汽車修理中的齒輪技術(shù)探析

黃光樹

摘 要：隨著我國交通運輸業(yè)的快速發(fā)展，汽車的需求量也越來越大，人們對于汽車的認識也逐漸從外觀轉(zhuǎn)移到技術(shù)層面。齒輪結(jié)構(gòu)是汽車結(jié)構(gòu)的主要部件之一，齒輪和齒輪傳動在汽車中起著無可替代的重要作用，因此齒輪技術(shù)在汽車修理過程中也逐漸引起了人們的關(guān)注，隨著汽車使用時間的增長，齒輪不可避免的會發(fā)生磨損。該文結(jié)合研究者多年工作經(jīng)驗，分析了幾種常見的汽車齒輪故障，并結(jié)合實例探討了齒輪技術(shù)在汽車修理中的具體應(yīng)用，以期為汽車維修技術(shù)的發(fā)展提供一定的技術(shù)參考。

關(guān)鍵詞：汽車維修 齒輪技術(shù) 修復(fù)技術(shù)

中圖分類號：U472.4 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）02（a）-0093-01

齒輪結(jié)構(gòu)在機械產(chǎn)品中具有非常重要的作用，齒輪的種類繁多，規(guī)格各異，對精度的要求比較高，隨著科技的快速發(fā)展，齒輪技術(shù)也得到了很大的進步。作為一種傳動結(jié)構(gòu)，齒輪在汽車當(dāng)中的應(yīng)用也非常廣泛，然而隨著汽車使用時間的逐漸增加，齒輪也會慢慢磨損，為了保證行車安全，必須進行汽車齒輪維修。該文主要介紹了汽車中齒輪的分類以及相關(guān)標準，并探討了汽車修理過程中齒輪技術(shù)的具體應(yīng)用。

1 汽車中齒輪的概述

1.1 汽車齒輪的分類

汽車中齒輪種類繁多，主要分為以下幾類：（1）內(nèi)齒齒輪。內(nèi)齒齒輪主要是應(yīng)用在汽車的自動變速器中的中心輪以及油泵當(dāng)中。內(nèi)齒齒輪的輪齒全部都是向內(nèi)部設(shè)置的，可以與其他的汽車部件良好吻合，并且還能很好地節(jié)省汽車空間。（2）螺旋齒輪。螺旋齒輪在汽車中間的應(yīng)用比較廣泛，比如發(fā)動機、機油泵以及傳動齒輪等。螺旋齒輪結(jié)構(gòu)指的是通過一對齒輪軸相交才能運轉(zhuǎn)的齒輪，汽車螺旋齒輪的螺旋角度可以不完全一致，只要在實際使用過程當(dāng)中能夠合理配合即可。（3）圓柱齒輪。圓柱齒輪是汽車中間運用最多的，包括斜齒和直齒兩種，主要應(yīng)用在汽車的發(fā)動機、減速器中，能夠?qū)崿F(xiàn)平行軸之間的機械傳動。（4）圓錐齒輪。圓錐齒輪就是通常所說的傘齒輪，主要應(yīng)用在汽車的差速器中，大部分都是使用金屬材質(zhì)制作，少部分采用特殊的塑料材質(zhì)。圓錐齒輪耐磨性高，使用壽命較長，相對于其他齒輪來說具有更長的使用壽命。

1.2 齒輪技術(shù)參數(shù)的概述

隨著汽車制造業(yè)的快速發(fā)展，汽車各種齒輪的參數(shù)標準也在逐步調(diào)整，齒輪制作對精密度的要求比較高，因此必須確保齒輪各項參數(shù)的準確性。目前國際通用的齒輪計量方法就是采用模數(shù)法，在計算齒輪的直徑的時候需要以分度圓直徑為基準，然后利用分度圓弧長以及齒間的節(jié)距來進行度量，公式如下：

π*d=z*p*t

然而在實際計算當(dāng)中，由于π是無理數(shù)，因此通常不選用節(jié)距作為計算，而用模數(shù)m來代替，公式為：m=m/z，其中模數(shù)的單位為mm，節(jié)點與模數(shù)互為倒數(shù)。當(dāng)然每個國家的齒輪標準也不盡相同，而汽車齒輪對于齒輪的精度、強度以及穩(wěn)定性要求更高，有些齒輪的分度圓與節(jié)圓都不一定能夠重合，而且有的特殊齒輪的輪齒只有7個，所以汽車齒輪在選擇的過程中不一定要嚴格遵從標準，只要能夠很好的實現(xiàn)汽車的功能即可。

