HW1500系双副轴变速箱两副轴扭矩分配浅析

王晓燕

（中国重汽集团大同齿轮公司，山西 大同 037305）

HW1500系双副轴变速箱两副轴扭矩分配浅析

王晓燕

（中国重汽集团大同齿轮公司，山西 大同 037305）

以建模的试验方式分析了HW1500系双副轴变速箱两副轴档位齿轮相对偏转角度不同时，两副轴分担扭矩的分配情况，利用数据分析得出了两副轴档位齿轮相对偏转角度越小，两副轴齿轮分担的扭矩越接近各50%，并给出在实际生产加工中的合理化建议。

双副轴变速箱；扭矩；偏转角度

CLC NO.: U463.2 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2015)02-58-03

前言

HW1500系双副轴变速箱是我公司为某商用车公司配套的一款变速箱产品。该变速箱由于采用双副轴设计，由两根副轴分担扭矩且不带同步器，使该变速箱的轴向长度缩短，重量减轻，同时该变速箱档位多、传动比大、齿轮承载储备系数大，是载货汽车、自卸车、集装箱车等工程用车匹配之理想选择，在国内市场应用广泛[1]。

1、现状分析

图一为HW1500系双副轴变速箱结构简图，从图中可以看到，当输入轴旋转时，各齿轮啮合的齿侧间隙会压实，浮动齿轮的单侧啮合齿部会产生间隙。此间隙是由各零件的精度误差所导致的。

HW1500系双副轴变速箱在传递扭矩时，理论上每根副轴承担总体扭矩的50%，但是由于两副轴齿轮、副轴、键等零件的加工误差，从而导致实际上每根副轴承担的扭矩并不是总体扭矩的50%，当其中一根副轴承担扭矩增加时，造成该副轴上齿轮应力增加，极易发生该副轴上齿轮提前打齿，降低该副轴上齿轮的寿命降低，最终，导致该变速箱整体寿命的降低[2]。

考虑到此种情况，我们以建模的形式进行试验，实际测量两副轴相对偏转角度不同时，各轴上分担扭矩的分配情况。

2、试验方法及结果

2.1 建立模型测量两副轴扭矩分配

在两副轴上各贴两组应变片，在机械式变速器加载试验台上, 模拟输入扭矩为400Nm的工况，挂1档、2档、3档、倒档，测试两副轴的应变，再进行两应变的相对值换算，从而确定两副轴工作齿轮相对常啮合齿轮偏转角度不同时，两副轴各分担扭矩的百分比。

2.1.1 试验一

试验一所用变速箱为随机抽取的现生产总成，且为了可以试验所有档位，将副轴上常啮合齿轮旁边的隔套进行切割，使之露出副轴，从而可以将应变片贴在副轴此部位，见图2；在试验完成后，测量各档齿轮相对于倒档齿轮的偏转角度。

2.1.2 试验一结果及分析

表1为试验一双副轴各档齿轮相对常啮合齿轮的扭矩测量及偏转角度测量结果对比。

表1 双副轴各档齿轮相对常啮合齿轮的扭矩测量及偏转角度测量结果

从表1的试验数据可以看出，在挂不同档位的不同状态下双副轴应变值均稍有差异，但但从数据对应柱状曲线趋势来看，两副轴的相对偏转角度越大时，两副轴分担的应变扭矩比例越大。

2.1.3 试验二与试验三

测量两组双副轴总成相对偏转角角度值，并将双副轴总成相对偏转角小的一组进行试验二，双副轴总成相对偏转角大的一组进行试验三，见图3。

其中，试验三中为了制造双副轴总成相对偏转角大的情况，特别将一根副轴上常啮合齿轮内的键单面磨掉一部分，经测试倒档相对常啮合偏转46′；一档相对常啮合偏转55′。另外，试验二与试验三的试验只进行了1档与倒档的试验。

2.1.4 试验二与试验三结果及分析

表二为试验二双副轴总成相对偏转角小的状态下，双副轴各档齿轮相对常啮合齿轮的扭矩测量及偏转角度测量结果对比。

表2 相对偏转角度小时各档齿轮相对常啮合齿轮的扭矩测量及偏转角度测量结果

表3为试验三双副轴总成相对偏转角大的状态下，双副轴各档齿轮相对常啮合齿轮的扭矩测量及偏转角度测量结果对比。

Analysis of the torque distribution on the twin countershafts in the HW1500 series twin countershafts transmission

Wang Xiaoyan
（China National Heavy Duty Truck Group Datong Gear Co., Ltd., Shanxi Datong 037305）

Through modeling experiment way，it analyzed the torque distribution on the twin countershafts in the HW1500 series twin countershafts transmission. Using data analysis it was concluded that the gear relative deflection angles of the twin countershafts was smaller, the torque share of the twin countershafts was closer each 50%, and the rationalization proposal was given in the actual production and processing.

Twin countershafts transmission；Torque；Deflection angles

表3 相对偏转角度大时各档齿轮相对常啮合齿轮的扭矩测量及偏转角度测量结果

U463.2

A

1671-7988(2015)02-58-03

王晓燕，就职于中国重汽集团大同齿轮公司，主要从事变速箱研发及金属热处理方面的研究。