變速箱設(shè)計(jì)操縱機(jī)構(gòu)

1、百度文庫11 引言任務(wù)來源及設(shè)計(jì)依據(jù)1.1.1 任務(wù)來源指導(dǎo)老師分配。1.1.2 設(shè)計(jì)依據(jù)參照國(guó)家關(guān)于汽車換檔操縱機(jī)構(gòu)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及汽車換檔操縱機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)實(shí)體模 型。設(shè)計(jì)原則和設(shè)計(jì)要求1.2.1 設(shè)計(jì)原則對(duì)換檔操縱機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，應(yīng)滿足其操縱的輕便性、可靠性、穩(wěn)定性和平順性， 在換檔操縱機(jī)構(gòu)布置位置還應(yīng)注意隔熱、隔振、防塵等密封問題。另外，設(shè)計(jì)應(yīng)符 合國(guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及人機(jī)工程學(xué)方面的要求，在滿足前述原則的的前提下，應(yīng)盡可能的采用國(guó)內(nèi)外的新技術(shù)和新材料，進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。1.2.2 設(shè)計(jì)要求1.2.2.1 根據(jù)人機(jī)工程學(xué)的研究結(jié)論，選擇人手在操縱桿件時(shí)的合適力度和力矩； 參照微型汽車駕駛室布置及整車尺寸，確定

2、換檔操縱機(jī)構(gòu)的布置位置和適合的尺 寸；1.2.2.3 駕駛員在換檔時(shí)，操縱應(yīng)準(zhǔn)確、輕便、可靠；1.2.2.4 換檔拉索的選擇合理（參照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)及相關(guān)產(chǎn)品技術(shù)參數(shù)），具有足夠的 剛度和強(qiáng)度，工作可靠性高。1.2.2.5 結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，易于加工、制造，調(diào)整方便。結(jié)構(gòu)形式根據(jù)設(shè)計(jì)題目，參照 EQ109Q 貨車，本次設(shè)計(jì)采用雙桿遠(yuǎn)距離換檔操縱機(jī)構(gòu)。主要參數(shù)人手操縱力：？Skip Record If.?百度文庫2換檔桿長(zhǎng)度：？Skip Record If.?;選檔軸力矩：？Skip Record If.?;換檔軸力矩：？Skip Record If.?;換檔搖臂長(zhǎng)度：？Skip Record If.?

3、;選檔搖臂長(zhǎng)度：？Skip Record If.?。要求提供的技術(shù)資料1.5.1 設(shè)計(jì)任務(wù)書；1.5.2 二維裝配圖圖紙繪制；1.5.3 二維圖紙繪制(主要零部件二維工程圖)；1.5.4 技術(shù)條件。2 變速器操縱機(jī)構(gòu)概述汽車變速器操縱機(jī)構(gòu)作為變速器的控制機(jī)構(gòu)，較之汽車設(shè)計(jì)中的其它環(huán)節(jié)，只是一個(gè)小裝置，但它卻和汽車的正常行駛有著十分緊密的關(guān)系，并在變速器的設(shè)計(jì)中占有重要的地位。除此之外，因?yàn)橛神{駛者直接操縱，所以，變速器操縱機(jī)構(gòu)在 設(shè)計(jì)時(shí)還需考慮到人機(jī)工程學(xué)方面的知識(shí)。變速器操縱機(jī)構(gòu)是駕駛員操縱變速手柄到使變速箱換檔的一套機(jī)構(gòu)，是用來保證駕駛員能根據(jù)汽車使用條件，隨時(shí)撥動(dòng)變速箱內(nèi)齒輪進(jìn)行換檔，或

4、使之從工作檔 退到空檔，并要求撥動(dòng)滑動(dòng)齒輪時(shí)要省力。要使變速器操縱機(jī)構(gòu)可靠地工作，應(yīng)滿足下列要求：(1) 設(shè)有自鎖裝置，防止變速器自動(dòng)換檔和自動(dòng)脫檔。(2) 設(shè)有互鎖裝置，保證變速器不會(huì)同時(shí)換入兩個(gè)檔，否則會(huì)產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)干涉， 甚至?xí)p壞零件。(3) 設(shè)有倒檔鎖，防止誤換倒檔。否則會(huì)損壞零件或發(fā)生安全事故。近年來，變速器操縱機(jī)構(gòu)有向自動(dòng)操縱方向發(fā)展的趨勢(shì)。 自動(dòng)操縱式機(jī)械換檔 變速器又稱或稱自動(dòng)化機(jī)械換檔變速器，它是在原手動(dòng)機(jī)械換檔變速器( MT 的基 礎(chǔ)上，對(duì)其離合器、變速器的控制系統(tǒng)和操縱機(jī)構(gòu)進(jìn)行改造而形成的。百度文庫33 變速器操縱機(jī)構(gòu)總體方案設(shè)計(jì)變速器操縱機(jī)構(gòu)類型方案分析機(jī)械式操縱機(jī)構(gòu)是最

5、常用的，按換檔操縱桿與變速器的相互位置， 機(jī)械式變速 器操縱機(jī)構(gòu)可分為直接操縱式和遠(yuǎn)距離操縱式兩類：直接式操縱機(jī)構(gòu)主要由選檔換檔機(jī)構(gòu)和安全裝置兩部分組成。選檔換檔機(jī)構(gòu)由變速桿、撥塊、撥叉軸和撥叉等組成，用來完成換檔的基本動(dòng)作；安全裝置用來保 證變速器在任何情況下都能準(zhǔn)確、安全、可靠地工作，由自鎖裝置、互鎖裝置、倒 檔鎖組成，分別用來保證換檔到位，防止自動(dòng)脫檔；防止同時(shí)掛入兩檔和防止誤掛 倒檔。直接式操縱機(jī)構(gòu)多集裝于變速器上蓋或變速器側(cè)面，機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，操縱方便，換 檔手感明顯；變速桿直接安裝在變速器上，并依靠駕駛員手力和通過變速桿直接完 成換檔功能的手動(dòng)換檔變速器，稱為直接操縱變速器。這種操縱方案

