副箱驱动齿轮6将动力传递进副箱,相比副箱主轴减速齿轮8,副箱驱动齿轮6浮动幅度要小得多,可认为不可浮动。在副箱主轴减速齿轮8和副箱中间轴轴齿10的啮合传动中,副箱主轴减速齿轮会自动浮动到让2根副箱中间轴轴齿均载。现分析主箱挡位为直接挡,副箱为低挡区,取力器取力700N·m时,副箱各齿轮副上的扭矩分配。
以主箱6挡为例分析副箱扭矩分配。此时主箱挡位为1,传递到副箱驱动齿轮6上的扭矩设为发动机最大输出扭矩1600N·m。副箱驱动齿轮6和副箱中间轴传动齿轮11这一级齿轮副的速比为1.275,2根副箱中间轴上传递的扭矩总量为1600* 1.275=2040N·m,取力器取走700N·m后,还剩1340N·m,在副箱主轴减速齿轮的浮动下,1340 N·m会均载到2根副箱中间轴上,每根中间轴传递670N·m,对于取力的那根副箱中间轴,轴载为670+700=1370N·m。
据此计算主箱挂不同挡位时,副箱中间轴的载荷分布如表2。
由上述分析过程可见,加装取力器后,无论发动机是否工作在最大扭矩输出工况,只要取力器工作,就会引起变速器副箱2根中间轴不均载,此现象也称为偏载。
变速器在设计时,会取主箱最大速比来设计副箱的载荷,即表2中的主箱挂1挡时的扭矩(1600*3.48*1.275)。此时副箱的输入扭矩为7099.2N·m,按照均载设计的每根副箱中间轴的设计扭矩为3549.6N· m,此时取力副箱中间轴超载9.86%。
此超载在副箱驱动齿轮和副箱中间轴传动齿轮这一级齿轮副体现。副箱主轴减速齿轮和副箱中间轴轴齿的啮合并不会超载。
三、小结
变速器加装后取力器后,扭矩在2根副箱中间轴上的分配不再平均,此不平均只在主箱挂1挡且发动机工作在额定扭矩1600N·m时,会引起副箱中间轴的载荷超过设计载荷9.86%,由于安全系数的存在,超载对加装取力器的副箱中间轴并不会引起很严重的问题。
但偏载的存在,使得后盖壳体、各轴承,以及内部相关齿轮副等零件处的受力发生变化,这也是加装取力器后变速器故障率升高的主要原因。
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