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，通過分析和試驗找出存在問題的根本原因，并提出相應(yīng)的改進(jìn)方案。通過實驗驗證，簡單有效的解決問題并應(yīng)用于實際產(chǎn)品中，對變速器倒擋的后續(xù)適應(yīng)性改進(jìn)具有良好的參考價值和指導(dǎo)意義。在整車試驗拆箱檢查過程中，發(fā)現(xiàn)倒擋撥叉一面有明顯磨損，這種磨損會對倒擋撥叉的疲勞壽命產(chǎn)生影響。在實際適應(yīng)性設(shè)計中，一些細(xì)節(jié)性疏漏還是存在著潛在的失效風(fēng)險，本文闡述的就是一個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，提高車輛的安全系數(shù)與變速器可靠性，對變速器倒擋撥叉進(jìn)行相關(guān)試驗并

2、對其磨損故障實施改進(jìn)措施。為了提高倒檔撥叉壽命，優(yōu)化其質(zhì)量變現(xiàn)，通過實驗找出對倒檔撥叉產(chǎn)生磨損的兩點主要原因，并對于這兩點故障進(jìn)行有針對性的優(yōu)化；在試驗過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)計不合理引起磨損換擋撥叉是汽車手動變速器在變速以及換擋過程中非常重要的一個零部件，構(gòu)造設(shè)計也有較高技術(shù)含量。換擋撥叉作為一個極其重要的零部件，對汽車質(zhì)量有著巨大影響，它的結(jié)構(gòu)有一定復(fù)雜度，而特點是體積較小，但其精度要求非常高，其設(shè)計是否合理更是顯得尤為重要，因而其在汽車換擋過程中扮演了重要角色。換擋撥叉在變速器運行過程中會長時間或間斷性處于

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。這個時候撥叉是沒有在轉(zhuǎn)動的，故兩者接觸時會產(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。這就需要對其撥叉的設(shè)計進(jìn)行改進(jìn)。撥叉設(shè)計的合理性會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)與制造過程中就決定了的，要進(jìn)行調(diào)整會有一定困難。撥叉設(shè)計不合理導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)問題會使其與滑動齒輪發(fā)生較嚴(yán)重機械碰撞，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^程中會因為撥叉的損壞

4、故障而發(fā)生危險，比如無法順利掛擋或者在汽車行進(jìn)過程中自行跳擋，這對駕駛過程來說都非常危險。不僅僅是撥叉的設(shè)計結(jié)構(gòu)應(yīng)該得到合理改進(jìn)，撥叉自身的質(zhì)量問題也有很大影響，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)致在駕駛過程中發(fā)生非常嚴(yán)重的交通事故，那將會釀成不可挽回的后果。故改進(jìn)撥叉設(shè)計結(jié)構(gòu)來減少其與齒輪之間的摩擦，對于汽車的安全性能及乘車人的生命財產(chǎn)安全來說有著重大意義。1.2撥叉撞擊齒輪出現(xiàn)不正常磨損撥叉在運行過程由于非結(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，這種在運行中產(chǎn)生的機械性損害對其壽命影響巨大，如果對變速器造成傷害將會對換擋性能的正常

5、使用帶來很大麻煩。撥叉這種機械結(jié)構(gòu)并不復(fù)雜但卻對精度有一定要求，這種機械結(jié)構(gòu)廣泛應(yīng)用于各種車床以及需要變速的機械設(shè)備當(dāng)中，其與滑動齒輪間的磨損一直是人們研究的熱點問題，解決了這個問題能夠大大提高機械設(shè)備的壽命以及安全性。在變速器運行過程中齒輪是受到撥叉的推動，并有一個比較明顯的接觸點。撥叉是插入到齒輪的一個槽里面，當(dāng)變速運行過程中，駕駛?cè)送ㄟ^推動換擋桿，變速桿這個時候會帶動撥叉、撥叉軸聯(lián)動，滑動齒輪就隨之轉(zhuǎn)動起來，這個過程就可以實現(xiàn)變速。在這個過程中，齒輪與撥叉不斷旋轉(zhuǎn)碰撞，造成不正常磨損。在其通過兩個咬合的齒輪，不斷在軸上波動而獲得不同的速度，這個轉(zhuǎn)換的過程中經(jīng)常會發(fā)生較為嚴(yán)重的磨損。通過了

