自動變速器的檢測與維修及精鍛機上料機械手設(shè)計說明書

第二章系統(tǒng)設(shè)計方案自動變速器的檢測與維修南京工業(yè)職業(yè)技術(shù)機械工程學院[摘要]隨著科學技術(shù)的進步，汽車已經(jīng)成為當今世界的主流，汽車的發(fā)明給人類帶來極大的方便，汽車的操縱性、舒適性也一直在逐漸提高，而手動變速器已經(jīng)逐漸被自動變速器所取代。自動變速器能進行反復的加速、減速、變速換檔等功能，具有變速平滑、駕駛輕便等優(yōu)點。但是與傳統(tǒng)的手動變速器相比，也存在結(jié)構(gòu)復雜、檢測、診斷和維修難等問題。本文首先論述了自動變速器的發(fā)展情況，然后對自動變速器組成、結(jié)構(gòu)、特點、工作原理進行研究。其次對自動變速器常見故障進行檢測診斷研究，主要有汽車不能行駛、自動變速器打滑、自動變速器異響。描述故障具體現(xiàn)象和可能的故障原因，進行詳細的故障機理分析，并將自動變速器動態(tài)性能試驗運用其中，有失速試驗和時滯試驗，對故障進行檢測診斷，準確確定故障部位。進而對故障進行排除，并畫出故障診斷流程圖。最后通過現(xiàn)場收集實際案例進行分析，證明故障檢測診斷分析的正確性。

[關(guān)鍵詞]：自動變速器；結(jié)構(gòu)組成；常見故障；檢測與維修[Abstract]Withthescientificandtechnologicalprogress,carshavebecomethemainstreamoftheworld,theinventionofcarsbringsmankindgreatconvenience,thehandlingandcomforthasalsobeengraduallyimproving,andthemanualtransmissionhasbeengraduallyreplacedbyautomatictransmission.Automatictransmissioncanberepeatedfortheacceleration,deceleration,speedtransmission,andotherfunctions,thespeedwithsmooth,lightandotheradvantagesofdriving.Butcompanedwiththetraditionalmanualtransmission,thereareissuessuchascomplexstructures,detection,diagnosisanddifficultmaintenance,sothisstudyisoncommon-vehicleautomatictransmissionfailure。Thispaperdiscussesthedevelopmentoftheautomatictransmission,automatictransmissionandthecomposition,structure,character,principleresearch.Thiswasfollowedbytheautomatictransmissiontodetectcommonfaultdiagnosis,themainvehiclecannotbeclosed,slippingautomatictransmission,automatictransmissionabnormalsound.Faultspecificdescriptionofthephenomenonandpossiblecauseofthemalfunction,adetailedanalysisofthefailuremechanism,automatictransmissionanddynamicperformancetestsusethem,stallanddelaytestpilot,thefaultdiagnosistodetectandaccuratelydeterminefaultlocation.Thenthefailuretoruleoutthepossibility,andtodrawfaultdiagnosisflowchart.Finally,thescenetocollecttheactualcaseanalysistoprovethatthefaultdetectionaccuracyofdiagnosisandanalysis.[Keywords]:automatictransmission;mechanismanalysis;commonfault;detectionanddiagnosis。目錄緒論 31.自動變速器的概述及分類 41.1自動變速器的分類 41.2自動變速器的組成及基本工作原理 52.自動變速器的常見故障檢測與維修 72.1自動變速器油液（ATF）變質(zhì) 72.2自動變速器打滑 82.3換擋沖擊大 82.4升檔過遲 92.5不能升擋 102.6升檔緩慢 112.7.無前進擋 122.8.無超速檔 132.9.無倒檔 142.10頻繁跳擋 142.11無發(fā)動機制動 152.12無鎖定 152.13不能強制降擋 163.自動變速器基本檢修案例分析 163.1自動變速器檢修案例分析 17結(jié)論 20致謝 20參考文獻 20緒論隨著現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)技術(shù)的發(fā)展，中國汽車工業(yè)正在以前所未有的速度迅速發(fā)展。其中由于汽車電子技術(shù)的發(fā)展變速器又完成了由原來的手動變速器到更為方便的自動變速器的轉(zhuǎn)換。這就要求現(xiàn)代的汽車維修技術(shù)人員必須站在機電一體化的角度上分析問題，不僅要熟悉機械修理和電氣修理各自的特征，更重要的是要將機和點統(tǒng)一到一起來認識，這正是現(xiàn)代汽車維修的關(guān)鍵所在，自動變速器的維修很好的體現(xiàn)的現(xiàn)代汽車維修工作的關(guān)鍵。下面讓我們一起來討論一下自動變速器的檢測與維修。1自動變速器的概述及分類1.1自動變速器的分類汽車自動變速箱常見的有三種型式:分別是液力自動變速箱（簡稱AT）機械無級自動變速箱（簡稱CVT)電控機械自動變速箱（簡稱AMT）。目前轎車普遍使用的是AT，AT：結(jié)構(gòu)與手動波相比，液力自動變速箱（AT）在結(jié)構(gòu)和使用上有很大的不同。手動變速箱主要由齒輪和軸組成，通過不同的齒輪組合產(chǎn)生變速變矩；而AT是由液力變扭器、行星齒輪和液壓操縱系統(tǒng)組成，通過液力傳遞和齒輪組合的方式來達到變速變矩。其中液力變扭器是AT最具特點的部件，它由泵輪、渦輪和導輪等構(gòu)件組成，直接輸入發(fā)動機動力傳遞扭矩和離合作用。液力變矩器的原理：泵輪和渦輪是一對工作組合，它們就好似相對放置的兩臺風扇，一臺風扇吹出的風力會帶動另一臺風扇的葉片旋轉(zhuǎn)，風力成了動能傳遞的媒介，如果用液體代替空氣成為傳遞動能的媒介，泵輪就會通過液體帶動渦輪旋轉(zhuǎn)，再在泵輪和渦輪之間加上導輪，通過反作用力使泵輪和渦輪之間實現(xiàn)轉(zhuǎn)速差就可以實現(xiàn)變速變矩了。由于液力變矩器自動變速變矩范圍不夠大，因此在渦輪后面再串聯(lián)幾排行星齒輪提高效率，液壓操縱系統(tǒng)會隨發(fā)動機工作變化自行操縱行星齒輪，從而實現(xiàn)自動變速變矩。輔助機構(gòu)自動換檔不能滿足行駛上的多種需要，例如停泊、后退等，所以還設(shè)有干預裝置即手動撥桿，標志P(停泊）、R(后檔)、N(空檔)、D(前進),另在前進檔中還設(shè)有“2”和“1”的附加檔位,用以起步或上斜坡之用。由于將其變速區(qū)域分成若干個變速比區(qū)段，只有在規(guī)定的變速區(qū)段內(nèi)才是無級的，因此AT實際上是一種介于有級和無級之間的自動變速器。優(yōu)缺點AT不用離合器換檔，檔位少變化大，連接平穩(wěn)，因此操作容易，既給開車人帶來方便，也給坐車人帶來舒適。但缺點也多，一是對速度變化反應(yīng)較慢，沒有手動變速箱靈敏，因此許多玩車人士喜歡開手動變速箱車；二是費油不經(jīng)濟，傳動效率低變矩范圍有限，近年引入電子控制技術(shù)改善了這方面的問題；三是機構(gòu)復雜，修理困難。