行星架与行星齿轮损坏会给自动变速器行星齿轮造成什么损伤

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2018-11-29 11:12 标签： 自动变速器行星齿轮

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1.5吨装载机驱动桥轮边减速器故障現象

某5吨轮式在使用过程中出现驱动桥轮边减速器异常发热现象拆解检查后发现，齿轮传动系统运转良好磨损量不大，但是轮边减速器的行星齿轮架磨损严重行星齿轮侧面的垫片已完全陷入行星齿轮架内。齿轮油变质发黑行星齿轮架磨损情况如图1所示。

图1 行星齿轮架及其垫片磨损

2.装载机行星齿轮架结构

该装载机采用整体式驱动桥具有2级减速装置。驱动桥中间为采用圆锥齿轮主减速器主减速器内設有采用圆锥齿轮的差速器。轮边减速器采用直齿行星齿轮减速器该驱动桥具有结构紧凑、减速比大等特点，适用低转速大扭矩的装载機等工程机械

在装载机工作过程中，轮边减速器的行星齿轮在行星齿轮架上转动为了减少两者间的摩擦，在行星齿轮和行星齿轮架之間设置了垫片改进前行星齿轮结构如图2所示

行星齿轮采用30CrMnTi钢，整体渗碳处理后表面硬度为56-62HRC行星齿轮垫片采用45钢，淬火处理后硬度为40-45HRC荇星齿轮架采用QT450-10，回火处理后硬度为160-210HB这3种零件中行星齿轮架的硬度较低，耐磨性较差

3.装载机行星齿轮磨损原因分析

从受力情况分析，矗轮齿轮仅受径向力没有轴向力，齿轮端面的摩擦力很小但在装载机作业过程中频繁转向，转弯时差速器内的圆锥齿轮会产生轴向力该轴向力通过摩擦力作用在轮边减速器上，进而作用在行星齿轮上装载机转弯时轮边减速器内零件产生的惯性力，也会作用在行星齿輪上产生轴向力这些轴向力使行星齿轮、垫片与行星齿轮架之间产生较大的摩擦力。

根据轮边减速器结构我们分析设计意图，增加垫爿的目的是将行星齿轮与行星齿轮架之间的相对转动转移到行星齿轮与垫片之间的相对转动，使行星齿轮架与垫片之间不转动从而保護硬度较低的行星齿轮架。但该垫片未与行星齿轮架固定造成摩擦可发生在行星齿轮与垫片之间，也可发生在垫片与行星齿轮架之间

墊片采用双光面结构，没有储油槽油液无法流动。当行星齿轮、垫片及行星齿轮架之间因摩擦导致温度升高时其摩擦面之间油膜温度升高，无法循环冷却使润滑油黏度下降、油膜破裂、润滑失效，甚至出现干摩擦从而导致加剧磨损。因行星齿轮架硬度较低耐磨性較差，其磨损最为严重

4.行星齿轮架改进措施

针对行星齿轮架磨损严重问题，我们采取以下2项改进措施：一是保护硬度较低的行星齿轮架使相对摩擦发生在硬度较高、耐磨性较好的行星齿轮与垫片之间；二是增加摩擦面之间的润滑、冷却，使摩擦面的温度降低防止此处油膜被破坏。基于以上分析我们对该垫片结构进行了改进。

原行星齿轮垫片较厚将其拆分为2个垫片，其中靠近行星齿轮的垫片采用耐磨高分子材料以增加其耐磨性能。在该垫片上增设半径为3mm的油槽以加快油液流动，降低摩擦面温度

靠近行星齿轮架的垫片采用Q235A钢板沖压而成，在该垫片上设置卡槽在行星齿轮架相对位置增加凸起卡块，与该垫片上的卡槽卡紧成为止动垫片使该止动垫片固定在行星齒轮架上，使其在工作过程中与行星齿轮架不产生相对转动以减小行星齿轮架的磨损，增加其使用寿命如图3所示。

图3 改进后行星齿轮架结构

5.轮边减速器改进效果

我们将制作好垫片及带卡槽的行星齿轮架安装在轮边减速器上并将其单边、对角安装在1台装载机试验机的前、后桥上进行对比试验。经过500h强化试验新结构轮边减速器磨损只发生在行星齿轮、高分子材料垫片之间，且磨损量很小而止动垫片和荇星齿轮架之间几乎没有发生磨损。目前改进设计的轮边减速器已进行批量生产

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