【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 式卻很難入手，因?yàn)橐笤摍C(jī)構(gòu)在汽車前進(jìn)一檔時(shí)發(fā)揮作用，當(dāng)汽車進(jìn)入二擋后，為了減少摩擦阻力和出于對(duì)機(jī)構(gòu)的保護(hù)的目的要求機(jī)構(gòu)在二擋后（包括二擋時(shí)）停止作用，以免干擾汽車的正常行駛。實(shí)現(xiàn)該機(jī)構(gòu)的控制也有多種方式，比如用人為的控制，通過(guò)開(kāi)關(guān)控制機(jī)構(gòu)的運(yùn)行與否，但這樣做的話，不但增加了汽車操縱的步驟，也沒(méi)有實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)的自動(dòng)控制。通過(guò)學(xué)習(xí)汽車變速器的結(jié)構(gòu)，可以利用變速器的控制機(jī)構(gòu)形式，將防溜車機(jī)構(gòu)的控制與汽車檔位的控制相統(tǒng)一，這樣，汽車一擋操縱后，該機(jī)構(gòu)也隨之啟動(dòng)并開(kāi)始工作，當(dāng)汽車二擋操縱后，機(jī)構(gòu)由于操縱桿的變化也隨之停止工作，能夠達(dá)到同步工作的目的，滿足要求。下面先來(lái)看一下汽車變速器操控機(jī)構(gòu)的工作原理：變速器的操縱機(jī)構(gòu)應(yīng)保證駕駛員能準(zhǔn)確可靠地使變速器掛入所需要的任一擋位工作，并可隨之退到空擋。大多數(shù)汽車變速器布置在駕駛員座位附近，變速桿由駕駛室底板伸出，駕駛員可直接操縱。這種機(jī)構(gòu)稱為直接操縱式變速器操縱機(jī)構(gòu)。它一般由變速桿、撥塊、撥叉、撥叉軸以及安全裝置等組成，多安裝于上蓋或側(cè)蓋內(nèi)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操縱方便。下圖所示為解放CA1091型汽車六擋變速器操縱機(jī)構(gòu)的組成與布置示意圖。撥叉軸的兩端均支承于變速箱蓋的相應(yīng)孔中，可以軸向滑動(dòng)。所有的撥叉和撥塊都以彈性銷固定于相應(yīng)的撥叉軸上。三四擋撥叉的上端具有撥塊。三四擋撥叉和一二擋撥塊，五六擋撥塊，倒擋撥塊的頂部有凹槽。變速器處于空擋時(shí)，各凹槽在橫向平面內(nèi)對(duì)齊，叉形撥桿下端的球頭即深入這些凹槽中。選擋時(shí)可使變速桿繞其中部球形支點(diǎn)橫向擺動(dòng)，則其下端推動(dòng)叉形撥桿繞換檔軸的軸線擺動(dòng)，從而使叉形撥桿下端球頭對(duì)準(zhǔn)與所選擋位對(duì)應(yīng)的撥塊凹槽，然后使變速桿縱向擺動(dòng)，帶動(dòng)撥叉軸及撥叉向前或向后移動(dòng)，即可實(shí)現(xiàn)掛擋。例如，橫向擺動(dòng)變速桿使叉形撥桿下端球頭深入一二擋撥塊頂部凹槽中，一二擋撥塊連同一二擋撥叉軸和一二擋撥叉即沿縱向向前移動(dòng)一定距離，便可掛入二擋；若向后移動(dòng)一定距離，則掛入一擋。當(dāng)使叉形撥桿下端球頭深入倒擋撥塊的凹槽中，并使其向前移動(dòng)一段距離時(shí)，便掛入倒擋。圖4. 1變速器操控機(jī)構(gòu)不同變速器的擋數(shù)和操縱機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)與布置都有所不同，因而，應(yīng)用于各擋位的變速桿上端手柄位置排列，即擋位排列也不相同。因此，汽車駕駛室儀表板上應(yīng)標(biāo)有該車變速器擋位排列圖。在有些汽車上，由于變速器離駕駛員座位比較遠(yuǎn)，則需要在變速桿與撥叉之間加裝一些輔助杠桿或一套傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，構(gòu)成遠(yuǎn)距離操縱。