【正文】 力的現(xiàn)象。 中北大學(xué) 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 21 頁 共 32 頁 O mml 210? A NF 66? 圖 43 操縱桿的慣性矩（圓截面）： ? ? 49434 mdIz ?? ????? ?? 由圖 43可知，操縱桿的最大撓度在自由端截面，其值為： ? ? mEIqlf 499333 03 1021 0353 ??? ?????? ???? （鋼的彈性模量 PaE 910210 ?? ） ∵ 一般軸的許用撓度 ? ? lf ??????? 9001~2020 ∴ ? ? mlf 43 0 0102 1 05 0 0 ?? ????? ∵ f ??f ， ∴ 操縱桿滿足剛度要求?？紤]到操縱桿的實(shí)際工作情況，這里選 3?n 。 (1)操縱桿材料： 考慮到制造成本，參考現(xiàn)有相關(guān)零件的材料，我們這里選 A 級(jí) Q235 鋼作為其制造材料。 B 66N 350x A O x mm C mm80 mN?15 圖 42 已知： 操縱力為： 66N；換檔搖臂長度為： 80mm，所需力矩為 : mN?66 ， 如圖 42，設(shè) xAO? , 則有： ? ?mmxxxxxx1 2 2 3 1 0 5 3 8 7662 3 1 0 010108015103 5 066 333??????????? ??? 為了設(shè)計(jì)和制造方便，這里取 mmx 92? 。 選、換檔搖臂長度及選、換檔所需力矩 通過在實(shí)驗(yàn)室實(shí)地測(cè)量，并參照 EQ1090 車型變速器設(shè)計(jì)參數(shù)，本次設(shè)計(jì)選?。? 換檔搖臂長度： mm80 ；換檔力矩： mN?15 ；選檔搖臂長度： mm80 ；換檔力矩： mN?25 。 操縱桿長度 因?yàn)樵O(shè)計(jì)的是微型汽車換檔操縱機(jī)構(gòu)，通過對(duì)市場(chǎng)上相關(guān)產(chǎn)品的調(diào)查，結(jié)合本次設(shè)計(jì)的需要，選取操縱桿長度為： 350mm。所謂耗散力 , 定義為駕駛員作用于手柄的力 , 除去用于克服變速器的換檔力后所剩余的力。不考慮摩擦、防塵套的變形作用 , 手柄操縱力應(yīng)為 66 N。在不考慮變形下 , 手柄前進(jìn)或后退的掛前進(jìn)檔的運(yùn)動(dòng)行程均為 91 mm。關(guān)于手柄的行程范圍 , 根據(jù)人體工程學(xué)的要求 ,貨 車變速操縱桿布置在以座椅中心線離靠背 100mm 處為圓心 , 以 600mm 為半徑所畫的圓范圍內(nèi)較合適 , 并要求變速操縱桿手柄在任意位置時(shí) , 均應(yīng)位于轉(zhuǎn)向盤下方和駕駛員座椅右邊 , 在離靠背 100 mm 處之前時(shí) , 手柄高度不低于座墊表面。需要拌倒檔時(shí)，必須將手柄 1向上提起 (見圖 39b)，通過拉桿 3克服彈簧 4的力，使倒檔欽片 5升高到倒檔撥塊 6的凸起部之上，才能使變速桿酌下端進(jìn)入例檔撥塊 6的槽中，以便撥動(dòng)例檔撥叉軸而掛入倒 檔 。 圖 38 鎖銷式倒檔鎖 裝置 圖 39 鎖片式倒 檔 鎖裝置 l變速桿 ； 2倒檔撥塊 ； 3倒檔鎖彈簧； 4倒 檔 鎖銷 1手柄； 2變速桿； 3拉桿； 4彈簧；5倒 檔 鎖片； 6倒 檔 鎖撥塊； 7三、四檔撥叉； 8— 二檔撥叉 如圖 39所示。 多數(shù)汽車變速器采用結(jié)構(gòu)簡單的彈簧鎖銷式倒檔鎖 (圖 38)。 圖 37 轉(zhuǎn)動(dòng)鉗口式互鎖裝置 l變速桿； 2鉗形板 總之，不論哪類互鎖裝置，其工作原理是一致的，即每一次只能移動(dòng)一根撥叉軸，其余撥叉軸均在空檔位置不動(dòng)。自鎖彈 簧 2的預(yù)壓力和鎖銷 l對(duì)撥叉軸起到自鎖作用。 中北大學(xué) 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 14 頁 共 32 頁 圖 35 鋼球式互鎖裝置工作原理圖 l、 3撥叉軸； 6互鎖鋼球； 5互鎖頂銷； 9撥叉 (或撥塊 )； 10變速桿下端球 上述互鎖裝置工作情況可知，當(dāng)一根撥叉軸移動(dòng)的同時(shí)，其它兩根撥叉軸均被鎖止。 (2)互鎖原理：當(dāng)變速器處于空檔位置時(shí)，所有撥叉軸的側(cè)面凹槽同鋼球、頂銷都在同一直線上。中間 撥叉軸的兩側(cè)各有一個(gè)凹槽。情況嚴(yán)重時(shí)還將使零件遭受破壞。換檔時(shí)，駕駛員施加于撥叉軸 上的軸向力克服彈簧與鋼球的自鎖力時(shí)，鋼球便克服彈簧的預(yù)壓力而升起，撥叉軸移動(dòng)，當(dāng)鋼球與另一凹槽處對(duì)正時(shí)，鋼球又被壓入凹槽內(nèi)，此動(dòng)作傳到操縱桿上，使駕駛員具有“手感”。