變速器倒擋撥叉磨損故障及改進(jìn)措施

1、 變速器倒擋撥叉磨損故障及改進(jìn)措施 摘要：文章介紹了某款變速器倒擋撥叉磨損失效故障，通過(guò)分析和試驗(yàn)找出存在問(wèn)題的根本原因，并提出相應(yīng)的改進(jìn)方案。通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，簡(jiǎn)單有效的解決問(wèn)題并應(yīng)用于實(shí)際產(chǎn)品中，對(duì)變速器倒擋的后續(xù)適應(yīng)性改進(jìn)具有良好的參考價(jià)值和指導(dǎo)意義。在整車(chē)試驗(yàn)拆箱檢查過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)倒擋撥叉一面有明顯磨損，這種磨損會(huì)對(duì)倒擋撥叉的疲勞壽命產(chǎn)生影響。在實(shí)際適應(yīng)性設(shè)計(jì)中，一些細(xì)節(jié)性疏漏還是存在著潛在的失效風(fēng)險(xiǎn)，本文闡述的就是一個(gè)典型潛在失效模式分析和解決方案。關(guān)鍵詞：變速器倒擋撥叉；磨損故障；改進(jìn)措施前言：為了提高變速器倒擋進(jìn)擋成功率，提高車(chē)輛的安全系數(shù)與變速器可靠性，對(duì)變速器倒擋撥叉進(jìn)行相關(guān)試驗(yàn)并

2、對(duì)其磨損故障實(shí)施改進(jìn)措施。為了提高倒檔撥叉壽命，優(yōu)化其質(zhì)量變現(xiàn)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)找出對(duì)倒檔撥叉產(chǎn)生磨損的兩點(diǎn)主要原因，并對(duì)于這兩點(diǎn)故障進(jìn)行有針對(duì)性的優(yōu)化；在試驗(yàn)過(guò)程中都采用了較高標(biāo)準(zhǔn)，并在最后的改進(jìn)措施中提出了不同的方法類型提供改進(jìn)選擇。1.主要磨損故障1.1撥叉設(shè)計(jì)不合理引起磨損換擋撥叉是汽車(chē)手動(dòng)變速器在變速以及換擋過(guò)程中非常重要的一個(gè)零部件，構(gòu)造設(shè)計(jì)也有較高技術(shù)含量。換擋撥叉作為一個(gè)極其重要的零部件，對(duì)汽車(chē)質(zhì)量有著巨大影響，它的結(jié)構(gòu)有一定復(fù)雜度，而特點(diǎn)是體積較小，但其精度要求非常高，其設(shè)計(jì)是否合理更是顯得尤為重要，因而其在汽車(chē)換擋過(guò)程中扮演了重要角色。換擋撥叉在變速器運(yùn)行過(guò)程中會(huì)長(zhǎng)時(shí)間或間斷性處于

3、高速旋轉(zhuǎn)摩擦狀態(tài)，分析其結(jié)構(gòu)可以得知，換擋撥叉最容易磨損的地方是其與齒輪套接觸的頻繁摩擦部位。這個(gè)時(shí)候撥叉是沒(méi)有在轉(zhuǎn)動(dòng)的，故兩者接觸時(shí)會(huì)產(chǎn)生不正常的磨損，這種情況極有可能造成摩擦損壞，且這樣的磨損非常嚴(yán)重，甚至直接讓其斷裂。這就需要對(duì)其撥叉的設(shè)計(jì)進(jìn)行改進(jìn)。撥叉設(shè)計(jì)的合理性會(huì)造成變速器倒檔撥叉磨損程度不同，這種原因是在撥叉生產(chǎn)與制造過(guò)程中就決定了的，要進(jìn)行調(diào)整會(huì)有一定困難。撥叉設(shè)計(jì)不合理導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)問(wèn)題會(huì)使其與滑動(dòng)齒輪發(fā)生較嚴(yán)重機(jī)械碰撞，與齒輪不斷摩擦導(dǎo)致其更容易發(fā)生摩擦損損。甚至由于撥叉磨損過(guò)于嚴(yán)重而最終導(dǎo)致?lián)懿娉霈F(xiàn)斷裂、缺損等情況，其造成的后果非常嚴(yán)重，駕駛?cè)嗽谑褂米兯倨鬟^(guò)程中會(huì)因?yàn)閾懿娴膿p壞