在液力變扭器內(nèi)高速循環(huán)流動的液壓油會產(chǎn)生高溫，所以要用指定的耐高溫液壓油。另外，如果汽車因蓄電池缺電不能啟動，不能用推車或拖車的方法啟動。如果拖運故障車，要注意使驅(qū)動輪脫離地面，以保護自動變速箱齒輪不受損害。CVT：采用傳動帶和可變槽寬的棘輪進行動力傳遞，即當棘輪變化槽寬肘，相應(yīng)改變驅(qū)動輪與從動輪上傳動帶的接觸半徑進行變速，傳動帶一般用橡膠帶、金屬帶和金屬鏈等。CVT是真正無級化了，它的優(yōu)點是重量輕，體積小，零件少，與AT比較具有較高的運行效率，油耗較低。但CVT的缺點也是明顯的，就是傳動帶很容易損壞，不能承受較大的載荷，只能限用于在1升排量左右的低功率和低扭矩汽車，因此在自動變速器占有率約4%以下。AMT：在機械變速器（手動波）原有基礎(chǔ)上進行改造，主要改變手動換檔操縱部分。即在總體傳動結(jié)構(gòu)不變的情況下通過加裝微機控制的自動操縱系統(tǒng)來實現(xiàn)換擋的自動化。液力變矩器安裝在變速器的前端，并與發(fā)動機飛輪突緣相連接。它的作用與手動變速器的離合器相似，用于傳遞動力?，F(xiàn)代轎車液力變矩器都是由泵輪、渦輪和導輪三個組成，并設(shè)有鎖定離合器和減震器。變矩器利用夜里傳動把發(fā)動機的動力傳遞給變速器的輸入軸，而當變速器被鎖定時，發(fā)動機的動力可直接傳遞給齒輪變速器。齒輪變速器可以有行星齒輪變速器和普通齒輪變速器兩種。現(xiàn)代轎車自動變速器的齒輪變速器系統(tǒng)大多采用行星齒輪變速器，行星齒輪變速器可以三行星排或二行星排機構(gòu)，而普通齒輪變速器可以是平行軸式普通齒輪變速器。齒輪變速器由換擋執(zhí)行機構(gòu)操縱換擋，實現(xiàn)不同檔位的傳動比。換擋執(zhí)行機構(gòu)包括離合器、制動器和單向離合器。離合器為濕式多片離合器，由液壓油控制器結(jié)合與分離，它通常由交錯排列的主從動離合器片組成。制動器有兩種結(jié)構(gòu)形式，一種是濕式多片制動器，它與濕式多片離合器相似，只是外表尺寸比離合器大；另一種是帶式制動器。離合器與制動器的作用不同的是，離合器用于連接兩個轉(zhuǎn)的機構(gòu)并傳遞動力，而制動器連接的一個是轉(zhuǎn)動機件，另一個是固定不動的變速器殼體，作用是制動轉(zhuǎn)動機件。在行星齒輪變速器中，制動器是將某一元件如太陽輪、行星架或齒輪圈固定，使其不能轉(zhuǎn)動，組成新的動力傳遞路線，換入另一個檔位，獲得新的傳動比繼續(xù)行駛。檔位的轉(zhuǎn)換—即行星排的檔位改組。=1\*GB2⑴離合器(C)—連接主被動元件，傳力用。轉(zhuǎn)鼓隨動，為油浴多片式。=2\*GB2⑵制動器(B)—制動某一元件，與外殼連接，不轉(zhuǎn)動，改組換檔用，為油浴多片式或帶式。

圖1一個行星排的檔位轉(zhuǎn)換=3\*GB2⑶空檔(N)—離合器(C)和制動器(B)不起作用，輸入軸空轉(zhuǎn)。=4\*GB2⑷前進一檔(D1)--C1接合，太陽輪(Z1)主動，行星架(Zc)被動，齒圈(Z2)被B1制動。輸入軸和輸出軸轉(zhuǎn)速傳感器S1和S2，對B和C的打滑起監(jiān)控作用，報以“速比不正常”故障代碼。=5\*GB2⑸倒檔(R)—太陽輪(Z1)主動，齒圈(Z2)被動，行星架制動(Zc)。自動變速器液壓控制系統(tǒng)由油泵、閥體和若干控制閥組成。發(fā)動機驅(qū)動油泵運轉(zhuǎn)，油泵將油以一定的壓力輸送到控制閥體，在液壓閥體中安裝許多控制閥，如主油路調(diào)壓閥、福調(diào)壓閥、節(jié)氣門閥、速度閥、手動控制閥、換擋閥、強制降檔閥、鎖定信號閥、單向閥等。這些控制閥起油路的“開關(guān)”作用，控制閥的移動使油路開通或切斷，使液壓油缸內(nèi)的活塞移動，從而使離合器結(jié)合或分離，制動器制動或釋放，達到檔位交換的目的。1-換擋閥；2-彈簧；3-主油路進油孔；4-至低檔換擋執(zhí)行元件；5-至高檔執(zhí)行元件；6、7-泄油口；P1-速控閥油壓；P2-節(jié)氣門閥油壓；F-彈簧力圖2換檔閥工作原理示意圖電子控制系統(tǒng)由傳感器、電控單元和執(zhí)行器組成。傳感器包括車速傳感器、節(jié)氣門位置傳感器、水溫傳感器等。傳感器把檢測到的車速、節(jié)氣門開度、冷卻水溫度及一些狀態(tài)以電信號的形式輸入電控單元，電控單元通過信號確定換擋點和鎖定離合器的時間發(fā)出信號控制執(zhí)行器，使其動作。電磁閥的動作結(jié)果是改變作用的在控制閥上的力，使控制閥動作實現(xiàn)換擋和鎖定離合器結(jié)合或分離。2自動變速器的常見故障檢測與維修2.1自動變速器油液（ATF）變質(zhì)2.1.1故障現(xiàn)象=1\*GB2⑴液壓油更換后很快變質(zhì)。=2\*GB2⑵自動變速器油溫過高，從加油口往外冒煙。2.1.2故障原因=1\*GB2⑴汽車經(jīng)常超負荷行駛。=2\*GB2⑵ATF散熱器管路堵塞。=3\*GB2⑶通往散熱器液壓油管路限壓閥卡滯。=4\*GB2⑷離合器或者制動器自由間隙太小。=5\*GB2⑸主油路油壓低、離合器或制動器工作時打滑。2.1.3故障排除=1\*GB2⑴路試后，若液壓油散熱器溫度低，說明油路堵塞，或通往散熱器的限壓閥卡滯。=2\*GB2⑵若液壓油散熱器溫度過高，說明離合器或制動器自由間隙太小，這時應(yīng)拆卸自動變速器進行調(diào)整。=3\*GB2⑶若液壓油溫度正常，應(yīng)測量主油路油壓。若油壓太低，則應(yīng)檢查節(jié)氣門拉索帶或節(jié)氣門位置傳感器，檢查油泵是否磨損過度，檢查主油路調(diào)節(jié)閥和節(jié)氣門閥（在閥體內(nèi)）有無卡滯、主油路是否漏油。=4\*GB2⑷檢查ATF油液品質(zhì)是否符合規(guī)定，若不符合規(guī)定應(yīng)把油液全部放掉，重新加注規(guī)定品牌油液。2.2自動變速器打滑2.2.1故障現(xiàn)象=1\*GB2⑴換擋手柄在D、R或L、S擋位，汽車都不能行使。=2\*GB2⑵冷機起動行使一段路程，又不能行使。2.2.2故障原因=1\*GB2⑴自動變速器損壞、發(fā)生漏油嚴重=2\*GB2⑵換擋手柄和手動閥搖臂之間的拉索松脫，手動閥保持在P或N擋位置。=3\*GB2⑶油泵濾網(wǎng)堵塞。=4\*GB2⑷主油路漏油或油泵損壞。2.2.3故障排除=1\*GB2⑴檢查自動變速器油液液面高度，檢查油底是否有損壞，若有漏處則應(yīng)修復，重新加注新油。=2\*GB2⑵檢查、調(diào)整換擋手柄與手動閥搖臂之間的拉索松緊，并重新校調(diào)換擋手柄的位置。=3\*GB2⑶拆下注油路測壓孔上的螺塞，啟動發(fā)動機，把換擋手柄置于前進擋或倒檔位置，檢查測壓孔內(nèi)有無油液流出。=4\*GB2⑷若沒有油液流出，應(yīng)拆下油底殼，檢查手動閥搖臂軸與搖臂有無松脫，手動閥有無損壞。若手動閥正常，則應(yīng)檢查油泵是否損壞，若油泵損壞，則應(yīng)更換油泵。=5\*GB2⑸若主油路測壓孔有少量油流出來，說明油壓很低，應(yīng)檢查油泵進油濾網(wǎng)有無堵塞。=6\*GB2⑹檢查油泵，若磨損嚴重則應(yīng)更換。=7\*GB2⑺若主油路測壓孔有大量油流出，汽車不能行駛的原因變速器輸入軸、行星排或輸出軸，這時應(yīng)拆檢變速器進行修理。2.3換擋沖擊大2.3.1故障現(xiàn)象=1\*GB2⑴在起步時，換擋手柄從P或N擋掛入前進擋或倒檔時汽車振動較大。=2\*GB2⑵在行駛中，自動變速器升擋瞬間產(chǎn)生振動。2.3.2故障原因=1\*GB2⑴發(fā)動機怠速過高。=2\*GB2⑵節(jié)氣門拉索或節(jié)氣門位置傳感器調(diào)整不當，主油路油壓高。=3\*GB2⑶升擋過遲。=4\*GB2⑷真空式節(jié)氣門閥真空軟管破損。=5\*GB2⑸主油路調(diào)壓閥故障，使主油路油壓過高。=6\*GB2⑹蓄壓器活塞卡住，不起減震作用。=7\*GB2⑺單向閥球漏裝，制動器或離合器接合過快。=8\*GB2⑻換擋元件打滑。=9\*GB2⑼油壓電磁閥故障。=10\*GB2⑽電控組件故障。2.3.3故障排除=1\*GB2⑴檢查發(fā)動機怠速。=2\*GB2⑵檢查、調(diào)節(jié)節(jié)氣門拉索或節(jié)氣門位置傳感器。