即使達(dá)到全齒長嚙合，也可能由于汽車振動(dòng)或其他原因，使滑動(dòng) 齒輪 (或接合套 )自動(dòng)軸向移動(dòng)，田田減少了齒的嚙合長度，甚至完全脫離嚙合，即自動(dòng)脫檔。 總而言之，應(yīng)用人機(jī)工程學(xué)原理進(jìn)行操縱機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，有利于最大限度地改善人機(jī)關(guān)系，使人與機(jī)器達(dá)到最佳匹配，對(duì)于提高勞動(dòng)生產(chǎn)效率，改善勞動(dòng)者的勞動(dòng)條件，減輕操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度，為操作者 提供方便、安全、舒適的工作環(huán)境是非常有益的，而且也能取得良好的效果。 或 16O176。腳產(chǎn)生的操縱力大小與下肢的位置、姿勢(shì)和方向有關(guān)，下肢伸直時(shí)腳產(chǎn)生的力大于下肢彎曲時(shí)腳產(chǎn)生的力；坐背有靠背支持時(shí)腳可產(chǎn)生最大的力。手臂處于側(cè)面下方時(shí)，推、拉力都較弱，但其向上、向下的力較大。 的范圍最佳。 視距范圍是指人的眼睛觀察操縱器的正常范圍，一般選取 560mm 左右為最佳視距， 最大視距為 760mm，最小視距為 380mm 左右。 ，以鼻為中心左右 15176。 ～ 4O176。 在視野邊沿上，人只能觀察出物體的出現(xiàn)，但不知其形狀。 ；雙眼在水平方向上大約增加到 120176。 、向中北大學(xué) 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 11 頁 共 32 頁 下 65176。單眼對(duì)于黑背影上的白色對(duì)象的平均視野范圍為：從眼球中心向外側(cè) 9O176。 人體尺寸在操縱機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用 GB10000— 88是 1989年開始實(shí)施的我國成人人體尺寸國家標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)人機(jī)工程學(xué)要求提供了我國成人人體的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。 變速器換檔 機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的人機(jī)工程學(xué)意義 操縱機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 操縱機(jī)構(gòu)應(yīng)當(dāng)設(shè)在人肢體活動(dòng)的最有力的區(qū)域內(nèi)，其高低要適應(yīng)于人體相應(yīng)部位，其位置要設(shè)在操作方便、反應(yīng)靈活的空間范圍之內(nèi)。雖然它有結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造精度要求高、軸向尺寸大、同步環(huán) (摩擦件 )使用壽命短等缺點(diǎn)，但仍然得到廣泛應(yīng)用。此外，因增設(shè)了嚙合套和常嚙合齒輪，使變速器旋轉(zhuǎn)部分的總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量增大。除此之外，采用直齒滑動(dòng)齒輪換 檔 時(shí)，換 檔 行程長也是它的缺點(diǎn)?？諜n時(shí)，各撥叉頂部 凹槽都對(duì)齊，使變速桿下端可作橫向移動(dòng)，伸入所掛檔位的撥叉凹槽內(nèi)。設(shè)計(jì)時(shí)必中北大學(xué) 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 9 頁 共 32 頁 須綜 合考慮批量、經(jīng)濟(jì)性、交貨期和制造工藝等因素。 變速桿中部具有球面，支承在變速器蓋內(nèi)，變速桿上部在駕駛室內(nèi)。 球形手柄 因?yàn)榍蛐问直蠖酁橄鹚苤破罚枰谱髂＞?，所以在批量不大時(shí)，盡量根據(jù)現(xiàn)有模具選型。變速桿用球頭鉸鏈安裝在變速桿座上 (通過彈簧和碗蓋吊裝，彈簧力的方向可以是向上的，也可以是向下的 )，可前、后、左、右擺動(dòng)。 因此， EQ1090貨車機(jī)械式變速器操縱機(jī)構(gòu)的換 檔 位置圖選擇圖 33a。 換 檔 機(jī)構(gòu)方案分析 換 檔 位置圖 的確定 設(shè)計(jì)操縱機(jī)構(gòu)首先要確定換 檔 位置圖。