6、結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單，已得到廣泛應(yīng)用。近年來，單軌式操縱機(jī)構(gòu)應(yīng)用較 多，其優(yōu)點(diǎn)是減少了變速叉軸，各檔同用一組自鎖裝置，因而使操縱機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)化，但 它要求各檔換檔行程相等。采用直接操縱方式換檔的前提是變速器離司機(jī)較近。遠(yuǎn)距離操縱機(jī)構(gòu)由外部操縱機(jī)構(gòu)和內(nèi)部操縱機(jī)構(gòu)兩部分構(gòu)成。外部操縱機(jī)構(gòu)主要是從變速桿到選檔換檔軸之間的所有傳動(dòng)件，用來實(shí)現(xiàn)對(duì)變速器的遠(yuǎn)距離操縱； 內(nèi)部操縱機(jī)構(gòu)由選檔換檔軸、撥叉軸、撥叉、自鎖裝置、互鎖裝置和倒檔鎖等。遠(yuǎn)距離式操縱機(jī)構(gòu)通常在操縱桿與撥塊之間增加若干傳動(dòng)件，組成遠(yuǎn)距離操縱機(jī)構(gòu)。遠(yuǎn)距離操縱機(jī)構(gòu)應(yīng)有足夠的剛度，各連接件間隙不能過大，否則換檔手感不 明顯，且不能保證換檔齒輪全齒長(zhǎng)嚙合。貨車的變

7、速操縱與轎車、客車相比，有其自身特點(diǎn)。對(duì)于轎車來說，因?yàn)樽兯?器箱體小，變速器的靜態(tài)換檔力比較小，所以，變速操縱力不會(huì)太大。而對(duì)貨車而 言，由于駕駛員離變速器距離近，大部分操縱桿可以直接布置于變速器上，減少 了操縱機(jī)構(gòu)的路途損失。而對(duì)于中重型載重貨車其變速器的安裝位置距離駕駛員座 椅較遠(yuǎn)不得不采用遠(yuǎn)距離操縱的形式。 對(duì)于采用了同一型號(hào)變速器的客、 貨兩種車 的變速操縱力相比，貨車輕便、客車偏重是正常的。這種型式具有維修發(fā)動(dòng)機(jī)方便、傳動(dòng)系和操縱系比較簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)根據(jù)畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書數(shù)據(jù)要求（汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的排量：汽車的自重：4000kg,百度文庫4載重量 5000kg），可知 EQ1090 貨車機(jī)械式變

8、速器應(yīng)選擇遠(yuǎn)距離式操縱機(jī)構(gòu)。3.1.1 遠(yuǎn)距離操縱機(jī)構(gòu)遠(yuǎn)距離操縱機(jī)構(gòu)按變速器選檔軸和換檔軸是否分開可分為雙桿式和單桿式兩種類型；按變速拉桿結(jié)構(gòu)不同可分為剛性和柔性兩種類型；按操縱機(jī)構(gòu)拉桿布置方式不同可分為左操縱型、右操縱型和左右操縱型3 種類型。在新車型開發(fā)過程中，通常要兼顧變型車擴(kuò)展。因此，在進(jìn)行操縱機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，主要設(shè)計(jì)難點(diǎn)在于機(jī)構(gòu)既 要能適應(yīng)駕駛室翻轉(zhuǎn)又不影響操縱機(jī)構(gòu)的正常工作。操縱機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求在進(jìn)行操縱機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮以下幾個(gè)問題。a保證駕駛室內(nèi)操縱桿位置符合 GB/ T15705載貨汽車駕駛員操作位置尺寸中相應(yīng)條款要求，即變速桿手柄工作位置應(yīng)位于轉(zhuǎn)向盤下面和駕駛員座椅右面不

9、低于 座墊表面的特定區(qū)域：變速桿手柄在任意位置時(shí)，距駕駛室內(nèi)其它零件或操縱桿的 距離不得小于 50 mmb 變速器操縱較頻繁，為增強(qiáng)駕駛員操縱手感，要求機(jī)構(gòu)具有足夠剛性，且連接 件之間的間隙應(yīng)盡量減小。c.變速拉桿總成支座應(yīng)盡量固定在與變速器殼體剛性連成一體的機(jī)件（如發(fā)動(dòng)機(jī)、 離合器等）上。避免或減小由于車架變形及汽車振動(dòng)對(duì)操縱機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的不良影響。d. 應(yīng)對(duì)駕駛員操縱力和操縱桿手柄的行程進(jìn)行設(shè)計(jì)和校核。為減輕駕駛員疲勞。要求操縱力不大于 90 N，操縱桿手柄的雙向行程之和應(yīng)不大于 200mme應(yīng)按變速器總成提供的直接操縱檔位圖和操縱機(jī)構(gòu)本身的動(dòng)作特點(diǎn)。正確確定 駕駛員操縱桿手柄上的檔位圖。f.

10、操縱機(jī)構(gòu)應(yīng)有行程調(diào)節(jié)功能，以便在操縱不靈活的情況下對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整， 以保證操縱機(jī)構(gòu)靈活有效。3.1.1.1 單桿剛性操縱機(jī)構(gòu)單桿操縱機(jī)構(gòu)的操縱桿支座布置在駕駛室地板下面的發(fā)動(dòng)機(jī)上，為使機(jī)構(gòu)不受駕駛室翻轉(zhuǎn)影響，操縱桿從駕駛室地板較大的孔洞進(jìn)入駕駛室，這時(shí)要考慮地板孔 的防塵、防水、隔熱等密封問題。有時(shí)操縱桿支座布置在駕駛室地板上操縱機(jī)構(gòu) 拉桿是伸縮式的，以適應(yīng)駕駛室翻轉(zhuǎn)。對(duì)于前者，在發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體上應(yīng)預(yù)先鑄有操縱 桿支座總成的安裝位置；對(duì)于后者應(yīng)百度文庫5考慮車架和駕駛室總成在行車當(dāng)中的振動(dòng)對(duì)機(jī) 構(gòu)的影響。另外，單桿機(jī)構(gòu)針對(duì)的變速器總成屬于選檔軸和換檔軸合為一體的情況， 選檔 行程是沿平行于汽車

