汽车驾驶模拟器变速操纵机构的设计
汽车驾驶模拟器变速操纵机构的设计
汽车驾驶模拟器变速操纵机构的设计
皮胜文;袁焕;尹念东
【期刊名称】《湖北理工学院学报》
【年(卷),期】2007(023)002
【摘要】简单介绍了汽车驾驶模拟器研究开发的关键技术,提出了汽车驾驶模拟器变速操纵机构的功能要求,并设计了一种新型的汽车驾驶模拟器变速操纵机构,通过实践证明了设计的可行性.
【总页数】3页(P6-8)
【作者】皮胜文;袁焕;尹念东
【作者单位】黄石理工学院机电学院,湖北,黄石,435003;黄石理工学院机电学院,湖北,黄石,435003;黄石理工学院机电学院,湖北,黄石,435003
【正文语种】中文
【中图分类】U463.83
【相关文献】
1.重型卡车软轴式变速操纵机构设计计算及优化 [J], 王凯峰
2.多档变速箱新单杆和双杆操纵机构设计 [J], 刘维岗
3.拖拉机驾驶模拟器变速操纵机构的设计 [J], 常传义;胡军;付强;肖跃进;宋玉洁;郭建永
4.手动软轴变速操纵机构总成布置设计研究 [J], 杨聪慧;张德鹏
5.轮式拖拉机侧置变速操纵机构设计 [J], 蔡鲁锋;郭付友;朱文娟;曹艳花;雒安
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
变速箱设计操纵机构
1 引言任务来源及设计依据1.1.1 任务来源指导老师分配。
1.1.2 设计依据参照国家关于汽车换档操纵机构的相关标准及汽车换档操纵机构机构实体模型。
设计原则和设计要求1.2.1设计原则对换档操纵机构的设计，应满足其操纵的轻便性、可靠性、稳定性和平顺性，在换档操纵机构布置位置还应注意隔热、隔振、防尘等密封问题。
另外，设计应符合国家有关标准及人机工程学方面的要求，在满足前述原则的的前提下，应尽可能的采用国内外的新技术和新材料，进行优化设计。
1.2.2设计要求1.2.2.1根据人机工程学的研究结论，选择人手在操纵杆件时的合适力度和力矩；参照微型汽车驾驶室布置及整车尺寸，确定换档操纵机构的布置位置和适合的尺寸；1.2.2.3驾驶员在换档时，操纵应准确、轻便、可靠；1.2.2.4换档拉索的选择合理（参照国家标准及相关产品技术参数），具有足够的刚度和强度，工作可靠性高。
1.2.2.5结构设设计简单，易于加工、制造，调整方便。
结构形式根据设计题目，参照EQ1090货车，本次设计采用双杆远距离换档操纵机构。
主要参数人手操纵力：«Skip Record If...»；换档杆长度：«Skip Record If...»；选档轴力矩：«Skip Record If...»；换档轴力矩：«Skip Record If...»；换档摇臂长度：«Skip Record If...»；选档摇臂长度：«Skip Record If...»。
要求提供的技术资料1.5.1设计任务书；1.5.2二维装配图图纸绘制；1.5.3二维图纸绘制（主要零部件二维工程图）；1.5.4技术条件。
2 变速器操纵机构概述汽车变速器操纵机构作为变速器的控制机构，较之汽车设计中的其它环节，只是一个小装置，但它却和汽车的正常行驶有着十分紧密的关系，并在变速器的设计中占有重要的地位。
轻型载货汽车变速器操纵系统的设计与优化
轻型载货汽车变速器操纵系统的设计与优化近年来，随着物流行业的迅速发展和城市化进程的加速，轻型载货汽车在我国的物流中发挥着越来越重要的作用。
然而，车辆的操纵系统一直是制约其安全性能和行驶稳定性的一个关键问题。
为了提高轻型载货汽车操纵性能，本文针对其变速器操纵系统的设计与优化进行深入探讨。
一、操纵系统的设计1、结构设计轻型载货汽车的变速器结构通常由同步器、换挡杆、踏板和总成等四个主要部分组成。
其中，同步器起到一个调速的作用，换挡杆和总成主要是实现人与车之间的交互。
踏板则辅助驾驶员完成变速操作。
2、控制逻辑设计为实现智能化控制，控制逻辑要考虑车辆的行驶速度、转向、加速度等多种因素。
一种常见的设计思路是采用控制流程图，通过构建有向图来描述变速器操纵系统各部件之间的关系。
二、操纵系统的优化1、降低换挡时间换挡时间是影响车辆操纵性能的一个重要指标。
为了缩短换挡时间，可以采取以下措施：优化挡位比例、改变同步器的阻力、选用更加高效的换挡杆和踏板等。
2、提高变速器传动效率提高变速器传动效率是另一个重要的优化目标。
有效地提高变速器传动效率可以降低车辆的能耗、减少磨损和抖动，提高行驶舒适性和安全性。
具体的优化方案包括：优化变速器结构、选用更合适的变速器油、降低摩擦损失等。
三、实验与结果分析为验证本文所提出的变速器操纵系统设计与优化的效果，本文进行了一系列的试验。
试验的结果表明，优化后的操纵系统具有较高的换挡速度和传动效率，与之前的版本相比提高了5%以上的性能表现。
同时，也得以证明操纵系统的智能化程度和人机交互性等方面也得到了更加良好的提高。
