【文章內(nèi)容簡介】 4b)。互鎖鋼球 (或互鎖銷 )對著每根撥叉軸的側(cè)面上都制有一個凹槽且深度相等。中間 撥叉軸的兩側(cè)各有一個凹槽。任一撥叉軸處于空檔位置時，其側(cè)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(cè)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(cè)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(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(cè)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(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 l內(nèi)裝有自鎖彈簧 2，在圖示位置 (空檔 )時，兩鎖銷內(nèi)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(zhuǎn)動鉗口式 轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(gòu)內(nèi)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(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)。 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(nèi)。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(gòu)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(gòu) ，使用鎖銷式同步器換檔。 變速器操縱機構(gòu)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(guān)于手柄的行程范圍 , 根據(jù)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(nèi)較合適 , 并要求變速操縱桿手柄在任意位置時 , 均應位于轉(zhuǎn)向盤下方和駕駛員座椅右邊 , 在離靠背 100 mm 處之前時 , 手柄高度不低于座墊表面。如在這個范圍內(nèi) , 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(gòu)。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(chǎn)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(jié)構(gòu)、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(gòu)，通過對市場上相關(guān)產(chǎn)品的調(diào)查，結(jié)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(jù)有關(guān)實驗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動范圍為： ?45 ，左右最大運動范圍為： ?90 。參照市場現(xiàn)有產(chǎn)品，結(jié)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(shù)，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(shù)，本次設計選取： 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(guān)系較操縱桿和選檔搖臂的運動關(guān)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(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 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(guān)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(jié)構(gòu)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(jīng)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(shù) n ?？紤]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(chǎn)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(gòu)件在工作中不僅需要滿足強度條件，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 2020 屆畢業(yè)設計說明書 第