【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 空檔定位，中間凹槽至兩側(cè)凹槽的距離等于滑動(dòng)齒輪(或接合套)由空檔換入相應(yīng)檔(保證全齒長(zhǎng)嚙合)的距離2)工作：自鎖鋼球被自鎖彈簧壓入撥叉軸的相應(yīng)凹槽內(nèi)，起到鎖止檔位的作用，防止自動(dòng)換檔和自動(dòng)脫檔。換檔時(shí)，駕駛員施加于撥叉軸上的軸向力克服彈簧與鋼球的自鎖力時(shí)，鋼球便克服彈簧的預(yù)壓力而升起，撥叉軸移動(dòng)，當(dāng)鋼球與另一凹槽處對(duì)正時(shí)，鋼球又被壓入凹槽內(nèi)，此動(dòng)作傳到操縱桿上，使駕駛員具有“手感”。 圖34 變速器的自鎖及互鎖裝置 l定位鋼球；2定位彈簧；3撥叉軸；4互鎖頂銷；5互鎖鋼球(或互鎖銷)；6變速器蓋 互鎖裝置 變速器為防止同時(shí)掛入兩個(gè)檔位，必須在操縱機(jī)構(gòu)內(nèi)裝設(shè)互鎖裝置。因?yàn)槿糇兯贄U同時(shí)推動(dòng)兩個(gè)撥又，即可能同時(shí)掛入兩個(gè)檔位。由于兩個(gè)檔位的傳動(dòng)比不同，必須使嚙合的各個(gè)齒輪相互產(chǎn)生機(jī)械干涉，變速器將無(wú)法工作。情況嚴(yán)重時(shí)還將使零件遭受破壞。 鎖球(銷)式 (l)結(jié)構(gòu)：圖34所示屬于這種型式。在三根撥叉軸所處的平面且垂直于撥叉軸的橫向孔道內(nèi)，裝有互鎖鋼球5(圖34a)或互鎖銷5(圖34b)?；ユi鋼球(或互鎖銷)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)。兩個(gè)鋼球直徑之和(或一個(gè)互鎖銷的長(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4，頂銷的長(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、頂銷都在同一直線上。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)。 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(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有頂銷，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l內(nèi)裝有自鎖彈簧2，在圖示位置(空檔)時(shí)，兩鎖銷內(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l對(duì)撥叉軸起到自鎖作用。 圖36 同時(shí)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(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)汽車變速器采用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(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式如圖38所示。第4章 設(shè)計(jì)計(jì)算及校核 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(shí), 均應(yīng)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(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, 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, 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。不同廠家生產(chǎn)的不同型號(hào)的變速器, 其靜態(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?！『纳⒘υ谧兯俨倏v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(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。因?yàn)樵O(shè)計(jì)的是微型汽車換檔操縱機(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。（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：，左右最大運(yùn)動(dòng)范圍為：。參照市場(chǎng)現(xiàn)有產(chǎn)品，結(jié)合本次設(shè)計(jì)的需要，選?。翰倏v桿前后運(yùn)動(dòng)范圍為：；左右運(yùn)動(dòng)范圍為：。 、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車型變速器設(shè)計(jì)參數(shù)，本次設(shè)計(jì)選?。?換檔搖臂長(zhǎng)度：；換檔力矩：；選檔搖臂長(zhǎng)度： ；換檔力矩：。 、換檔搖臂運(yùn)動(dòng)范圍（176。） 參照相應(yīng)車型變速器設(shè)計(jì)參數(shù)，本次設(shè)計(jì)選?。? 換檔搖臂：前、后運(yùn)動(dòng)最大角度為：；選檔搖臂：向前運(yùn)動(dòng)最大角度為：，向后運(yùn)動(dòng)最大角度為：。 ： 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 350 A O C 圖42 已知： 操縱力為：66N；換檔搖臂長(zhǎng)度為：80mm，所需力矩為:， 如圖42，設(shè) , 則有： 為了設(shè)計(jì)和制造方便，這里取 。 ： 在汽車行駛過(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