综上所述，本文针对轻型载货汽车变速器操纵系统的设计与优化进行了深入探讨。
通过实验验证，本文所提出的优化方案不仅能够满足车辆的行驶需求，还能有效提高车辆的安全性能和行驶稳定性。
相信在今后的物流发展中，会在这个领域迎来更多的技术创新和改进。
四、操纵系统的未来发展1、电子化趋势随着汽车电子化技术的不断发展，未来的操纵系统也将趋于电子化。
基于ProE的微型车变速器操纵机构及模拟装配的设计
本科学生毕业设计基于Pro/E的微型车变速器操纵机构及模拟装配的设计院系名称：汽车与交通工程学院专业班级：车辆工程B07-3班学生姓名：全越指导教师：张德生职称：副教授黑龙江工程学院二○一一年六月The Graduation Design for Bachelor's DegreeBased on the mini Pro/E transmission operation and the design of the assemblysimulationSpecialty：Vehicle engineeringClass：B07-03Candidate：Quan YueSupervisor：Associate Prof. Zhang DeshengHeilongjiang Institute of Technology2011-06目录摘要 (I)ABSTRACT (II)第1章绪论 (1)1.1 引言 (1)1.2 设计研究背景 (1)1.3 虚拟现实技术概述 (2)1.3.1 虚拟现实技术概念 (2)1.3.2 虚拟装配技术 (2)1.4 虚拟装配技术关键技术 (4)1.4.1 虚拟环境的建模及数据传递机制 (4)1.4.2 虚拟装配关键环节 (4)1.5 虚拟装配的发展 (4)1.6 本设计主要研究内容及意义 (5)1.6.1 本设计主要内容 (5)1.6.2 本设计研究意义 (5)第2章变速器操纵机构零件三维建模 (7)2.1 三维建模技术 (7)2.2 建模软件介绍 (7)2.3 建模过程综述 (8)2.3.1 一二挡换挡总成的建模 (9)2.3.2其他零件建模 (13)2.4 本章小结 ................................................................................................ 错误！未定义书签。
六自由度汽车驾驶运动模拟器设计
摘要汽车驾驶模拟器是一种用于汽车产品开发、“人—车—环境”交通特性研究或驾驶培训的重要工具。
近年来，由于具有安全性高、再现性好、可开发性强、成本低等显著特点，研究开发驾驶模拟器已经成为国内外一个重要发展方向。
本文在查阅国内外大量资料的基础上，结合老师的研究课题主要对六自由度汽车驾驶模拟器液压系统部分进行设计。
六自由度汽车运动模拟器采用液压伺服阀控制液压缸来驱动模拟平台的运动，以实现汽车驾驶模拟器运动姿态模拟。
本文主要进行机械机构的设计、液压伺服系统设计、液压泵站设计和液压缸的设计等。
通过模拟器的机构设计和驱动液压伺服系统设计，结合电气系统能够实现汽车在不同运行状态的模拟，当驾驶员坐在驾驶舱系统的座椅上进行模拟驾驶时，完全能够感受到实际汽车驾驶的各种体感，为实车训练驾驶提供了可替代的模拟平台；本设计也为今后的进一步研究及其在娱乐模拟器、动感电影等产业的实际推广和应用方面奠定了基础。
关键词：汽车驾驶模拟器六自由度运动平台液压伺服系统运动姿态控制AbstractThe Automobile-driving i an important tool which used for the development of auto mobile product and the study of the transportation characteristics of “man-car-environment”or the driver training .In recent years, the study of the automobile-driving simulator used for development has become an important development direction in the world because of the notable characteristics of high safety, well reappearance of scene, easy to develop and low cost.This article is based on searching the large quantity of information about at home and abroad, and combines with the tea cher’s research task which mainly designs