1.变速器齿轮的检修变速器齿轮经常在不断变化的高转速高负荷下进行工作,就一般载重汽车来说,齿轮的圆周速度约在10-20m/s之间,特别是齿面上经常受到冲击交变载荷。此外,加工的齿形不太符合要求,相啮合的轮齿工作表面,存在着滑动和滚动两种摩擦以及装配时轴线不平行度破坏了齿面的正常啮合条件。因此,齿轮工作条件恶化,再加之在制造上的材料和热处理有缺陷,在使用和保养上不够合理,这就会加速齿轮损伤。其损伤情况一般有以下几种:
1)磨损:凡属正常工作条件下造成的磨损,齿轮呈现均匀的光洁表面,但要求齿长磨损不应超过原齿长的30%,齿厚磨损不应超过0.5mm,齿轮啮合面积不低于工作面的2/3,齿轮啮合间隙不大于0.7mm。上述情况允许成对继续使用,否则应进行修理或更换,如果齿轮由于啮合不良,产生不均匀磨损,可对齿轮轴的轴线及变速叉的技术情况进行检查。
2)轮齿破碎:破碎多半是由裂损开始,其原因大多是由于齿轮啮合过紧或过松或啮合不当(啮合印痕太少等)在传动中引起巨大的冲击载荷或接触压力而造成轮齿破裂和折断。
3)齿轮表面擦伤:当齿轮油添加不足或润滑油质量不符合要求,啮合表面间失去油膜形成于摩擦产生高热,出现粘附磨损,轻者呈擦伤状态,严重时引起齿面强烈的局部撕痕。
4)轮齿表面疲劳剥落:在齿轮表面常常呈现麻点状的损伤,这是由于齿轮表面承受交变挤压造成疲劳破坏的一种现象,疲劳剥落的发展会形成疲劳裂纹以至破裂。
2.变速器轴的检修
变速器在工作过程中承受着变化的扭转力矩等,键齿部分还承受挤压、冲击和滑磨等负荷。常见的主要损伤有轴颈磨损、键齿磨损等。
1)键齿磨损:键齿磨损在受力一侧较为严重,一般可用相配滑动齿轮或结合凸缘配合检查。第二轴键齿宽度磨损,当与结合凸缘配合检查间隙超过0.30mm,或键齿宽度磨损超过标准0.2mm,键齿与键槽配合间隙一般为0.02-0.30mm,最大不超过0.45mm。
变速器第一轴上键齿宽度的磨损,最大不超过0.25mm,与离合器从动盘键槽配合间隙最大不超过0.44mm,第一轴轴承盖套管外径的磨损限度最大不得超过0.22mm,其与离合器分离轴承座孔的配合间隙一般为0.08-0.16mm,最大不得超过0.5mm。
当键齿磨损超过上述限度时,可用堆焊修复,堆焊时最好堆焊未磨损的一侧,这样使受力面保持原来金属,可以保证修理质量。
2)轴颈磨损:这是变速器零件中常见的损伤现象。轴颈磨损过大,不但会使齿轮轴线偏移,带来齿轮啮合齿隙改变,传动时噪音也大,而且使轴颈在轴承孔内转动引起烧蚀,因此,装滚柱轴承的动配合轴颈磨损超过0.07mm时,与滚珠轴承内圈静配合的轴颈产生0.02mm以上间隙时,均应将轴颈镀铬或堆焊修复。
倒档齿轮衬套外径与齿轮上的衬套孔的配合,应为静配合,其过盈为0.13-0.18mm,衬套内径与倒档轴的配合间隙,一般为0.06-0.10mm,最大不得超过0.2mm,否则应更换新件。
3)第二轴凸缘油封颈的磨损:这是常见的,磨损严重时会使油封颈起槽而导致漏油,因此,当其磨损出现沟槽深度超过0.35mm时,应予以堆焊后进行镶套修复。
3.变速器壳与盖的检修
壳与盖的损伤一般为裂纹、支承座和座孔磨损、壳体变形等。
壳与盖的裂纹可用目测法或敲击法检查,凡未延伸到轴承孔的裂纹可采用环氧树脂胶粘结,或用螺钉填补法修复,此外还可用焊接方法修复,但要特别注意,以防焊后再裂。