11、軸的軸線橫向運(yùn)動(dòng)，換檔行程則繞著平行于汽車 y 軸的軸線前 后轉(zhuǎn)動(dòng)。3. 1.1.2 雙桿剛性操縱機(jī)構(gòu)雙桿操縱機(jī)構(gòu)的操縱桿及支座總成布置在駕駛室地板上。操縱機(jī)構(gòu)不僅要克服其零部件與其它系統(tǒng)發(fā)生干涉。而且為滿足駕駛室翻轉(zhuǎn)需要，還要增加連桿傳動(dòng)機(jī) 構(gòu)，并使搖臂及支座總成的轉(zhuǎn)軸中心盡可能與駕駛室翻轉(zhuǎn)中心接近或重合，所以機(jī)構(gòu)復(fù)雜、零件數(shù)目多。另外，由于搖臂及支座總成與變速器距離遠(yuǎn)，需利用拉桿總 成通過與車架縱梁相連接的選檔搖臂、T 形支架總成、搖臂及臥式支座總成來傳遞 動(dòng)力。這一段機(jī)構(gòu)的布置可能會(huì)與冷卻系、排氣系、駕駛室后懸置總成等發(fā)生運(yùn)動(dòng) 干涉現(xiàn)象。所以應(yīng)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，及時(shí)與總布置、車架及相關(guān)系統(tǒng)的

12、設(shè)計(jì)作好溝通 與對(duì)接，以免影響設(shè)計(jì)進(jìn)度。雙桿操縱機(jī)構(gòu)具有負(fù)載效率高，換檔力小，操縱手感 好，使用可靠，整個(gè)系統(tǒng)靈活輕便等優(yōu)點(diǎn)。如圖 3-1 所示的變速器雙桿操縱機(jī)構(gòu)。百度文庫6圖 3-1 變速器雙桿操縱系統(tǒng)1-3 號(hào)選檔拉桿；2-3 號(hào)換檔拉桿；3-選擇；4-換檔；5-換檔支座；6-4 號(hào)選檔拉桿；7-換檔平衡彈簧；8-2 號(hào)換檔拉桿；9-球碗；10-1 號(hào)換檔拉桿；11-1 號(hào)選檔拉桿；12-拉桿總成；13-選檔回位彈簧；14-2 號(hào)選檔拉桿；15-4 號(hào)換檔拉桿；16-變速器3. 1.1.3 柔性（軟軸）操縱機(jī)構(gòu)剛性機(jī)構(gòu)有時(shí)存在機(jī)構(gòu)復(fù)雜、難于布置等諸多問題，特別是對(duì)對(duì)該種操縱機(jī)構(gòu)難于適應(yīng)駕

13、駛室翻轉(zhuǎn)要求的這一難點(diǎn)，柔性機(jī)構(gòu)可有效解決這些問題。如圖3-2 所示的柔性操縱機(jī)構(gòu)。百度文庫7圖 3-2 變速器軟軸操縱機(jī)構(gòu)1、2-大螺母；3、6-卡箍；4-換檔搖臂；5-選檔搖臂。它利用一種推拉式軟軸代替剛性拉桿用于遠(yuǎn)距離操縱。這種軟軸一般由芯軸和護(hù)套組成，其芯軸為多根鋼絲組成并增加了斜繞鋼帶，外護(hù)套為多根細(xì)鋼絲斜繞而成，同時(shí)增加了內(nèi)護(hù)管。也有在外護(hù)套中增加斜繞鋼帶以進(jìn)一步提高軟軸承載能力， 但這會(huì)影響軟軸彎曲性能。柔性機(jī)構(gòu)的操縱桿及支座總成一般布置在駕駛室地板 上。操縱桿及支座總成的功能與雙桿剛性機(jī)構(gòu)中的操縱桿及支座總成類似，主要區(qū)別是增加了軟軸支撐的設(shè)計(jì)。在后部通過軟軸支架與變速器總成的

14、選檔臂和換檔臂 相連，從而實(shí)現(xiàn)其操縱功能。3.1.2 變速器操縱機(jī)構(gòu)類型的確定中型汽車我國(guó)定義為總質(zhì)量大于 6t，小于 14t 的汽車。國(guó)外在這個(gè)噸位級(jí)的汽 車產(chǎn)量較少，而在我國(guó)其產(chǎn)量最大、保有量最多。東風(fēng)牌EQI092F 是東風(fēng)汽車的主導(dǎo)車型，其保有量較多，其結(jié)構(gòu)特征普遍為用戶所熟悉。變速箱采用普通機(jī)械式， 其檔數(shù)通常有五檔；并帶同步器方便操縱。其操縱機(jī)構(gòu)多采用直接操縱桿式（長(zhǎng)頭車）或雙桿操縱式（平頭車）?？紤]到 EQ109 貨車屬于中型載貨車實(shí)際情況，因此 EQ109 貨車機(jī)械式變速器操 縱機(jī)構(gòu)類型確定為雙桿遠(yuǎn)距離變速器操縱機(jī)構(gòu)。百度文庫8變速器操縱機(jī)構(gòu)換檔機(jī)構(gòu)方案分析321 變速器操縱機(jī)

15、構(gòu)換檔位置圖的確定設(shè)計(jì)操縱機(jī)構(gòu)首先要確定換檔位置圖。換檔位置圖的確定主要從換檔方便考慮為此應(yīng)注意以下三點(diǎn)：1按換檔次序來排列；2將常用檔放在中間位置，其它檔放在兩邊；為了避免誤掛倒檔，往往將倒檔安排在最靠邊的位置， 有時(shí)與 I 檔組成一排。 O O O Cp(t)0(v)QH) (* mm“圖 3-3 換檔位置圖圖 3-3 表示了幾種變速器換檔位置圖。圖 3-3a 的換檔位置圖比較理想，便于操 縱圖3-3b 的換檔順序并不方便，圖 3-3c 比較理想，但 I 檔與倒檔相距太遠(yuǎn)，往復(fù) 倒車時(shí)不方便。因此，EQ109 貨車機(jī)械式變速器操縱機(jī)構(gòu)的換檔位置圖選擇圖 3-3a322 換檔機(jī)構(gòu)的功用及結(jié)構(gòu)

16、(1) 功用1) 用來改變滑動(dòng)齒輪的位置，使其與相應(yīng)的齒輪嚙合或脫開嚙合，以得到所需排檔或空檔。2) 撥動(dòng)滑動(dòng)齒輪時(shí)省力。(2) 結(jié)構(gòu)：汽車上大都采用球支座式換檔機(jī)構(gòu)，包括變速桿、壓緊(或支承)彈簧、滑桿(撥叉軸)、撥叉等。變速桿用球頭鉸鏈安裝在變速桿座上(通過彈簧和碗 蓋吊裝，百度文庫9彈簧力的方向可以是向上的，也可以是向下的），可前、后、左、右擺動(dòng)。 當(dāng)用彎桿時(shí)，應(yīng)用止動(dòng)銷防止桿繞垂直軸線自行轉(zhuǎn)動(dòng)，但不應(yīng)妨礙擺動(dòng)。變速桿下 端置于滑桿前端凹槽內(nèi)，扳動(dòng)上端時(shí)，下端可撥動(dòng)滑桿，滑桿上用螺釘固定著撥叉， 撥叉卡在滑動(dòng)齒輪的撥叉環(huán)槽中。這樣，撥動(dòng)變速桿就可通過撥叉使滑動(dòng)齒輪移動(dòng)。322.1 球形手