the part of 6-dof driving Simulator of hydraulic system .The 6-dof motion simulator adopts valves of hydraulic servo to control actuator to drive the movement of driving simulation platform, and to achieve the movement posture simulation of the automobile driving simulator. This article is mainly about the designing of machine, the system of hydraulic servo, hydraulic pump station, and actuator and so on.According to the designing of agencies of simulator and hydraulic servo system, it can combines the electrical system which can bring out the imitation of cars in different movement conditions, when the driver simulating drive on the seat of cockpit system, you can feel the feeling of driving a true car, and it also offer the simulator platform which can be replaced for true driving training. At the same time, this designing is also establishes for the further researches and the practice extension and use.Keywords:Driving-automobile simulator, 6-dof of motion platform, the system of hydraulic servo, the control of campaign attitude目录1绪论 (1)1.1 引言 (1)1.2 国内外发展现状 (2)1.2.1 国内外研究和发展概述 (2)1.2.2 驾驶模拟器的应用和发展 (3)1.3 课题任务 (5)1.4 论文的主要研究内容 (5)2 运动学及力学分析 (6)2.1 六自由度运动模拟器机构位置反解 (6)2.1.1 坐标系的建立 (6)2.1.2 广义坐标定义 (6)2.1.3 坐标变换矩阵 (7)2.1.4 液压缸铰支点坐标的确定 (8)2.1.5 位置反解 (10)2.2 六自由度运动模拟器机构位置正解 (11)2.3 静力学分析 (11)3 机械及液压部分设计 (12)3.1 运动模拟平台的设计 (12)3.1.1 液压缸内壁D活塞杆直径d的计算 (12)3.1.2 液压缸壁厚和外径的计算 (14)3.1.3 缸盖壁厚的确定 (14)3.1.3 液压缸工作行程的确定 (15)3.1.4缸体长度的确定 (15)3.1.5液压系统的计算 (15)3.2 液压泵站 (17)3.3 铰链的设计 (18)3.4 执行机构单元组成 (21)3.5 电液伺服控制单元与液压系统 (22)3.6 反馈单元 (23)4 电气部分设计 (24)4.1电气原理及接口设计 (24)4.1.1 MCS-51系列单片机的引脚及其功能 (24)4.1.2 单个电液伺服液压缸位置控制电路设计 (26)4.1.3扩展电路 (26)4.2 电气原理图 (27)5 结论 (28)5.1 本文结论 (28)5.2 本文研究工作的不足 (28)参考文献 (29)致谢 (30)1绪论1.1 引言驾驶模拟器是一种用于汽车产品开发、“人－车－环境”交通特性研究或驾驶培训的重要工具。
一种汽车手动变速器操纵系统设计
ｍ
缓冲垫圈、球盖、嵌件、球碗、弹簧、连轴、手柄、换档臂、 支架底座等．将嵌件六角头嵌入换档臂六角孔内．同时保持嵌 件小头朝外。操纵杆球节的孔内插入换挡杆的壤花部位，球节 水平放置于支架顶部圆形腔内．将盖圈嵌入支架顶部圆形腔． 在操纵杆球节小头处套＾挠档臂小孔，并将弹簧套＾按档臂大
从弯曲时应力的计算公式（１冲日以分析出嚣大应力的位
（上接第１６１页）
『２５】目ｉ镕《＃★％＊自自☆｝【Ｍ】ｊ匕自＃｝№＊＃２０ＩＩ １０：１１ ５・】１６
ｔｈｒｅｅ・ｄｉｍ肌ｓｉｏｎａｌｍａｐｐｉｎｇ ｓｏｆｔｗａｒｅ
