一、問(wèn)題的提出
據(jù)我們多年的生產(chǎn)實(shí)踐和以往的臺(tái)架壽命試驗(yàn)，部件在設(shè)計(jì)上還有需要完善之處。YC5—30Q07汽車變速器是“東風(fēng)”輕型車定型生產(chǎn)的傳動(dòng)部件。主要問(wèn)題：一檔從動(dòng)齒出現(xiàn)過(guò)打齒和跳檔現(xiàn)象，給安全行車留下隱患。
二、問(wèn)題的分析
（1）改進(jìn)前一檔、倒檔齒輪結(jié)構(gòu)及強(qiáng)度分析
掛檔時(shí)，滑動(dòng)齒套與齒輪接合齒嚙合的一端，齒側(cè)接觸為面觸：但滑動(dòng)齒套與固定齒座接合的一端，齒側(cè)接觸僅為線接或點(diǎn)接觸。由于不可避免存在間隙和制造誤差，工作時(shí)接合齒不可能全部同時(shí)接觸，所以當(dāng)重載時(shí)，因偏載然會(huì)導(dǎo)致滑動(dòng)齒套整體傾斜，進(jìn)而出現(xiàn)跳檔現(xiàn)象。
由于原YCS—30QO7變速器是按一軸輸入額定扭矩為l96N -m設(shè)計(jì)的一檔、倒檔齒輪寬度均為24mm，現(xiàn)因采用4102發(fā)動(dòng)機(jī)，一軸輸入額定扭矩提高到245N–m。
由于齒輪失效大于10%。顯然，一檔、倒檔齒輪強(qiáng)度不足。
（2）改進(jìn)前，滑動(dòng)齒套結(jié)構(gòu)及跳檔分析
滑動(dòng)齒套內(nèi)花鍵為2.5模漸開線內(nèi)花鍵，為保證掛檔時(shí)的順暢，兩端有100°的倒角及15°的傾角。為避免自動(dòng)脫檔，齒側(cè)兩面均有2°倒錐。由于倒錐的加工工藝是用插齒加工，中間部位開有3mm寬的退刀槽，導(dǎo)致花鍵除兩端頭部檢驗(yàn)位置，已無(wú)正常齒形。同樣，齒輪外花鍵接合齒有2°的倒錐，而二軸固定齒座的外花鍵為漸開線正常齒形。
三、從設(shè)計(jì)上改進(jìn)的必要性和改進(jìn)方案
綜上所述，有必要從實(shí)用的原則出發(fā)，對(duì)一檔、倒檔齒結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，提高齒輪強(qiáng)度和滑動(dòng)齒套的穩(wěn)定性及其有嚙合長(zhǎng)度。具體方案如下：
①將撥叉厚度增加到12mm ；②檔齒輪向內(nèi)側(cè)加寬3.5mm ，倒檔齒輪向內(nèi)側(cè)加寬1. 5mm；③滑動(dòng)齒套加寬6mm；④齒輪接合齒采用先加工，然后電子束焊接工藝。即可使加工容易實(shí)現(xiàn)，也能證產(chǎn)品質(zhì)量。
四、改進(jìn)后一檔、倒檔齒輪結(jié)構(gòu)
按換檔行程為11mm計(jì)算，一檔、倒檔齒輪理論上允許加寬量為：42mm—（12mm+11mmx2）=8mm，實(shí)際加寬：一檔齒輪3.5mm，倒檔齒輪1. 5mm，由于未增大其他尺寸，保證了絕大部分零件的通用性及其外部尺寸的合理聯(lián)系。
按一軸輸入扭矩為245N-m，經(jīng)齒根彎曲強(qiáng)度計(jì)算：
齒根彎曲應(yīng)力：rFl=408MPa，rF2=347.3MPa；
許用應(yīng)力：QFpl=530MPa，QFp2=560MPa ；
安全系數(shù)：SFl=1.3 ，SFB=1.58，
顯然，改進(jìn)后的設(shè)計(jì)，安全系數(shù)大于或等于齒輪的最小全系數(shù)，滿足了設(shè)計(jì)要求和使用要求。
五、改進(jìn)后滑動(dòng)齒套內(nèi)花鍵結(jié)構(gòu)分析
由于齒輪接合齒加寬部分在齒輪的內(nèi)側(cè)，使滑動(dòng)齒寬成為可能。新設(shè)計(jì)加寬了6mm，使中間部分保留9mm長(zhǎng)的正常齒形。在固定齒座仍為20mm寬，換檔行程為11mm的條件下，掛檔時(shí)可保證滑動(dòng)齒套仍有：20mm/2+9mm/2—11mm=3.5mm寬的正常齒形與固定齒座嚙合。這樣，就保證了滑動(dòng)齒套的穩(wěn)定性，從根本上解決了跳檔問(wèn)題。
六、臺(tái)架壽命試驗(yàn)結(jié)果
主要試驗(yàn)數(shù)據(jù)：①一軸輸入扭矩：295N-m；②一軸輸入轉(zhuǎn)速：2200r/min ；③循環(huán)次數(shù)：一檔：40x10°次，折合臺(tái)時(shí)：19.2h；倒檔：2h。
試驗(yàn)結(jié)果：臺(tái)架壽命試驗(yàn)按照JB3987—85（汽車機(jī)械式變速器臺(tái)架試驗(yàn)辦法）進(jìn)行，試驗(yàn)結(jié)果符合JB4152—85（汽車機(jī)械式變速器臺(tái)架試驗(yàn)評(píng)價(jià)指標(biāo)）的要求。
七、結(jié)論
YC5—30QO7變速器一檔、倒檔齒輪，經(jīng)結(jié)構(gòu)改進(jìn)設(shè)計(jì)后齒輪強(qiáng)度大幅度提高，跳檔問(wèn)題得到了根本性解決，順利通了295N-m臺(tái)架壽命試驗(yàn)，完全滿足了實(shí)用要求。
（轉(zhuǎn)載）
