李敏哲 江晓春 王建京

（航天十一所西安航天远征流体控制股份有限公司，陕西西安 710100）

范围档气缸是汽车变速箱的重要组成部分，其运行的安全性、稳定性直接影响到变速箱的正常工作。一旦发生故障，就会危机人身安全和对企业造成严重的经济损失。拨叉轴作为范围档气缸的主要零部件之一，在装配和使用过程中常常发生从台阶过渡处断裂的故障，断裂位置如图1所示。导致其断裂的原因有多种，比如材料选择不当、工艺可控性差及结构设计缺陷等。经对比分析，拨叉轴台阶过渡方式不合理，局部应力过大是导致拨叉轴断裂的主要原因。本文应用有限元分析方法对台阶处4种过渡方式进行了应力分析，定性分析了台阶过度处半径小于0.78 mm时的应力值变化，从工艺可控性方面提出了拨叉轴台阶过渡应选用R0.8越程槽方式。应用分析表明:该过度方式可大幅降低拨叉轴断裂故障率，对于带台阶过渡的轴类零件结构优化具有切实可行的意义。

1 分析模型及计算

1．1 建立分析模型

拨叉轴台阶过渡有两种设计方式:越程槽方式和倒角方式，如图2所示。越程槽方式可利用成型刀具一次加工完成，其加工工艺较易控制;而倒角方式一般只在图纸上标注出倒角半径的最大值，对其最小值并没有要求，且不做检测和控制。如果目测倒角半径约为0.2 mm时，实际加工时有可能没有倒角。

如图1所示，不考虑拨叉轴左端拨档缺口，取其轴对称截面一半建立图3所示轴对称分析模型，x轴为半径方向，y轴为长度方向。……