東風(fēng)牌 EQl092F是東風(fēng)汽車的主導(dǎo)車型，其保有量較多，其結(jié)構(gòu)特征普遍為用戶所熟悉。 操縱桿及支座總成的功能與雙桿剛性機(jī)構(gòu)中的操縱桿及支座總成類似，主要區(qū)別是增加了軟軸支撐的設(shè)計(jì)。 它利用一種推拉式軟軸代替剛性拉桿用于遠(yuǎn)距離操縱。 如圖 31所示的變速器雙桿操縱機(jī)構(gòu)。另外， 由于搖臂及支座總成與變速器距離遠(yuǎn)，需利用拉桿總成通過與車架縱梁相連接的選 檔 搖臂、 T形支架總成、搖臂及臥式支座總成來傳遞動(dòng)力。 另外， 單桿機(jī)構(gòu)針對(duì)的變速器總成屬于選 檔 軸和換 檔 軸合為一體的情況，選 檔行程是沿平行于汽車軸的軸線橫 向運(yùn)動(dòng)，換 檔 行程則繞著平行于汽車 y軸的軸線前后轉(zhuǎn)動(dòng)。 f． 操縱機(jī)構(gòu)應(yīng)有行程調(diào)節(jié)功能，以便在操縱不靈活的情況下對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，以保證操縱 機(jī)構(gòu)靈活有效。為減輕駕駛員疲勞。 b．變速器操縱較頻繁，為增強(qiáng)駕駛員操縱手感，要求機(jī)構(gòu)具有足夠剛性 ，且連接件之間的間隙應(yīng)盡量減小。在新車型開發(fā) 過程中，通常要兼顧變型車擴(kuò)展。 對(duì)于采用了同一型號(hào)變速器 的客、貨兩種車的變速操縱力相比 , 貨車輕便、客車偏重是正常的。 貨車的變速操縱與轎車、客車相比 , 有其自身特點(diǎn)。 遠(yuǎn)距離 操縱機(jī)構(gòu)由外部操縱機(jī)構(gòu)和內(nèi)部操縱機(jī)構(gòu)兩部分構(gòu)成。 直接式操縱機(jī)構(gòu) 多集裝于變速器上蓋或變速器側(cè)面，機(jī)構(gòu)簡單，操縱方便 ， 換檔手感明顯 ；變速桿直接安裝在變速器上，并依靠駕駛員手力和 通過變速桿直接完成換 檔 功能的手動(dòng)換 檔 變速器，稱為直接操縱變速器。 近年來， 變速器操縱機(jī)構(gòu)有向自動(dòng)操縱方向發(fā)展的趨勢(shì)。 要使變速器操縱機(jī)構(gòu)可靠地工作，應(yīng)滿足下 列要求： (l)設(shè)有自鎖裝置，防止變速器自動(dòng)換檔和自動(dòng)脫檔。 要求提供的技術(shù)資料 設(shè)計(jì)任務(wù)書； 二維 裝配 圖 圖 紙繪制 ； 二維圖紙繪制（主要零部件二維工程圖）； 技術(shù)條件。 設(shè)計(jì)要求 根據(jù)人機(jī)工程學(xué)的研究結(jié)論，選擇人手在操縱桿件時(shí)的合適力度和力矩； 參照微型汽車駕駛室布置及整車尺寸，確定換檔操縱機(jī)構(gòu)的布置位置和適合的尺寸； 駕駛員在換檔時(shí)，操縱應(yīng)準(zhǔn)確、輕便、可靠； 換檔拉索的選擇合理（參照國家標(biāo)準(zhǔn)及相關(guān)產(chǎn)品技術(shù)參數(shù)），具有足夠的剛度和強(qiáng)度，工作可靠性高。中北大學(xué) 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 1 頁 共 32 頁 1 引言 任務(wù)來源及設(shè)計(jì)依據(jù) 任務(wù)來源 指導(dǎo)老師分配。另外，設(shè)計(jì)應(yīng)符合國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及人機(jī)工程學(xué)方面的要求，在滿足前述原則的的前提下，應(yīng)盡可能的采用國內(nèi)外的新技術(shù)和新材料，進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。 主要參數(shù) 人手操縱力： N35 ； 換檔桿長度： mm250 ； 中北大學(xué) 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 2 頁 共 32 頁 選檔軸力矩： mN?25 ； 換檔軸力矩： mN?15 ； 換檔搖臂長度： mm80 ； 選檔搖臂長度： mm80 。 變速器操縱機(jī)構(gòu)是駕駛員操縱變速手柄到使變速箱換 檔 的一套機(jī)構(gòu) ，是 用來保證駕駛員能根據(jù)汽車使用條件 ， 隨時(shí)撥動(dòng) 變速箱內(nèi) 齒輪進(jìn)行換檔，或使之從工作檔退到空檔，并要求撥動(dòng)滑動(dòng)齒輪時(shí)要省力。否則會(huì)損壞零件或發(fā)生安全事故。 選檔換檔 機(jī) 構(gòu) 由變速桿、撥塊、撥叉軸和撥叉等 組成，用來 完成換檔的基本動(dòng)作 ；安全裝