【文章內容簡介】 4b)?；ユi鋼球 (或互鎖銷 )對著每根撥叉軸的側面上都制有一個凹槽且深度相等。中間 撥叉軸的兩側各有一個凹槽。任一撥叉軸處于空檔位置時，其側面凹槽正好對準互鎖鋼球 (或互鎖銷 )。兩個鋼球直徑之和 (或一個互鎖銷的長度 )等于相鄰兩撥叉軸圓柱表面之間的距離加上一個凹槽的深度。中間撥叉軸上兩個側面之間有通孔，孔中有一根橫向移動的頂銷 4，頂銷的長度等于撥叉軸的直徑減去一個凹槽的深度。 (2)互鎖原理：當變速器處于空檔位置時，所有撥叉軸的側面凹槽同鋼球、頂銷都在同一直線上。在移動中間撥叉軸 2時 (圖 35a)，軸 2兩側的鋼球從其側面凹槽中被擠出，兩側面外鋼球 6分別嵌入撥叉軸 l和 3的側面凹槽中，將軸 l和 3鎖止在空檔位置。若要移動撥叉軸 3，必須先將撥叉軸 2退回至空檔位置，撥叉軸 3移動時鋼球 4從凹槽擠出，通過頂銷 5推動另一側兩個鋼球移動，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 2020 屆畢業(yè)設計說明書 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，當一根撥叉軸移動的同時，其它兩根撥叉軸均被鎖止。但有的變速器互鎖裝置沒有頂銷，當某一撥叉軸移動時，只要鎖止與之相鄰的撥叉軸，即可防止同時換入兩個檔。 自鎖和互鎖裝置合二為一的互鎖裝置 有的三檔變速器，操縱機構有兩根撥叉軸， 將自鎖和互鎖裝置合二為一 (圖 36)。兩根空心鎖銷 l內裝有自鎖彈簧 2，在圖示位置 (空檔 )時，兩鎖銷內端面的距離 a等于槽深 b，不可能同時撥動兩根撥叉軸。自鎖彈 簧 2的預壓力和鎖銷 l對撥叉軸起到自鎖作用。 中北大學 2020 屆畢業(yè)設計說明書 第 15 頁 共 32 頁 圖 36 同時起自鎖與互鎖兩重作用的鎖止裝置 l鎖銷； 2自鎖彈簧 轉動鉗口式 轉動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。換檔時，變速桿先撥動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，其余兩個換檔撥叉凹槽被鉗形爪 檔 住，起到互鎖作用。 圖 37 轉動鉗口式互鎖裝置 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，即每一次只能移動一根撥叉軸，其余撥叉軸均在空檔位置不動。 倒檔鎖 變速器為防止誤掛倒檔，必須在操縱機 構內裝設 倒檔鎖 。汽車行進中，若誤掛倒檔，變整器輪齒問將發(fā)生極大沖擊，導致零件損壞。汽車起步時若誤掛倒檔，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。 多數汽車變速器采用結構簡單的彈簧鎖銷式倒檔鎖 (圖 38)。 由一、倒檔 從 撥叉塊 2中的倒 檔 鎖銷 4及彈簧 3組成。因此駕駛員要掛一檔或倒中北大學 2020 屆畢業(yè)設計說明書 第 16 頁 共 32 頁 檔時，必須用較大的力使變 速檸 1曲下端壓縮彈簧 3，將鎖銷 4推向右方后，才能使變速扦下端進入撥塊 2的凹槽內。以撥動一、倒檔撥叉 軸而掛入一檔或倒檔。 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。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 (見圖 39a)。這時變速桿的下端可以進入撥叉鈾上的三、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，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入例檔撥塊 6的槽中，以便撥動例檔撥叉軸而掛入倒 檔 。 變速器操縱機構總體方案總述 EQ1090貨車機械式變速器 采用 雙桿 遠距離式操縱機構 ，使用鎖銷式同步器換檔。 變速器操縱機構中設有自鎖裝置，選用鎖球式互鎖裝置，東風 EQ1090變速器的倒 檔 鎖是彈簧鎖銷式如圖 38所示。 中北大學 2020 屆畢業(yè)設計說明書 第 17 頁 共 32 頁 第 4 章 設計計算 及校核 力的傳動比 降低手柄操縱力 , 一個最有效的途徑就是加大力傳動比 , 但帶來的負面影響是手柄的行程將會加大。關于手柄的行程范圍 , 根據人體工程學的要求 ,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較合適 , 并要求變速操縱桿手柄在任意位置時 , 均應位于轉向盤下方和駕駛員座椅右邊 , 在離靠背 100 mm 處之前時 , 手柄高度不低于座墊表面。如在這個范圍內 , 駕駛員就能很好地抓握變速桿手柄進行操作 , 見圖 41。