīng)在磨床上光磨修整。淬火硬度低或未淬火的一般軸，可在車床上車削、砂光使用。軸頸磨損嚴(yán)重時可堆焊或鑲套維修。堆焊時可用振動堆焊、埋弧焊、氣體保護焊等；焊后應(yīng)進行無損探傷。

（3）齒輪軸直線度誤差超過0.04 mm時可進行冷壓校正或局部火焰加熱校正。校正時要控制好校正量，加壓支承部位應(yīng)正確，尤其應(yīng)注意不要使階梯軸肩處因校正產(chǎn)生應(yīng)力集中。

（4）軸修復(fù)后的技術(shù)要求。①軸不得有裂紋、損傷、傷痕等缺陷。②軸上堆焊的金屬，應(yīng)緊密無孔隙、燒傷、未焊透和孔渣等現(xiàn)象。③軸頸的失圓和不柱度，不得超過規(guī)定。

2.3 花鍵的維修

花鍵磨損后可用氣焊或縱向自動堆焊法修復(fù)磨損的齒側(cè)面，然后以未磨損花鍵為基準(zhǔn)，銑削花鍵。為防止堆焊時產(chǎn)生裂紋與變形。堆焊前最好進行低溫預(yù)熱（200～250 ℃），焊后緩冷。焊后應(yīng)檢查變形，必要時先校正后銑齒。