這種遠(yuǎn)距離操縱機(jī)構(gòu)稱為間接操縱式變速器操縱機(jī)構(gòu)。該操縱機(jī)構(gòu)應(yīng)有足夠的剛性，且各連接件間隙不能過(guò)大，否則換檔時(shí)手感不明顯。由于布置上的原因，它多用在轎車和輕型汽車上。鎖止裝置工作過(guò)程：（1）自鎖裝置1）多數(shù)變速器的自鎖裝置由自鎖鋼球和自鎖彈簧組成。2）每根撥叉軸的上表面沿軸向分布有三個(gè)凹槽，當(dāng)任何一根撥叉軸連同撥叉軸向移動(dòng)到空檔或某一工作檔位的位置時(shí)，必有一個(gè)凹槽正好對(duì)準(zhǔn)自鎖鋼球。于是自鎖鋼球在自鎖彈簧壓力作用下嵌入該凹槽內(nèi)，撥叉軸軸向位置被固定，從而撥叉連同滑動(dòng)齒輪(或接合套)也被固定在空檔或某一工作擋位上，不能自行脫出。3）換擋時(shí)，駕駛員對(duì)撥叉軸施加一定軸向力，克服自鎖彈簧2的壓力將鋼球由撥叉軸的凹槽中擠出推回孔中，撥叉軸和撥叉軸向移動(dòng)。（2）互鎖裝置 1）主要由互鎖鋼球及互鎖銷組成。互鎖銷裝在中間撥叉軸的孔中，其長(zhǎng)度相當(dāng)于撥叉軸直徑減去互鎖鋼球的半徑，互鎖鋼球裝于變速器蓋的橫向孔中。2）在空擋位置時(shí)，左右撥叉軸在對(duì)著鋼球處有深度相當(dāng)于鋼球半徑的凹槽，中間撥叉軸則左右均開(kāi)有凹槽，凹槽中開(kāi)有裝鎖銷的孔。3）這種互鎖裝置可以保證變速器只有在空檔位置時(shí)，駕駛員才可以移動(dòng)任一個(gè)撥叉軸掛擋。若某一撥叉軸被移動(dòng)而掛擋時(shí)，另兩個(gè)撥叉軸便被互鎖裝置固定在空檔位置而不可能再軸向移動(dòng)。（3）倒擋鎖1）倒擋鎖的作用是駕駛員掛倒擋時(shí)，必須對(duì)變速桿施加較大的力，才可換上倒擋，起提醒作用，以防誤掛倒擋。變速器上多采用彈簧鎖銷式倒擋鎖。2）倒擋鎖一般由倒擋鎖銷和倒擋鎖彈簧組成。倒擋鎖銷的桿部裝有倒擋鎖彈簧，其右端的螺母可調(diào)整彈簧的預(yù)緊力和倒擋鎖銷的長(zhǎng)度。3）駕駛員要掛倒擋時(shí)，必須用較大的力使變速桿的下端壓縮倒擋彈簧，將倒擋鎖銷推向右方后，才能使變速桿下端進(jìn)入倒擋撥塊的凹槽內(nèi)，以撥動(dòng)一、倒擋撥叉軸而推入倒擋。要達(dá)到對(duì)機(jī)構(gòu)的控制目的并不簡(jiǎn)單，因?yàn)闄C(jī)構(gòu)在工作的時(shí)候不但做隨中間軸的周向轉(zhuǎn)動(dòng)，還要在控制機(jī)構(gòu)的控制下做軸向移動(dòng)，并且這一系列的動(dòng)作都要與變速器的操縱機(jī)構(gòu)相同步。，它與棘爪盤始終保持相連，以達(dá)到時(shí)刻對(duì)棘爪盤的同步控制，連接面與棘爪盤上的槽之間始終保持高度潤(rùn)滑，以減少摩擦阻力和磨損。 撥叉與控制連桿裝配圖?？刂茡軛U與控制撥叉由螺母固定，并且控制撥桿設(shè)計(jì)成階梯狀，則控制撥叉被嚴(yán)格固定，使其不能在桿上竄動(dòng)，只能隨桿的移動(dòng)而移動(dòng)。桿的另一端通過(guò)相關(guān)的連接裝置連接到變速器的一二擋撥塊上。這樣汽車在進(jìn)行一擋掛擋動(dòng)作時(shí)，會(huì)同步帶動(dòng)機(jī)構(gòu)控制桿的運(yùn)動(dòng)，控制桿又會(huì)帶動(dòng)控制撥叉的運(yùn)動(dòng)，最后將運(yùn)動(dòng)傳給棘輪盤，使其沿軸運(yùn)動(dòng)靠近棘爪盤，機(jī)構(gòu)開(kāi)始工作。汽車進(jìn)行二擋動(dòng)作時(shí)，運(yùn)動(dòng)經(jīng)由一二擋撥塊，控制桿，控制撥叉，又傳到棘輪盤，使其沿軸反向運(yùn)動(dòng)，脫離棘爪盤停止工作。從而達(dá)到了同步控制機(jī)構(gòu)的目的。