项目三__任务一变速器零件的常见损伤形式

项目三 变速器损坏的常用检测方法

任务一 变速器零件的常见损伤形式

【任务目标】

目标类型 目标要求

1.认知目标 （1）叙述常见手动变速器零件损伤形式；

2.技能目标 达到汽车维修中级工如下技能要求：

（1）判断变速器零件的常见损伤形式；

3.情感目标 （1）养成良好的学习和工作习惯及“5S”/“EHS”意识；

（2）培养“严谨”工作作风。

【任务描述】

汽车在行驶过程中，变速器担负着变速变扭的任务，以适应各种复杂行驶条件的需要，随着汽车行驶里程的增加，变速器内部零件磨损引起配合关系变差，出现噪声、乱档、换挡困难、漏油等故障。为了能快速准确地判断出故障部位及原因，就需要了解变速器零件的常见损伤形式。

通过本任务学习，了解汽车变速器的零件的常见损伤形式。

【知识准备】

一、变速器壳体的常见损坏形式有哪些？

壳体类零件是指气缸体、飞轮壳、变速器壳、主减速器壳等，它是各总成装配的基础。

1、壳体变形

壳体变形主要是变速器壳体与盖结合的平面发生翘曲

2、壳体裂纹

变速器壳的轴承座孔与轴孔的连接处容易发生裂纹，或壳体断面急剧变化的地方，由于应力集中而往往引起裂纹。

3、螺纹损伤

螺纹损伤一般发生在螺纹口处较多。

4、轴承座孔磨损

变速器壳体上轴承座孔磨损会破坏壳体与轴承的配合关系，使齿轮轴线偏移，破坏正常的齿轮啮合。

二、变速器齿轮、轴、轴承的常见损坏形式有哪些？

1、变速器齿轮的损坏

变速器齿轮经常处在不断变化的高转速、高负荷下工作， 如果使用或保养不当等会使齿轮发生损伤。变速器齿轮的主要损伤有齿面磨损、端齿磨损、疲劳剥落、腐蚀斑点、齿轮破碎等。

2、变速器齿轮轴的损坏

变速器齿轮轴在工作中，承受着扭矩、弯矩等负荷作用，易发生轴的损伤通常表现为：轴颈、花键齿的磨损，轴的变形，轴的破裂等。

3、变速器轴承的常见损坏 常见形式有机械损伤、轴承穴蚀、疲劳点蚀、腐蚀和烧灼等。

三、变速器其它零件的损坏有哪些？

1、变速杆

变速杆的主要损伤是上球关节、定位槽、下部端面球头磨损，严重时可能会造成乱挡和脱挡。

2、变速器拨叉

变速器拨叉的主要损伤是拨叉的弯曲、扭曲、拨叉上部导动块部分磨损等。

3、变速器拨叉轴

变速器拨叉轴的主要损伤是弯曲和磨损。

4、同步器

目前广泛采用的锁环式惯性同步器，其主要损伤是：锁环内锥面螺纹槽、锁环花键毂的三个轴向槽（三个缺口）、滑块的磨损；锁环花键齿圈的损坏等。

【知识拓展】失效形式

一般来说，齿轮传动的失效主要发生在轮齿上。轮齿部分的失效形式分为两大类：轮齿折断，

齿面失效。

1、 轮齿折断

折断失效通常有轮齿的弯曲疲劳折断、过载折断和随机折断。

（1）疲劳折断：工作时轮齿反复受载，使得齿根处产生疲劳裂纹，并逐步扩展以至轮齿折断的失效。疲劳裂纹多起源于齿根受拉的一侧。

（2）过载折断：齿轮受到突然过载，或经严重磨损后齿厚减薄时，轮齿会发生过载折断。

（3）随机折断：通常是指由于轮齿缺陷、点蚀或其它应力集中源在轮齿某部位形成过高应力集中而引起轮齿折断。断裂部位随缺陷或过高有害残余应力的位置而定，与齿根圆角半径无关。

轮齿折断的形式有整体折断和局部折断。整体折断多发生于直齿轮，局部折断多发生于斜齿和人字齿轮，齿宽较大的直齿轮和由于安装、制造因素使得局部受载过大的直齿轮，也可能发生局部折断。疲劳折断的断口较光滑，过载折断的断口则较粗糙。增大齿根过渡圆角半径，减小齿面粗糙度，对齿根进行喷丸或碾压强化处理消除该处的加工刀痕，选用韧性较好的材料，采用合理的变位等，均有助于提高轮齿的抗折断能力。

通常，轮齿疲劳折断是闭式硬齿面齿轮传动的主要失效形式。

2、齿面失效

齿面失效常见的失效形式有：点蚀、胶合、齿面磨损和齿面塑性变形。

（1）点蚀

齿轮在啮合过程中，相互接触的齿面受到周期性变化的接触应力的作用。若齿面接触应力

超出材料的接触疲劳极限时，在载荷的多次重复作用下，齿面会产生细微的疲劳裂纹；封闭在裂纹中的润滑油的挤压作用使裂纹扩大，最后导致表层小片状剥落而形成麻点，这种疲劳磨损现象，齿轮传动中称为点蚀（图9.3-13）。节线靠近齿根的部位最先产生点蚀。润滑油的粘度对点蚀的扩展影响很大，点蚀将影响传动的平稳性并产生冲击、振动和噪音，引起传动失效。

点蚀又分为收敛性点蚀和扩展性点蚀。收敛性点蚀指新齿轮在短期工作后出现点蚀痕迹，继续工作后不再发展或反而消失的点蚀现象。收敛性点蚀只发生在软齿面上，一般对齿轮工作影响不大。扩展性点蚀指随着工作时间的延长而继续扩展的点蚀现象，常在软齿面轮齿经跑合后，接触应力高于接触疲劳极限时发生。硬齿面齿轮由于材料的脆性，凹坑边缘不易被碾平，而是继续碎裂成为大凹坑，所以只发生扩展性点蚀。严重的扩展性点蚀能使齿轮在很短的时间内报废。

