【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 4b)?；ユi鋼球 (或互鎖銷(xiāo) )對(duì)著每根撥叉軸的側(cè)面上都制有一個(gè)凹槽且深度相等。中間 撥叉軸的兩側(cè)各有一個(gè)凹槽。任一撥叉軸處于空檔位置時(shí)，其側(cè)面凹槽正好對(duì)準(zhǔn)互鎖鋼球 (或互鎖銷(xiāo) )。兩個(gè)鋼球直徑之和 (或一個(gè)互鎖銷(xiāo)的長(zhǎng)度 )等于相鄰兩撥叉軸圓柱表面之間的距離加上一個(gè)凹槽的深度。中間撥叉軸上兩個(gè)側(cè)面之間有通孔，孔中有一根橫向移動(dòng)的頂銷(xiāo) 4，頂銷(xiāo)的長(zhǎng)度等于撥叉軸的直徑減去一個(gè)凹槽的深度。 (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(xiāo)都在同一直線(xiàn)上。在移動(dòng)中間撥叉軸 2時(shí) (圖 35a)，軸 2兩側(cè)的鋼球從其側(cè)面凹槽中被擠出，兩側(cè)面外鋼球 6分別嵌入撥叉軸 l和 3的側(cè)面凹槽中，將軸 l和 3鎖止在空檔位置。若要移動(dòng)撥叉軸 3，必須先將撥叉軸 2退回至空檔位置，撥叉軸 3移動(dòng)時(shí)鋼球 4從凹槽擠出，通過(guò)頂銷(xiāo) 5推動(dòng)另一側(cè)兩個(gè)鋼球移動(dòng)，撥叉軸 l、 2均被鎖止在空檔位置上 (圖 35b)。撥叉軸 l工作情況與上述相同 (圖 35c)。 中北大學(xué) 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 14 頁(yè) 共 32 頁(yè) 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(xiāo)； 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。但有的變速器互鎖裝置沒(méi)有頂銷(xiāo)，當(dāng)某一撥叉軸移動(dòng)時(shí)，只要鎖止與之相鄰的撥叉軸，即可防止同時(shí)換入兩個(gè)檔。 自鎖和互鎖裝置合二為一的互鎖裝置 有的三檔變速器，操縱機(jī)構(gòu)有兩根撥叉軸， 將自鎖和互鎖裝置合二為一 (圖 36)。兩根空心鎖銷(xiāo) l內(nèi)裝有自鎖彈簧 2，在圖示位置 (空檔 )時(shí)，兩鎖銷(xiāo)內(nèi)端面的距離 a等于槽深 b，不可能同時(shí)撥動(dòng)兩根撥叉軸。自鎖彈 簧 2的預(yù)壓力和鎖銷(xiāo) 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(shuō)明書(shū) 第 15 頁(yè) 共 32 頁(yè) 圖 36 同時(shí)起自鎖與互鎖兩重作用的鎖止裝置 l鎖銷(xiāo)； 2自鎖彈簧 轉(zhuǎn)動(dòng)鉗口式 轉(zhuǎn)動(dòng)鉗口式互鎖裝置如圖 37所示。變速桿下端球頭置于鉗口中，鉗形板可繞a軸擺動(dòng)。換檔時(shí)，變速桿先撥動(dòng)鉗形板處于某一撥叉軸的撥叉凹槽中，然 后換入需要的檔位，其余兩個(gè)換檔撥叉凹槽被鉗形爪 檔 住，起到互鎖作用。 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(lèi)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)。 倒檔鎖 變速器為防止誤掛倒檔，必須在操縱機(jī) 構(gòu)內(nèi)裝設(shè) 倒檔鎖 。汽車(chē)行進(jìn)中，若誤掛倒檔，變整器輪齒問(wèn)將發(fā)生極大沖擊，導(dǎo)致零件損壞。汽車(chē)起步時(shí)若誤掛倒檔，則容易出安全事故． 倒檔鎖的作用是使駕駛員必須對(duì)變速桿施加較大的力，才能掛入倒檔，起到提醒作用，防止誤掛倒檔，提高安全性。 多數(shù)汽車(chē)變速器采用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的彈簧鎖銷(xiāo)式倒檔鎖 (圖 38)。 由一、倒檔 從 撥叉塊 2中的倒 檔 鎖銷(xiāo) 4及彈簧 3組成。因此駕駛員要掛一檔或倒中北大學(xué) 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 16 頁(yè) 共 32 頁(yè) 檔時(shí)，必須用較大的力使變 速檸 1曲下端壓縮彈簧 3，將鎖銷(xiāo) 4推向右方后，才能使變速扦下端進(jìn)入撥塊 2的凹槽內(nèi)。