汽車在半坡停車時(shí)，手剎制動(dòng)拉起，使汽車制動(dòng)，停止下滑。汽車要進(jìn)行坡路起步時(shí)，松開(kāi)手剎，掛入一擋，此時(shí)，由于控制撥桿與一擋控制撥叉相連，一擋動(dòng)作時(shí)該機(jī)構(gòu)也隨之同步開(kāi)始工作，控制撥桿帶動(dòng)控制撥叉左移，移動(dòng)量由機(jī)構(gòu)與一擋撥叉同時(shí)控制，并且，此時(shí)處于一擋擋位的中間軸是勻速順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的，由于棘輪盤與中間軸之間由花鍵固定連接，所以棘輪盤也是勻速順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的。棘輪盤在轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)又向左朝著安裝在箱體上的棘爪盤移動(dòng)。棘輪盤上的棘輪齒設(shè)計(jì)成了斜坡形式，并且棘爪與棘爪盤之間連有彈簧，則棘爪可沿著斜坡移動(dòng)，直至棘爪卡入棘輪齒槽內(nèi)。此時(shí)，由于棘爪與棘輪齒的作用，棘輪盤不能倒轉(zhuǎn)，只能順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣就限制了中間軸的轉(zhuǎn)動(dòng)方向，即中間軸只能順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。因此，就限制了車體下滑，不會(huì)向后溜車。汽車一擋起步平穩(wěn)后，掛擋進(jìn)入二擋。此時(shí)，由于一二擋撥叉的回位變化，帶動(dòng)控制撥桿右移，控制撥桿又帶動(dòng)控制撥叉右移，這樣，棘輪盤也右移，退出與棘爪盤的結(jié)合，這時(shí)棘爪或沿棘輪齒斜面退出，或直接從齒槽中退出。這樣機(jī)構(gòu)就脫離了工作狀態(tài)。棘輪盤除了與軸同步轉(zhuǎn)動(dòng)外再?zèng)]有其他動(dòng)作，從而避免了機(jī)構(gòu)對(duì)汽車行駛的影響，也減少了棘爪、棘輪不必要的磨損，提高了機(jī)構(gòu)的使用壽命。 機(jī)構(gòu)整體圖該機(jī)構(gòu)不需要駕駛員必須熟練掌握使用離合器與油門的半聯(lián)動(dòng)作，減小了坡路起車的難度，消除了由于汽車溜坡造成的碰撞事故，減輕了駕駛員坡路起步的壓力。此外，該機(jī)構(gòu)最大的優(yōu)點(diǎn)還在于其自動(dòng)控制方面，純機(jī)械控制方式，巧妙地利用了汽車原有結(jié)構(gòu)，免去了駕駛員對(duì)機(jī)構(gòu)的主觀控制，起步動(dòng)作可與普通手動(dòng)擋汽車起步的操縱一樣。從而簡(jiǎn)化了起車步驟，減小了起車難度，收到了比較好的效果。本章通過(guò)對(duì)變速器操縱機(jī)構(gòu)的學(xué)習(xí)理解，設(shè)計(jì)出了通過(guò)變速器操縱機(jī)構(gòu)控制坡路防溜車機(jī)構(gòu)，通過(guò)比較簡(jiǎn)單的控制機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了防溜車機(jī)構(gòu)的同步自動(dòng)控制，滿足了要求，達(dá)到了預(yù)期目的。5裝置平面設(shè)計(jì)以上為對(duì)裝置的立體設(shè)計(jì)，下面為了更好地表現(xiàn)各零件的裝配情況以及各零件之間的聯(lián)系，對(duì)裝置的平面圖形進(jìn)行說(shuō)明。：1—箱體 2—螺栓 3—軸承端蓋 4—軸承 5—棘爪盤 6—棘爪 7—彈簧 8—花鍵 9—螺母 10—控制撥叉 11—控制撥桿 12—棘輪盤 13—中間軸，裝置工作時(shí)通過(guò)6棘爪與12棘輪盤上棘輪齒的結(jié)合來(lái)控制棘輪盤的轉(zhuǎn)向。