賴強(qiáng)，馬石祥，高道呈，黃麗瓊

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淺談一種換擋撥指的設(shè)計(jì)、制造及其優(yōu)化措施

賴強(qiáng)，馬石祥，高道呈，黃麗瓊

（格特拉克（江西）傳動(dòng)系統(tǒng)有限公司，江西 南昌 330000）

換擋撥指是變速器換擋機(jī)構(gòu)的一種重要部件。傳統(tǒng)的撥指與固連撥叉軸在一起，通過換擋軸的橫向移動(dòng)，使得撥指推動(dòng)撥叉，撥動(dòng)同步器的齒環(huán)，實(shí)現(xiàn)換擋。文章闡述了一種新型撥指的設(shè)計(jì)過程，簡(jiǎn)述其生產(chǎn)過程,并結(jié)合其生產(chǎn)過程及失效模式，對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。

撥指；設(shè)計(jì)；鑄造；改進(jìn)方法

前言

換擋撥指是變速器換擋機(jī)構(gòu)的一種重要部件。傳統(tǒng)的撥指與固連撥叉軸在一起，通過換擋軸的橫向移動(dòng)，使得撥指推動(dòng)撥叉，撥動(dòng)同步器的齒環(huán)，實(shí)現(xiàn)換擋。但是傳統(tǒng)的撥指固連在撥叉軸，由于撥叉軸在殼體安裝孔內(nèi)會(huì)會(huì)產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)，使得撥指不能與撥指叉口很好的卡住，產(chǎn)生撥指繞軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，造成換擋卡滯，換擋性能差。通常這種傳統(tǒng)機(jī)構(gòu)會(huì)在撥叉軸上另外再固連撥叉或其他零件，來防止撥叉軸轉(zhuǎn)動(dòng)，導(dǎo)致機(jī)構(gòu)復(fù)雜程度提高，造成裝配和拆卸困難。本文從一種新型的換擋撥指機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)出發(fā)，結(jié)合其制造原理、生產(chǎn)過程、檢測(cè)措施，對(duì)撥指機(jī)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)；實(shí)現(xiàn)其結(jié)構(gòu)緊湊、拆裝便捷、噪聲小的目標(biāo)。

1 新型換擋撥指設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)過程

在保證換擋撥指的基本功能不變的情況下，要簡(jiǎn)化其結(jié)構(gòu)，使其便于拆裝，同時(shí)降低換擋過程的噪音，我們需要引入一種新型的換擋撥指機(jī)構(gòu)，包括線性軸承（1）、尼龍墊銷子（2）、撥指（3），其中，所述兩個(gè)線性軸承（1）分別套裝在撥指的套管（5）的兩頭，尼龍墊銷子安裝在變速器殼體外，帶尼龍墊子的一端固定于撥指的防轉(zhuǎn)槽中。在撥指套管的一側(cè)設(shè)計(jì)有兩段平行對(duì)置的突臺(tái)，作為防轉(zhuǎn)槽，防轉(zhuǎn)槽（4）寬度尺寸等于尼龍墊銷子的直徑尺寸，防轉(zhuǎn)槽長(zhǎng)度尺寸大于尼龍墊銷子（2）的直徑尺寸，這樣，使得撥指可以在軸向平面內(nèi)滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)防止撥指繞軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)。另外，在銷子（2）的底部增加一段尼龍墊，有利于降低銷子在防轉(zhuǎn)槽內(nèi)移動(dòng)產(chǎn)生的噪音，進(jìn)一步減小換擋噪音。

圖1 新型撥指機(jī)構(gòu)示意

2 撥指的生產(chǎn)工藝

2.1 鑄造原理

鑄造是一種古老的制造方法，在我國可以追溯到6000年前。隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，鑄大型鑄件的質(zhì)量直接影響著產(chǎn)品的質(zhì)量，因此，鑄造在機(jī)械制造業(yè)中占有重要的地位。新型撥指為脫蠟鑄造成形，脫蠟鑄造是玻璃加工成形方法之一，其主要過程是將玻璃加熱到高溫使其具有流動(dòng)性，流入預(yù)先制好的模殼內(nèi)成形，主要工序有：模具設(shè)計(jì)—開模具—注蠟（模）--修整蠟?zāi)＃ê赶災(zāi)＃?-種蠟樹—制作殼?！?dú)つ１簾獫茶T—振殼—清砂處理，由于模具是經(jīng)由加熱后脫除蠟?zāi)６频?，故稱脫蠟鑄造。

