摘要:本文对变速箱的正齿轮、常啮合齿轮、怠速齿轮、齿圈及套齿的损坏原因进行了分析,提出了预防拖拉机变速箱齿轮损坏的措施。
拖拉机变速箱的齿轮经常在高转速、高负荷情况下工作,而且变速箱齿轮所承载的转速和负荷又是在不断变化的,所以齿轮损坏时常发生。变速箱齿轮除了正常磨损外,还会因齿轮本身质量差、变速箱内严重缺油及箱内混进其他金属物、驾驶操作不当、维修时齿轮装配相互啮合位置不当等原因造成变速箱齿轮加速损坏;另外,一般性齿轮磨损都是由于年久失修,轴承、齿轮磨耗后径向间隙增大,齿轮啮合传动不正常,造成齿轮冲击,加速齿轮的磨损和损伤。拖拉机变速箱齿轮非正常磨损或损坏的原因有以下几个方面。
一、变速箱齿轮损坏原因
1.变速箱正齿轮
变速箱正齿轮损坏部位多在两齿端接合处,或呈现斑痕,或轮齿短缺。这是由于驾驶员操纵变速杆时无良好的操纵方法,常年强制挂挡而造成的。两齿轮旋转的速率不同,齿轮与齿轮接合时相互撞击使齿端头严重损耗而损坏。中间轴和第二轴上的正齿轮牙齿脱落(打牙)是因齿间啮合间隙过大,或啮合不完全,也就是换挡后两齿轮牙齿只接触一半或更少一些,此时驾驶员将变速杆、油门踏板、离合器踏板三者配合不当,致使齿轮面上的垂直压力增大而打牙。或者是车辆用二、三挡全负载上坡时“跑挡”,驾驶员采取硬推排挡的方法,使齿轮与齿轮单边啮合传动,导致牙齿损坏。
2.变速箱常啮合齿轮
变速箱常啮合齿轮不易打牙,如五个前进挡的主动齿轮和从动齿轮、第二轴三挡齿轮和中间轴三挡齿轮,第二轴四挡或五挡齿轮和中间轴四挡或五挡齿轮等。但这些齿轮长期带负荷旋转容易磨损,过度的磨损也会造成轮齿脱落。通常三、四挡或五挡齿轮都是代有套齿和套牙的,当套齿和套牙接合后,第二轴上的齿轮和轴就成为传动体,中间轴上的齿轮传动力就集中在两传动轮齿上,故常啮合齿轮也有轮齿脱落的可能。主动齿轮与从动齿轮的常啮合传动虽然不受换挡的影响,但如主动齿轮的轮齿因磨损而过薄,当换低速挡负荷加重或离合器接合过猛时,就会发生轮齿脱落的现象,这是因为两齿啮合间隙过大,在齿面上产生冲击力过重的缘故。
3.怠速齿轮
一般在平路上行驶的车辆怠速齿轮只在倒车时使用,一挡齿轮甚至二挡齿轮都在车辆起步时使用,故这些齿轮的损坏率较低。山区行驶的车辆条件就不同,车辆常常满载挂一挡行驶在几十公里的盘山道路上,车辆使用一挡、倒挡更为频繁,故这些齿轮的损坏率较高,往往中间轴一挡齿轮的齿面严重磨损甚至轮齿脱落,第二轴一、倒挡挂挡齿轮节圆直径比较大,牙齿不易磨损和脱落,但齿轮滑键槽部分容易磨损,变速箱后轴承的磨损也随之加重。
齿轮牙齿的磨损促使滑键槽部分的磨损,也加快了变速箱后轴承的磨损。反之,滑键槽及后轴承的磨损又给齿轮牙齿磨损和脱落创造了条件。这就是说,变速箱后轴承磨损松旷后产生了轴的径向跳动,加之滑键槽磨损松弛,则齿轮旋转空量较大,致使轮齿在转动中相互碰击,在车辆换挡负荷加重时发生轮齿脱落的现象。为此,损坏的一对齿轮换新后必须同时更换后轴承(包括中间轴后轴承),并检查第二轴滑键部分磨耗程度。只更换新齿轮是不能从根本上解决问题的。
4.齿圈及套齿
主动齿轮外齿圈、四挡及五挡齿轮外齿圈、三挡齿轮外齿圈等亦称为套牙,与这些外齿圈配合的内齿圈亦称为套齿。有一些车型的变速箱将内齿圈及外齿圈相反设置,亦称为主轴四、五挡滑动齿轮。这些套牙、套齿及滑动齿轮是挂挡齿轮,实际上它们是一种齿轮同轴的接轴器,也是轴与轴的接合器。它们的外径较小、齿数较少、齿长较短,套牙与套齿接合后的旋转是同步的,故磨损率比较低。尽管如此,由于四、五挡及三挡是车辆使用的经济挡位,使用率占全车使用挡位的70%以上,所以损耗还是较快的。
二、预防措施
1.各种型号拖拉机齿轮,都是按一定负荷设计的。如果工作中长期超负荷,作用力超过了材料的许用应力,会造成轮齿折断、变形。为此,拖拉机在工作中要选择正常挡位和负荷。如果拖拉机超负荷作业,会使变速箱、后桥齿轮负荷增加,缩短齿轮的使用寿命。
2.修理中需要更换齿轮时,应成对更换,如果只更换磨损较严重的齿轮,则两轮齿啮合时接触不良,使它们不能正常工作,会加速新旧齿轮磨损。
3.新齿轮装配后,在投入使用前应进行充分的磨合,严禁不经过磨合就进行生产使用。新齿轮在经过加工后齿面都存在着凸凹不平,即存在着表面粗糙度差,表面粗糙使齿面的接触质量下降,经过试运行的跑合能有效地降低表面粗糙度对轮齿接触质量的影响,通过跑合的齿轮能有效地改善齿轮表面的接触质量,即能有效地提高承载能力、提高耐磨性能。因此拖拉机、农业机械维修后都要按试运行操作规程认真磨合,严禁更换新齿轮后立即投人作业,并在试运转后要放掉润滑油。