=3\*GB2⑶檢查真空式節(jié)氣門閥的真空軟管是否破損。=4\*GB2⑷路試檢查自動變速器升檔是否過遲，如果升檔過遲是換檔沖擊大的原因。=5\*GB2⑸檢測主油路油壓。如果怠速時主油路油壓高，說明主油路調(diào)壓閥或節(jié)氣門閥存在故障；如果怠速油壓正常，但起步時沖擊大，說明前進離合器或倒檔及高檔離合器的進油單向閥損壞或漏裝所致。=6\*GB2⑹檢測換檔時的主油路油壓。正常情況下，換檔時主油路油壓瞬時應(yīng)有下降。如果沒有下降，說明蓄壓器活塞卡滯，這時應(yīng)拆檢閥體和蓄壓器。=7\*GB2⑺檢查油壓電磁閥的工作是否正常，檢查電控組件在換檔的瞬間是否向油壓電磁閥發(fā)出控制信號。如果電磁閥車身問題，則應(yīng)更換油壓電磁閥；如果線路存在問題則應(yīng)修復。2.4升檔過遲2.4.1故障現(xiàn)象=1\*GB2⑴起步時踏下加速踏板、發(fā)動機轉(zhuǎn)速上升很快但車速升高緩慢。=1\*GB2⑴上坡時無力，發(fā)動機轉(zhuǎn)速上升很高。2.4.2故障原因=1\*GB2⑴液壓油油面太低。=2\*GB2⑵離合器或制動器磨損嚴重。=3\*GB2⑶油泵磨損嚴重，主油路漏油，造成主油路油壓低。=4\*GB2⑷單向離合器打滑。=5\*GB2⑸離合器或制動器密封圈損壞、導致漏油。=6\*GB2⑹蓄壓器活塞密封圈損壞、導致漏油。2.4.3故障排除=1\*GB2⑴檢查液壓油油面高度和油的品質(zhì)=2\*GB2⑵若液壓油變色或有燒焦味，說明離合器或制動器的摩擦片燒焦，這時應(yīng)拆檢自動變速器。=3\*GB2⑶做路試檢查，若在所有擋都打滑，原因出自前進離合器。=4\*GB2⑷若換檔手柄在D位的1擋打滑，而在L擋位或1擋位時不打滑，說明前進單向離合器打滑。若不論換檔手柄在D、L或1擋位時，1擋都有打滑現(xiàn)象，則為低檔及倒檔制動器打滑。=5\*GB2⑸若換檔手柄在D位的2擋打滑，而在S擋位的2擋不打滑，說明2擋單向離合器打滑。若不論在D、S或2擋位時，2擋都打滑，原因出自2擋制動器。=6\*GB2⑹若在3擋時打滑，原因出自倒檔及高檔離合器。=7\*GB2⑺若在超速擋時打滑，則為超速制動器的故障。=8\*GB2⑻若在倒檔和高檔時打滑，則為倒檔和高擋離合器故障。=9\*GB2⑼若在倒檔和1擋時打滑，則為低檔及倒檔制動器打滑。=10\*GB2⑽自動變速器在前進擋或倒檔都打滑，說明主油路油壓低。這時應(yīng)對油泵和閥體進行檢修。若主油路油壓正常，原因可能是離合器或制動器摩擦片磨損過度或燒焦，跟換摩擦片即可。2.5不能升擋2.5.1故障現(xiàn)象=1\*GB2⑴行駛途中自動變速器只能在1擋，不能升入2擋及高速擋。=2\*GB2⑵行駛途中自動變速器可以升入2擋但不能升入3擋或高速擋。2.5.2故障原因=1\*GB2⑴節(jié)氣門拉索或節(jié)氣門位置傳感器調(diào)整不當。=2\*GB2⑵調(diào)速器存在故障。=3\*GB2⑶調(diào)速器油路漏油=4\*GB2⑷車速傳感器故障=5\*GB2⑸2擋制動器或高檔離合器存在故障。=6\*GB2⑹換檔閥卡滯或擋位開關(guān)故障2.5.3故障排除=1\*GB2⑴對電控自動變速器應(yīng)先進行故障診斷。=2\*GB2⑵檢查重新調(diào)整節(jié)氣門拉索和節(jié)氣門位置傳感器。=3\*GB2⑶檢查車速傳感器。=4\*GB2⑷檢查擋位開關(guān)信號。=5\*GB2⑸測量調(diào)速器油壓。如果車速升高后調(diào)速器油壓為0或很低，說明調(diào)速器有故障或者漏油，應(yīng)進行修理。=6\*GB2⑹如果控制系統(tǒng)無故障，則應(yīng)拆檢自動變速器，檢查換檔執(zhí)行元件是否打滑，用壓縮空氣檢查各離合器、制動器油路或活塞有無泄漏。2.6升檔緩慢2.6.1故障現(xiàn)象=1\*GB2⑴汽車行駛中，升檔車速較高，發(fā)動機轉(zhuǎn)速也偏高。=2\*GB2⑵升檔前必須先松開油門才能使自動變速器升入高檔。2.6.2故障原因=1\*GB2⑴節(jié)氣門拉索或節(jié)氣門位置傳感器調(diào)整不當。=2\*GB2⑵調(diào)整器故障。=3\*GB2⑶輸入軸上調(diào)速器進出油孔的密封圈損壞。=4\*GB2⑷真空式節(jié)氣門閥推桿調(diào)整不當。=5\*GB2⑸真空式節(jié)氣門閥的真空軟管損壞或者真空膜片室漏氣。=6\*GB2⑹主油路油壓或節(jié)氣門油壓太高。=7\*GB2⑺強制降擋開關(guān)短路。=8\*GB2⑻傳感器故障。2.6.3故障排除=1\*GB2⑴電控自動變速器應(yīng)進行故障診斷。=2\*GB2⑵檢查、調(diào)整節(jié)氣門拉索或節(jié)氣門位置傳感器，測量節(jié)氣門位置傳感器電阻，如不符合標準，則應(yīng)更換。=3\*GB2⑶采用真空式節(jié)氣門閥的自動變速器，應(yīng)檢查真空軟管是否漏氣，如果軟管破損應(yīng)更換。=4\*GB2⑷強制降擋開關(guān)是否短路，如果短路則應(yīng)修復。=5\*GB2⑸測量怠速時主油路油壓，若油壓太高，應(yīng)通過節(jié)氣門拉索或節(jié)氣門位置傳感器予以調(diào)整。使用真空或節(jié)氣門閥的自動變速器，應(yīng)用減少節(jié)氣門閥推桿的方法進行調(diào)整。若以上調(diào)整無效，應(yīng)拆檢主油路調(diào)壓閥或節(jié)氣門閥。=6\*GB2⑹測量調(diào)速器油壓，調(diào)速器油壓應(yīng)能隨車速的升高而增大。將不同轉(zhuǎn)速下測得的調(diào)速器油壓與該變速器規(guī)定值比較，若油壓低于標準值，說明調(diào)速器存在故障或調(diào)速器油路存在泄漏。這時應(yīng)拆檢自動變速器，檢查調(diào)速器搞定螺栓是否松動，調(diào)速器油路密封環(huán)是否損壞，閥心是否卡滯或磨損過度。=7\*GB2⑺如果調(diào)速器油壓正常，升檔緩慢的原因可能是換檔閥工作不良。這時應(yīng)拆卸閥體檢查，必要時要更換。2.7無前進擋2.7.1故障現(xiàn)象=1\*GB2⑴汽車倒檔時正常，掛入前進D擋時不能行駛。=2\*GB2⑵換擋手閥在D擋位時汽車不能起步，在S、L擋位（或2、1擋位）時可以起步。2.7.2故障原因=1\*GB2⑴前進離合器打滑。=2\*GB2⑵前進單向離合器打滑。=3\*GB2⑶前進離合器油路泄露。=4\*GB2⑷換擋手柄調(diào)整不當。2.7.3故障排除=1\*GB2⑴檢查調(diào)整換擋手柄位置。=2\*GB2⑵測量前進擋主油路油壓。若油壓低（說明主油路油壓低），應(yīng)拆檢自動變速器，更換前進擋油路上各處密封圈。=3\*GB2⑶檢查前進離合器，如果摩擦片燒壞或磨損過度，則應(yīng)更換。=4\*GB2⑷若主油路油壓和前進離合器均正常，這時應(yīng)拆檢前進單向離合器，如存在問題應(yīng)予以更換。2.8無超速檔2.8.1故障現(xiàn)象=1\*GB2⑴自動變速器不能從3擋升至超速擋=2\*GB2⑵在車速到達超速擋工作范圍后，采用松油門幾秒鐘在踩油門的方法，自動變速器也不能升至超速擋。2.8.2故障原因=1\*GB2⑴超速擋開關(guān)故障。=2\*GB2⑵超速電磁閥故障。=3\*GB2⑶超速制動器打滑。=4\*GB2⑷超速行星排上的直接離合器或直接單向離合器故障。=5\*GB2⑸擋位開關(guān)故障。=6\*GB2⑹液壓油溫度傳感器故障。=7\*GB2⑺節(jié)氣門位置傳感器故障。=8\*GB2⑻3—4換檔閥卡滯。2.8.3故障排除=1\*GB2⑴對電控系統(tǒng)進行故障診斷，檢查有無故障碼輸出。有故障碼輸出，根據(jù)故障碼內(nèi)容尋找原因。=2\*GB2⑵檢查液壓油溫度傳感器電阻值，如有異常，則應(yīng)更換液壓油溫度傳感器。=3\*GB2⑶檢查擋位開關(guān)和節(jié)氣門位置傳感器的輸出信號。擋位開關(guān)信號應(yīng)與擋位手柄位置相符。節(jié)氣門位置傳感器輸出電壓應(yīng)與節(jié)氣門的開度成正比，如有異常，則應(yīng)調(diào)整。如調(diào)整無效，則應(yīng)更換。=4\*GB2⑷檢查超速擋開關(guān)。在“ON”時，超速擋開關(guān)觸點應(yīng)斷開，指示燈不亮；在“OFF”時，超速擋開關(guān)觸點應(yīng)閉合，指示燈亮起。