4、故障而發(fā)生危險(xiǎn)，比如無(wú)法順利掛擋或者在汽車(chē)行進(jìn)過(guò)程中自行跳擋，這對(duì)駕駛過(guò)程來(lái)說(shuō)都非常危險(xiǎn)。不僅僅是撥叉的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)應(yīng)該得到合理改進(jìn)，撥叉自身的質(zhì)量問(wèn)題也有很大影響，制作撥叉的材料也應(yīng)該更加的可靠。如果僅僅造成變速器零部件磨損或許都還能夠修理，導(dǎo)致在駕駛過(guò)程中發(fā)生非常嚴(yán)重的交通事故，那將會(huì)釀成不可挽回的后果。故改進(jìn)撥叉設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)來(lái)減少其與齒輪之間的摩擦，對(duì)于汽車(chē)的安全性能及乘車(chē)人的生命財(cái)產(chǎn)安全來(lái)說(shuō)有著重大意義。1.2撥叉撞擊齒輪出現(xiàn)不正常磨損撥叉在運(yùn)行過(guò)程由于非結(jié)構(gòu)性的原因而與齒輪出現(xiàn)摩擦碰撞的情況也是常常發(fā)生的，這種在運(yùn)行中產(chǎn)生的機(jī)械性損害對(duì)其壽命影響巨大，如果對(duì)變速器造成傷害將會(huì)對(duì)換擋性能的正常

5、使用帶來(lái)很大麻煩。撥叉這種機(jī)械結(jié)構(gòu)并不復(fù)雜但卻對(duì)精度有一定要求，這種機(jī)械結(jié)構(gòu)廣泛應(yīng)用于各種車(chē)床以及需要變速的機(jī)械設(shè)備當(dāng)中，其與滑動(dòng)齒輪間的磨損一直是人們研究的熱點(diǎn)問(wèn)題，解決了這個(gè)問(wèn)題能夠大大提高機(jī)械設(shè)備的壽命以及安全性。在變速器運(yùn)行過(guò)程中齒輪是受到撥叉的推動(dòng)，并有一個(gè)比較明顯的接觸點(diǎn)。撥叉是插入到齒輪的一個(gè)槽里面，當(dāng)變速運(yùn)行過(guò)程中，駕駛?cè)送ㄟ^(guò)推動(dòng)換擋桿，變速桿這個(gè)時(shí)候會(huì)帶動(dòng)撥叉、撥叉軸聯(lián)動(dòng)，滑動(dòng)齒輪就隨之轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)，這個(gè)過(guò)程就可以實(shí)現(xiàn)變速。在這個(gè)過(guò)程中，齒輪與撥叉不斷旋轉(zhuǎn)碰撞，造成不正常磨損。在其通過(guò)兩個(gè)咬合的齒輪，不斷在軸上波動(dòng)而獲得不同的速度，這個(gè)轉(zhuǎn)換的過(guò)程中經(jīng)常會(huì)發(fā)生較為嚴(yán)重的磨損。通過(guò)了

6、解發(fā)現(xiàn)撥叉的工作原理以及運(yùn)行狀態(tài)，我們可以很明顯的觀察到，撥叉在變速器使用過(guò)程中與滑動(dòng)齒輪會(huì)有一個(gè)較大面積的接觸，在這個(gè)接觸過(guò)程中其磨損往往是巨大的。就針對(duì)撥叉與滑動(dòng)齒輪的非正常撞擊這一點(diǎn)，本研究也在實(shí)驗(yàn)中提出了相對(duì)應(yīng)的改進(jìn)方案，特別是針對(duì)這樣的機(jī)械撞擊，為了盡量避免一切不正常磨損提出了預(yù)防以及改進(jìn)的措施，爭(zhēng)取減少其摩擦與損耗，延長(zhǎng)撥叉以及滑動(dòng)齒輪的壽命。2.改進(jìn)方案2.1增加限位套對(duì)于空檔可以通過(guò)計(jì)算得出倒檔與第一檔之間的極限間隙，這等于自鎖鋼球位于倒檔的空檔槽中心時(shí)的時(shí)間，有規(guī)律地調(diào)整數(shù)據(jù)，建立尺寸鏈，最后求出其極限間隙。即尺寸鏈上，倒擋撥叉和一擋齒輪之間存在間隙。在空檔時(shí)，倒檔和第一檔的

7、初始位置不會(huì)相互干擾，并且倒檔不會(huì)磨損。僅僅依靠自鎖鋼球不足以限制倒檔撥叉軸的位置。在駕駛員可能從倒擋返回空擋的過(guò)程中，較長(zhǎng)的時(shí)間可能會(huì)導(dǎo)致倒檔撥叉與第一檔磨損發(fā)生碰撞。通過(guò)對(duì)以上兩種方案的研究，得出以下結(jié)論：當(dāng)主減速器處于空擋時(shí)，倒擋和一檔的初始位置不會(huì)干涉，倒擋也不會(huì)磨損。然而，在實(shí)際的駕駛員操作中，駕駛員在從中性到中性的返回過(guò)程中可能會(huì)遇到困難。倒擋撥叉軸通過(guò)自鎖鋼球的軟限位，造成倒擋撥叉與齒輪碰撞磨損?？梢圆扇〉囊环N解決方案是在換檔器和倒檔撥叉軸上蓋之間添加一個(gè)限位套筒。限位套的壓力配合裝置包括底座和底座上的下模組。所述上模柱和上模頭，所述上模頭可以抬起并連接到上模柱上，所述上模頭為中