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｍ粕ｕａｌｔｍｓｍｉｓｓｉｏｎ；ｓｔｅｅｒｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ；ｓｔｒｅｎ曲
ｃｈｅｅｋ；ｔｈｒｅｅ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ ｍｏｄｅｌｉｎｇ Ｆｉｇ ６Ｔａｂ０ Ｒｅｆ４ ＣＵｔＤｅ－ｌｉｎｌ”，ＹＡＮ
会是变速箱领域重要的组成部分。
ｒ。逶
目２
≯
ｍ４＆女Ｗ￡
本次设计的吉利远景ＦＣ－Ｉ即为远距离操纵式。换档时－手 柄侧向可摊角度为前后备Ｉｒ．正向左右角度为１２ ７二即可完 成换档动作。当手柄Ⅲ向左右产生位移时，换档臂以连轴为轴 心，随之产生换档的角度变化，其换桤比为４ ７５。而手柄的侧 向左右位穆引起球碗以球节球。为圆心的圆周运动，带动选档 软轴．完成选档动作。两种运动结合便ｗ实现五个前进档和一
目５装Ｅ效皋日２
Ｄｅｓｉｇｎ
ｏｆ Ｓｔｅｅｒｉｎｇ
Ｓｙｓｔｅｍ
ｆｏｒ
ａ
ｋｉｎｄ
ｏｆ Ａａｔｏ
ＭｎｆｌｎｆｌｌＴｒａｎｓｍｉ”ｉｏｎ
０多
４结论
汽车手动变速器大都采用齿轮式有级变递器。这种型式具
有维修发动机方便、传动系和操纵系比较简单等优点。但由于
变速操纵机构的设计方案
编号：变速操纵设计方案书编制：日期：校对：日期：审核：日期：批准：日期：一、概述考虑变速操纵的灵活性和轻便性，初步采用软轴操纵结构。
变速操纵系统主要由变速操纵机构和拉索组成。
利用杠杆原理对该系统进行匹配计算，从而确定该系统部件的结构参数。
二、设计说明由于变速器的确定，我们主要考虑变速操纵机构和拉索的选型。
其次，根据总布置的要求设计安装支架。
变速器选用JAC/T M,其部件代号为43000-3A131。
已确定的变速器参数如下：换档摇臂转角 ±21.786° 换档摇臂长 58 mm 选档摇臂行程 ±9 mm选档摇臂杠杆比 48/34.5最大静态换档力（在摇臂上测量） 52 N针对这次设计的实际情况，在变速操纵机构和拉索的选型上，我们主要考虑两套方案，其一，在性能满足的条件下，选用参考车型的成熟产品；其二，在性能满足的条件下，选用S504 变速操纵机构。
无论选择哪一套方案，拉索都要根据总布置结果和连接方式重新设计。
方案A变速操纵机构选用参考车型的部件。
但变速操纵机构在参考样车中存在两种形式：其一，主体为金属件（见图一）；其二，主体为非金属件（见图二）。
a. 主体为金属件的变速操纵机构主要结构数据如下（见图一）：操纵杆换档极限行程 ± 80 mm （测绘）操纵杆选档极限行程 ± 41 mm （测绘） 操纵杆换档杠杆比 174.5/93.5 （测绘） 操纵杆选档杠杆比 7740345.174X（测绘）图一 变速操纵机构1．操纵杆换档行程为：58X21.786X 180πX 5.395.471=41.14 mm ＜80 mm2．操纵杆选档行程为：34.5X(arcsin 5.349)X 180πX .7740435.471X X 5.3448=26.71mm ＜41mm3．换档操纵力（计算时选取整个传动系统的效率为70％）：52X5.4715.39/70%=39.8 N <90 N （参考汽车工程设计手册） 4．换档与选档拉索：考虑两端连接问题，只能在参考车型的基础上，改变在变速器端的接口形式和尺寸，与变速器连接部分拉索的形式和尺寸选用原中华的，拉索长度要根据总布置的结果确定。
基于ProE的路宝乘用车变速器操纵机构的设计-任务书
收集有关国内外微型及普及型汽车变速器操纵机构工艺相关资料,通过对变速器操纵机构工作条件的了解，提出变速器操纵机构的装配工艺方案，符合装配工艺设计方法规定，提出问题，提出自己的观点，解决问题，在Pro/ENGINEER参数化建模的基础上,进行装配建模虚拟装配过程,从而实现汽车变速器操纵机构的动态装配。其主要任务是用可视化手段研究和解决产品的可装配性问题。从设计方法、结构原理、材料及应用等方面分析微型车变速器操纵机构装配技术，提出自己的设计思想及加工方法。对不同挡位的拔叉、操作壳体、及相应的部件装配图等进行零件建模，对操纵机构的部件的基于Pro/E三维图建模；
2、熟悉零件图纸(提出有相应问题)，熟练掌握工艺学、Pro/E：第5~6周（3月31日~4月13日）
3、据自已所学知识及实习工厂或其它修配厂提出装配工艺规划、装配序列，输助工具excel或word要有一定使用能力：第7~8周（4月14日~4月28日）
4、在Pro/E的环境中,建立起各个零部件的三维实体模型及中期检查：第9~12周（4月29日~5月25日）
[7]成大先.机械设计手册.化学工业出版社,2002.11
[8]张德永.Pro/ENGINEER数控加工(基础篇 ).清华大学出版社,2005.10
[9]熊志旺.SEAT发动机曲轴的结构及工艺性能分析研究[D].南京理工大学,2004
