【文章內(nèi)容簡介】 用在千斤頂上。在自行車中棘輪機(jī)構(gòu)用于單向驅(qū)動，在手動絞車中棘輪機(jī)構(gòu)常用以防止逆轉(zhuǎn)。 、： 帶式制動器 棘輪機(jī)構(gòu)根據(jù)以上對棘輪機(jī)構(gòu)的介紹，在本設(shè)計機(jī)構(gòu)中，只需要棘輪棘爪配合使軸不發(fā)生逆轉(zhuǎn)即可，則可將該棘輪機(jī)構(gòu)簡化，只利用其中一部分原理即可達(dá)到目的?；ㄦI聯(lián)接由內(nèi)花鍵和外花鍵組成。內(nèi)、外花鍵均為多齒零件，在內(nèi)圓柱表面上的花鍵為內(nèi)花鍵，在外圓柱表面上的花鍵為外花鍵。顯然，花鍵聯(lián)接是平鍵聯(lián)接在數(shù)目上的發(fā)展。因結(jié)構(gòu)形式和制造工藝的不同，與平鍵聯(lián)接比較，花鍵聯(lián)接在強(qiáng)度、工藝和使用方面有下列特點(diǎn)： （1）.因為在軸上與轂孔上直接而均勻地制出較多的齒與槽，故聯(lián)接受力較為均勻； （2）.因槽較淺，齒根處應(yīng)力集中較小，軸與轂的強(qiáng)度削弱較少； （3）.齒數(shù)較多，總接觸面積較大，因而可承受較大的載荷； （4）.軸上零件與軸的對中性好，這對高速及精密機(jī)器很重要； （5）.導(dǎo)向性好，這對動聯(lián)接很重要； （6）.可用磨削的方法提高加工精度及聯(lián)接質(zhì)量； （7）.制造工藝較復(fù)雜，有時需要專門設(shè)備，成本較高?；ㄦI適用于定心精度要求高、傳遞轉(zhuǎn)矩大或經(jīng)?；频穆?lián)接?；ㄦI聯(lián)接按齒形的不同，可分為矩形花鍵和漸開線花鍵兩類，這兩類花鍵均已標(biāo)準(zhǔn)化。矩形花鍵　　 按齒高的不同，矩形花鍵的齒形尺寸在標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定兩個系列，即輕系列和中系列。輕系列的承載能力較低，多用于靜聯(lián)接或輕載聯(lián)接；中系列用于中等載荷?！　【匦位ㄦI的定心方式為小徑定心，即外花鍵和內(nèi)花鍵的小徑為配合面。其特點(diǎn)是定心精度高，定心的穩(wěn)定性好，能用磨削的方法消除熱處理引起的變形。矩形花鍵聯(lián)接是應(yīng)用最為廣泛的花鍵聯(lián)接。應(yīng)用廣泛，如航空發(fā)動機(jī)、汽車、燃?xì)廨啓C(jī)、機(jī)床、工程機(jī)械、拖拉機(jī)、農(nóng)業(yè)機(jī)械及一般機(jī)械傳動裝置等等。 漸開線花鍵 　 漸開線花鍵的齒廓為漸開線，分度圓壓力角α有30176。及45176。兩種。（m為模數(shù)）。漸開線花鍵可以用制造齒輪的方法來加工，工藝性較好，易獲得較高的制造精度和互換性?！　u開線花鍵的定心方式為齒形定心。受載時齒上有徑向力，能起自動定心作用，有利于各齒受力均勻，強(qiáng)度高，壽命長。用于載荷較大，定心精度要求較高以及尺寸較大的聯(lián)接，如航空發(fā)動機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)、汽車等。壓力角45176。的花鍵多用于輕載、小直徑和薄型零件的聯(lián)接。首先，在變速箱內(nèi)利用棘輪結(jié)構(gòu)的話，要保證棘輪或棘爪有一方是固定不動的。方案（一）.將棘輪盤固定在箱體上，棘爪盤固定在中間軸上隨中間軸轉(zhuǎn)動；方案（二）.將棘爪盤固定在箱體上而棘輪隨軸進(jìn)行轉(zhuǎn)動。但方案（一）存在一定的不足之處：當(dāng)棘爪與棘輪脫離接觸，棘輪盤沿軸往回徑向運(yùn)動時。機(jī)構(gòu)停止工作。但此時，汽車在行駛過程中，中間軸不停止旋轉(zhuǎn)，則棘爪盤也隨軸同步軸向轉(zhuǎn)動，棘爪盤內(nèi)由彈簧連接的棘爪在離心力的作用下，在棘輪盤圓孔內(nèi)做伸縮運(yùn)動，難免會碰到棘輪盤，引起振動和噪聲，同時也對棘爪造成一定的磨損。于是，可選擇方案（二）。具體結(jié)構(gòu)如下： 安裝于箱體上的棘爪盤，中間可添加軸承以支撐和固定中間軸。棘爪盤與箱體采用過盈聯(lián)接，結(jié)構(gòu)簡單，定心性好，承載能力搞，承受變載荷和沖擊的性能好。棘爪位于圓孔內(nèi)，由彈簧與棘爪盤相連，可在孔內(nèi)伸縮運(yùn)動。該結(jié)構(gòu)中挖取一部分減輕了棘爪盤的重量，同時節(jié)省材料。當(dāng)棘輪盤軸向運(yùn)動至棘爪盤處，棘爪在棘爪盤內(nèi)彈簧作用下沿棘輪齒曲面運(yùn)動，由于彈簧力作用，棘爪滑至棘輪齒根。 ，其上的花鍵槽通過軸上的花鍵與軸相連，棘輪盤與軸周向固定，保持二者隨時同步轉(zhuǎn)動，同時，花鍵也起到導(dǎo)軌作用，由于花鍵較長，棘輪盤可在軸上運(yùn)動，便于棘爪與棘輪的結(jié)合與分離。棘輪盤隨軸旋轉(zhuǎn)，當(dāng)軸一擋順時針旋轉(zhuǎn)時，隨軸重復(fù)運(yùn)動。