17、柄/ 因?yàn)榍蛐问直蠖酁橄鹚苤破罚枰谱髂＞?，所以在批量不大時(shí)，盡量根據(jù)/ 現(xiàn)有模具選型。手柄上部排檔序列的刻字，主要是由所選用的變速器決定的，目前 zz尚無統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，通常根據(jù)樣車的調(diào)試結(jié)果來確定。在調(diào)試時(shí)，盡量通過調(diào)整變速 /軟軸或轉(zhuǎn)換器的安裝方案使排檔順序與現(xiàn)有模具的排檔序列一致，以降低開發(fā)成本和縮短開發(fā)時(shí)間。3.2.2.2變速桿變速器操縱桿簡(jiǎn)稱變速桿，又稱排檔桿，是變速器的操縱控制機(jī)件，用以接合 或分離變速器內(nèi)各檔齒輪，從而改變傳遞的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速及運(yùn)轉(zhuǎn)方向，使得汽車前進(jìn) 或倒退。變速桿中部具有球面，支承在變速器蓋內(nèi)，變速桿上部在駕駛室內(nèi)。扳動(dòng)變速 桿時(shí)，變速桿以球面為支點(diǎn)，使變速桿下端

18、作橫向運(yùn)動(dòng)，伸入一個(gè)變速撥叉頂部凹、槽中，然后變速桿再作縱向運(yùn)動(dòng)，通過變速撥叉移動(dòng)掛檔齒輪，與所掛檔位的齒輪 嚙合，掛入檔位。 /一般來說，操縱桿通常位于駕駛員座位的旁側(cè)。 然后，根據(jù)操縱桿安裝尺寸圖、球形手柄內(nèi)孔尺寸和操縱器與變速桿裝配孔的尺寸來設(shè)計(jì)、制造操縱桿。設(shè)計(jì)時(shí)必 須綜合考慮批量、經(jīng)濟(jì)性、交貨期和制造工藝等因素。為了防塵，應(yīng)加防塵罩，但還應(yīng)考慮在一定程度上隔絕車外的噪聲、熱量，甚至是濺水，必要時(shí)可加裝兩級(jí)防 /塵罩。X /3.2.2.3 變速撥叉和軸 /變速撥叉用螺釘固定在撥叉軸上，下端伸入掛檔齒輪（或接合齒套）的環(huán)槽內(nèi)。撥叉軸可以沿軸向移動(dòng)。空檔時(shí)，各撥叉頂部凹槽都對(duì)齊，使變速桿下

19、端可作橫向 移動(dòng)，伸入所掛檔位的撥叉凹槽內(nèi)。百度文庫10323 變速器換檔機(jī)構(gòu)形式變速器換檔機(jī)構(gòu)有直齒滑動(dòng)齒輪、嚙合套和同步器換檔三種形式。汽車行駛時(shí)，因變速器內(nèi)各傳動(dòng)齒輪有不同的角速度， 所以用軸向滑動(dòng)直齒齒 輪方式換檔，會(huì)在輪齒端面產(chǎn)生沖擊，并伴隨噪聲，這不僅使齒輪端部磨損加劇并 過早損壞，同時(shí)使駕駛員精神緊張。駕駛員需要熟練的操作技術(shù)（如兩腳離合器）才能減輕換檔時(shí)的齒輪沖擊，但換檔瞬間駕駛員注意力被分散，影響行駛安全。除 此之外，采用直齒滑動(dòng)齒輪換檔時(shí)，換檔行程長(zhǎng)也是它的缺點(diǎn)。因此，盡管這種換 檔方式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造、拆裝與維修工作容易，并能減小變速器旋轉(zhuǎn)部分的轉(zhuǎn)動(dòng)慣 量，但除一檔、倒檔外

20、已很少使用。當(dāng)變速器第二軸上的齒輪與中間軸齒輪處于常嚙合狀態(tài)時(shí)，可以采用移動(dòng)嚙合套的方式換檔。這時(shí)，不僅換檔行程短，同時(shí)因承受換檔沖擊載荷的接合齒齒數(shù)多， 而輪齒又不參與換檔，所以它們都不會(huì)過早損壞；但因不能消除換檔沖擊，仍然要 求駕駛員有熟練的操作技術(shù)。此外，因增設(shè)了嚙合套和常嚙合齒輪，使變速器旋轉(zhuǎn) 部分的總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量增大。重型貨車檔位間的公比較小，換檔機(jī)構(gòu)連接件之間的角速 度差也小，而且要求換檔手感強(qiáng)，因此可采用嚙合套換檔。與同步器換檔比較，嚙 合套換檔具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，壽命長(zhǎng)，維修方便，能夠降低制造成本及減小變速器長(zhǎng)度 等優(yōu)點(diǎn)。使用同步器能保證迅速、無沖擊、無噪聲換檔，與操作技術(shù)的熟練程度無關(guān)

21、， 從而提高了汽車的加速性、燃油經(jīng)濟(jì)性和行駛安全性。雖然它有結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造精 度要求高、軸向尺寸大、同步環(huán)（摩擦件）使用壽命短等缺點(diǎn)，但仍然得到廣泛應(yīng)用。利用同步器或嚙合套換檔，其換檔行程要比滑動(dòng)齒輪換檔行程短。 為了操縱方 便，要求換入不同檔位的變速桿行程應(yīng)盡可能一樣，如利用同步器或嚙合套換檔， 就很容易實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。因此，EQ109 機(jī)械式變速器選用鎖銷式同步器的換檔形式。324 變速器換檔機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的人機(jī)工程學(xué)意義3.2.4.1 操縱機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)操縱機(jī)構(gòu)應(yīng)當(dāng)設(shè)在人肢體活動(dòng)的最有力的區(qū)域內(nèi)，其高低要適應(yīng)于人體相應(yīng)部位，其位置要設(shè)在操作方便、反應(yīng)靈活的空間范圍之內(nèi)。操縱機(jī)構(gòu)的用力范圍不 應(yīng)超百度文