2 齒輪工藝的簡介

齒輪的種類繁多，不同規(guī)格的齒輪加工工藝也不盡相同，幾種常見的齒輪加工工藝包括剃齒法、滾齒法以及冷軋法，其中滾齒法熱穩(wěn)定性以及安全性高，零件不用進行分齒掛輪操作，便于自動化生產(chǎn)，應(yīng)用比較廣泛。汽車齒輪當(dāng)中大部分都是硬齒面齒輪，硬齒面齒輪的加工技術(shù)包括機床技術(shù)和工具技術(shù)兩個方面。工具技術(shù)主要是刀具技術(shù)的改進，隨著更多新型材料的使用，新型刀具具有更好的硬度、強度以及耐高溫等特點，能夠很好地滿足齒輪的滾齒、剃齒以及熱處理等工藝要求。機床技術(shù)是機械加工走向高數(shù)字化程度的標志，機床就相當(dāng)于一個自動化平臺，通過開發(fā)的齒輪加工軟件能夠完成齒輪加工的整套工序，大大提高生產(chǎn)效率，是目前應(yīng)用最為廣泛的齒輪加工方法。

3 汽車修理中齒輪技術(shù)的探究

3.1 汽車齒輪故障診斷技術(shù)

為了更好地了解汽車齒輪的使用狀況，必須通過科學(xué)的方法對汽車齒輪進行故障診斷。目前比較成熟的一種方法就是ARMA模型法，通過ARMA模型軟件對齒輪使用進行分析，包括數(shù)據(jù)采集、顯示、分析、保存以及回放五個步驟得到相關(guān)實驗數(shù)據(jù)，然后再結(jié)合齒輪齒和基本理論，對齒輪的振動以及故障趨勢進行科學(xué)預(yù)判，結(jié)果表明采用ARMA模型軟件能夠較為準確地評估驅(qū)動橋的剩余壽命，為汽車齒輪維修提供很好的技術(shù)支持。

3.2 汽車齒輪修復(fù)技術(shù)

汽車齒輪在使用的過程中會慢慢發(fā)生磨損，當(dāng)齒輪產(chǎn)生裂紋后必須進行修復(fù)，否則會埋下安全隱患。而齒輪的修復(fù)必須由專業(yè)技術(shù)人員進行。通常齒輪修復(fù)工藝流程包括以下幾步：挖剔→打磨→清洗→磷化→合金粉末燒熔→熔敷堆焊→焊層打磨→齒輪矯正→拋光→驗收。

汽車齒輪中比較常見的齒輪損壞情況有下面幾種：（1）汽車齒輪箱的裂紋故障。汽車齒輪箱裂紋是汽車常見故障之一，產(chǎn)生裂紋的原因主要包括三個方面：一是自身設(shè)計不合理，承受力差；二是由于發(fā)動機的轉(zhuǎn)速不平穩(wěn)，風(fēng)壓不一致造成的；三是由于外界的機械動能撞擊造成的。對于齒輪箱裂紋的修復(fù)方法有以下幾種：①普通焊條補焊法。根據(jù)對正常使用時間要求不同選擇不同的焊接材料。對于保證正常使用時間為500h的可采用普通焊條補焊技術(shù)，使用時間為700h的可采用普通焊條補焊與加強筋結(jié)合法，使用時間達到4 000h的采用普通焊條與枕木相結(jié)合的方法。②高強鋼補焊法。這種補焊方法對焊接要求較高，效果也不是很好，因為采用高強鋼補焊，會造成強度不均勻，在焊接過程中容易出現(xiàn)邊焊邊裂的現(xiàn)象。③加焊彈簧橡膠座的方法。這是目前應(yīng)用比較廣泛的一種方法，能夠有效地降低振動帶來的負面影響，而且維修效果比較好。（2）汽車變速箱齒輪損壞。汽車變速箱的雙聯(lián)齒輪出現(xiàn)損壞，目前使用效果最好的就是激光焊接法，激光焊接法是由計算機控制的，焊接位置準確，焊接質(zhì)量高，而且能夠完成不同規(guī)格齒輪的焊接，是目前比較成熟的一種焊接方法。（3）采用虛擬維修決策法。隨著計算機虛擬現(xiàn)實技術(shù)的發(fā)展，仿真技術(shù)在齒輪修復(fù)中也得到了很好的應(yīng)用。比如齒輪斷齒維修，通常可以采用堆焊法、鑲齒法和拼接法三種，可以預(yù)先通過計算機虛擬現(xiàn)實技術(shù)對三種方法進行模擬預(yù)處理，然后根據(jù)仿真結(jié)果選擇最合適的方法，這種齒輪修復(fù)技術(shù)將是未來發(fā)展的趨勢。

4 結(jié)語

齒輪結(jié)構(gòu)是汽車內(nèi)部的重要機械部件之一，一旦出現(xiàn)故障，就會對汽車的正常使用造成重要影響，因此必須加強汽車維修技術(shù)，并且不斷改進齒輪技術(shù)，確保汽車維修過程中的順利完成，保證行車安全。

參考文獻

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