力傳動比的大小不僅影 響手柄力的大小 , 而且影響手柄的行程。如 JT 663 型客車 , 采用 EQ 140 變速器 , 前進檔的行程都是 13 mm , 采用了變速桿力傳動比為 7 的直接操縱機構。在不考慮變形下 , 手柄前進或后退的掛前進檔的運動行程均為 91 mm。 圖 41 變速桿手柄中心位置 變速器的靜態(tài)換檔力 對于變速器的靜態(tài)換檔力 , 國家是有標準要求的。對于中型車 , 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 , 手柄操縱力應為 66 N。不同廠家生 產的不同型號的變速器 , 其靜中北大學 2020 屆畢業(yè)設計說明書 第 18 頁 共 32 頁 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物件的變形、熱量、聲音等能量形式被白白地耗散掉的問題。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。對于設計人員 , 設計目的之一就是盡量降低耗散力。一般可通過合理布置走向、優(yōu)化支撐與防塵罩的結構、選用合適支撐材料等措施來降低耗散力。 操縱桿長度 因為設計的是微型汽車換檔操縱機構，通過對市場上相關產品的調查，結合本次設計的需要，選取操縱桿長度為： 350mm。 操縱桿運動范圍（ 176。 ） 據有關實驗研究資料所確定的各種手控操縱器與人體尺度有關的尺寸參數，操縱桿的前后最大運動范圍為： ?45 ，左右最大運動范圍為： ?90 。參照市場現(xiàn)有產品，結合本次設計的需要，選取： 操縱桿前后運動范圍為： ?20 ；左右運動范圍為： ?15 。 選、換檔搖臂長度及選、換檔所需力矩 通過在實驗室實地測量，并參照 EQ1090 車型變速器設計參數，本次設計選?。? 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 。 選、換檔搖臂運動范圍（ 176。 ） 參照相應車型變速器設計參數，本次設計選?。? 中北大學 2020 屆畢業(yè)設計說明書 第 19 頁 共 32 頁 換檔搖臂：前、后運動最大角度為： ?25 ；選檔搖臂：向前運動最大角度為：?20 ，向后運動最大角度為： ?15 。 操縱桿支點的確定： 因為換檔搖臂在完成換檔任務時，操縱桿和搖臂之間的運動關系較操縱桿和選檔搖臂的運動關系更 簡單明了，且易于計算，所以選擇通過換檔計算手柄支點，而不是通過選檔來計算。 B 66N 350x A O x mm C mm80 mN?15 圖 42 已知： 操縱力為： 66N；換檔搖臂長度為： 80mm，所需力矩為 : mN?66 ， 如圖 42，設 xAO? , 則有： ? ?mmxxxxxx1 2 2 3 1 0 5 3 8 7662 3 1 0 010108015103 5 066 333??????????? ??? 為了設計和制造方便，這里取 mmx 92? 。 操縱桿直徑的確定： 在汽車行駛過程中，駕駛員通過操縱桿不斷切換檔位，達到汽車的理想性能。因此，操縱桿作為換檔操縱機構的輸入端，使用頻率極高，和人的關系緊密，它的中北大學 2020 屆畢業(yè)設計說明書 第 20 頁 共 32 頁 強度、剛度對操縱的可靠性有著很大影響。在進行設計的時候，除考慮材料自身的強度、剛度計算外，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)有相關零件的材料，我們這里選 A 級 Q235 鋼作為其制造材料。 Q235 鋼是應用最廣泛的 一種碳素結構鋼，多用于制作薄板、鋼筋、各種型材和受力不大的機器零件，如拉桿、連桿、小軸等。 (2)確定操縱桿直徑 經比較，中 型汽車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?? 。因為操縱桿布置在汽車駕駛室里，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的可靠性，需選擇安全系 數 n 。考慮到操縱桿的實際工作情況，這里選 3?n 。 ∵ ????bn? ∴ ? ? M p anb 4 0 ??? ?? ∵ 材料需滿足剪切強度條件，即 ? ??? ??0AQ ， ∴ ???QA?0 , 又∵ 420 dA ?? ， ∴ ? ? mmmQd 6644 6 ???? ??? ??? ， 即操縱桿的直徑只要： mmd 9? 即可。 參考同類產品的尺寸，同時為了制造方便，我們選 mmd 13? 。 (3)操縱桿剛度校核 在實際工程中，某些構件在工作中不僅需要滿足強度條件，以防止構件破壞，還要求其有足夠的剛度，以限制構件的變形。 中北大學 2020 屆畢業(yè)設計說明書 第