以撥動(dòng)一、倒檔撥叉 軸而掛入一檔或倒檔。 圖 38 鎖銷(xiāo)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(xiāo) 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。在變速桿 2上裝著拉桿 3，其下端套裝著倒檔鎖片 5。鎖片被彈簧4壓到最下面的位置 (見(jiàn)圖 39a)。這時(shí)變速桿的下端可以進(jìn)入撥叉鈾上的三、四檔撥叉 7和一、二檔撥叉 8頂部的凹槽中，但由于鎖片 5頂住倒檔拔塊 6頂端的凸起部而不能進(jìn)入撥塊 6頂部的凹槽，因而在此情況下不可能掛倒檔。需要拌倒檔時(shí)，必須將手柄 1向上提起 (見(jiàn)圖 39b)，通過(guò)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 。 變速器操縱機(jī)構(gòu)總體方案總述 EQ1090貨車(chē)機(jī)械式變速器 采用 雙桿 遠(yuǎn)距離式操縱機(jī)構(gòu) ，使用鎖銷(xiāo)式同步器換檔。 變速器操縱機(jī)構(gòu)中設(shè)有自鎖裝置，選用鎖球式互鎖裝置，東風(fēng) EQ1090變速器的倒 檔 鎖是彈簧鎖銷(xiāo)式如圖 38所示。 中北大學(xué) 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 17 頁(yè) 共 32 頁(yè) 第 4 章 設(shè)計(jì)計(jì)算 及校核 力的傳動(dòng)比 降低手柄操縱力 , 一個(gè)最有效的途徑就是加大力傳動(dòng)比 , 但帶來(lái)的負(fù)面影響是手柄的行程將會(huì)加大。關(guān)于手柄的行程范圍 , 根據(jù)人體工程學(xué)的要求 ,貨 車(chē)變速操縱桿布置在以座椅中心線(xiàn)離靠背 100mm 處為圓心 , 以 600mm 為半徑所畫(huà)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(pán)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。如在這個(gè)范圍內(nèi) , 駕駛員就能很好地抓握變速桿手柄進(jìn)行操作 , 見(jiàn)圖 41。力傳動(dòng)比的大小不僅影 響手柄力的大小 , 而且影響手柄的行程。如 JT 663 型客車(chē) , 采用 EQ 140 變速器 , 前進(jìn)檔的行程都是 13 mm , 采用了變速桿力傳動(dòng)比為 7 的直接操縱機(jī)構(gòu)。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。 圖 41 變速桿手柄中心位置 變速器的靜態(tài)換檔力 對(duì)于變速器的靜態(tài)換檔力 , 國(guó)家是有標(biāo)準(zhǔn)要求的。對(duì)于中型車(chē) , 要求其靜態(tài)換檔力≤ 500 N。 EQ1090 型變速器而言 , 其靜態(tài)換檔力為 465 N。不考慮摩擦、防塵套的變形作用 , 手柄操縱力應(yīng)為 66 N。不同廠(chǎng)家生 產(chǎn)的不同型號(hào)的變速器 , 其靜中北大學(xué) 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 18 頁(yè) 共 32 頁(yè) 態(tài)換檔力是有差別的。變速器的換檔力是駕駛員必須克服的力 , 屬于有益阻力。 耗散力 在變速操縱中 , 駕駛員作用于手柄的力 , 并沒(méi)有全部用于克服變速器的換檔力 , 而存在部分甚至大部分通過(guò)物件的變形、熱量、聲音等能量形式被白白地耗散掉的問(wèn)題。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。耗散力通常表現(xiàn)在桿件與支承的摩擦、支承及桿件的變形、防塵套的變形、傳遞中角度損失等 , 屬于有害阻力。對(duì)于設(shè)計(jì)人員 , 設(shè)計(jì)目的之一就是盡量降低耗散力。一般可通過(guò)合理布置走向、優(yōu)化支撐與防塵罩的結(jié)構(gòu)、選用合適支撐材料等措施來(lái)降低耗散力。 操縱桿長(zhǎng)度 因?yàn)樵O(shè)計(jì)的是微型汽車(chē)換檔操縱機(jī)構(gòu)，通過(guò)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(zhǎng)度為： 350mm。 