[10]岳陆游,胡天策,储亚峰.基于Pro/E三维夹具设计研究[J].机械工程师,2006.03
毕业设计（论文）任务书
学生姓名
院系ห้องสมุดไป่ตู้
汽车与交通学院
专业、班级
车辆工程
指导教师姓名
职称
副教授
从事
专业
汽车手动变速器建模
汽车手动变速器建模目录●手动变速器的设计与建模✓传动机构的设计与建模✓操纵机构的设计与建模●变速器零件建模✓齿轮、传动轴、箱体的建模✓标准件的建模●变速器装配●变速器传动机构分析●工程图手动变速器的设计与建模传动机构的设计与建模汽车手动变速器是以三轴式变速器为设计与建模对象的。
该变速器由变速传动机构和变速操纵机构两大部分组成，在设计与建模过程中，把变速器整个设计分为传动机构设计和操纵机构设计两个主要部分；对这两个主要部分进行设计和建模。
汽车手动变速器的传动机构主要由壳体、输入轴、输出轴、中间轴、倒档轴等组成。
其传动机构的设计主要包括：传动轴结构的选择、换档结构的选择，齿轮的安排等。
该汽车手动变速器结构方案是为了满足商用车变速器的应用。
传动机构的设计与建模(续)•汽车手动变速器的结构方案采用了三轴式方案。
•换档结构形式采用啮合套换档形式。
•手动变速箱传动档数采用五个前进档和一个倒车档。
这种方式具有结构简单，制造成本低以及减小变速器长度等优点，可以满足商用车变速器的应用。
操纵机构的设计与建模•变速器操纵机构设计采用直接操纵式机构，它由变速操纵杆、变速操纵杆弹簧、变速叉、拨块、变速轴以及安全锁止装置等组成。
•变速器操纵机构的锁止装置主要包括互锁装置、自锁装置,锁止装置保证了变速器不同时挂两个档位、不脱档、不挂档。
•操纵机构安装于上盖中，操纵机构具有结构简单，操纵方便的特点。
变速器零件设计与建模•手动变速器的零件较复杂，有齿轮、变速叉、轴、弹簧以及盘盖类零件。
•在建模中，综合运用特征命令（如阵列、特征复制、扫描、混合等）和参数关系，以及组合中的布尔运算等。
•建模中需要考虑装配尺寸，对于一些辅助特征，可做简略处理。
齿轮建模通用齿轮建模手动变速器的齿轮采用渐开线齿廓,主要用到直齿圆柱变位齿轮、斜齿圆柱变位齿轮、内齿圈等。
在建模过程中，通过参数驱动齿轮主要技术值，更改参数实现所需规格的齿轮。
参数化建模可以避免重复设计，提高了设计效率。
《汽车的操纵装置作业设计方案-2023-2024学年高中通用技术地质版2019》
《汽车的操纵装置》作业设计方案第一课时一、设计目的：通过本次作业设计，让学生全面了解汽车的操纵装置，包括方向盘、油门、刹车和变速器等部件的功能和使用方法，从而增强他们对汽车操作的理解和技能，提高驾驶安全性。
二、设计内容：1. 方向盘：介绍方向盘的作用，了解如何正确握住方向盘，通过模拟操作让学生掌握方向盘的正常操作。
2. 油门和刹车：介绍油门和刹车的作用，通过练习让学生掌握油门和刹车的协调使用，提高车辆的操控性。
3. 变速器：介绍变速器的类型和使用方法，通过实践操作让学生掌握正确的挂挡技巧，提高驾驶的平顺性和效率。
三、设计步骤：1. 引入：通过简单的案例引入课题，让学生了解汽车操纵装置的重要性和必要性。
2. 知识讲解：分别介绍方向盘、油门、刹车和变速器的作用和使用方法，让学生对每个部件有全面的了解。
3. 模拟操作：设置模拟驾驶实践环节，让学生通过实际操作掌握方向盘、油门、刹车和变速器的正确使用方法。
4. 练习评估：安排练习题目，检验学生对汽车操纵装置的掌握程度，及时纠正错误操作。
5. 总结反思：引导学生进行总结反思，对本次作业设计进行评价，提出改进建议，加深对汽车操控技术的理解。
四、实施方法：1. 教学方式：结合理论讲解和实际操作，注重直观性和实用性。
2. 教学工具：配备汽车模拟驾驶座椅和方向盘等器材，提供真实的驾驶体验。
3. 教学时间：设计2-3个课时，确保学生有足够的时间进行实际操作和练习。
五、评价标准：1. 知识掌握程度：学生是否清楚掌握了方向盘、油门、刹车和变速器的作用和使用方法。
2. 技能操作能力：学生是否能够正确操作汽车的操控装置，提高驾驶的安全性和平顺性。
3. 学习态度：学生是否认真参与实践操作，是否有改进和提高的意愿。
六、具体安排：1. 准备工作：准备相关教学材料和设备，确保实验室环境安全整洁。
2. 教学实施：按照设计的步骤和方法进行教学实施。
3. 作业布置：布置相关练习作业，确保学生消化吸收所学知识。
变速器操纵机构课程设计
变速器操纵机构课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解变速器操纵机构的基本原理和组成部分，掌握其工作过程。
2. 学生能够描述不同类型变速器操纵机构的特点及适用场景。
3. 学生掌握变速器操纵机构相关术语，并能运用专业术语进行交流。
技能目标：1. 学生能够运用图示和模型，分析变速器操纵机构的结构及其作用。
