二、改进方案
1.根据上盖总成的结构,分析可行的改进方案
(1)方案1:改变1、2挡拨叉轴的受力状况
1、2挡拨叉轴和5、6挡拨叉配合的部分为悬臂,就可以在5、6挡拨叉的左侧增加支撑点,加长1、2挡拨叉轴,使其左端插入增加的支撑点,从而改善1、2挡拨叉轴的受力状况。理论上这样做比较简单,改动较小。增加支撑点的位置可在上盖相应位置铸出,如图4所示。
但是在实际的布置过程中发现,加长的拨叉轴已经和变速器壳体内壁干涉,还需要在变速器壳体上打孔,以保证挂2挡时1、2挡拨又轴有足够的左向行程。这样,方案1就涉及到更改变速器壳体,而且对故障变速器的维修还需更换或者加工变速器壳体。
(2)方案2:更换5、6挡拨叉的位置
将5、6挡拨叉放置到没有互锁销子孔的倒挡拨叉轴上。倒挡拨叉轴使用频率低,无互锁销子孔,从强度上分析不存在问题。经过三维图的校核,空间上也不存在干涉的问题。本方案需要更改上盖和出新的5、6挡拨叉。
2.方案确定及实施
最后从方案实施的难易程度、零件变动的大小以及对已售出的变速器的维修成本上考虑,选择了方案2。
具体更改过程简述如下:
(1)更改倒挡拨叉轴
将倒挡拨叉轴加长,以满足5、6挡拨叉挂6挡所需的行程,长度尺寸参考1、2挡拨叉轴原来左侧长度。同时为了避免1、2挡拨叉轴与更改后的5、6挡拨叉干涉,将1、2挡拨叉轴长度缩短。在绘图过程中发现,原倒挡拨叉轴与互锁钢球接触的部分为环形槽,为了增加拨叉轴的强度,将环形槽更改为单圆弧槽,见图5。
(2)更改上盖及新出5、6挡拨叉
由于5、6挡拨叉的位置从原来的1、2挡拨叉轴处改动到倒挡拨叉轴处,所以需要将上盖支承轴销孔的位置更改到5、6挡拨叉轴和倒挡拨叉轴的中间,这样摆动拨头的杠杆比仍是1:1,不影响5、6挡拨块的挂挡行程。
在新出的5、6挡拨叉的轴孔中加入了拨叉轴套,减小了拨叉和拨叉轴之间的摩擦力。由于变速器的飞溅润滑,拨叉轴套和拨叉轴之间可实现油润滑。拨叉轴套的内表面使用的是PTFE材料,经过试验,这种材料在油润滑3h、轴向速度v=0.4m/s,压力P=3.5N/mm2情况下测得摩擦系数为0.01。降低了摩擦力,也降低了拨叉施加给拨叉轴径向力。拨叉轴套在装配时,要使用专门的工装压入拨叉的轴孔中,否则拨叉轴套的变形会影响它与拨叉轴的配合。
另外,在设计5、6挡新拨叉的时候,要利用三维模型在专业软件中对拨叉的2个叉脚进行等刚度计算分析,根据分析结果调整拨又的形状或结构,尽可能的减少拨叉变形,以免影响同步器的使用寿命。
三、小结
通过对故障件的分析,结合其使用环境,制定出最佳的更改方案。减少因更改带来的零件加工、售后服务等其它后续难题。根据小批量的装车验证,本文所采取的更改方案大大降低了由于拨叉轴的变形而引起的5、6挡摘、挂挡困难的故障率。