变速箱机械开关性能优化设计思路分析.doc

变速箱机械开关性能优化设计思路分析 贾桂军 （河北龙人凯立建筑工程有限公司河北邯郸056000） 【摘要】对变速箱开关的结构进行了优化设计，提升了变速箱开关的使用寿命，同时也提升了整车的性能。 关键词变速箱；开关；优化设计 Transmissionmechanicalswitchingperformanceoptimizationdesignideasanalysis JiaGui-jun (HebeidragonpeopleKaiLiconstructionengineeringco.,LTDHandanHebei056000) 【Abstract】Thestructureofthegearboxswitchesareoptimizedtoenhancetheservicelifeofthegearboxswitch,butalsoenhancethevehiclesperformance. 【Keywords】Transmission;Switches;Optimumdesign 1.引言 重型汽车变速箱的开关通常为机械式压力开关，该类开关作用原理为在额定的外力作用下通过开关顶杆的直线运动，推动开关触点实现开关的闭合或断开，使汽车电路接通和断开，从而实现信号的输出。在外力解除时开关通过内部弹簧的弹力作用实现自动复位，使开关保持原有的状态。开关的基本结构见图。 2.开关的工作原理 接通右端的两接线柱，左端开关顶杆组件受到外力时，经外力传到橡胶垫圈右的压缩弹簧，同时带动动态接线片向右运动，两触点与静态接线片断开，开关由闭合状态转换为断开状态；当外力消失时，在压缩弹簧回弹力的作用下，动态接线片与顶杆断开，开关由断开状态转换为闭合状态。 3.开关的失效分析 从市场反馈的信息可知，开关的失效模式可以分为常开、常闭以及信号不稳定等故障形态。根据失效模式可知导致此失效现象发生的原因有触点焊接不可靠造成信号不稳定、垫片的可靠性差造成早期失效出现常开或常闭的情况。针对此失效原因可以做以下优化设计来提高开关的使用寿命。 4.开关的优化设计 根据上述失效模式的分析，重点通过以下几个方面的优化设计来提高开关的使用寿命。 4.1开关焊接触点开裂导致的失效。开关的接线柱如果焊接不可靠可直接导致工作失效或者信号不稳定。早期使用的开关一般都是用铜板直接焊接，容易造成焊接不可靠或早期失效。优化设计后将开关接线柱由原厚度0.8mm铜板更改为直径4mm圆棒，同时接线处由直接焊接改为先铆接后焊接工艺来提高焊接的可靠性。下页图2、图3分别为改进前后的接线柱。 4.2开关封装铆压不紧导致的失效。开关在所有部件加工完成后要完成整体填胶封装，如果填胶封装不可靠可能会出现开关在使用过程中出现内部松动，从而导致开关行程增大失效。针对此情况对开关的封装结果进行了优化设计从而提高封装的可靠性。将开关头部铆接位置直径减小4mm，然后进行折边铆压。折边铆压后的开关在填胶封装时不仅在胶的黏合力作用下可以保证开关内部不松动，同时折边后可以对凝固后的胶起到限位作用。在双重保护的作用下可以保证封装铆压可靠，优化设计结构见图4。 4.3开关行程超差失效。开关内部橡胶密封垫的作用是为了防止变速箱内腔的气体泄压，从而保证变速箱气动件的正常工作，同时橡胶密封垫的早期失效形成的凹陷直接导致开关顶杆的行程，开关行程超差会导致开关灵敏度下降从而影响开关的性能。针对此情况对开关的橡胶密封垫的材料进行了优化设计，由普通的橡胶密封垫改为硅胶密封垫，同时将密封垫厚度由2mm变更为1mm，增加了其可靠性。 5.结语 经过以上对开关的结构、加工工艺以及部件材料的优化设计提高了开关的可靠性，延长了开关的使用寿命。改进后的开关已经在变速箱进行了匹配。通过市场跟踪分析，优化后的开关