2. 学生通过实际操作，掌握变速器操纵机构的拆装和检查方法。
3. 学生能够通过小组合作，解决变速器操纵机构故障问题。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对汽车变速器操纵机构的兴趣，激发他们的探究欲望。
2. 培养学生严谨、细致的学习态度，增强他们在实际操作中的安全意识。
3. 培养学生的团队合作精神，提高他们解决实际问题的能力。
课程性质：本课程为汽车运用与维修专业课程，结合实际操作，注重理论与实践相结合。
学生特点：学生为高中年级，已具备一定的汽车基础知识，动手能力强，对新鲜事物充满好奇。
教学要求：结合学生特点，课程设计需注重实践性、操作性和趣味性，提高学生的参与度和积极性。
通过课程学习，使学生能够达到上述课程目标，为将来从事汽车维修工作打下坚实基础。
二、教学内容1. 变速器操纵机构概述- 变速器操纵机构的功能与作用- 变速器操纵机构的分类及特点2. 变速器操纵机构主要组成部分- 操纵杆、拉线、齿轮、同步器等结构的作用及原理- 各组成部分的相互关系与协调工作3. 变速器操纵机构工作原理- 操纵机构的操作过程- 变速器操纵机构与发动机、离合器的配合4. 变速器操纵机构的拆装与检查- 拆装工具的选择与使用方法- 操纵机构的拆装步骤及注意事项- 操纵机构的检查与故障诊断5. 变速器操纵机构故障案例分析- 常见故障现象及其原因- 故障诊断与排除方法6. 实践操作- 变速器操纵机构拆装与检查实践- 故障模拟与排除实践教学内容安排和进度：第一课时：变速器操纵机构概述第二课时：变速器操纵机构主要组成部分第三课时：变速器操纵机构工作原理第四课时：变速器操纵机构的拆装与检查第五课时：变速器操纵机构故障案例分析与实践操作本教学内容依据课程目标，结合教材章节，注重理论与实践相结合，旨在使学生掌握变速器操纵机构相关知识，提高实际操作能力。
汽车设计0302 变速器传动机构布置方案
§3-2 变速器传动机构布置方案
图3-9 发 动机横置 时的两轴 式五挡变 速器结构
1-离合器
2-输入轴
3-输出轴
4-同步器
5-主减速
器从动齿
轮
23
§3-2 变速器传动机构布置方案
图3-10为中间轴式四挡变速器结构。其结 构特点是：前进挡全部采用常啮合齿轮传动， 用同步器换挡，同步器装在第二轴上；第二轴 在附加壳体内向后延伸得较长，因而可缩短传 动轴长度；中间轴上全部齿轮制成一体，经滚 针轴承支承在固定不动的中间轴上。
10
两轴式与中间轴式的比较：
形式
两轴式
中间轴式
结构复杂程度
简单
复杂
工作噪声
低
高
传动效率
高
低
传动比范围
小
大
有无直接档
没有
有
11
（3）双中间轴式变速器 多挡重型汽车多采用双中间轴式 或多中间轴式汽车。
12
§3-2 变速器传动机构布置方案
一、传动机构布置方案分析
2. 倒档布置方案
与前进挡位比较，倒挡使用率不高，而且都是在停 车状态下实现换倒挡，故多数方案均采用直齿滑动齿轮 方式换倒挡。为实现倒挡传动，有些方案利用在中间轴 和第二轴上的齿轮传动路线中加入一个中间传动齿轮的 方案，如图3-1a、b、c和图3-2a、b所示；也有利用两个 联体齿轮方案的，如图3-2c和图3-3a、b所示。前者虽然 结构简单，但是中间传动齿轮的轮齿是在最不利的正、 负交替对称变化的弯曲应力状态下工作；而后者是在较 为有利的单向循环弯曲应力状态下工作，并使倒挡传动 比略有增加。也有少数变速器采用结构复杂和使成本增 加的啮合套或同步器方案换人倒挡，如图3-1f所示。
小型乘用车变速器操纵机构的组成和设计工艺
了保 证变速器 内各滑动齿轮处于正确 的工作位置或空档位 置 ，工作 可达到较高尺寸精度 和表 面质量 ，在变速器零件 和总成 中的工艺也
时挂档齿 轮全齿长 啮合 ，空档时完全脱离 啮合 ，并 且在振 动等原 因 比较灵 活 ，可 以根 据具体情况来调整 工序顺序 ，最大 的优 点就是弥
下 ，保证不会 因轻微轴 向力 自动挂档 、脱档 ，应将 滑杆轴 向定位 。定 补总成铆接 、焊接等所不易达到加工精度或者消除较大 的装配 累积
直接使用的铸造功能面来定位 时更 难把 握 ，所 以只能根据 实际情况
ｂ．拨 动 滑 动 齿 轮 时 省 力 。
不断调整工艺工装来 解决加工 问题 。
１．２锁 定 机 构
２＿３切 削加 工 工 艺
拨叉轴一般有三个位置 ：居 中为空档 ，向前 向后各挂一个档 。为 切削加工工艺 主要作为 冲压 、铸锻 、热 处理等工序 的后序加 工 ，
槽底 间距 离减 去一 根拨叉轴槽 深 ，使换档 时两根 滑杆 不能 同时离开 【１］罗新 闻．汽 车 变速 器操 纵 机 构 的 构 造［Ｍ１．北 京 ：机 械 工 业 出版社 ．
中立位置 ，而只允许一根滑杆移动。
ｆ２］Ｋａｒｉｍ Ｎｉｃｅ．汽 车 变速 器 工作 原 理 ．
２操纵 机构 的设 计 工 艺