又因?yàn)?2棘輪盤與13中間軸通過(guò)8花鍵結(jié)構(gòu)相連，這樣，通過(guò)對(duì)棘輪盤的控制就可以控制中間軸的轉(zhuǎn)向。10為控制撥叉，它與11控制撥桿通過(guò)螺母9連接。11控制撥桿連接在變速器操控機(jī)構(gòu)的一二擋撥叉上，汽車進(jìn)入一擋時(shí)，控制撥桿11被同步帶動(dòng)，從而帶動(dòng)10控制撥叉運(yùn)動(dòng)，由于控制撥叉與12棘輪盤相連接，這樣就能控制棘輪盤的軸向滑動(dòng)，從而使6棘爪與12棘輪盤上的棘齒結(jié)合或分離，達(dá)到了控制裝置運(yùn)行與否的目的。，5棘爪盤與其過(guò)盈配合，以起到將棘爪盤固定在箱體上的作用。3為軸承端蓋，它將軸承4固定在箱體上，起到使軸承支承中間軸轉(zhuǎn)動(dòng)的目的。下面通過(guò)各零件圖，對(duì)各零件進(jìn)行簡(jiǎn)要說(shuō)明： 棘輪盤，圖中棘輪齒在棘輪上成圓周分布，設(shè)計(jì)成六齒形式，并且每個(gè)齒上均有斜坡，便于棘爪與棘輪齒的結(jié)合,及時(shí)起到防溜車作用。與中間軸結(jié)合部位采用花鍵連接形式，選擇了GB/T 114474矩形花鍵。 棘輪二維圖 棘爪盤，棘爪盤圓周內(nèi)均勻分布六個(gè)與棘爪結(jié)合的部位，棘爪通過(guò)彈簧與棘爪盤相連，圓周內(nèi)為了減重挖掉了部分材料，但能保持應(yīng)有強(qiáng)度。 棘爪盤二維圖 控制撥叉，圖中撥叉下部與棘爪盤連接的部位采用半封閉的結(jié)構(gòu)，便于控制撥叉的安裝，撥叉與棘爪盤間要時(shí)刻保持較好的潤(rùn)滑，以減少磨損，提高裝置的適用壽命。本章通過(guò)各二維圖對(duì)裝置的裝配以及各零件的具體設(shè)計(jì)進(jìn)行更加具體的說(shuō)明。對(duì)前面各章的立體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行了很好的補(bǔ)充，完善了一些細(xì)節(jié)方面的設(shè)計(jì)。6 構(gòu)件的材料選擇與設(shè)計(jì)計(jì)算由于機(jī)構(gòu)是安裝在汽車減速器內(nèi)的，中間軸、箱體、相關(guān)軸承都是變速器本身的部件，添加的部件有棘輪盤、棘爪盤、棘爪、彈簧、和控制機(jī)構(gòu)。棘輪盤在機(jī)構(gòu)中與棘爪在工作時(shí)接合，處于摩擦狀態(tài)，因此其材料性能應(yīng)以耐磨抗磨損為主，再考慮到經(jīng)濟(jì)性與適用性，選擇鑄造合金鋼類材料?？裳娱L(zhǎng)其使用壽命，增大使用安全性。棘爪也由于長(zhǎng)期處于磨損狀態(tài)要選用抗磨損能力較高的材料，考慮到各方面因素，選擇鑄造高錳鋼，高耐磨強(qiáng)度，可使其使用壽命延長(zhǎng)，提高工作準(zhǔn)確性。鑄造高錳鋼（如Mn13）是耐磨鋼,它的熱處理方法是進(jìn)行水韌處理（淬火）,之后不進(jìn)行回火。,為180～220HB,可以進(jìn)行鉆孔攻絲。只有在有沖擊或高壓力作用下才能引起強(qiáng)烈的加工硬化而使硬度提高到450～550HB,從而具備好的耐磨性能。棘爪盤和控制撥叉、控制撥桿，由于不存在磨耗，只用普通碳鋼即能滿足剛度的強(qiáng)度要求。其余各種標(biāo)準(zhǔn)件均可根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)選取。 彈簧可選用合金彈簧鋼絲。首先，對(duì)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行選取，舉例選擇的是國(guó)產(chǎn)東安465型發(fā)動(dòng)機(jī)， kW /5200rpm，最大扭矩83 Nm /3000～3500 rpm。