2.2 撥指的實(shí)際生產(chǎn)過程

撥指生產(chǎn)工藝流程為：制蠟—制殼—焙燒—澆鑄—機(jī)加—高頻—探傷—終檢。

圖2 撥指的生產(chǎn)工藝示意

3 撥指的斷裂失效分析及改進(jìn)方法

3.1 撥指的斷裂失效模式

新型撥指在設(shè)計(jì)初期樣車驗(yàn)證階段發(fā)生撥槽斷裂，失效件如下圖3所示，使用硬度計(jì)及電鏡掃描儀對(duì)失效件撥槽斷口進(jìn)行檢測(cè)發(fā)現(xiàn)失效件斷口表面存在氣孔，通過X光探傷排查庫存件發(fā)現(xiàn)部分撥指撥槽處存在氣孔且表面有裂紋。

圖3 撥指失效件示意

分析原因?yàn)閾苤歌T件毛坯組織疏松、存在氣孔，在高頻淬火時(shí)，出現(xiàn)淬火裂紋，裝車后，撥槽經(jīng)過換擋操作后從裂紋處發(fā)生斷裂。

表1

3.2 撥指的鑄造改進(jìn)方法

通過以上分析得出撥指存在鑄造缺陷，對(duì)撥指鑄造成形過程排查發(fā)現(xiàn)，主要原因?yàn)槟＞邇?nèi)澆口設(shè)計(jì)不合理。為了增加鑄件合格率，將撥指模具內(nèi)澆口進(jìn)行了調(diào)整，把內(nèi)澆口位置從筋側(cè)面改至主孔端面，同時(shí)將空心蠟?zāi)８某闪藢?shí)心蠟?zāi)＃缦聢D4所示：

圖4 實(shí)心蠟?zāi)＜澳＝M示意

將蠟?zāi)?nèi)孔從空心改至實(shí)心，澆口位置從筋側(cè)面改至主孔端面后，經(jīng)過3000余件產(chǎn)品驗(yàn)證，叉口缺陷率從3.37%下降至0.26%，其它位置缺陷率從3.95%下降至0.96%，見下表2，證明措施有效。

表2

4 結(jié)語

在變速器的各種零部件領(lǐng)域中，換擋機(jī)構(gòu)最為豐富多樣，換擋機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)合理性直接決定了手動(dòng)車的換擋性能表現(xiàn)，想要讓手動(dòng)車贏得消費(fèi)者滿意，必需推陳出新，克服傳統(tǒng)換擋機(jī)構(gòu)的缺陷，設(shè)計(jì)出新型的、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的換擋裝置。同時(shí)，結(jié)合機(jī)構(gòu)的生產(chǎn)、制造過程，對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，從而使得變速器整體換擋性能表現(xiàn)更加完好。

[1] Harald Naunheimer.汽車變速器理論基礎(chǔ),選擇,設(shè)計(jì)與應(yīng)用[M].機(jī)械工業(yè)出版社,2017（8）:109+280.

[1] 鑄造手冊(cè),第1~6卷.機(jī)械工業(yè)出版社,2011.

Introduction to the design, manufacture and its optimization measures of a new shift finger

Lai Qiang, Ma Shixiang, Gao Daocheng, Huang Liqiong

（GETRAG (Jiangxi) Transmission Co. Ltd, Jiangxi Nanchang 330000）

Shift finger is an important component of the transmission shift mechanism. Traditional shift finger is fixed on the fork shaft, through the lateral movement transmission shaft, make the shift finger to promote the fork, the tooth of the synchronizer ring, realize the shift. This paper expounded the design and production process about a new shift finger , and optimizing the shift finger according to its production process and failure mode.

Shift Finger; Design; Cast; Improved Method

U467

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1671-7988(2018)21-127-02

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1671-7988(2018)21-127-02

賴強(qiáng)，就職于格特拉克（江西）傳動(dòng)系統(tǒng)有限公司。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2018.21.044