8、空結(jié)構(gòu)，內(nèi)有空腔，所述上模頭套在上模柱上，所述空腔內(nèi)設(shè)有壓塊，所述壓塊連接到所述上模的下端面柱通過(guò)彈簧，下模設(shè)有設(shè)置在壓塊下方的頂柱。通過(guò)上述結(jié)構(gòu)，限位套在實(shí)際使用中具有以下優(yōu)點(diǎn)：防止齒輪和撥叉異常磨損的后果，提高換檔效率，減少損耗，延長(zhǎng)使用壽命。限位套的具體作用是，當(dāng)用戶誤操作時(shí)，通過(guò)限制換檔桿的位置，將倒檔撥叉軸的行程從倒檔限制到空檔，也就是說(shuō)，當(dāng)?shù)箼n撥叉先前接觸一檔時(shí)，限位套限制了換檔桿，以避免由于倒擋和一檔的碰撞。2.2改進(jìn)一擋齒輪和倒擋滑套的結(jié)構(gòu)停車(chē)時(shí)，車(chē)輛速度為零，并且滑動(dòng)套筒和車(chē)輪均已牢固連接，因此只能將其倒轉(zhuǎn)。換檔時(shí)，駕駛員移動(dòng)變速桿，推動(dòng)換檔撥叉移動(dòng)可在第二軸上滑動(dòng)的滑動(dòng)套筒

9、，從而使滑動(dòng)套筒的外花鍵與倒檔的內(nèi)部花鍵結(jié)合在一起，從而實(shí)現(xiàn)動(dòng)力傳遞。傳統(tǒng)的滑動(dòng)套筒外花鍵和倒檔齒輪的內(nèi)花鍵的端面結(jié)構(gòu)是小于45的大倒角。倒角結(jié)構(gòu)大，且加工簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)。大倒角結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)是內(nèi)花鍵和外花鍵的接合面在換檔時(shí)容易卡住，使駕駛員感到沉重的換檔，影響倒檔的換檔感覺(jué)并引起磨損，這就是設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的缺陷。通過(guò)改進(jìn)一檔和倒檔滑動(dòng)套的結(jié)構(gòu)，其功能是：在倒檔回到空檔的過(guò)程中，當(dāng)用戶操作不當(dāng)時(shí)，倒檔滑動(dòng)套在倒檔之前已經(jīng)與一檔接觸。撥叉與一檔接觸，以避免倒檔撥叉與一檔的碰撞和磨損?？紤]到該方案實(shí)施的復(fù)雜性及其經(jīng)濟(jì)水平，以及其操作的難度，顯然第一種改進(jìn)方案具有較高的可行性，并且對(duì)前叉結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)的改進(jìn)相對(duì)較小，

10、在一定程度上可以有效避免改進(jìn)過(guò)程中其他潛在的失敗風(fēng)險(xiǎn)。盡管第二改進(jìn)方案在改進(jìn)效果上差別不大，但是它需要大大改變第一齒輪和倒檔滑動(dòng)套的結(jié)構(gòu)，這等效于完全否定原始結(jié)構(gòu)，并且需要重新設(shè)計(jì)和改進(jìn)。比較復(fù)雜，特別是對(duì)于一檔，可能會(huì)對(duì)它的強(qiáng)度產(chǎn)生一些影響，需要重新設(shè)計(jì)和考慮，并且變化相對(duì)較大，因此有必要進(jìn)行選擇。結(jié)語(yǔ)：本研究通過(guò)進(jìn)行簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)與簡(jiǎn)單的推理演算，尋找出了對(duì)倒擋撥叉與齒輪造成非正常磨損的兩點(diǎn)原因，針對(duì)兩點(diǎn)原因提出了具有可行性的不同改進(jìn)方案，且將兩種方案進(jìn)行對(duì)比，分析其優(yōu)缺點(diǎn)，挑選出更加適合進(jìn)行實(shí)施的方案。本研究對(duì)提高換擋時(shí)的一次進(jìn)擋成功率來(lái)說(shuō)有很大幫助，不僅避免了換檔時(shí)對(duì)變速器的損害過(guò)大，還對(duì)車(chē)輛壽