位形 式通常有两种型式 。如图 １所示 。
尺寸误差。 比如变速器操纵倒挡 总成车槽夹具应 用 ，较好解决 了变
１．３互 锁 机 构
速器 中操纵倒挡在开发中焊接不易控制的尺寸精度问题 。
防止 同时挂上 两个档 而使运 动发生干涉 、乱档 ，使 发动机熄 火 ３结 论
或损坏零件 ，为此在移动某拨叉轴时 ，自动锁止其它所有拨叉轴。互 大量 的工 程试验证 明 ，在 汽车变速器 的设计 中 ，如果 能掌 握操
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
【３］陈家瑞．汽车构造［Ｍ］．北京：机械工业出版社，
２００４
万方数据
１∈》ｌ
＿－幸‘
ｆ
‘
１广一 Ｌ— Ｋ∥
／；底
产
．。．．。Ｌ
ｌ
－占
【一
Ｉ＾
一Ｊ丫
纩氏
结
论
羰 ｆ
６
Ｉ Ｉ Ｊ
蟛’
哪习］——尹一
通过大量的实践证明，该汽车驾驶模拟器变
ｋ１章一
／符ｊ！＼
１６
速操纵机构的设计不仅具有成本低、体积小、结构 简单、操作方便、利于传感器的选择和安装等优 点，而且不产生信号干涉，稳定性好，信号产生时
轴向移动。
尔开关接受的磁感应强度Ｂ超过其导通管阀值 ＢＯＰ时，霍尔开关输出管导通，输出低电平，即工 作档位接通信号。之后即使Ｂ再增加，仍保持导 通状态。退回空档时，拨叉轴带动磁钢逐渐远离 霍尔开关，Ｂ逐渐减小，当降到ＢＲＰ时，输出管截 止，输出高电平，即工作档位释放信号。ＢＯＰ称为 档位工作点，ＢＲＰ称为档位释放点，ＢＯＰ—ＢＲＰ＝ ＢＨ称为回差，回差的存在使开关电路的抗干扰能 力增强。霍尔开关电路输出特性如图４所示。
锁。换档时，驾驶员必须通过变速杆对拨叉轴施 加一定的轴向力，克服自锁弹簧的压力，将自锁钢 球从拨叉轴的凹槽中挤出推回孔中，拨叉轴才能 再进行轴向移动瞄Ｊ。 设计时凹槽的深度和自锁弹簧的压力必须合 理选择。否则弹簧压力不够，易产生跳档，或弹簧 压力过大，使变速杆操纵不轻便【３ｊ。 互锁装置也称为互锁架ｌＯ，由一块底板和两 块带凹槽的竖板组成，如图２所示。凹槽的形状 与拨叉轴端部的凹槽相同。
第２３卷第２期 ２００７年４月
黄石理工学院学报
ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＨＵＡＮＧＳＨｌ ＩＮＳ，兀ＴＵ７ＩＥ ＯＦ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ
Ｖ０１．２３ Ａｐｒ
Ｎｏ．２ ２００７
文章编号：１００８—８２４５（２００７）０２—０００６—０３
汽车驾驶模拟器变速操纵机构的设计宰
皮胜文袁焕 尹念东
（黄石理工学院机电学院，湖北黄石４３５００３） 摘 要：简单介绍了汽车驾驶模拟器研究开发的关键技术，提出了汽车驾驶模拟器变速操纵机构的功能要
Ｖｏ
ＢＲＰ
ＢＯＰ
Ｂ
图４霍尔开关电路输出特性
因为传感器采用的是永磁磁钢来产生工作磁 场，且霍尔开关电路需要工作电源，因此设计时将 霍尔开关位置固定，而将磁钢随拨叉轴移动。 在空气隙中，霍尔开关接受的磁感应强度Ｂ 会随气隙长度的增加而迅速下降。为保证工作可 靠，设计时应论证在两种档位状态下的气隙长度。 ３
图ｌ所示。
的设计
汽车驾驶模拟器变速操纵机构安装于驾驶员
＾
挎
博
Ｈ
埔 坫
Ｍ
４
ｎ
￡ｊ
ｎ
左中右三根拨叉轴６支承于拨叉轴座７中作 轴向滑动，拨叉轴的一端制有凹槽，空档时，各凹 槽在横向平面内对齐，变速杆１下端的球头伸人 这些凹槽中。选档时，变速杆连同选档轴２绕选 档轴座１８横向摆动，变速杆下端球头对准与所选 档位相应的拨叉轴凹槽，然后使变速杆绕转销３ 纵向摆动，推动拨叉轴轴向移动，实现换档。拨叉 轴两端的磁钢座１４中装有磁钢１３，每个磁钢对 应一只霍尔开关１９。当磁钢移向霍尔开关达到 一定距离时，霍尔开关即产生档位接通信号，并将 信号传递给数据采集系统；当磁钢离开霍尔开关 达到一定距离时，霍尔开关产生档位释放信号。 该装置具有三根拨叉轴，一、二档，三、四档，五 档、倒档各共一根拨叉轴。 自锁装置由自锁钢球８、自锁弹簧９组成，如 图ｌ所示。每根拨叉轴的上表面沿轴向分布有三 个凹槽，当拨叉轴轴向移动到空档或某一工作档 位时，必有一个凹槽对准自锁钢球，自锁钢球在自 锁弹簧的压力作用下嵌入该凹槽内，拨叉轴的轴 向位置即被固定，不能自行脱档，实现了档位自
Ｐｉ．ｓｋｎｇ仞ｅｎ】包ｏｎ点阮。乃ｙｉｎ八坛ｏｎ而，皤
（ＳｃＭ
缸把ｔｉｏｎ
ｎｅｗ
０ｆ Ｍｅｃｈ鲫ｉｃ趴ｄ
Ｅｌｅ砌ｃ Ｅ嚼ｎｅｅｒｉｎｇ，Ｈ咖ｇｓｈｉ Ｉ鹏灿ｔｅ ｏｆ‰ｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈｕ肌ｇｓｌｌｉ
Ｈ此４３５００３）
ｏｎｅ
ＡｂｓｔｒａｃＩ：ＴＩｌｉ８ ０ｆ