如有異常，則應(yīng)檢查OD電路或更換超速擋開關(guān)。=5\*GB2⑸檢查超速擋電磁閥的工作情況。打開點火開關(guān)，不起動發(fā)動機，按下OD開關(guān)，超速擋電磁閥應(yīng)有工作聲音。如果超速擋電磁閥沒有接合聲音，則應(yīng)檢查控制電路或更換超速擋電磁閥。=6\*GB2⑹用舉升器把車舉起，使四輪懸空。起動發(fā)動機，使自動變速器在前進擋工作，檢查在無負荷狀態(tài)下自動變速器的升檔情況。如果能升入超速擋，并且車速正常，說明控制系統(tǒng)工作正常。如果不能升檔是因為超速制動器打滑，所以在有負載的情況下不能升入超速擋。如果能升入超速擋，但升檔后車速提不高，發(fā)動機轉(zhuǎn)速下降，說明超速行星排中直接離合器或直接單向離合器故障。如果在無負荷情況下不能升入超速擋，說明控制系統(tǒng)存在故障。這時應(yīng)拆檢閥體，檢查3—4換檔閥。2.9無倒檔2.9.1故障現(xiàn)象=1\*GB2⑴汽車在前進擋時能行駛，但是倒檔時不能行駛。2.9.2故障原因=1\*GB2⑴換檔手柄調(diào)整不當。=2\*GB2⑵倒檔油路泄漏。=3\*GB2⑶倒檔及高檔離合器或低擋及倒擋制動器打滑。2.9.3故障排除=1\*GB2⑴檢查并調(diào)查換檔手柄的位置。=2\*GB2⑵檢查倒檔油路油壓。油壓低說明倒擋油路泄漏。這時，應(yīng)拆檢變速器進行修理。=3\*GB2⑶如果倒擋油路油壓正常，應(yīng)拆檢變速器，更換損壞的離合器、制動器摩擦片或制動帶。2.10頻繁跳擋2.10.1故障現(xiàn)象汽車行駛時，自動變速器出現(xiàn)突然降擋現(xiàn)象，降擋后發(fā)動機轉(zhuǎn)速升高，并產(chǎn)生換擋沖擊。2.10.2故障原因=1\*GB2⑴節(jié)氣門位置傳感器故障。=2\*GB2⑵ 車速傳感器故障。=3\*GB2⑶ 換擋電磁閥接觸不良。=4\*GB2⑷ 控制系統(tǒng)電路故障。=5\*GB2⑸ 電控組件故障。2.10.3故障排除=1\*GB2⑴對電控自動變速器進行故障診斷。根據(jù)顯示的故障碼內(nèi)容尋找故障原因。⑵測量節(jié)氣門位置傳感器。如有異常，則應(yīng)更換。=3\*GB2⑶測量車速傳感器。如有異常，則應(yīng)更換。=4\*GB2⑷拆下自動變速器油底，檢查電磁閥連接線路接頭情況。=5\*GB2⑸檢查控制系統(tǒng)電腦各接線端子的電壓。如有異常，則應(yīng)修復。2.11無發(fā)動機制動2.11.1故障現(xiàn)象=1\*GB2⑴在汽車行駛途中，當換擋手柄位于S、L擋或2、1擋位置時，松開油門踏板，發(fā)動機轉(zhuǎn)速降至怠速，但汽車減速不明顯。=2\*GB2⑵下坡時，自動變速器在前進低擋，但不能產(chǎn)生發(fā)動機制動作用。2.11.2故障原因=1\*GB2⑴換擋手柄位置不當。=2\*GB2⑵擋位開關(guān)調(diào)整不當。=3\*GB2⑶2擋強制制動器打滑或低擋及倒擋制動器打滑。=4\*GB2⑷控制發(fā)動機制動的電磁閥故障。=5\*GB2⑸閥體故障。=6\*GB2⑹自動變速器故障。2.11.3故障排除=1\*GB2⑴對電控自動變速器進行故障診斷，根據(jù)顯示的故障碼內(nèi)容尋找故障原因。=2\*GB2⑵路試檢查自動變速器有無打滑現(xiàn)象。如打滑，則應(yīng)拆檢變速器。=3\*GB2⑶如果換擋手柄在S擋位時沒有發(fā)動機制動作用，但在L擋位時有發(fā)動機制動作用，說明2擋強制制動器打滑，應(yīng)進行修理。=4\*GB2⑷如果換擋手柄在L擋位時沒有發(fā)動機制動作用，但在S擋位有制動作用，說明低擋及倒擋制動器打滑，這時應(yīng)進行修理。=5\*GB2⑸檢查控制發(fā)動機制動作用的電磁閥是否存在故障，若有故障，應(yīng)修復或更換。=6\*GB2⑹拆檢閥體，清洗所有的控制閥。=7\*GB2⑺檢查電腦各接線端子電壓，如果正常，再檢查各個傳感器電壓；如有異常，再做進一步檢查。=8\*GB2⑻更換新電腦重新實驗，如果故障消失，說明電腦損壞。2.12無鎖定2.12.1故障現(xiàn)象=1\*GB2⑴汽車行駛中，其車速、擋位已經(jīng)滿足離合器鎖定條件，但鎖定離合器仍沒有鎖定作用。=2\*GB2⑵油耗增大。2.12.2故障原因=1\*GB2⑴鎖定電磁閥故障。=2\*GB2⑵鎖定控制閥故障。=3\*GB2⑶變矩器中鎖定離合器損壞。2.12.3故障排除=1\*GB2⑴檢查鎖定電磁閥，如果電路正常，則應(yīng)更換鎖定電磁閥。=2\*GB2⑵檢查清洗鎖定控制閥。若有問題，不能修復，則應(yīng)更換閥體。=3\*GB2⑶若控制系統(tǒng)無故障，則應(yīng)更換變矩器。2.13不能強制降擋2.13.1故障現(xiàn)象汽車以3擋或超速擋行駛時，突然把油門踏板踩到底，自動變速器不能立即降低一個擋位，使汽車加速無力。2.13.2故障原因=1\*GB2⑴節(jié)氣門拉索或節(jié)氣門位置傳感器調(diào)整不當。=2\*GB2⑵強制降擋開關(guān)損壞。=3\*GB2⑶強制降擋電磁閥短路或短路。=4\*GB2⑷強制降擋閥卡滯。2.13.3故障排除=1\*GB2⑴檢查節(jié)氣門拉索或節(jié)氣門位置傳感器的安裝情況。如有異常，則應(yīng)重新調(diào)整。=2\*GB2⑵檢查強制降擋開關(guān)。在油門踩到底時，強制降擋開關(guān)觸點應(yīng)閉合；松開油門，強制降擋開關(guān)觸點應(yīng)斷開。如果油門踩到底時，強制降擋開關(guān)觸點沒有閉合，可用手觸動開關(guān)。如果按下開關(guān)后觸點能閉合，說明開關(guān)安裝不適應(yīng)，應(yīng)重新調(diào)整；如果按下開關(guān)觸點不閉合，說明開關(guān)損壞，應(yīng)更換。=3\*GB2⑶檢查強制降擋電磁閥工作情況，如有異常，應(yīng)進行更換。=4\*GB2⑷拆卸閥體，分解清洗強制降擋控制閥，閥心若有問題，則應(yīng)更換閥體總成。3自動變速器基本檢修案例分析3.1自動變速器檢修案例分析3.1.1案例一：雷諾商務(wù)車自動變速器故障檢測與維修03款雷諾風景商務(wù)車，搭載法國雪鐵龍公司生產(chǎn)的AL4型4速電子控制自動變速器，在行使時，換擋點時好時壞（有時發(fā)動機轉(zhuǎn)速2000轉(zhuǎn)/分鐘換擋,有時發(fā)動機轉(zhuǎn)速3000轉(zhuǎn)/分鐘換擋）故障分析，首先根據(jù)上述故障特點，汽車變速器能正常工作，只是換擋點不對，說明自動變速器內(nèi)部本身沒有故障，也就是說自動變速器機械部分沒有故障，只有自動變速器電路和油壓控制系統(tǒng)會出現(xiàn)這樣的故障。自動變速器和油壓控制系統(tǒng)相比較，根據(jù)故障排除方法，由簡單到復雜的順序，電路檢查比油壓控制系統(tǒng)檢查簡單，所以應(yīng)先檢查電路，用解碼器檢測，讀取故障碼，電腦儲存沒有故障。讀取數(shù)據(jù)流，發(fā)現(xiàn)節(jié)氣門位置傳感器信號時有時無。打開節(jié)氣門位置傳感器（滑動觸點式），發(fā)現(xiàn)滑動觸點脫落，用電烙鐵把滑動觸點焊接好裝上，故障就排除了。4.3曲軸箱強行通風（PCV）系統(tǒng)。3.1.2案例二捷達自動變速器故障維修案例故障現(xiàn)象：換擋桿鎖止電磁鐵響一輛2000年捷達都市先鋒AT轎車，裝用AHP型發(fā)動機和01M型4擋自動變速器。行駛里程為1.5萬km，車主反映當換擋桿撥到R擋時，換擋桿鎖止電磁鐵“咔嗒、咔嗒”響。故障檢測：試車發(fā)現(xiàn)當鎖止電磁鐵“咔嗒、咔嗒”響時，手摸換擋桿有振動感，試將換擋桿推到其他擋位，則沒有異常。換擋桿鎖止電磁鐵位于換擋桿的下部，其作用是在接通點火開關(guān)且踩下制動踏板時，電磁鐵解除P擋位的鎖止功能，允許換擋桿可以掛入其他擋位；否則，電磁鐵處于鎖止狀態(tài)，防止換擋桿從P擋位滑到其他擋位。由此可知，鎖止電磁鐵“咔嗒、咔嗒”響與變速器控制單元有關(guān).連接汽車故障電腦診斷儀V.A.G1551，輸入01（選擇快速數(shù)據(jù)傳輸功能）-02（自動變速器地址碼），按“Q”鍵確認后，結(jié)果顯示“電控單元無應(yīng)答”。