淺談一種換擋撥指的設計、制造及其優化措施

賴強，馬石祥，高道呈，黃麗瓊

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淺談一種換擋撥指的設計、制造及其優化措施

賴強，馬石祥，高道呈，黃麗瓊

（格特拉克（江西）傳動系統有限公司，江西 南昌 330000）

換擋撥指是變速器換擋機構的一種重要部件。傳統的撥指與固連撥叉軸在一起，通過換擋軸的橫向移動，使得撥指推動撥叉，撥動同步器的齒環，實現換擋。文章闡述了一種新型撥指的設計過程，簡述其生產過程,并結合其生產過程及失效模式，對其結構進行優化設計。

撥指；設計；鑄造；改進方法

前言

換擋撥指是變速器換擋機構的一種重要部件。傳統的撥指與固連撥叉軸在一起，通過換擋軸的橫向移動，使得撥指推動撥叉，撥動同步器的齒環，實現換擋。但是傳統的撥指固連在撥叉軸，由于撥叉軸在殼體安裝孔內會會產生轉動，使得撥指不能與撥指叉口很好的卡住，產生撥指繞軸線轉動，造成換擋卡滯，換擋性能差。通常這種傳統機構會在撥叉軸上另外再固連撥叉或其他零件，來防止撥叉軸轉動，導致機構復雜程度提高，造成裝配和拆卸困難。本文從一種新型的換擋撥指機構設計出發，結合其制造原理、生產過程、檢測措施，對撥指機構進行優化設計；實現其結構緊湊、拆裝便捷、噪聲小的目標。

1 新型換擋撥指設計的設計過程

在保證換擋撥指的基本功能不變的情況下，要簡化其結構，使其便于拆裝，同時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構，包括線性軸承（1）、尼龍墊銷子（2）、撥指（3），其中，所述兩個線性軸承（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槽中。在撥指套管的一側設計有兩段平行對置的突臺，作為防轉槽，防轉槽（4）寬度尺寸等于尼龍墊銷子的直徑尺寸，防轉槽長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滑動運動，同時防止撥指繞軸線的轉動。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槽內移動產生的噪音，進一步減小換擋噪音。

圖1 新型撥指機構示意

2 撥指的生產工藝

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。隨著工業技術的發展，鑄大型鑄件的質量直接影響著產品的質量，因此，鑄造在機械制造業中占有重要的地位。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性，流入預先制好的模殼內成形，主要工序有：模具設計—開模具—注蠟（模）--修整蠟模（焊蠟模）--種蠟樹—制作殼模—殼模焙燒—澆鑄—振殼—清砂處理，由于模具是經由加熱后脫除蠟模而制得，故稱脫蠟鑄造。

2.2 撥指的實際生產過程

撥指生產工藝流程為：制蠟—制殼—焙燒—澆鑄—機加—高頻—探傷—終檢。

圖2 撥指的生產工藝示意

3 撥指的斷裂失效分析及改進方法

3.1 撥指的斷裂失效模式

新型撥指在設計初期樣車驗證階段發生撥槽斷裂，失效件如下圖3所示，使用硬度計及電鏡掃描儀對失效件撥槽斷口進行檢測發現失效件斷口表面存在氣孔，通過X光探傷排查庫存件發現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

分析原因為撥指鑄件毛坯組織疏松、存在氣孔，在高頻淬火時，出現淬火裂紋，裝車后，撥槽經過換擋操作后從裂紋處發生斷裂。

表1

3.2 撥指的鑄造改進方法

通過以上分析得出撥指存在鑄造缺陷，對撥指鑄造成形過程排查發現，主要原因為模具內澆口設計不合理。為了增加鑄件合格率，將撥指模具內澆口進行了調整，把內澆口位置從筋側面改至主孔端面，同時將空心蠟模改成了實心蠟模，如下圖4所示：

圖4 實心蠟模及模組示意

將蠟模內孔從空心改至實心，澆口位置從筋側面改至主孔端面后，經過3000余件產品驗證，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 結語

在變速器的各種零部件領域中，換擋機構最為豐富多樣，換擋機構的設計合理性直接決定了手動車的換擋性能表現，想要讓手動車贏得消費者滿意，必需推陳出新，克服傳統換擋機構的缺陷，設計出新型的、結構簡單的換擋裝置。同時，結合機構的生產、制造過程，對其結構進行優化設計，從而使得變速器整體換擋性能表現更加完好。

[1] Harald Naunheimer.汽車變速器理論基礎,選擇,設計與應用[M].機械工業出版社,2017（8）:109+280.

[1] 鑄造手冊,第1~6卷.機械工業出版社,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

B

1671-7988(2018)21-127-02

U467

B

1671-7988(2018)21-127-02

賴強，就職于格特拉克（江西）傳動系統有限公司。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2018.21.044