6、解發(fā)現(xiàn)撥叉的工作原理以及運行狀態(tài)，我們可以很明顯的觀察到，撥叉在變速器使用過程中與滑動齒輪會有一個較大面積的接觸，在這個接觸過程中其磨損往往是巨大的。就針對撥叉與滑動齒輪的非正常撞擊這一點，本研究也在實驗中提出了相對應(yīng)的改進(jìn)方案，特別是針對這樣的機械撞擊，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，爭取減少其摩擦與損耗，延長撥叉以及滑動齒輪的壽命。2.改進(jìn)方案2.1增加限位套對于空檔可以通過計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的時間，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，倒檔和第一檔的

7、初始位置不會相互干擾，并且倒檔不會磨損。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程中，較長的時間可能會導(dǎo)致倒檔撥叉與第一檔磨損發(fā)生碰撞。通過對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，倒擋和一檔的初始位置不會干涉，倒擋也不會磨損。然而，在實際的駕駛員操作中，駕駛員在從中性到中性的返回過程中可能會遇到困難。倒擋撥叉軸通過自鎖鋼球的軟限位，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彈簧，下模設(shè)有設(shè)置在壓塊下方的頂柱。通過上述結(jié)構(gòu)，限位套在實際使用中具有以下優(yōu)點：防止齒輪和撥叉異常磨損的后果，提高換檔效率，減少損耗，延長使用壽命。限位套的具體作用是，當(dāng)用戶誤操作時，通過限制換檔桿的位置，將倒檔撥叉軸的行程從倒檔限制到空檔，也就是說，當(dāng)?shù)箼n撥叉先前接觸一檔時，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)停車時，車輛速度為零，并且滑動套筒和車輪均已牢固連接，因此只能將其倒轉(zhuǎn)。換檔時，駕駛員移動變速桿，推動換檔撥叉移動可在第二軸上滑動的滑動套筒

9、，從而使滑動套筒的外花鍵與倒檔的內(nèi)部花鍵結(jié)合在一起，從而實現(xiàn)動力傳遞。傳統(tǒng)的滑動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，且加工簡單，經(jīng)濟(jì)。大倒角結(jié)構(gòu)的缺點是內(nèi)花鍵和外花鍵的接合面在換檔時容易卡住，使駕駛員感到沉重的換檔，影響倒檔的換檔感覺并引起磨損，這就是設(shè)計結(jié)構(gòu)的缺陷。通過改進(jìn)一檔和倒檔滑動套的結(jié)構(gòu)，其功能是：在倒檔回到空檔的過程中，當(dāng)用戶操作不當(dāng)時，倒檔滑動套在倒檔之前已經(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，并且對前叉結(jié)構(gòu)和設(shè)計的改進(jìn)相對較小，

10、在一定程度上可以有效避免改進(jìn)過程中其他潛在的失敗風(fēng)險。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)計和改進(jìn)。比較復(fù)雜，特別是對于一檔，可能會對它的強度產(chǎn)生一些影響，需要重新設(shè)計和考慮，并且變化相對較大，因此有必要進(jìn)行選擇。結(jié)語：本研究通過進(jìn)行簡單實驗與簡單的推理演算，尋找出了對倒擋撥叉與齒輪造成非正常磨損的兩點原因，針對兩點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)行對比，分析其優(yōu)缺點，挑選出更加適合進(jìn)行實施的方案。本研究對提高換擋時的一次進(jìn)擋成功率來說有很大幫助，不僅避免了換檔時對變速器的損害過大，還對車輛壽