電控單元不能被訪問，應(yīng)首先檢查其供電是否正常。電控單元共有68個腳，其1腳接地，45腳接30號線，23腳接15號線，60腳經(jīng)14號熔絲接15號線。經(jīng)檢查上述各路供電都正常，懷疑電控單元損壞。更換電控單元后，將換擋桿撥到R擋，換擋桿鎖止電磁鐵不再“咔嗒、咔嗒”響，用V.A.G1551檢查也能被訪問，至此故障排除。提示：由于該車控制單元出現(xiàn)故障，換擋桿鎖止電磁鐵將會在R擋時不受約束地處于紊亂地動作狀態(tài)，產(chǎn)生異響。同時，系統(tǒng)進入應(yīng)急狀態(tài)，當換擋桿位于D位時，系統(tǒng)只能以3擋實現(xiàn)應(yīng)急起動。這種情況下一般駕駛員不會覺察到明顯的擋位異常感覺，所以用戶憑直覺認為是R擋有異響，將車開到服務(wù)站進行維修。故障現(xiàn)象：車輛起步困難，加速不良且燃油消耗高一輛2001年產(chǎn)捷達都市先鋒AT轎車，行駛里程為5.1萬km。車主反映該車起步困難，發(fā)動機加速不良，而且燃油消耗較大。故障檢測：對該車進行路試，將換擋桿分別置于2、3和D位，踩下加速踏板，發(fā)現(xiàn)車速表與發(fā)動機轉(zhuǎn)速表上升速度不對應(yīng)。在換擋桿置于1和R位時，汽車起步時要加大油門才能正常起步。憑直覺，筆者認為該車故障原因是液力變矩器中固定導輪的單向離合器打滑。為了進一步確定故障原因，對自動變速器進行失速試驗。拉緊駐車制動器，將制動踏板踩到底，為了保證安全，可用木楔塊將四個車輪的前后卡住。在發(fā)動機運轉(zhuǎn)的情況下，分別將換擋桿置于1、2、3、D和R擋，使變速器油溫升至50～80℃正常范圍。猛踩加速踏板至節(jié)氣門全開，迅速讀出發(fā)動機失速時的轉(zhuǎn)速（試驗時應(yīng)注意，每次試驗的持續(xù)時間不能超過5s，而且兩次試驗間隔時間至少為15s，以防止自動變速器油液溫度過高），在3擋和D擋，失速時的發(fā)動機轉(zhuǎn)速分別為800～900r/min，1200～1300r/min，維修手冊上的標準數(shù)值一般為2000r/min左右，看來失速狀態(tài)下的轉(zhuǎn)速明顯偏低。為了驗證發(fā)動機的加速性能，把換擋桿置于N位，發(fā)動機運轉(zhuǎn)至正常溫度后，迅速踩下加速踏板，發(fā)動機轉(zhuǎn)速上升迅速，聲音宏亮，說明發(fā)動機加速性能良好。至此，可以確定故障原因為液力變矩器中支承導輪的單向離合器打滑。由于沒有維修液力變矩器的設(shè)備，所以只能更換液力變矩器。更換液力變矩器后試車，故障排除。3.1.3案例三.奔馳300E轎車自動變速器檢測與維修故障現(xiàn)象：一輛奔馳300E轎車前進行駛車速近45km/h時，發(fā)動機突然空轉(zhuǎn)，動力明顯與后橋傳動脫節(jié)。檢查變器油位，在油尺上已觀察不到。放出油底殼變矩器里的油，只有5L左右，而且油質(zhì)嚴重變黑并伴有焦糊味。初步判斷為K1離合器(Ⅲ、Ⅳ檔)摩擦片燒壞。故障檢修首先，在不動變速器的情況下，更換變速器油及其濾清器，然后用壓力表測量壓力正常，路試時故障依舊，所以必須拆下變速器修理。拆開變速器檢查，K1合器摩擦片全部燒毀，漏出鋼片，壓板因與鋼片摩擦接觸而拉出溝痕，離合器活塞油封也因摩擦過熱而被燒壞。在發(fā)現(xiàn)故障之后，車輛又行駛了幾個小時，造成液壓控制系統(tǒng)嚴重臟污，使控制閥和活塞環(huán)也有不同程度的拉傷和磨損。故障分析

經(jīng)分析確認，這起故障產(chǎn)生的原因是自動變速箱缺油。因此，離合器在接合時，由于壓力不足而處于半接合狀態(tài)。加速時摩擦片高速旋轉(zhuǎn)，與壓板摩擦產(chǎn)生高溫使之損壞。

通過這起機械故障所應(yīng)吸取的教訓是：=1\*GB2⑴要經(jīng)常檢查變速器的油位。=2\*GB2⑵行駛里程到保養(yǎng)期時，一定要吏換自動變速箱油及其濾清器。=3\*GB2⑶遇到自動變速箱有異?，F(xiàn)象時應(yīng)立即送修，不得勉強行駛，以防造成不必要的損失。結(jié)論通過本論文細致的研究，了解了自動變速器的基本組成結(jié)構(gòu)，自動變速器的工作狀態(tài)以及相關(guān)部件的工作原理及組成?？偨Y(jié)出自動變速器的基本檢修思路。檢修自動變速器與檢修傳統(tǒng)變速器方法是不一樣的，有很多修理工在接到自動變速器車輛時，像檢修傳統(tǒng)變速器一樣，直接拆下打開，把摩擦片、油封、潤滑油換掉，裝上后，故障依然存在，其實很多情況下也許不需要打開自動變速器故障即可排除。所以在檢修自動變速器時，必須要有目的地進行檢修。通常接到一輛自動變速器的車，要做到以下8項檢查，即基本檢查、道路試驗、失速試驗、時滯實驗、油壓檢查、故障碼分析、數(shù)據(jù)流分析和電腦電路分析，以上8項檢查基本上包括了自動變速各個部位的檢查與診斷。=1\*GB2⑴基本檢查包括：發(fā)動機怠速檢查，節(jié)氣門位置檢查，自動變速器油壓檢查，P/N啟動開關(guān)檢查，換檔桿位置檢查等。=2\*GB2⑵道路試驗主要檢查自動變速器換檔點是否正確。=3\*GB2⑶失速試驗檢查包括：發(fā)動機輸出功率、變矩器性能和離合器打滑情況等。=4\*GB2⑷自動變速器時滯試驗檢測（有些車型能做，有些車型不能做，看說明書而定）。=5\*GB2⑸自動變速器油壓檢查，可用油壓表進行。=6\*GB2⑹故障碼分析、數(shù)據(jù)流分析和電腦電路分析。電控發(fā)動機故障診斷方法大同小異，要使用解碼器進行自動變速器電路分析。本論文細致而又全面的介紹了自動變速器常見的故障現(xiàn)象以及故障原因，并從工作原理的角度對各種故障進行的解析。此后又對自動變速器的檢修方法做了一次簡單的概述，介紹變速器檢修的入手及基本策略。最后又列舉出3種自動變速器的故障檢測與維修，對變速器的檢測有給予了一定的補充，相信這會對自動變速器的修理起到不錯的輔助作用。致謝本論文是在宋老師的精心指導下完成的。感謝宋老師耐心的指導，細心的糾正論文中的錯誤，宋老師從最簡單的論文格式，題材等許多方面教會了我們?nèi)绾巫珜懸粋€合格的畢業(yè)論文，在論文的初期又給我們很多的建議和糾正指導，在此對宋老師的指導表示誠摯的謝意。另外也要感謝偉大的母校給了我們這么大的資料庫，讓我們可以在里面盡情的查閱自己想要的資料圖書，感謝她對我們的培養(yǎng)，我們永遠不會忘記我們永遠是你的學生。參考文獻[1]曹振峰主編《怎樣維修自動變速器》北京機械工業(yè)出版社[2]楊柳青主編《汽車檢測與診斷技術(shù)》同濟大學出版社2009年2月[3]一汽豐田培訓資料2007[4]李東江：<<國產(chǎn)自動變速器的檢修手冊》[5]宋福昌，<<自動變速器的結(jié)構(gòu)與檢修圖解》2005[6]李春明：<<汽車電器設(shè)備與維修》2007[7]蔡廣新：<<汽車機械基礎(chǔ)》2008[8]張廣輝：<<汽車故障診斷技術(shù)》[9]岱偉：<<自動變速器的檢測與維修》[10]工程機械概論\張洪、賈志詢主編.-北京：治金工業(yè)出版社2006.9[11]機械員\張鳳山，靜永臣編.-北京：機械工業(yè)出版社2007.2專業(yè)課程設(shè)計任務(wù)書一、目的與要求《專業(yè)課程設(shè)計》是機械設(shè)計及自動化專業(yè)方向?qū)W生的重要實踐性教育環(huán)節(jié)，也是該專業(yè)學生畢業(yè)設(shè)計前的最后一次課程設(shè)計。擬通過《專業(yè)課程設(shè)計》這一教學環(huán)節(jié)來著重提高學生的機構(gòu)分析與綜合的能力、機械結(jié)構(gòu)功能設(shè)計能力、機械系統(tǒng)設(shè)計的能力和綜合運用現(xiàn)代設(shè)計方法的能力，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新與實踐能力。在《專業(yè)課程設(shè)計》中，應(yīng)始終注重學生能力的培養(yǎng)與提高。《專業(yè)課程設(shè)計》的題目為工業(yè)機械手設(shè)計，要求學生在教師的指導下，獨立完成整個設(shè)計過程。