ｐａｐ盱ｉｎｔｒｏｄｕｃｅ８‰ｋｅｙ ｔｅｃＩｌＩＩｏｌｏｇｙ ｏｆ ｖｅｌｌｉｃｌｅ ｄｒｉｖｉｎｇ ｓｉｍｕｌａｃｏｒ，ｐｕｔ８ ｆｏｒｗａｒｄ ｔｌ地陀ｑｕｉ陀ｍｅｎｔ ｏｆⅡｌｅ ｋｉｎｄ ｏｆ ｓｐｅｅｄ—ｃｌｌａ哂ｎｇ∞ｍｒｏｌ ｇｙｓｔｅｍ《ｌｈｅ ｖｅｌＩｉ６ｌｅ幽ｉｎｇ ｓｉｍｌＩｌ８ｔｏｒ，蛆ｄ ｄｉｓｃｍｓ∞ｔｈｅ ｄ髓ｉ妒ｏｆ
汽车驾驶模拟器变速操纵机构是实现操纵与 车辆状态间信息传递环节的模拟装置。驾驶员对 操纵系统的操纵，通过数据采集系统传输给设在 实时计算机系统中的汽车整车动力学模型进行快 速实时运算，从而真实地模拟出车辆的行驶状 态…。目前，大多数汽车驾驶模拟器的变速操纵 机构是采用大型汽车原装的变速操纵机构改装而 成的，有体积大、结构复杂、操纵不便、易损坏且不 利于传感器选择和安装等缺点。本设计根据汽车 驾驶模拟器变速操纵机构所应具有的功能进行了 系统优化及结构简化。
求，并设计了一种新型的汽车驾驶模拟器变速操纵机构，通过实践证明了设计的可行性。
关键词：汽车驾驶模拟器；汽车变速操纵机构；计算机辅助设计 中图分类号：Ｕ４６３．８３ 文献标识码：Ａ
Ｔｈｅ Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｔｈｅ Ｓｐｅｅｄ—ｃｈａｎｇｉｎｇ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ Ｖｅｌｌｉｃｌｅ ＤｒｉＶｉｎｇ Ｓｉｍｕｌａｔｏｒ
收稿日期：２００６—１ｌ—０６
・湖北省省级科技攻关项目资助（项目编号：２００４从１０５８０４）
作者简介：皮胜文（１９６３一），男，湖北大冶人，高级工程师，本科。
万方数据
第２期
皮胜文袁焕尹念东：汽车驾驶模拟器变速操纵机构的设计
７
座位附近的驾驶舱底板上，驾驶员可直接操纵，如 ２
汽车驾驶模拟器变速操纵机构
ｓｙｓｔｃｍ；ＣＡＤ
Ｏ
引
言
汽车驾驶模拟器变速操纵机构 的功能
１ 汽车驾驶模拟器变速操纵机构应模拟出汽车 变速器的功用。如改变传动比，扩大驱动轮转矩和 转速的变化范围，以适应经常变化的行驶条件；使 汽车能倒退行驶；利用空档中断动力传递。该操 纵机构应保证驾驶员能准确而可靠地挂人所需要 的任一工作档位，并可随时使之退到空档。对操 纵机构提出如下要求：①保证变速器不白行脱档 或挂档，在操纵机构中应设有自锁装置；②保证变 速器不同时挂人两个档位，在操纵机构中应设互 锁装置；③保证档位状态能准确地通过数据采集 系统传输给中央控制与安全监控系统；④通过传 感器输出与工作档位数相等的开关量。
ｃｏｎｔ
８ｐ∞ｄ—ｃｈ鲫Ｉｇｉｎｇ
Ｋｅｙ
ｖｅｌＩｉｃｌｅ曲ｖｉｎｇ ｗｏｒｄｓ：ｖｅｌＩｉｃｌｅ“、，ｉｎｇ ８ｉｍｌｌｌａ断；ｖｅｈｉｃｌｅ Ｂｐｅｅｄ—ｃｈ锄ｇ吨湖ｔｒｏｌ
ｒ０：Ｉ ８ｙｓｔｅｍ ０ｆ
８ｉｍｌｌｌａｔｏｒ．Ｔｈｅ ｐｍｃｔｉｃｅ
ｐｒｏＶ∞ｔｈｍ
ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｉ８
ｆｂ船ｉｈＩｅ．
＼
１ｌ１２Βιβλιοθήκη 无机械接触，耐久度强，符合人体操纵以及信号传 输要求。
参考文献 ［１］ 尹念东．汽车驾驶模拟器研究现状与技术关键［Ｊ］． 湖北汽车工业学院学报，２００２（４）：７—１０ 【２］王望予．汽车设计［Ｍ］．北京：机械工业出版社，
２００２
图３导向装置
档位传感装置由电路板４、霍尔开关、磁钢、 磁钢座、拨叉轴等组成，如图１所示。电路板固定 在操纵机构支架５的两端。左、中、右三根拨叉轴 的两端各安装有一个磁钢座，磁钢固定在磁钢座 内。电路板中装有３只相同的霍尔开关，其位置 与磁钢一一对应。霍尔开关是由霍尔片和信号处 理电路集成的芯片。换档时，拨叉轴轴向移动，带 动磁钢向霍尔开关接近，在磁钢磁场的作用下，霍
图２
白锁装置
空档时，拨叉轴的凹槽与竖板的凹槽在横向 平面内对齐，两竖板位于中间拨叉轴的两侧，将变
万方数据
８
黄石理工学院学报
２００ｒ７年
速杆下端球头的活动区域分为三部分，整个球头 只有在这三个区域之内时，才能推动任意一根拨 叉轴作轴向移动，当球头位于两个区域的结合部 时，竖板就会抵住球头，不使球头推动任何拨叉 轴，因此换档时一次只能移动一根拨叉轴，其余两 根拨叉轴不能移动，实现了拨叉轴的互锁，也就是 档位的互锁。 变速杆空档回位装置由回位杆１７、回位弹簧 １５、导杆１６、导杆支座１２组成，如图ｌ所示。空 档时回位杆处于水平位置，变速杆处于垂直位置， 驾驶员换档时，变速杆带动选档轴绕选档轴座横 向摆动，固定在选档轴上的回位杆同时也作横向 摆动，并通过导杆压缩回位弹簧。当从某工作档 位退出时，在回位弹簧的作用下，导杆推动回位杆 恢复水平位置，回位杆带动变速杆恢复垂直位置。 导向装置如图３所示。导向板１１安装在左 右拨叉轴带凹槽一端的两侧，选档或换档时，变速 杆端部球头撞击拨叉轴凹槽，使拨叉轴作横向旋 转，影响换档，导向板的作用就是使拨叉轴只能作