22、庫11出人體的最大用力限度，其布置必須保證人在工作時(shí)的自然姿態(tài)，并能交替變 換工作時(shí)的姿勢(shì)，以防姿勢(shì)不適導(dǎo)致操作者的過度疲勞。因此，為減輕疲勞，在布 置操縱機(jī)構(gòu)時(shí)應(yīng)考慮變換姿勢(shì)的可能性，合理地滿足操作者的使用要求，適應(yīng)操作者的正常人體結(jié)構(gòu)尺寸和生理要求。如果忽略上述因素，就可能造成操作者使用不 便，影響工作效率，甚至影響操作者的身心健康。3.242 人體尺寸在操縱機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用GB1OOO0- 88 是 1989 年開始實(shí)施的我國(guó)成人人體尺寸國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)， 該標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)人 機(jī)工程學(xué)要求提供了我國(guó)成人人體的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。其中，立姿人體尺寸數(shù)據(jù)包括立姿身高、立姿眼高、立姿肩高、肘高、撓骨點(diǎn)高、中指指尖高、

23、手功能高、中指指尖 舉高、雙臂功能上舉高、肩寬、最大肩寬、上肢長(zhǎng)、全臂長(zhǎng)、兩臂展開寬、兩臂功 能展開寬、兩臂肘展開寬等尺寸；坐姿人體尺寸數(shù)據(jù)包括坐姿上肢最大前伸長(zhǎng)、坐 姿肩寬、坐姿肘高、坐姿下肢長(zhǎng)、坐姿眼高、坐姿膝高等尺寸數(shù)據(jù)以及頭、手、足 的相關(guān)尺寸數(shù)據(jù)。這些人體數(shù)據(jù)為操縱機(jī)構(gòu)的合理設(shè)計(jì)提供了有力支持，操縱機(jī)構(gòu)的高度設(shè)計(jì)，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(tái)、操作平臺(tái)的設(shè)計(jì)都應(yīng)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。3.2.4.3人的視野范圍和視距范圍對(duì)操縱機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的影響人的視野是指眼球不轉(zhuǎn)動(dòng)的情況下能看見的空間范圍。單眼對(duì)于黑背影上的白色對(duì)象的

24、平均視野范圍為：從眼球中心向外側(cè) 9O94、向內(nèi)側(cè) 6062、向 下 6578、向上 5560;雙眼在水平方向上大約增加到 120。人的視野 范圍對(duì)于顏色的視野比黑背影下白色對(duì)象的視野小，尤其對(duì)綠色感受的視野范圍最小。為此，在操縱機(jī)構(gòu)的布置和色彩的設(shè)計(jì)方面，應(yīng)按人的視野范圍合理安排，以 求達(dá)到好的視覺效果。在視野邊沿上，人只能觀察出物體的出現(xiàn)，但不知其形狀。因?yàn)榇藭r(shí)物體是處 于與視野中心（沿水平線）超過 5060 的情況下，要辨認(rèn)清楚只有使物體處于 3040 的視野范圍之內(nèi)。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 線向百度文庫12上 30、向下 40 ,以鼻為中心

25、左右 1520的范圍之內(nèi)，其中在 3以內(nèi) 為最佳視覺區(qū)。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。另外，眼睛在水平方向上的運(yùn) 動(dòng)速度比垂直方向上快，且不易疲勞。根據(jù)上述視野特性，在設(shè)計(jì)操縱機(jī)構(gòu)與控制 面板時(shí)，應(yīng)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 30 左右，并以此為中心左右分別偏離 30 的范圍最佳。3.244 人體操縱力的選擇在操縱機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中， 必須考慮人體用力的限度， 而操縱力的大小取決于人體 的姿勢(shì)、著力部位以及力的作用方向。(1) 手的操縱力。坐姿時(shí)，手操縱的一般規(guī)律

26、為右手力量大于左手。手臂處于 側(cè)面下方時(shí)，推、拉力都較弱，但其向上、向下的力較大。拉力略大于推力，向下 的力略大于向上的力， 向內(nèi)的力大于向外的力。(2) 腳的操縱力。在作業(yè)中，操作者用腳操作的場(chǎng)合也是很多的。腳產(chǎn)生的操 縱力大小與下肢的位置、姿勢(shì)和方向有關(guān)，下肢伸直時(shí)腳產(chǎn)生的力大于下肢彎曲時(shí) 腳產(chǎn)生的力；坐背有靠背支持時(shí)腳可產(chǎn)生最大的力。立姿時(shí)腳的用力比坐姿大，一 般坐姿時(shí)右腳最大蹬力平均可達(dá) 2 568N,左腳可達(dá) 2 3622 據(jù)測(cè)定，膝部伸展角度 在 130150 或 160180 之間時(shí)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。根據(jù)上述人體

27、肢力的特點(diǎn)，在設(shè)計(jì)操縱機(jī)構(gòu)時(shí)應(yīng)充分考慮操作者工作時(shí)的體位，采用適當(dāng)?shù)脑隽C(jī)構(gòu)，將操縱機(jī)構(gòu)的原始力調(diào)整到人體最適宜的用力范圍之內(nèi)，避免因操作困難使操作者過度疲 勞，影響工作情緒?？偠灾瑧?yīng)用人機(jī)工程學(xué)原理進(jìn)行操縱機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，有利于最大限度地改善人機(jī)關(guān)系，使人與機(jī)器達(dá)到最佳匹配，對(duì)于提高勞動(dòng)生產(chǎn)效率，改善勞動(dòng)者的勞動(dòng) 條件，減輕操作者的勞動(dòng)強(qiáng)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。由此可見，也只有根據(jù)人機(jī)工程學(xué)原理設(shè)計(jì)的 汽車產(chǎn)品，才能給人們帶來舒適的駕乘感覺，最終才能被消費(fèi)者所接受。百度文庫13鎖定裝置方案分析3.3.1 自鎖裝置變速器為防止自動(dòng)脫檔，