學生通過《專業(yè)課程設(shè)計》，應(yīng)該在下述幾個方面得到鍛煉：綜合運用已學過的“機械設(shè)計學”、“液壓傳動”、“機械系統(tǒng)設(shè)計”、“計算機輔助設(shè)計”等課程和其他已學過的有關(guān)先修課程的理論和實際知識，解決某一個具體設(shè)計問題，是所學知識得到進一步鞏固、深化和發(fā)展。通過比較完整地設(shè)計某一機電產(chǎn)品，培養(yǎng)正確的設(shè)計思想和分析問題、解決問題的能力，掌握機電產(chǎn)品設(shè)計的一般方法和步驟。培養(yǎng)機械設(shè)計工作者必備的基本技能，及熟練地應(yīng)用有關(guān)參考資料，如設(shè)計圖表、手冊、圖冊、標準和規(guī)范等。進一步培養(yǎng)學生的自學能力、創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)。二．主要內(nèi)容表1精鍛機上料機械手主要技術(shù)參數(shù)手臂運動形式（圓柱坐標式抓取重量60kgf自由度4個手手臂運動行程和速度水平伸縮500mm設(shè)定點2升降600mm設(shè)定點2左右旋轉(zhuǎn)200度設(shè)定點3手腕回轉(zhuǎn)和速度180度設(shè)定點2手指夾持范圍四種規(guī)格90-120定位方式和定位精度機械擋塊+-1mm控制方式點位程控，開關(guān)板預選驅(qū)動方式液壓kgf/cm2（1）根據(jù)以上相關(guān)設(shè)計參數(shù)及要求，完成精鍛機上料機械手方案設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計及控制系統(tǒng)設(shè)（2）撰寫專業(yè)課程設(shè)計報告一份，不少于10000字。三、進度計劃序號設(shè)計內(nèi)容完成時間備注1總體方案設(shè)計第2天2繪制部件及總體設(shè)計草圖第5天3繪制零件圖第8天4繪制液壓原理圖第9天5繪制電器原理圖第10天6繪制正式圖第12天7編寫專業(yè)課程設(shè)計報告第13天8答辯第14天四、課程設(shè)計成果要求1．機械手總裝圖1張（0號圖紙）、部件圖若干張（0號圖紙）；2．全部非標零件圖（圖紙類型是零件類型及復雜程度而定）；3．液壓原理圖和電器控制原理圖各一張；4．撰寫專業(yè)課程設(shè)計報告一份，不少于10000字。五、考核方式專業(yè)課程設(shè)計的成績評定采用四級評分制，即優(yōu)秀、良好、通過和不通過。成績的評定主要考慮學生的獨立工作能力、設(shè)計質(zhì)量、答辯情況和平時表現(xiàn)等幾個方面，特別要注意學生獨立進行工程技術(shù)工作的能力和創(chuàng)新精神，全面衡量學生的真實質(zhì)量。學生姓名：安蕾劉國威劉欣磊彭澎孫赫俊指導教師：楊曉紅、花廣如、楊化動2011年12月30日一機械手動作過程和主要設(shè)計參數(shù)介紹1.1任務(wù)概述本次專業(yè)課程設(shè)計的任務(wù)是設(shè)計精鍛機上料機械手。本機械手是為精鍛機服務(wù)的，具有能不斷重復工作和勞動、不知疲勞、不怕危險、抓舉重物的力量比人手大等特點，可大大減少工人的勞動強度，并且大大提高上料的效率。工業(yè)機械手是一種新型的自動化裝置，它可根據(jù)作業(yè)的要求，按照預先確定的程序搬運物體，裝卸零件以及操持噴槍、焊把等工具區(qū)完成一定的任務(wù)，因此它可在繁重、高溫和多粉塵等勞動條件較差的作業(yè)中，部分地代替人工操作。1.2精鍛機上料機械手的動作過程當旋鈕打向回原點時，系統(tǒng)自動地回到左上角位置待命。當旋鈕打向自動時，系統(tǒng)自動完成各工步操作，且循環(huán)動作。當旋鈕打向手動時，每一工步都要按下該工步按鈕才能實現(xiàn)。1.3精鍛機上料機械手的總體設(shè)計簡圖由動作要求和實際生產(chǎn)檢驗的綜合考慮，初步擬定機械手結(jié)構(gòu)簡圖如下：精鍛機上料機械手結(jié)構(gòu)示意圖1.4精鍛機上料機械手的結(jié)構(gòu)設(shè)計由結(jié)構(gòu)示意圖得，該上料機械手有4個自由度：1、腕部的回轉(zhuǎn)運動。2、臂部的水平移動。3、腰部的上下移動。4、機身的回轉(zhuǎn)運動。1.5精鍛機上料機械手主要技術(shù)參數(shù),見下表手臂運動形式（圓柱坐標式抓取重量60kgf自由度4個手手臂運動行程和速度水平伸縮500mm設(shè)定點2升降600mm設(shè)定點2左右旋轉(zhuǎn)200度設(shè)定點3手腕回轉(zhuǎn)和速度180度設(shè)定點2手指夾持范圍四種規(guī)格90-120定位方式和定位精度機械擋塊+-1,mm控制方式點位程控，開關(guān)板預選驅(qū)動方式液壓kgf/cm2二整體方案設(shè)計2.1機械手的設(shè)計參數(shù)抓重：60kg；自由度數(shù)：4個；坐標形式：圓柱坐標；最大工作半徑：1700毫米；手臂最大中心高：2300毫米；手臂運動參數(shù)；手臂伸縮范圍：0~500毫米手臂伸縮速度：伸出176毫米每秒；縮回233毫米每秒；手臂升降范圍：0~600毫米；手臂升降速度：上升102毫米每秒；下降152毫米每秒；手臂回轉(zhuǎn)范圍：00~2000(實際使用為950)；手臂回轉(zhuǎn)速度：630每秒；手腕運動參數(shù)：手腕回轉(zhuǎn)范圍:00~1800；手腕回轉(zhuǎn)速度：2010每秒；手指夾持范圍：Φ90-Φ120毫米；緩沖方式及定位方式：手臂伸縮：伸出時由行程開關(guān)適時切斷油路，手臂緩沖，縮回時由行程開關(guān)控制返回終了位置。手臂升降：上升時是靠可調(diào)碰鐵觸動行程開關(guān)而發(fā)信，使電液換向閥變?yōu)椤皁”型滑閥機能，切斷油路而實現(xiàn)緩沖定位，下降時靠油缸端部節(jié)流緩沖，由行程開關(guān)控制終了位置。手臂回轉(zhuǎn)：采用行程節(jié)流閥（雙向使用）減速緩沖，用定位油缸驅(qū)動定位銷而定位。手腕回轉(zhuǎn)：采用行程開關(guān)發(fā)信，切斷油路滑行緩沖，死擋塊定位。驅(qū)動方式：液壓控制方式：點位程序控制2.2機械手實現(xiàn)的動作機械手原位→機械手前伸→機械手上升→機械手抓取并夾緊→機械手后退機械手左轉(zhuǎn)→機械手前伸→機械手松開→機械手下降→機械手右轉(zhuǎn)→退至原位2.3機械手的結(jié)構(gòu)組成本機械手系統(tǒng)由執(zhí)行系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)和控制系統(tǒng)組成。執(zhí)行系統(tǒng)包括手部、手臂、手腕。驅(qū)動系統(tǒng)包括動力源、控制調(diào)節(jié)裝置和輔助裝置組成?？刂葡到y(tǒng)由程序控制系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)組成。

2.4機械手的工作過程立式精鍛機和自動上料機械手等的配置如圖2-4-1所示。被加熱的坯料由運輸車2送到上料位置后，自動上料機械手3將熱坯料搬運到立式精鍛機1上鍛打，其成品鍛件由下料機械手4送立式精鍛機上取下并送到轉(zhuǎn)換機械手5上，轉(zhuǎn)換機械手先把鍛件翻轉(zhuǎn)90°成水平位置，由丙烷切割裝置6將兩端切齊，切割完畢，轉(zhuǎn)換機械手5的手臂再水平回轉(zhuǎn)87°，將鍛件水平放置到下料運輸裝置7上，運送到車間外面的料倉處進行冷卻。自動上料機械手3在此精鍛生產(chǎn)線上可以完成取料、喂料和變換工位等動作。2.5機械手的座標型式與自由度選擇按機械手手臂的不同運動形式及其組合情況，其座標型式可分為直角座標式、圓柱座標式、球座標式和關(guān)節(jié)式。由于本機械手在上下料時手臂具有升降、收縮及回轉(zhuǎn)運動，因此，采用圓柱座標型式。相應(yīng)的機械手具有三個自由度，為了彌補升降運動行程較小的缺點，增加手臂擺動機構(gòu)，從而增加一個手臂上下擺動的自由度。2.6機械手的手部結(jié)構(gòu)方案設(shè)計為了使機械手的通用性更強，把機械手的手部結(jié)構(gòu)設(shè)計成可更換結(jié)構(gòu)，當工件是棒料時，使用夾持式手部。