如果一擋時發(fā)生溜車現(xiàn)象，則中間軸進(jìn)行逆時針轉(zhuǎn)動，此時棘輪齒由于有棘爪的阻擋，棘輪盤不能隨軸逆時針轉(zhuǎn)動，又因為棘輪盤與中間軸是同步旋轉(zhuǎn)的，則此時中間軸也無法逆時針旋轉(zhuǎn)，達(dá)到了不溜車的目的。 ，圓頭狀處為棘爪與棘輪齒相結(jié)合處，設(shè)計成球面是因為棘爪與棘輪齒相結(jié)合時，棘輪盤不但隨中間軸同步轉(zhuǎn)動同時還進(jìn)行軸向運(yùn)動，棘爪圓頭狀處可沿棘輪齒斜面滑動，球面設(shè)計可減少摩擦阻力和磨損，便于棘爪盡快到位。棘爪另一端通過彈簧在棘爪盤圓孔內(nèi)與棘爪盤相連，可在圓孔內(nèi)伸縮，保持工作時隨時與棘輪齒和齒根相接觸。 彈簧，中間軸的轉(zhuǎn)動帶動棘輪盤轉(zhuǎn)動，同時棘輪盤的運(yùn)動對中間軸也有控制作用，它們之間通過花鍵相聯(lián)接，并且棘輪盤可通過花鍵軸向移動，從而控制棘爪與棘輪齒的結(jié)合與分離。中間軸上還安裝有各檔位齒輪，兩端均通過軸承固定于箱體上。該機(jī)構(gòu)只是在中間軸上添加了花鍵，為了機(jī)構(gòu)的添加改變了中間軸的一部分尺寸，其余中間軸上的結(jié)構(gòu)于一般變速器內(nèi)中間軸相同。，控制撥叉采用不封閉的結(jié)構(gòu)是為了便于其在棘輪盤槽內(nèi)的安裝，同時也可減重和節(jié)省材料。（a）（b）圖3. 14 裝配總圖(a)、（b），各零件按裝配配合安裝。，詳細(xì)表現(xiàn)了各零件的裝配位置和裝配形式。由于變速箱中結(jié)構(gòu)復(fù)雜，各結(jié)構(gòu)的位置一定要緊湊，避免變速箱出現(xiàn)較大的改動。通過認(rèn)真研究變速器的工作過程和原理以及棘輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動特點(diǎn)，逐步設(shè)計出了機(jī)構(gòu)的大體結(jié)構(gòu)形式及裝配方式。該結(jié)構(gòu)滿足了對中間軸轉(zhuǎn)動方向的控制，有效抑制了中間軸倒轉(zhuǎn)的情況出現(xiàn)，達(dá)到了預(yù)期目的。4防溜車裝置控制機(jī)構(gòu)設(shè)計上文對汽車坡路防溜車機(jī)構(gòu)的設(shè)計進(jìn)行了說明，但對于這套機(jī)構(gòu)的控制方式卻很難入手，因為要求該機(jī)構(gòu)在汽車前進(jìn)一檔時發(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）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，通過開關(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，也沒有實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)的自動控制。通過學(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)也隨之啟動并開始工作，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。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，各凹槽在橫向平面內(nèi)對齊，叉形撥桿下端的球頭即深入這些凹槽中。選擋時可使變速桿繞其中部球形支點(diǎn)橫向擺動，則其下端推動叉形撥桿繞換檔軸的軸線擺動，從而使叉形撥桿下端球頭對準(zhǔn)與所選擋位對應(yīng)的撥塊凹槽，然后使變速桿縱向擺動，帶動撥叉軸及撥叉向前或向后移動，即可實(shí)現(xiàn)掛擋。例如，橫向擺動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一定距離，便可掛入二擋；若向后移動一定距離，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，并使其向前移動一段距離時，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大，否則換檔時手感不明顯。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凹槽，當(dāng)任何一根撥叉軸連同撥叉軸向移動到空檔或某一工作檔位的位置時，必有一個凹槽正好對準(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，駕駛員對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。（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，左右撥叉軸在對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有凹槽，凹槽中開有裝鎖銷的孔。3）這種互鎖裝置可以保證變速器只有在空檔位置時，駕駛員才可以移動任一個撥叉軸掛擋。若某一撥叉軸被移動而掛擋時，另兩個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。