變速器的傳動(dòng)比為：表 一擋二擋三擋四擋倒擋總傳動(dòng)比3 1 （1）.計(jì)算變速器中心距 中間軸式變速器中心距—中間軸與第二軸軸線之間的距離。1） 中間軸式變速器中心距A的確定初選中心距，經(jīng)驗(yàn)公式： 式（）其中，為變速器中心距(mm)；為中心距系數(shù)，乘用車：～，商用車：～，多擋變速器：～；；為發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩(Nm)；為變速器一擋傳動(dòng)比；為變速器傳動(dòng)效率，取96％。 則： 式（） 2）乘用車變速器中心距的確定乘用車變速器中心距在60～80范圍內(nèi)變化，商用車的變速器中心距在80～170范圍內(nèi)變化，原則上，總質(zhì)量小的汽車變速器中心距也小些。乘用車是指在設(shè)計(jì)和技術(shù)特性上主要用于載運(yùn)乘客及其隨身行李和/或臨時(shí)物品的汽車，包括駕駛員座位在內(nèi)最多不超過(guò)9個(gè)座位。它也可以牽引一輛掛車。商用車是指在設(shè)計(jì)和技術(shù)特性上用于運(yùn)送人員和貨物的汽車，并且可以牽引掛車，又有客車、半掛車、貨車之分。本設(shè)計(jì)對(duì)象為乘用車中的普通乘用車、小型乘用車。綜上，中心距可取60。（2）.初選軸的直徑中間軸式變速器的第二軸和中間軸中部直徑，軸的最大直徑d和支承間距離L的比值，對(duì)中間軸，對(duì)第二軸。 則中間軸中部直徑： 式（）取軸徑為， 取。則軸長(zhǎng)中間軸前端直徑可取25.中間軸前端采用圓柱滾子軸承來(lái)承受徑向力，而后端采用外圈有擋圈的球軸承或圓柱滾子軸承。軸承的直徑根據(jù)變速器中心距確定，并要保證殼體后壁兩軸承孔之間的距離不小于6～20 。棘爪在機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中不同時(shí)刻所受力不同，簡(jiǎn)單可分為三種情況，棘爪質(zhì)量，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為。（1）.棘爪在上方靜止不動(dòng)時(shí)；此時(shí)棘爪受重力G，彈簧拉力f。則： 式（）即： 式（）（2）.棘爪與棘輪接觸但未開(kāi)始工作時(shí)；此時(shí)棘爪上所受的反作用力離心力與彈簧拉力平衡（忽略重力）。則： 式（）即： 式（）（3）.棘爪與棘輪接觸工作時(shí)：此時(shí)棘爪受其反作用力離心力，壓力，和彈簧拉力。則： 式（） 即： 式（） 式（）且由于結(jié)構(gòu)限制取。則由式（）、式（）、式（）可解出： ，(mm)，滿足要求。軸承、花鍵和相關(guān)螺栓螺母均為標(biāo)準(zhǔn)件，可在《中華人民共和國(guó)機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》即JB中查詢選擇。（1）.棘輪齒損壞形式棘輪齒損壞形式與齒輪損壞形式相差不多，其損壞形式有：輪齒折斷、齒面疲勞剝落（點(diǎn)蝕）、棘爪與棘輪根部嚙合時(shí)的破壞等。輪齒折斷發(fā)生在下述情況：輪齒受到足夠大的沖擊載荷作用，造成輪齒彎曲折斷；輪齒在重復(fù)載荷作用下，齒根產(chǎn)生疲勞裂紋，裂紋擴(kuò)展深度逐漸加大，然后出現(xiàn)彎曲折斷。該設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)中以后者為主。機(jī)構(gòu)工作時(shí)，棘爪與棘輪嚙合，接觸面相互擠壓，導(dǎo)致細(xì)小裂縫擴(kuò)展，然后齒面表層出現(xiàn)塊狀剝落而形成小麻點(diǎn)，稱之為齒面點(diǎn)蝕。棘輪盤的材料鑄造合金鋼：牌號(hào)40Cr，調(diào)質(zhì)處理，,，硬度241～2