检查壳和盖结合平面的不平度时,可用平板或将二者靠合在一起,用厚薄规检验,当间隙超过0.2mm时,可用刨刀、铲刀、铿刀修平,刨削平面时要注意基准的选择。
变速器壳轴承孔的磨损,将使齿轮轴线偏移和两轴线不平行,齿轮正常啃合遭到破坏,因此,当轴承与承孔配合间隙超过0.08mm时,应进行扩孔镶套或镶发条修复,在进行扩孔镶套之前应检查各轴轴心线与平面相互位置的偏差,然后先取加工基准,镗削时既要恢复座孔的几何形状,又要消除轴心线与平面之间的误差,采用整形和加工相结合的方法来修理壳体是保证修理质量的关键。
变速器的制造工艺规定加工基准主要是壳体的上平面和该面的两定位孔,其次是前端孔,但这两个平面在使用与修理中,常常均被破坏,不适宜作修理加工基准,实践证明:倒档轴座孔磨损最小,可用该座孔作为定位基准修整壳体上平面和前端面,然后以前端面和倒档座孔为加工基准,再按照镶套或镶发条所需尺寸镗削座孔。变速器盖经常磨损部位是变速杆球节座及变速叉轴轴孔,球节座磨损通常是把球节装入座孔后进行检查,修理方法一般有两种:一种是修复座孔,用低碳钢焊条堆焊后,再经车削使其达到正常配合,或采用局部更换修复法将磨损的座孔部分切除,另配制原形新件镶接在切除部位,并在接缝处预制坡口,最后进行焊接。另一种是将变速杆球节堆焊后再车削,在车削时应先将变速杆压直,车削后再恢复原状。
4.同步器的检修
由于同步器各零件的配合尺寸要求较高,磨损后尺寸的变化会影响同步器的工作性能,在检修同步器的过程中,往往由于对结构特点和工作原理不够了解未能从中找出规律性的东西,所以修复质量常常不合要求造成换档困难,因此,有的单位在同步器齿毂两侧加装垫圈,将同步环顶死,使其失去同步器作用,这是不合理的,为此,首先要弄清同步器的工作原理与结构,检修时应注意以下几个问题:
1)摩擦锥面角α和摩擦系数μ
同步器锥面角一般为60-7.5°,摩擦系数在计算时按0.1-0.12考虑,这个系数在同步器中有很重要的作用,μ大则换档省力或可缩短同步时间,μ小甚至会失去同步作用或增长同步时间,μ主要取决于摩擦材料和锥面外形,摩擦材料既要考虑摩擦系数高,又要考虑耐磨性和耐热性好,为此,通常采用铜合金,如ZQSn6…6…3青铜或铝合金来制造同步环,铝合金比铜合金摩擦系数高,其缺点是温度升高后机械性能降低,如果有必要制造同步环时,应考虑选用适当的材料,为提高同步器的使用寿命,国外有些同步器在同步齿轮的摩擦锥面上用喷涂铜与钢相结合,其寿命是钢铜合金组合的8倍。
为了提高接触锥面的摩擦系数,在同步环内锥面上切有螺纹槽,试验证明,螺纹槽的齿顶宽对μ的影响很大,随着齿顶的磨损,摩擦系数降低,换档费力,所以齿顶宽度不能过大,设计时一般齿顶宽度不大于0.15mm,螺纹角为60°,螺距为0.75mm,在检验同步环时应注意齿顶宽度的变化。在恢复同步环锥面的磨损层(如镀铜)时也要恢复原有的螺纹槽。
2)锁止角β会影响同步器未同步前锁止的可靠性
由前述同步器的工作原理可知,在同步器未进入同步前,作用在锁环上的拨环力矩应小于摩擦力矩,同步器锁环齿端磨损后,其锁止角有了变化,破坏了未进入同步前同步器的锁止功能,即未同步也能换档,造成齿轮不同步换档的冲击和发响,在修理同步环上锁止齿倒角磨损部分时(如堆焊或修磨轮齿)应恢复锁止角,一般为30°-35°。
3)锁环凸起部与花键毂通槽的配合应适当
同步器在未取得完全同步之前,锁环上的轮齿与啮合套的内齿倒角的正常接触应为