一、問題的提出
據我們多年的生產實踐和以往的臺架壽命試驗，部件在設計上還有需要完善之處。YC5—30Q07汽車變速器是“東風”輕型車定型生產的傳動部件。主要問題：一檔從動齒出現(xiàn)過打齒和跳檔現(xiàn)象，給安全行車留下隱患。
二、問題的分析
（1）改進前一檔、倒檔齒輪結構及強度分析
掛檔時，滑動齒套與齒輪接合齒嚙合的一端，齒側接觸為面觸：但滑動齒套與固定齒座接合的一端，齒側接觸僅為線接或點接觸。由于不可避免存在間隙和制造誤差，工作時接合齒不可能全部同時接觸，所以當重載時，因偏載然會導致滑動齒套整體傾斜，進而出現(xiàn)跳檔現(xiàn)象。
由于原YCS—30QO7變速器是按一軸輸入額定扭矩為l96N -m設計的一檔、倒檔齒輪寬度均為24mm，現(xiàn)因采用4102發(fā)動機，一軸輸入額定扭矩提高到245N–m。
由于齒輪失效大于10%。顯然，一檔、倒檔齒輪強度不足。
（2）改進前，滑動齒套結構及跳檔分析
滑動齒套內花鍵為2.5模漸開線內花鍵，為保證掛檔時的順暢，兩端有100°的倒角及15°的傾角。為避免自動脫檔，齒側兩面均有2°倒錐。由于倒錐的加工工藝是用插齒加工，中間部位開有3mm寬的退刀槽，導致花鍵除兩端頭部檢驗位置，已無正常齒形。同樣，齒輪外花鍵接合齒有2°的倒錐，而二軸固定齒座的外花鍵為漸開線正常齒形。
三、從設計上改進的必要性和改進方案
綜上所述，有必要從實用的原則出發(fā)，對一檔、倒檔齒結構進行改進，提高齒輪強度和滑動齒套的穩(wěn)定性及其有嚙合長度。具體方案如下：
①將撥叉厚度增加到12mm ；②檔齒輪向內側加寬3.5mm ，倒檔齒輪向內側加寬1. 5mm；③滑動齒套加寬6mm；④齒輪接合齒采用先加工，然后電子束焊接工藝。即可使加工容易實現(xiàn)，也能證產品質量。
四、改進后一檔、倒檔齒輪結構
按換檔行程為11mm計算，一檔、倒檔齒輪理論上允許加寬量為：42mm—（12mm+11mmx2）=8mm，實際加寬：一檔齒輪3.5mm，倒檔齒輪1. 5mm，由于未增大其他尺寸，保證了絕大部分零件的通用性及其外部尺寸的合理聯(lián)系。
按一軸輸入扭矩為245N-m，經齒根彎曲強度計算：
齒根彎曲應力：rFl=408MPa，rF2=347.3MPa；
許用應力：QFpl=530MPa，QFp2=560MPa ；
安全系數(shù)：SFl=1.3 ，SFB=1.58，
顯然，改進后的設計，安全系數(shù)大于或等于齒輪的最小全系數(shù)，滿足了設計要求和使用要求。
五、改進后滑動齒套內花鍵結構分析
由于齒輪接合齒加寬部分在齒輪的內側，使滑動齒寬成為可能。新設計加寬了6mm，使中間部分保留9mm長的正常齒形。在固定齒座仍為20mm寬，換檔行程為11mm的條件下，掛檔時可保證滑動齒套仍有：20mm/2+9mm/2—11mm=3.5mm寬的正常齒形與固定齒座嚙合。這樣，就保證了滑動齒套的穩(wěn)定性，從根本上解決了跳檔問題。
六、臺架壽命試驗結果
主要試驗數(shù)據：①一軸輸入扭矩：295N-m；②一軸輸入轉速：2200r/min ；③循環(huán)次數(shù)：一檔：40x10°次，折合臺時：19.2h；倒檔：2h。
試驗結果：臺架壽命試驗按照JB3987—85（汽車機械式變速器臺架試驗辦法）進行，試驗結果符合JB4152—85（汽車機械式變速器臺架試驗評價指標）的要求。
七、結論
YC5—30QO7變速器一檔、倒檔齒輪，經結構改進設計后齒輪強度大幅度提高，跳檔問題得到了根本性解決，順利通了295N-m臺架壽命試驗，完全滿足了實用要求。
（轉載）