（3）倒擋鎖1）倒擋鎖的作用是駕駛員掛倒擋時，必須對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度。3）駕駛員要掛倒擋時，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)，以撥動一、倒擋撥叉軸而推入倒擋。要達(dá)到對機(jī)構(gòu)的控制目的并不簡單，因為機(jī)構(gòu)在工作的時候不但做隨中間軸的周向轉(zhuǎn)動，還要在控制機(jī)構(gòu)的控制下做軸向移動，并且這一系列的動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)到時刻對棘爪盤的同步控制，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)計成階梯狀，則控制撥叉被嚴(yán)格固定，使其不能在桿上竄動，只能隨桿的移動而移動。桿的另一端通過相關(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)行一擋掛擋動作時，會同步帶動機(jī)構(gòu)控制桿的運(yùn)動，控制桿又會帶動控制撥叉的運(yùn)動，最后將運(yùn)動傳給棘輪盤，使其沿軸運(yùn)動靠近棘爪盤，機(jī)構(gòu)開始工作。汽車進(jìn)行二擋動作時，運(yùn)動經(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，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，手剎制動拉起，使汽車制動，停止下滑。汽車要進(jìn)行坡路起步時，松開手剎，掛入一擋，此時，由于控制撥桿與一擋控制撥叉相連，一擋動作時該機(jī)構(gòu)也隨之同步開始工作，控制撥桿帶動控制撥叉左移，移動量由機(jī)構(gòu)與一擋撥叉同時控制，并且，此時處于一擋擋位的中間軸是勻速順時針轉(zhuǎn)動的，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針轉(zhuǎn)動的。棘輪盤在轉(zhuǎn)動的同時又向左朝著安裝在箱體上的棘爪盤移動。棘輪盤上的棘輪齒設(shè)計成了斜坡形式，并且棘爪與棘爪盤之間連有彈簧，則棘爪可沿著斜坡移動，直至棘爪卡入棘輪齒槽內(nèi)。此時，由于棘爪與棘輪齒的作用，棘輪盤不能倒轉(zhuǎn)，只能順時針轉(zhuǎn)動，這樣就限制了中間軸的轉(zhuǎn)動方向，即中間軸只能順時針旋轉(zhuǎn)。因此，就限制了車體下滑，不會向后溜車。汽車一擋起步平穩(wěn)后，掛擋進(jìn)入二擋。此時，由于一二擋撥叉的回位變化，帶動控制撥桿右移，控制撥桿又帶動控制撥叉右移，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)動外再沒有其他動作，從而避免了機(jī)構(gòu)對汽車行駛的影響，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)，免去了駕駛員對機(jī)構(gòu)的主觀控制，起步動作可與普通手動擋汽車起步的操縱一樣。從而簡化了起車步驟，減小了起車難度，收到了比較好的效果。本章通過對變速器操縱機(jī)構(gòu)的學(xué)習(xí)理解，設(shè)計出了通過變速器操縱機(jī)構(gòu)控制坡路防溜車機(jī)構(gòu)，通過比較簡單的控制機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了防溜車機(jī)構(gòu)的同步自動控制，滿足了要求，達(dá)到了預(yù)期目的。5裝置平面設(shè)計以上為對裝置的立體設(shè)計，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，對裝置的平面圖形進(jìn)行說明。：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，裝置工作時通過6棘爪與12棘輪盤上棘輪齒的結(jié)合來控制棘輪盤的轉(zhuǎn)向。又因為12棘輪盤與13中間軸通過8花鍵結(jié)構(gòu)相連，這樣，通過對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，控制撥桿11被同步帶動，從而帶動10控制撥叉運(yùn)動，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，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)動的目的。下面通過各零件圖，對各零件進(jìn)行簡要說明： 棘輪盤，圖中棘輪齒在棘輪上成圓周分布，設(shè)計成六齒形式，并且每個齒上均有斜坡，便于棘爪與棘輪齒的結(jié)合,及時起到防溜車作用。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)均勻分布六個與棘爪結(jié)合的部位，棘爪通過彈簧與棘爪盤相連，