2.7機械手的手腕結(jié)構(gòu)方案設(shè)計考慮到機械手的通用性，同時由于被抓取工件是水平放置，因此手腕必須設(shè)有回轉(zhuǎn)運動才可滿足工作的要求。因此，手腕設(shè)計成回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)手腕回轉(zhuǎn)運動的機構(gòu)為回轉(zhuǎn)液壓缸。2.8機械手的手臂結(jié)構(gòu)方案設(shè)計按照抓取工件的要求，本機械手的手臂有三個自由度，即手臂的伸縮、左右回轉(zhuǎn)和降(或俯仰)運動。手臂的回轉(zhuǎn)和升降運動是通過立柱來實現(xiàn)的，立柱的橫向移動即為手臂的橫移。手臂的各種運動由液壓缸來實現(xiàn)。2.9機械手的驅(qū)動方案設(shè)計由于液壓壓傳動系統(tǒng)的動作迅速，反應(yīng)靈敏，阻力損失和泄漏較小，成本低廉因此本機械手采用液壓壓傳動方式。2.10機械手的控制方案設(shè)計考慮到機械手的通用性，同時使用點位控制，因此我們采用可編程序控制器(PLC)對機械手進行控制。當機械手的動作流程改變時，只需改變PLC程序即可實現(xiàn)，非常方便快捷。三機械手具體結(jié)構(gòu)設(shè)計各機構(gòu)設(shè)計3.1手部抓緊機構(gòu)設(shè)計計算3.1.1對手部設(shè)計的要求1、有適當?shù)膴A緊力手部在工作時，應(yīng)具有適當?shù)膴A緊力，以保證夾持穩(wěn)定可靠，變形小，且不損壞工件的已加工表面。對于剛性很差的工件夾緊力大小應(yīng)該設(shè)計得可以調(diào)節(jié)，對于笨重的工件應(yīng)考慮采用自鎖安全裝置。2、有足夠的開閉范圍夾持類手部的手指都有張開和閉合裝置。工作時，一個手指開閉位置以最大變化量稱為開閉范圍。對于回轉(zhuǎn)型手部手指開閉范圍，可用開閉角和手指夾緊端長度表示。手指開閉范圍的要求與許多因素有關(guān)，如工件的形狀和尺寸，手指的形狀和尺寸，一般來說，如工作環(huán)境許可，開閉范圍大一些較好，如圖2.1所示。圖2.1機械手開閉示例簡圖3、力求結(jié)構(gòu)簡單，重量輕，體積小手部處于腕部的最前端，工作時運動狀態(tài)多變，其結(jié)構(gòu)，重量和體積直接影響整個機械手的結(jié)構(gòu)，抓重，定位精度，運動速度等性能。因此，在設(shè)計手部時，必須力求結(jié)構(gòu)簡單，重量輕，體積小。4、手指應(yīng)有一定的強度和剛度5、其它要求因此送料，夾緊機械手，根據(jù)工件的形狀，采用最常用的外卡式兩指鉗爪，夾緊方式用常閉史彈簧夾緊，松開時，用單作用式液壓缸。此種結(jié)構(gòu)較為簡單，制造方便。3.1.2拉緊裝置原理油缸右腔停止進油時，液壓力夾緊工件，油缸右腔進油時松開1、右腔推力為FP=（π／4）D2P（2.1）=（π／4）0.5225103=4908.7N2、根據(jù)鉗爪夾持的方位，查出當量夾緊力計算公式為：F1=（2b／a）（cosα′）2N′（2.2）其中N′=498N=392N，帶入公式2.2得：F1=（2b／a）（cosα′）2N′=(2150/50)（cos30o）2392=1764N則實際加緊力為F1實際=PK1K2/η（2.3）=17641.51.1/0.85=3424N經(jīng)圓整F1=3500N3、計算手部活塞桿行程長L,即L=（D/2）tgψ（2.4）=25×tg30o=23.1mm經(jīng)圓整取l=25mm4、確定“V”型鉗爪的L、β。取L/Rcp=3（2.5）式中：Rcp=P/4=200/4=50（2.6）由公式（2.5）（2.6）得：L=3×Rcp=150取“V”型鉗口的夾角2α=120o，則偏轉(zhuǎn)角β按最佳偏轉(zhuǎn)角來確定，查表得：β=22o39′5、機械運動范圍（速度）【1】（1）伸縮運動Vmax=500mm/sVmin=50mm/s（2）上升運動Vmax=500mm/sVmin=40mm/s（3）下降Vmax=800mm/sVmin=80mm/s（4）回轉(zhuǎn)Wmax=90o/sWmin=30o/s所以取手部驅(qū)動活塞速度V=60mm/s6、手部右腔流量Q=sv（2.7）=60πr2=60×3.14×252=1177.5mm3/s7、手部工作壓強P=F1/S（2.8）=3500/1962.5=1.78Mpa3.1.3手部液壓缸尺寸計算手部受力計算手臂的行程為100mm.速度為400mm/s,起動和制動的時間為0.2s水平伸縮直線運動油缸驅(qū)動力P的計算根據(jù)受力平衡有：G參與運動的零部件的總重量（包括工件）200N當量摩擦系數(shù)0.18導向桿的摩擦阻力分別為a,b桿的摩擦阻力Ra，Rb分別為導向套左右端的受力a導向套的長度200mmL工件重心距離導向套的長度100mm水平移動油缸受力狀態(tài)手部油缸驅(qū)動力計算活塞桿，缸蓋，缸壁，伸縮油管之間的摩擦阻力0.05P密封裝置處的摩擦阻力0.05P油缸回油腔低壓油造成的阻力，取為0.05P手臂起動或制動時活塞桿上受到的平均慣性力從靜止加速到工作速度的速度變化量起動的時間取為0.2s油缸驅(qū)動力844N油缸的尺寸：當油進入無桿腔有：（工作壓力），取根據(jù)標準油缸外徑(JB1068-67)取80mm,所以壁厚為10mm活塞桿的計算計算得d=44mm手臂的伸縮行程為200mm,根據(jù)其它零部件的安裝所需間隙，總長取活塞桿l=240mm。材料選擇缸筒工程機械、鍛壓機械等工作壓力較高的場合，常用20、35、45號鋼的無縫鋼管。其中，20號鋼用的較少，因為其較軟，機械強度也低，加工粗糙度不宜保證。須與缸蓋、管接頭、耳軸等零件焊接的缸筒用35號鋼，并在粗加工后調(diào)質(zhì)。不與其它零件焊接的缸筒，常用45號鋼調(diào)質(zhì)，調(diào)制處理的目的是保證強度高、加工性好，一般調(diào)質(zhì)到HB241～HB285。這里液壓缸筒選用45號鋼調(diào)質(zhì).缸筒內(nèi)徑采用H7配合。內(nèi)孔表面的粗糙度，當活塞采用橡膠密封圈時，取R0.4～R0.1?；钊钊牧铣Ｓ媚湍ヨT鐵、鋁合金或鋼外面覆蓋一層青銅、黃銅和尼龍等耐磨套。本方案活塞材料選用45號鋼。缸蓋及活塞桿導向套缸蓋采用35號鋼或45號鋼鍛件，或ZG35、ZG45及HT250、HT300、HT350等鑄鐵材料?；钊麠U導向套可以是缸蓋本身，但最好在內(nèi)表面堆焊黃銅、青銅或其它耐磨材料。活塞桿導向套也可另外壓入，采用鑄鐵、黃銅、青銅、或尼龍。這里材料選取45號鋼。活塞桿活塞桿有實心和空心兩種。實心的用35或45號鋼，要求高的可用40Gr鋼?？招牡挠?5號、45號無縫鋼管、并要求活塞桿的一端留出焊接和熱處理的通氣孔d。缸的活塞桿也選45號鋼。液壓缸的緩沖、排氣與密封以上設(shè)計液壓缸負載不是很大，而且運行速度慢，所以不設(shè)置制動機構(gòu)。這兩個液壓缸直徑和行程不是很大，不再專門設(shè)置排氣裝置，安裝時一次將氣排空。關(guān)于密封，活塞與缸筒間、缸筒與活塞桿導套間采用O型密封圈,活塞桿與活塞桿導套間采取Y型密封圈，Y型密封圈的唇邊面向高壓區(qū)。為防止大臂安裝后會出現(xiàn)偏心，在安裝現(xiàn)場調(diào)配平衡重。手部活塞桿的穩(wěn)定性校核因為l>15d，所以活塞桿需要穩(wěn)定性校核油缸安裝屬于兩端固定，長度折算系數(shù)彈性模量特定柔度值活塞桿橫截面的慣性半徑i=d/4=44/4=11mm安全系數(shù)活塞桿的面積F=3.14*d*d/4=2160mm活塞桿的計算柔度屬于大柔度桿其臨界力,活塞桿穩(wěn)定性符合要求手部缸體的螺栓鏈接計算確定油缸缸筒與缸蓋采用螺栓連接，此種方式能夠使液壓缸緊湊牢固。在這種鏈接中，每個螺栓在危險剖面上承受的拉力為工作載荷Q和剩余預緊力之和，即：Q：工作載荷（N）P：缸蓋受到的合成液壓力，即驅(qū)動力（N）Z：螺栓數(shù)目：剩余預緊力，則螺栓取螺栓公稱直徑為6數(shù)目4安全系數(shù)2k=1.8所以，滿足強度條件。3.2腕部回轉(zhuǎn)機構(gòu)設(shè)計計算腕部是聯(lián)結(jié)手部和臂部的部件，腕部運動主要用來改變被夾物體的方位，它動作靈活，轉(zhuǎn)動慣性小。