28、并保證輪齒以全齒長(zhǎng)嚙合，應(yīng)在操縱機(jī)構(gòu)中設(shè)有自鎖裝置。因?yàn)樽兯倨髟趻鞕n過程中，若操縱變速桿推動(dòng)撥叉前移或后移的距離不足 時(shí)，則滑動(dòng)齒輪（破整合套）與相應(yīng)的齒輪（或接合齒圈）將不能在全齒長(zhǎng)上嚙合，因 而影響齒輪的壽命。即使達(dá)到全齒長(zhǎng)嚙合，也可能由于汽車振動(dòng)或其他原因，使滑 動(dòng)齒輪（或接合套）自動(dòng)軸向移動(dòng)，田田減少了齒的嚙合長(zhǎng)度，甚至完全脫離嚙合， 即自動(dòng)脫檔。1）結(jié)構(gòu)：多數(shù)變速器的自鎖裝置由鋼球 I 和彈簧 2 組成（圖 10-20）。在變速器蓋 6 前端凸起部位鉆有三個(gè)深孔，位于三根撥叉軸 3 的上方。每根撥叉軸對(duì)著鋼球 I 的一面有三個(gè)凹槽（槽的深度小于鋼球半徑），中間的凹槽為空檔定位，中間凹

29、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 3-4 變速器的自鎖及互鎖裝置I-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-變速器蓋百度文庫143.3.2 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?/p>

30、百度文庫15速桿同時(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，變速器將無法工作。情況嚴(yán)重時(shí)還將使 零件遭受破壞。3.321 鎖球（銷）式（I）結(jié)構(gòu)：圖 3-4 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 3-4a）或互鎖銷 5（圖 3-4b）?；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

31、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?；ユi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 3-5a），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 4、6 分別嵌入撥叉軸 I 和 3 的側(cè)面凹槽中，將軸 I 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，通過頂銷 5 推動(dòng)另一側(cè)兩個(gè)鋼球移動(dòng)，撥叉軸 I、2 均被鎖止在空檔 位置上（圖 3-5b）。撥叉軸 I 工

32、作情況與上述相同（圖 3-5c）。圖 3-5 鋼球式互鎖裝置工作原理圖b)7百度文庫16I、2、3-撥叉軸；4、6-互鎖鋼球；5-互鎖頂銷；7、8、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。3.322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 3-6 廠 兩根空心鎖銷 I 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

33、撥叉軸。自鎖彈簧 2 的預(yù)壓力和鎖銷 I 對(duì)撥叉軸起到 自鎖作用。圖 3-6 同時(shí)起自鎖與互鎖兩重作用的鎖止裝置I-鎖銷；2-自鎖彈簧/3.3.2.3轉(zhuǎn)動(dòng)鉗口式轉(zhuǎn)動(dòng)鉗口式互鎖裝置如圖 3-7 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。百度文庫17圖 3-7 轉(zhuǎn)動(dòng)鉗口式互鎖裝置I-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)。3.3.3 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

34、檔鎖。汽車行進(jìn)中，若誤掛 倒檔，變整器輪齒問將發(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。3.3.3.1 彈簧鎖銷式倒檔鎖多數(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 3-8）o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。百度文庫18圖 3-8 鎖銷式倒檔鎖裝置圖 3-

35、9 鎖片式倒檔鎖裝置I-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333.2 鎖片式倒檔鎖如圖 3-9 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 3-9a）。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 3-9b），通過拉桿 3 克服彈簧

36、 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EQ109 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)EQ109 變速器的倒檔鎖是彈簧鎖銷式如圖 3-8 所示。百度文庫19第 4 章設(shè)計(jì)計(jì)算及校核初選參數(shù)4.1.1 力的傳動(dòng)比降低手柄操縱力，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 100

37、mm 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 4-1。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 mmA|A 向圖 4-1 變速桿手柄中心位置4.1.2 變速器的靜態(tài)換檔力對(duì)于變速器的

38、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w500 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。百度文庫換檔搖臂：前、后運(yùn)動(dòng)最大角度為：？Skip Record If.?;選檔搖臂：向204.1.3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

39、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。4.1.4 操縱桿長(zhǎng)度因?yàn)樵O(shè)計(jì)的是微型汽車換檔操縱機(jī)構(gòu)， 通過對(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：350mm4.1.5 操縱桿運(yùn)動(dòng)范圍（）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：？Skip Record If.?，左右最大運(yùn)動(dòng)范圍為：？SkipRe

40、cord If.?。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：？Skip Record If.?； 左右運(yùn)動(dòng)范圍為：？Skip Record If.?。4.1.6 選、換檔搖臂長(zhǎng)度及選、換檔所需力矩通過在實(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?。簱Q檔搖臂長(zhǎng)度：？Skip Record If.?;換檔力矩：？Skip Record If.?；選檔搖臂長(zhǎng)度：？Skip Record If.?;換檔力矩：？Skip Record If.?。4.1.7 選、換檔搖臂運(yùn)動(dòng)范圍（ ）參照相應(yīng)車型變速器設(shè)計(jì)參數(shù)，本次設(shè)計(jì)選?。呵斑\(yùn)動(dòng)最大角度為：？Skip

41、 Record If.?，向后運(yùn)動(dòng)最大角度為：？Skip RecordIf.?。百度文庫?Skip Record If.?21具體參數(shù)的計(jì)算校核及相關(guān)機(jī)構(gòu)的確定4.2.1 操縱桿支點(diǎn)的確定：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，所以選擇通過換檔計(jì)算手柄支點(diǎn)， 而不是通過選檔來計(jì)算。B 66N350-?Skip Record If.?O？Skip Record lf.?Skip Record lf. /?Skip Record If.?圖 4-3百度文庫?Skip Record If.?23操縱桿的慣性矩（圓截面）：由圖 4

42、-3 可知，操縱桿的最大撓度在自由端截面，其值為：?Skip Record If.?（鋼的彈性模量？Skip Record If.?） 一般軸的許用撓度？Skip Record If.? ?Skip Record If.?/ ?Skip Record If.? ?Skip Record lf.?,操縱桿滿足剛度要求。（4）操縱桿的穩(wěn)定計(jì)算工程中有許多受壓桿件，如廠房中的柱子、桁架結(jié)構(gòu)中的壓桿、內(nèi)燃機(jī)的連桿、液壓缸的活塞桿等都存在穩(wěn)定性問題。壓桿失穩(wěn)是突然發(fā)生的，其后果，輕則 導(dǎo)致構(gòu)件失效，使構(gòu)件不能正常工作；重則引起整個(gè)機(jī)器或結(jié)構(gòu)的毀壞，造成嚴(yán)重 后果。因此，在設(shè)計(jì)桿件時(shí)必須考慮穩(wěn)定性計(jì)算。壓

