【正文】 39。 ∵ NP 300? ∴ ? ?wcr nPPn ???? 5 7 5 8 因此，操縱桿滿足穩(wěn)定性要求。所以，穩(wěn)定安全系數(shù)通常規(guī)定得比強度安全系數(shù)高。這里，我們用穩(wěn)定安全系數(shù)法，即 ? ?wcr nPPn ?? ， ??wn 為穩(wěn)定安全系數(shù)。由材料力學知，各種桿中北大學 2020 屆畢業(yè)設計說明書 第 22 頁 共 32 頁 端約束條件下細長桿的臨界力公式可用下列形式，即 ? ?22lEIPcr ??? ， ? 為長度系數(shù)。 壓桿的失穩(wěn)實際是指當軸向壓力接近某個極限壓值（該極限壓值的上限即為理想壓桿的臨界力）時，其彎曲變形急劇加大而喪失承載能力的現(xiàn)象。壓桿失穩(wěn)是突然發(fā)生的，其后果，輕則導致構件失效，使構件不能正常工作；重則引起整個機器或結構的毀壞，造成嚴重后果。 中北大學 2020 屆畢業(yè)設計說明書 第 21 頁 共 32 頁 O mml 210? A NF 66? 圖 43 操縱桿的慣性矩（圓截面）： ? ? 49434 mdIz ?? ????? ?? 由圖 43可知，操縱桿的最大撓度在自由端截面，其值為： ? ? mEIqlf 499333 03 1021 0353 ??? ?????? ???? （鋼的彈性模量 PaE 910210 ?? ） ∵ 一般軸的許用撓度 ? ? lf ??????? 9001~2020 ∴ ? ? mlf 43 0 0102 1 05 0 0 ?? ????? ∵ f ??f ， ∴ 操縱桿滿足剛度要求。 參考同類產(chǎn)品的尺寸，同時為了制造方便，我們選 mmd 13? ?？紤]到操縱桿的實際工作情況，這里選 3?n 。 (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?? 。 (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。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。 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? 。 ） 參照相應車型變速器設計參數(shù)，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 。 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 。 ） 據(jù)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(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 。 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(chǎn)品的調(diào)查，結合本次設計的需要，選取操縱桿長度為： 350mm。對于設計人員 , 設計目的之一就是盡量降低耗散力。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。變速器的換檔力是駕駛員必須克服的力 , 屬于有益阻力。不考慮摩擦、防塵套的變形作用 , 手柄操縱力應為 66 N。對于中型車 , 要求其靜態(tài)換檔力≤ 500 N。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。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。關于手柄的行程范圍 , 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。 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。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 。鎖片被彈簧4壓到最下面的位置 (見圖 39a)。 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。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)。 多數(shù)汽車變速器采用結構簡單的彈簧鎖銷式倒檔鎖 (圖 38)。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。 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。變速桿下端球頭置于鉗口中，鉗形板可繞a軸擺動。自鎖彈 簧 2的預壓力和鎖銷 l對撥叉軸起到自鎖作用。 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)。 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。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)。 (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。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 撥叉軸的兩側各有一個凹槽。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)。情況嚴重時還將使零件遭受破壞。因為若變速桿同時推動 兩個撥又，即可能同時掛入兩個檔位。換檔時，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，鋼球便克服彈簧的預壓力而升起，撥叉軸移動，當鋼球與另一凹槽處對正時，鋼球又被壓入凹槽內(nèi)，此動作傳到操縱桿上，使駕駛員具有“手感”。在變速器蓋 6前端凸起部位鉆有三個深孔，位于三根撥叉軸 3的上方。即使達到全齒長嚙合，也可能由于汽車振動或其他原因，使滑動 齒輪 (或接合套 )自動軸向移動，田田減少了齒的嚙合長度，甚至完全脫離嚙合，即自動脫檔。 鎖定裝置方案分析 自鎖裝置 變速器為防止自動脫檔，并 保證輪齒以全齒長嚙合，應在操縱機構中設 有自鎖裝置。 總而言之，應用人機工程學原理進行操縱機構的設計，有利于最大限度地改善人機關系，使人與機器達到最佳匹配，對于提高勞動生產(chǎn)效率，改善勞動者的勞動條件，減輕操作者的勞動強度，為操作者 提供方便、安全、舒適的工作環(huán)境是非常有益的，而且也能取得良好的效果。 之間時腳的蹬力最大，一般情況下右腳的操縱力大于左腳的操縱力，男同志的腳力大于女同志的腳力。 或 16O176。據(jù) 測定，膝部伸展角度在 13O176。腳產(chǎn)生的操縱力大小與下肢的位置、姿勢和方向有關，下肢伸直時腳產(chǎn)生的力大于下肢彎曲時腳產(chǎn)生的力；坐背有靠背支持時腳可產(chǎn)生最大的力。 (2)腳的操縱力。手臂處于側面下方時，推、拉力都較弱，但其向上、向下的力較大。 (1)手的操縱力。 的范圍最佳。根據(jù)上述視野特性，在設計操縱機構與控制面板時，應充分考慮操作者的視野范圍和視距范圍，將常用的指示器置于眼高偏下3O176。 視距范圍是指人的眼睛觀察操縱器的正常范圍，一般選取 560mm 左右為最佳視距， 最大視距為 760mm，最小視距為 380mm 左右。 的范圍之內(nèi)，其中在 3176。 ，以鼻為中心左右 15176。 從人的視野特性可知，人的橫向視野大于縱向視野，最有效的視野區(qū)為以水平線向上 3O176。 ～ 4O176。 ～ 6O176。 在視野邊沿上，人只能觀察出物體的出現(xiàn)，但不知其形狀。人的視野范圍對于顏色的視野比黑背影下白色對象的視野小，尤其對綠色感受的視野范圍最小。 ；雙眼在水平方向上大約增加到 120176。 、向 上 55176。 、向中北大學 2020 屆畢業(yè)設計說明書 第 11 頁 共 32 頁 下 65176。 、向內(nèi)側 6O176。單眼對于黑背影上的白色對象的平均視野范圍為：從眼球中心向外側 9O176。這些人體數(shù)據(jù)為操縱機構的合理設計提供了有力支持，操縱機構的高度設計，作業(yè)空間的最大范圍、正常范圍、最佳范圍的確定以及各種控制器、控制臺、操作平臺的設計都應以人體尺寸數(shù)據(jù)為依據(jù)，力求操作者操作方便、安全、舒適。 人體尺寸在操縱機構設計中的應用 GB10000— 88是 1989年開始實施的我國成人人體尺寸國家