本課題腕部具有回轉(zhuǎn)這一個自由度，可采用具有一個活動度的回轉(zhuǎn)缸驅(qū)動的腕部結(jié)構(gòu)。要求：回轉(zhuǎn)±90o角速度W=45o/s以最大負荷計算：當工件處于水平位置時，擺動缸的工件扭矩最大，采用估算法，工件重10kg，長度l=650mm。3.2.1計算扭矩M1設(shè)重力集中于離手指中心200mm處，即扭矩M1為：M1=F×S（3.9）=10×9.8×0.2=19.6（N·M）工件FSFSF圖3-3腕部受力簡圖油缸（伸縮）及其配件的估算扭矩M2F=5kgS=10cm帶入公式3.9得M2=F×S=5×9.8×0.1=4.9（N·M）擺動缸的摩擦力矩M摩F摩=300（N）（估算值）S=20mm（估算值）M摩=F摩×S=6（N·M）4、擺動缸的總摩擦力矩MM=M1+M2+M摩=30.5（N·M）（3.10）5.由公式（4.2）T=P×b（ΦA(chǔ)12-Φmm2）×106/8（3.11）其中：b—葉片密度，這里取b=3cm；ΦA(chǔ)1———擺動缸內(nèi)徑,這里取ΦA(chǔ)1=10cm；Φmm———轉(zhuǎn)軸直徑,這里取Φmm=3cm。所以代入（3.11）公式P=8T/b（ΦA(chǔ)12-Φmm2）×106=8×30.5/0.03×（0.12-0.032）×106=0.89Mpa又因為W=8Q/（ΦA(chǔ)12-Φmm2）b所以Q=W（ΦA(chǔ)12-Φmm2）b/8φA1=（π/4）（0.12-0.032）×0.03/8=0.27×10-4m3/s=27ml/s3.2.2螺旋擺動液壓缸尺寸設(shè)計計算1來復螺旋牙形的設(shè)計1、梯形牙形梯形牙形的來復副是國內(nèi)應(yīng)用較多一種牙形,在此所用來復油缸的牙形中,取平均半r=20-40mm，取半徑r=20mm，取牙形高h=4mm,來復母和來復桿的內(nèi)外徑之差均為h，根據(jù)運動副的特點,，其牙形為齒側(cè)定心，如圖，端面牙寬B=2r*sin(3.14/Z)(Z為來復螺旋的頭數(shù)，通常Z=6)圖8端面牙型端面牙隙Z1=0.5-1(mm)根據(jù)端面牙型各參數(shù)，利用螺旋角可算出法面牙型各參數(shù)。2、油缸活塞的設(shè)計從來復螺旋運動副的討論，可得到計算壓力和流量的關(guān)系式：當油缸的來復螺旋副結(jié)構(gòu)和所需轉(zhuǎn)動的負載確定后，K1和K是定值，因此從二式可得，這樣,可根據(jù)整個液壓回路要求,合理選用升角和活塞面積。一般的來復油缸把升角選得小一些,(約50度左右)，而活塞面積大一些，如為細長油缸，則升角選為60度左右，塞面積則小一些。計算得，螺旋桿直徑R1=20mm長度L1=110mm螺旋套筒內(nèi)徑R2=25mm外徑R3=30mm長度L2=140mm缸體內(nèi)徑R4=30mm外徑R5=40mm長度L3=120mm外法蘭直徑R5=50mm材料選擇來復油缸的活塞上總有來復螺旋和花鍵或雙來復螺旋二個運動副,故需用較高強度的材料,而對活塞與缸體的運動副,則要求活塞耐磨而不咬死,故活塞常常采用二種材料組合起來，而對活塞主體45鋼或40鉻，而活塞部分采用HT或ZQAL9-4.。為了便于加工,活塞可采用同一材料,但在活塞上需用鼓形密封圈和尼龍環(huán)的組合結(jié)構(gòu)與缸體配合。軸承的選用活塞在單來復油缸缸體中作旋轉(zhuǎn)運動又作直線運動,在雙來復油缸缸體中則處于二個升角不同的旋轉(zhuǎn)運動副中,因此主軸不但承受徑向力且又承受軸向力,油缸結(jié)構(gòu)中既有能承受軸向推力的滾動軸承,還有滑動軸承。按靜載荷選用滾動軸承：C>1.5W式中C軸承額定靜載荷（kgf）W載荷引起的軸向載荷（kgf）經(jīng)計算，選用軸承型號為30143.3臂部伸縮機構(gòu)設(shè)計計算手臂是機械手的主要執(zhí)行部件。它的作用是支撐腕部和手部，并帶動它們在空間運動。臂部運動的目的，一般是把手部送達空間運動范圍內(nèi)的任意點上，從臂部的受力情況看，它在工作中即直接承受著腕部、手部和工件的動、靜載荷，而且自身運動又較多，故受力較復雜。機械手的精度最終集中在反映在手部的位置精度上。所以在選擇合適的導向裝置和定位方式就顯得尤其重要了。手臂的伸縮速度為200m/s行程L=500mm1、手臂右腔流量，公式（2.7）得：【4】Q=sv=200×π×402=1004800mm3/s=0.1/102m3/s=1000ml/s2、手臂右腔工作壓力，公式（2.8）得：〖4〗P=F/S（2.12）式中：F——取工件重和手臂活動部件總重，估算F=10+20=30kg，F(xiàn)摩=1000N。所以代入公式（2.12）得：P=（F+F摩）/S=（30×9.8+1000）/π×402=0.26Mpa3、繪制機構(gòu)工作參數(shù)表如圖2.4所示：圖2.4機構(gòu)工作參數(shù)表4、由初步計算選液壓泵〖4〗所需液壓最高壓力P=1.78Mpa所需液壓最大流量Q=1000ml/s選取CB-D型液壓泵（齒輪泵）此泵工作壓力為10Mpa，轉(zhuǎn)速為1800r/min，工作流量Q在32—70ml/r之間，可以滿足需要。5、驗算腕部擺動缸：T=PD（ΦA(chǔ)12-Φmm2）ηm×106/8（2.13）W=8θηv/（ΦA(chǔ)12-Φmm2）b（2.14）式中：Ηm—機械效率取：0.85～0.9Ηv—容積效率取：0.7～0.95所以代入公式（2.13）得：T=0.89×0.03×（0.12-0.032）×0.85×106/8=25.8（N·M）T<M=30.5（N·M）代入公式（2.14）得：W=（8×27×10-6）×0.85/（0.12-0.032）×0.03=0.673rad/sW<π/4≈0.785rad/s因此，取腕部回轉(zhuǎn)油缸工作壓力P=1Mpa流量Q=35ml/s圓整其他缸的數(shù)值：手部抓取缸工作壓力PⅠ=2Mpa流量QⅠ=120ml/s小臂伸縮缸工作壓力PⅠ=0.25Mpa流量QⅠ=1000ml/s臂部液壓缸尺寸設(shè)計計算臂部的伸縮油缸采用單作用式直線油缸工作載荷的計算油缸提升的工作載荷為F,則F＝K(G+Fa)/η其中K——安全系數(shù)，取K＝1.5G——運動部件所受的重力，若取m＝200kg，則G＝mg＝200×9.8＝1920NFa——慣性載荷，F(xiàn)a＝G·a/g,取起動時油缸活塞加速度a＝14m/s,則Fa＝G·a/g＝980×14/9.8＝4200Nη——液壓缸的機械效率，取η＝0.9∴F＝K(G+Fa)/η＝1.5×(1920+4200)/0.9＝8700N主要尺寸的確定D＝其中，φ——活塞桿直徑d與D的比值，即φ＝d/D,這里取φ＝0.52。F——工作載荷，前已計算過，為8700N.——工件提升時有桿腔的壓強，?。?MPa——工件提升時無桿腔的壓強，?。?MPa最后得液壓缸內(nèi)徑也即活塞直徑D＝＝＝55.31mm若按標準取D＝60mm,則取d＝D＝60×0.52＝31mm∴取D＝60mm,d＝31mm。(3)液壓缸行程的制定升降液壓缸的行程在總體方案中根據(jù)工藝要求已給出，這里為500mm.材料選擇缸筒工程機械、鍛壓機械等工作壓力較高的場合，常用20、35、45號鋼的無縫鋼管。其中，20號鋼用的較少，因為其較軟，機械強度也低，加工粗糙度不宜保證。須與缸蓋、管接頭、耳軸等零件焊接的缸筒用35號鋼，并在粗加工后調(diào)質(zhì)。不與其它零件焊接的缸筒，常用45號鋼調(diào)質(zhì)，調(diào)制處理的目的是保證強度高、加工性好，一般調(diào)質(zhì)到HB241～HB285。這里液壓缸筒選用45號鋼調(diào)質(zhì).缸筒內(nèi)徑采用H7配合。內(nèi)孔表面的粗糙度，當活塞采用橡膠密封圈時，取R0.4～R0.1?；钊钊牧铣Ｓ媚湍ヨT鐵、鋁合金或鋼外面覆蓋一層青銅、黃銅和尼龍等耐磨套。本方案活塞材料選用45號鋼。缸蓋及活塞桿導向套缸蓋采用35號鋼或45號鋼鍛件，或ZG35、ZG45及HT250、HT300、HT350等鑄鐵材料?；钊麠U導向套可以是缸蓋本身，但最好在內(nèi)表面堆焊黃銅、青銅或其它耐磨材料?；钊麠U導向套也可另外壓入，采用鑄鐵、黃銅、青銅、或尼龍。這里材料選取45號鋼?；钊麠U活塞桿有實心和空心兩種。實心的用35或45號鋼，要求高的可用40Gr鋼?？招牡挠?5號、45號無縫鋼管、