操縱桿運(yùn)動(dòng)范圍（ 176。 ） 據(jù)有關(guān)實(shí)驗(yàn)研究資料所確定的各種手控操縱器與人體尺度有關(guān)的尺寸參數(shù)，操縱桿的前后最大運(yùn)動(dòng)范圍為： ?45 ，左右最大運(yùn)動(dòng)范圍為： ?90 。參照市場(chǎng)現(xiàn)有產(chǎn)品，結(jié)合本次設(shè)計(jì)的需要，選?。? 操縱桿前后運(yùn)動(dòng)范圍為： ?20 ；左右運(yùn)動(dòng)范圍為： ?15 。 選、換檔搖臂長(zhǎng)度及選、換檔所需力矩 通過(guò)在實(shí)驗(yàn)室實(shí)地測(cè)量，并參照 EQ1090 車(chē)型變速器設(shè)計(jì)參數(shù)，本次設(shè)計(jì)選取： 換檔搖臂長(zhǎng)度： mm80 ；換檔力矩： mN?15 ；選檔搖臂長(zhǎng)度： mm80 ；換檔力矩： mN?25 。 選、換檔搖臂運(yùn)動(dòng)范圍（ 176。 ） 參照相應(yīng)車(chē)型變速器設(shè)計(jì)參數(shù)，本次設(shè)計(jì)選?。? 中北大學(xué) 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 19 頁(yè) 共 32 頁(yè) 換檔搖臂：前、后運(yùn)動(dòng)最大角度為： ?25 ；選檔搖臂：向前運(yùn)動(dòng)最大角度為：?20 ，向后運(yùn)動(dòng)最大角度為： ?15 。 操縱桿支點(diǎn)的確定： 因?yàn)閾Q檔搖臂在完成換檔任務(wù)時(shí)，操縱桿和搖臂之間的運(yùn)動(dòng)關(guān)系較操縱桿和選檔搖臂的運(yùn)動(dòng)關(guān)系更 簡(jiǎn)單明了，且易于計(jì)算，所以選擇通過(guò)換檔計(jì)算手柄支點(diǎn)，而不是通過(guò)選檔來(lái)計(jì)算。 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(zhǎng)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? 。 操縱桿直徑的確定： 在汽車(chē)行駛過(guò)程中，駕駛員通過(guò)操縱桿不斷切換檔位，達(dá)到汽車(chē)的理想性能。因此，操縱桿作為換檔操縱機(jī)構(gòu)的輸入端，使用頻率極高，和人的關(guān)系緊密，它的中北大學(xué) 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 20 頁(yè) 共 32 頁(yè) 強(qiáng)度、剛度對(duì)操縱的可靠性有著很大影響。在進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，除考慮材料自身的強(qiáng)度、剛度計(jì)算外，還需要充分考慮人為因素的影響。 (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。 Q235 鋼是應(yīng)用最廣泛的 一種碳素結(jié)構(gòu)鋼，多用于制作薄板、鋼筋、各種型材和受力不大的機(jī)器零件，如拉桿、連桿、小軸等。 (2)確定操縱桿直徑 經(jīng)比較，中 型汽車(chē)換檔桿直徑一般均在 mm16 以下，所以 Q235 鋼的屈服極限選為 Mpas 235?? （直徑 ≤ mm16 ）， Mpab 140?? 。因?yàn)椴倏v桿布置在汽車(chē)駕駛室里，存在很多不確定因素，可能使操縱桿不能正確、有效地工作，所以為了確保其使用時(shí)的可靠性，需選擇安全系 數(shù) n ?？紤]到操縱桿的實(shí)際工作情況，這里選 3?n 。 ∵ ????bn? ∴ ? ? M p anb 4 0 ??? ?? ∵ 材料需滿(mǎn)足剪切強(qiáng)度條件，即 ? ??? ??0AQ ， ∴ ???QA?0 , 又∵ 420 dA ?? ， ∴ ? ? mmmQd 6644 6 ???? ??? ??? ， 即操縱桿的直徑只要： mmd 9? 即可。 參考同類(lèi)產(chǎn)品的尺寸，同時(shí)為了制造方便，我們選 mmd 13? 。 (3)操縱桿剛度校核 在實(shí)際工程中，某些構(gòu)件在工作中不僅需要滿(mǎn)足強(qiáng)度條件，以防止構(gòu)件破壞，還要求其有足夠的剛度，以限制構(gòu)件的變形。 中北大學(xué) 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第