提高齿面硬度和降低表面粗糙度，在许可的范围内增大相互啮合齿轮的综合曲率半径，采

用粘度较高的润滑油等，有助于提高齿轮的抗点蚀能力。 （2）齿面胶合

齿面胶合是指在重载或高速传动时，齿面局部金属焊接继而又因相对滑动，其齿面的金属

从其表面被撕落，轮齿表面沿滑动方向出现粗糙沟痕的现象。

在高速重载情况下工作的齿轮，由于其滑动速度大而导致瞬时温度过高，使油膜破裂而产

生粘焊，从而引起的胶合称为热胶合。在低速重载情况下，由于齿面应力过大，相对速度低，油膜不易形成，使接触处产生了局部高温而发生的胶合，称为冷胶合。胶合从程度上可分为轻微胶合、中等胶合和破坏胶合。轻微胶合需要借助于显微镜才能见其粘着痕迹；中等胶合的条纹细浅，肉眼可见；破坏胶合沿齿廓相对滑动方向呈明显的粘撕沟痕，整个齿面明显发生材料移失现象，振动噪音增大，齿轮迅速失效，严重时发产咬死。

提高齿面硬度，降低表面粗糙度，采用有抗胶合添加剂的润滑油，采取有效冷却，选用合

理变位，减小模数和齿高来降低滑动速度，选用抗胶合性能好的材料等，有助于提高齿轮的抗胶合能力。

（3）齿面磨损

齿轮传动在工作时，齿廓表面在啮合中存在着相对滑动，齿面由此产生摩擦导致齿面磨损。

齿面磨损常见的具体形式包括：磨粒磨损、低速磨损和腐蚀磨损。当金属微粒、灰尘、异物等落入相啮合的齿面之间，它们将起到磨料的作用从而引起齿面磨粒磨损。磨粒磨损是开式齿轮传动最常见的失效；闭式传动新齿轮在磨合后未予清洗或密封不良等导致润滑油污染时，也会引起磨粒磨损。当齿轮圆周速度过低时（〈0.5m/s〉，相啮合齿面间的弹性流体动力膜厚很小，会引起齿面材料的连续性磨损，称为低速磨损，它通常发生在低速传动中。润滑油中的一些活性成分会和齿轮材料发生化学与电化学作用引起腐蚀磨损。

齿面磨损造成齿厚减薄，齿廓形状破坏，啮合侧隙增大，导致振动、噪音和冲击，严重时

会使得齿轮因强度不足而折断。 齿轮工作过程中，保持清洁，适时更换润滑油，采用合适的密封和润滑装置，改善润滑方式，选用粘度较高的润滑剂和合适的极压添加剂，选用合适的材料等，有助于减轻齿面的磨损。

（4）齿面塑性变形

由于载荷和摩擦力过大，齿面材料在啮合过程中，产生塑性流动从而造成齿面形状损坏，

齿面塑性变形。一般发生在软齿面齿轮上。

由于主动轮齿齿面上所受到的摩擦力背离节线，分别朝向齿顶和齿根作用，因此产生塑性

变形后，齿面上节线附近就下凹；从动轮轮齿表面所受到的摩擦力则分别由齿顶及齿根朝向节线作用，产生塑性变形之后，齿面上节线附近就上凸。这种失效常在低速重载、频繁起动和过载传动中出现。减小接触应力，适当提高齿面硬度，提高润滑油的粘度等，有助于减轻和防止齿面塑性变形。

此外，齿轮传动中，由于安装及制造误差过大、材料缺陷、磨削烧伤和裂纹、表面处理不

当等原因，也会造成多种失效。加强原材料和成品检验、控制加工和安装质量，改进热处理工艺，对有效的减少齿轮失效，提高齿轮强度具有重要的意义。

【任务实施】

一、准备工作

1、所需设备、工量具和材料

常用工具、维修手册、干净的抹布、手动变速器车辆或手动变速器总成。

2、安全防护用品

标准作业装、安全鞋、线手套

3、汽车信息收集

车牌号码： 车辆型号：

VIN码： 行驶里程：

说明：如本任务是训练任务是已拆卸下的变速器，则省去变速器的拆车和装车步骤。

二、变速器壳体的常见损坏形式识别

1、壳体检查

（1）壳体是否有变形。 □是 □否

（2）壳体是否有裂纹。 □是 □否

（3）壳体是否有螺纹损伤。 □是 □否

（4）壳体孔壁是否有磨损。 □是 □否

（5）壳体结合平面是否有翘曲 □是 □否

（6）轴承座孔合轴孔的磨损 □是 □否

三、变速器齿轮、轴、轴承的常见损坏形式识别

1、齿轮检查

（1）齿轮是否折断。 □是 □否

（2）齿轮是否有裂纹。 □是 □否

（3）齿轮端面是否磨损。 □是 □否

（4）齿轮是否有斑点。 □是 □否

2、轴的检查

（1）轴是否变形。 □是 □否

（2）轴是否有裂纹。 □是 □否

（3）轴颈是否磨损。 □是 □否

（4）轴上定位凹槽是否磨损。 □是 □否

（5）轴上花键齿是否磨损。 □是 □否

3、轴承的检查

（1）轴承是否有裂纹。 □是 □否

（2）轴承是否有斑点。 □是 □否

（3）轴承是否有鳞片状金属脱落。 □是 □否

（4）轴承是否有烧损变色。 □是 □否