变速器操纵系统设计规范

变速操纵系统设计规范

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目录

一、变速操纵系统概述

1、定义 (2)

2、型式 (2)

3、系统组成及零部件功能 (3)

二、变速操纵系统设计规范要求

1、变速操纵系统设计流程 (6)

2、变速操纵系统设计计算 (7)

3、变速操纵系统设计要点及注意事项 (9)

三、变速操纵系统的装配调整 (10)

四、变速操纵系统的故障分析及解决方法 (12)

五、变速操纵系统技术条件及试验要求 (10)

1、技术条件 (13)

2、试验方法 (15)

六、附表 (17)

七、DFMEA (19)

一、变速操纵系统概述

1、定义：变速操纵系统是通过操纵器及软轴或硬杆连接到变速器的选换档摇臂上，利用杠杆原

理，来传递驾驶员的变速换挡动作，操纵变速器进行挡位变换，从而实现发动机动力按不同

挡位进行传递。

2、型式：

1）根据变速器的不同，可分为手动变速操纵系统、自动变速操纵系统；目前卡车上还是以手动变速操纵系统为主。

2）根据操纵方式的不同，卡车采用的变速操纵系统主要分为连杆式、拉索式。

3）连杆式操纵系统多采用空心杆作为传力部件，通常需要4-5段空心杆串连起来传递行程和扭矩，各段之间需要用支座，中间轴等转换机构来实现连接。按照变速器选档轴和换

档轴是否分开，又分为单杆操纵和双杆操纵。我公司凌野重卡采用的就是双杆系变速操

纵系统，见图1-1

优点：传动效率高，操纵性好，手感明显，在重型卡车上应用广泛；

缺点：对安装空间的有了一定的限制，就会出现布置困难的情况。联接机构之间的摩擦

力及杆系本身的自重会增大换选档操纵时阻力。随着近两年原材料的涨价，硬杆操纵系

统给各大主机厂的成本控制带来了一定的难度。

图1-1 连杆式变速操纵装置

1、选档摇臂

2、1型六角螺母

3、弹簧垫圈

4、平垫圈

5、六角头螺栓

6、选档推拉杆一总成

7、选档推拉杆后支架总成

8、换档推拉杆一总成

9、换档推拉杆支架总成10、换档推拉杆二总成11、选档推拉杆二总成12、换选档推拉杆支架总成13、选档推拉杆三总成14、换档推拉杆三总成15、换选档推拉杆中间轴总成16、选档推拉杆四总成17、换档推拉杆四总成18、换档杆下加强板19、变速器换档杆轴及支架总成20、变速器换档套21、变速器换档手柄总成22、大垫圈23、弹簧垫圈24、1型六角螺母

4）软轴式操纵系统是采用软轴也称为拉丝，作为传递行程和力矩的媒介，由选档拉丝总成和换挡拉丝总成连接在驾驶室内的操纵器和变速器选换档摇臂之间，通过支架固定拉丝。

优点：零部件少，软轴的柔性给安装带来了很大的便利，便于安装布置，调整维护，成

本控制方面具有一定的优势，在轻型卡车上广泛应用。见图1-2

缺点：传动效率较低。拉丝本身的结构和走向都会直接影响到负载效率和行程效率，通

常整车上软轴操纵系统的效率为60%左右。

图1-2 软轴式变速器换档操纵装置

1、六角头螺栓

2、弹簧垫圈

3、I型六角螺母

4、六角头螺栓

5、锁片

6、换选挡位丝带橡胶块总成

7、十

字槽大半圆头自攻螺钉8、换挡杆盖9、换挡杆套总成10、变速器换挡杆轴和支架总成11、手柄球12、全金属六角法兰面锁紧螺母13、橡胶密封块双头螺栓14、锥形锯齿锁紧垫圈15、I型六角螺母

3、系统组成及零部件功能（以现轻卡采用软轴变速操纵系统为例）

1）操纵机构

操纵机构是操纵系统中关键的部件，安装在驾驶区域，它一般由支座，换档臂和选档摇臂等主要零件组成。常见的支座有铝铸件，钢铸件或钣金件。它对整个机构起基础支撑作用，同时也是操纵机构与驾驶室地板的连接件。实际情况要根据整个系统的匹配和负载等因素来定。驾驶员操纵的是操纵杆上的操纵手柄，主要实现换选档动作，纵向操纵手柄为换档动作横向操纵手柄为选档动作。

图1-3 跃进轻卡操纵机构

换档操纵时，选档摇臂不动，换档臂做前后摆动控制换档软轴进行换档。在选档操纵时，换档臂左右摆动，并通过其他联动机构（如十字轴承）带动选档臂作摆动，从而控制选档软轴选档。操纵

机构就是根据杠杆原理设计的，换档常为一级杠杆，选档是二级杠杆转化。图示1-3为跃进轻卡采用的操纵机构。

2）软轴

软轴是系统中操纵力和操纵行程的传递介质，系统一般由两根软轴组成，一根用来选档，另一根用来换档，两根软轴的一端连接操纵机构，另一端连接转换机构或直接连在变速箱的变速操纵轴上。

推拉软轴是由芯线总成和外管总成及其他附件组成(图示1-4).它的芯线是由多股钢丝构成,是传力构件,有的芯线外面还缠有一层钢带,以提高芯线的承载能力.芯线外面是工程塑料管,为芯线的运动起

导向作用.再外层是由多股钢丝缠绕而成的外管和起保护作用的外皮.

图1-4

索芯有不同的绕制形式，可在一根粗的中心钢丝上绕制不同捻数的细钢丝，也可在一捻或几捻细钢丝的外层绕制一根或几根扁钢丝，根据不同的使用强度要求，对索芯的结构和外形有不同的要求。索芯是软轴中的关键部件，是承力部件，所以结构的合理性和强度的选择都很关键。衬管是热包在索芯的外面，常用材料是HDPE，主要作用是使索芯能绕制后更为牢固，成为一个整体，同时也使索芯在推拉运动的过程中减少摩擦。要求热包后表面平整光滑，特别对其外径有严格的要求，外径的控制直接影响到最后软轴的内阻力和传动效率。内衬套，绞制钢丝和外套管形成一个整体，它要求有一定的柔韧性的，同时也要保证软轴在底盘上布置时，内衬套的孔径不发生很大的变形，绞制钢丝相当于“骨架”，能有效地防治这种变形，内衬套的的孔壁要求光滑平整，使索芯在内衬套内推拉顺畅。索芯和内衬套的间隙是软轴一个很重要的控制点，间隙过大，会使系统的空行程大，传动效率低。间隙过小会使摩擦力大

软轴的索芯和套管的间隙、索芯表面减摩材料及内充润滑油脂、输入力、输出力、长度(L一(L1+L2))和总弯曲度，对索的行程效率、载荷效率和使用寿命有较大的影响。

我国钢丝材料与国外相比有一定差距,为弥补这一不足,在设计选型上适当加粗了芯线的直径,并对芯线总成的结构进行了改进,在钢丝绳的外面缠绕了一层扁钢带,以提高其承载能力。同时对芯线采取冷轧工艺,既降低了芯线表面度,也提高了芯线的强度。经过反复试验确定了软轴芯线两端的压紧负荷。压紧负荷太大会导致钢丝在压嵌过程中受损，使用中造成疲劳断裂；而压紧负荷过小则在使用中会造成芯线与接头拉脱。因此需不断改进软轴结构，工艺，提高软轴寿命和效率。