43、桿的失穩(wěn)實(shí)際是指當(dāng)軸向壓力接近某個(gè)極限壓值（該極限壓值的上限即為 理想壓桿的臨界力）時(shí)，其彎曲變形急劇加大而喪失承載能力的現(xiàn)象。解決穩(wěn)定性問題的關(guān)鍵，在于確定壓桿的臨界力？Skip Record If.?。由材料力學(xué)知，各種桿端約束條件下細(xì)長(zhǎng)桿的臨界力公式可用下列形式，即?Skip Record If.?，?Skip Record If.?為長(zhǎng)度系數(shù)。因?yàn)椴倏v桿在使用中為一端固定，一端自由的結(jié)構(gòu)形式，所以長(zhǎng)度系數(shù)?SkipRecord If.?=2，則操縱桿的臨界力：?Skip Record If.?校核操縱桿穩(wěn)定性：校核穩(wěn)定性所用的穩(wěn)定條件通常有兩種表達(dá)形式：用安全系數(shù)表示和用許用應(yīng)力表示。

44、這里，我們用穩(wěn)定安全系數(shù)法，即百度文庫24?Skip Record If.?，?Skip Record If.? 為穩(wěn)定安全系數(shù)。一些難以避免的因素，如荷載的偏心、材料的不均勻等，對(duì)桿件的穩(wěn)定性的百度文庫?Skip Record If.?為？Skip Record If.? 的一個(gè)分力，其大小為:25影響比對(duì)強(qiáng)度的影響要大，它們使臨界力顯著下降。所以，穩(wěn)定安全系數(shù)通常規(guī)定 得比強(qiáng)度安全系數(shù)高。因此，這里選？Skip Record If.?=4，考慮到在一般的操作中，人手操縱操縱桿的力不會(huì)超過150?Skip RecordIf.?，所以，我們這里將各種意外因素考慮其中，保守選取？Skip Rec

45、ord If.?/ ?Skip Record If.?/ ?Skip Record If.?、/因此，操縱桿滿足穩(wěn)定性要求。4.2.3 操縱桿中間軸直徑的確定?Skip Record If.?Skip Record If.?Skip Record If.?對(duì)中間軸受力進(jìn)行分解可知，中間軸受到人手操縱力的分力力矩和變速器 頂蓋平衡彈簧(旋扭轉(zhuǎn)彈簧)的回位力矩中，扭轉(zhuǎn)彈簧的回位力矩為選檔搖臂的工 作時(shí)所需的力矩減去其自身的彈簧回位力矩。通過對(duì)相關(guān)變速器的測(cè)量，選檔搖臂自身的彈簧回位力矩為？Skip Record If.?左右。因?yàn)檫x檔搖臂工作所需的力矩(1)確定操縱桿中間軸直徑百度文庫26為？Sk

46、ip Record If.?，所以中間軸彈簧的力矩為？Skip Record If.?,。參考相關(guān)產(chǎn)品尺寸，我們確定 AO=?Skip Record If.?，AB=BO=SkipRecord If.? ，貝 U:?Skip Record If.?Skip Record If.? 在 B 點(diǎn)處的等效力：?Skip Record If.?Skip Record If.?由圖可知，點(diǎn) B 處的力：?Skip Record If.?中間軸的材料和操縱桿相同，為Q235 鋼，其許用剪應(yīng)力?Skip RecordIf.?,/ ?Skip Record If.?,、 - ?Skip Record If.?

47、, 又t?Skip Record If.?,?Skip Record If.?即，只要中間軸直徑？Skip Record If.?就滿足強(qiáng)度條件。為了制造的方便，參考市場(chǎng)上銷售的相關(guān)產(chǎn)品，這里選？Skip Record If.?。中間軸剛度校核由圖 4-4 可知，中間軸的慣性矩（圓截面）：?Skip Record If.?點(diǎn) B 處的撓度為：?Skip Record If.? 點(diǎn) A 處的的撓度為：百度文庫27 ?Skip Record If.?則中間軸的撓度為：?Skip Record If.?t軸的許用撓度？Skip Record If.? ?Skip Record If.?t?Skip

48、Record If.? ?Skip Record If.?，中間軸滿足剛度要求。因?yàn)橹虚g軸不具有壓桿特征，所以不對(duì)其進(jìn)行穩(wěn)定性計(jì)算。第 5 章臺(tái)架實(shí)驗(yàn)臺(tái)架實(shí)驗(yàn)用于測(cè)定總成及其主要零部件的強(qiáng)度、剛度、疲勞壽命、噪聲、潤(rùn)滑、傳動(dòng)效率等。因?yàn)槠嚀Q檔操縱機(jī)構(gòu)涉及的關(guān)鍵部件不多， 考慮到其使用頻率極高，從設(shè)計(jì)和使用的角度出發(fā)，主要是對(duì)其耐久性進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，即操縱機(jī)構(gòu)的使用穩(wěn)定性和可靠 性。對(duì)換檔操縱機(jī)構(gòu)的進(jìn)行臺(tái)架實(shí)驗(yàn)，一般是在專用實(shí)驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行，如：換檔機(jī)構(gòu) 耐久性實(shí)驗(yàn)臺(tái)，由機(jī)械產(chǎn)生動(dòng)力，對(duì)換檔機(jī)構(gòu)進(jìn)行不實(shí)際操縱中的模擬換檔操縱機(jī)構(gòu)耐久性實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)指標(biāo)在施以一個(gè)相當(dāng)于人手最大操縱力（根據(jù)人機(jī)工程學(xué)確定）后，按

49、人手習(xí)慣進(jìn) 行前、后、左、右四個(gè)方向上的往復(fù)移動(dòng)，換檔操縱機(jī)構(gòu)的軟軸工作壽命不小于？Skip RecordIf.?次。實(shí)驗(yàn)?zāi)康臋z驗(yàn)換檔操縱機(jī)構(gòu)的耐久性。實(shí)驗(yàn)方法實(shí)驗(yàn)裝置：換檔操縱機(jī)構(gòu)耐久性實(shí)驗(yàn)臺(tái)；實(shí)驗(yàn)程序：把換檔操縱機(jī)構(gòu)安裝在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上，將操縱機(jī)構(gòu)底座固定于實(shí)驗(yàn)臺(tái)， 用實(shí)驗(yàn)臺(tái)上設(shè)備分別將換檔桿和換檔軟軸固定住，換檔桿在實(shí)驗(yàn)臺(tái)工作時(shí)可以移 動(dòng)。待安裝好后，啟動(dòng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)設(shè)備，使換檔桿在實(shí)驗(yàn)臺(tái)的操縱下，進(jìn)行不間斷的往 復(fù)運(yùn)動(dòng)即可。百度文庫28第 6 章設(shè)計(jì)總結(jié)換檔操縱機(jī)構(gòu)作為變速器的控制裝置， 和汽車能否正常行駛關(guān)系密切。一 套設(shè)計(jì)合理、工作可靠的換檔機(jī)構(gòu)僅管不及發(fā)動(dòng)機(jī)在整車中的地位，但卻是每輛汽車缺一

50、不可的。鑒于設(shè)計(jì)思想和總體布置的原因，以及軟軸的諸多優(yōu)勢(shì)，我們?cè)谖?型汽車上采用雙軟軸的換檔操縱設(shè)計(jì)。因?yàn)轳{駛員在換檔過程中和換檔操縱機(jī)構(gòu)直 接接觸，所以，設(shè)計(jì)換檔機(jī)構(gòu)必須考慮到人的因素，不能脫離人而盲目設(shè)計(jì)。通過這次對(duì)輕型汽車換檔操縱機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，使我明白，汽車上的任何零部件， 不管其是關(guān)鍵的，還是次要的；不管其是大的，還是小的，它的設(shè)計(jì)都是一個(gè)復(fù)雜、 系統(tǒng)的過程，必須采取合理的方法設(shè)計(jì)、計(jì)算，并進(jìn)行必要的校核甚至實(shí)驗(yàn)，因?yàn)?設(shè)計(jì)中一個(gè)極小的紕漏或錯(cuò)誤都可能造成不可估量的損失。在設(shè)計(jì)時(shí)，還應(yīng)注意產(chǎn)品的系列化、零部件通用化及零件設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化，即“三化”問題。另外，選用零 件的時(shí)候，也應(yīng)注意盡量選

51、擇標(biāo)準(zhǔn)件。除此之外，通過這次設(shè)計(jì)，還讓我對(duì)汽車的變速器、變速器操縱機(jī)構(gòu)有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)；了解了目前國(guó)內(nèi)外變速器及其操縱機(jī)構(gòu)的先進(jìn)技術(shù)和發(fā)展趨勢(shì)，同時(shí)也了解了我國(guó)微型汽車的發(fā)展現(xiàn)狀。綜上所述，在換檔操縱機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算中，對(duì)操 縱桿和軟軸的計(jì)算、校核顯得尤為重要，如果在強(qiáng)度、剛度上達(dá)不到設(shè)計(jì)使用的要 求，必然會(huì)使其在工作中出現(xiàn)操作失效的結(jié)果，輕則造成車輛不能正常行駛，重則 會(huì)影響人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。因此，盡管換檔操縱機(jī)構(gòu)在車輛的設(shè)計(jì)、制造過程中，不屬于關(guān)鍵部件，但倘若它不能有效地工作，同樣會(huì)給車輛的正常行駛帶來巨大影 響，甚至給人的生命財(cái)產(chǎn)造成威脅。通過對(duì)設(shè)計(jì)的計(jì)算校核，讓我對(duì)以前所學(xué)的理論知識(shí)進(jìn)

52、行了一次梳理，發(fā)現(xiàn)了自己知識(shí)結(jié)構(gòu)上的漏洞，并通過這次設(shè)計(jì)的機(jī)會(huì)，在即將走出校園之前，進(jìn)行了及 時(shí)地查漏補(bǔ)缺，為以后走上工作崗位起到了一定的積極作用。當(dāng)然，在本次設(shè)計(jì)任 務(wù)中也還存在不少問題。由于不少零件還沒有國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，所以很多時(shí)候參考的數(shù)據(jù) 為制造企業(yè)的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，有的數(shù)據(jù)甚至是在實(shí)驗(yàn)室通過對(duì)實(shí)物的測(cè)量比較得出的， 因而對(duì)最終的計(jì)算結(jié)果是否滿足使用要求，還有待于通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。同時(shí)，在一些 計(jì)算環(huán)節(jié)忽略了對(duì)個(gè)別細(xì)小零件的計(jì)算校核，如：螺旋扭轉(zhuǎn)彈簧等，這些零件在具 體的制造時(shí)可通過經(jīng)驗(yàn)選取。百度文庫29參考文獻(xiàn)1鄒嬋.雙軟軸操縱機(jī)構(gòu)淺析綦齒傳動(dòng),2 孫衛(wèi)平.汽車變速器軟軸操縱機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì).汽車技術(shù)，3

53、 趙國(guó)華,郭彩琴.人機(jī)工程學(xué)在工藝裝備操縱機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用山西機(jī)械4 王望予，汽車設(shè)計(jì).機(jī)械工業(yè)出版社吳際璋等汽車構(gòu)造.人民交通出版社臧杰，閻巖.汽車構(gòu)造.機(jī)械工業(yè)出版社7 黃天擇,黃金陵.汽車車身結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì).機(jī)械工業(yè)出版社8 丁玉蘭.人因工程學(xué).上海.上海交通大學(xué)出版社9 周應(yīng)軍.變速軟軸在汽車工程中的應(yīng)用上海汽車，200010 楊洪林,刁可春,袁國(guó)興.機(jī)械基礎(chǔ).機(jī)械工業(yè)出版社，上冊(cè)11 濮良貴,陳庚梅.機(jī)械設(shè)計(jì)教程西北工業(yè)大學(xué)出版社12 陳心爽,袁耀良.材料力學(xué).同濟(jì)大學(xué)出版社13 胡仁喜,夏德偉,曹永剛.UG 中文版機(jī)械設(shè)計(jì)高級(jí)應(yīng)用實(shí)例機(jī)械工業(yè)出版社14 Hindhede I, Design Fundamentals- A Practical York:Wiley,198315 Orlov of Machine :Mir Pub.,1987參考文獻(xiàn)1劉惟信汽車設(shè)計(jì)M 北京：清華大學(xué)出版社，2001.2龔微寒汽車現(xiàn)代設(shè)計(jì)制造M 北京：人民交