CN100348896C - 单拨叉轴向四位换档机构 - Google Patents
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Abstract
一种单拨叉轴向四位换档机构，包括输入轴、输出轴和中间轴，输入轴沿动力的输入方向顺次设置倒档主动齿轮、啮合套、二档主动齿轮和一档主动齿轮，一档主动齿轮空套在输入轴上，二档主动齿轮空套在一档主动齿轮上，啮合套设置在输入轴上并能够沿输入轴进行轴向滑动；输出轴上与输入轴对应顺次固定设置倒档从动齿轮、二档从动齿轮和一档从动齿轮；中间轴上固定设置倒档中间齿轮；在空档状态下，一、二档主动齿轮和一、二档从动齿轮彼此常啮合，倒档主动齿和倒档中间齿轮、倒档中间齿轮和倒档从动齿轮彼此常啮合。本发明结构简单，安全可靠，可实现多档位且适合于手动变档。
Description
技术领域
本发明涉及一种单拨叉轴向四位换档机构，属于机械制造技术领域。
背景技术
目前摩托车发动机一般采取变速鼓式的变档机构A，其基本结构如图1所示，其特点是使用者操纵变档杆拨动变速鼓，通过转动变速鼓上的凸轮型线控制拨叉的轴向运动，从而使和拨叉联接的变速齿轮啮合发生变化，达到变档的目的。其缺点是结构复杂，零部件多，加工精度高，不适合手动变档。
随着市场产品多元化和用户需求的提高，要求类似正三轮摩托车或四轮沙滩车等采用小型内燃机为动力的机动车采用手动变档的操纵方式。目前普遍采用直接操纵拨叉轴的三位轴向变档机构B，其基本结构如图2所示。其缺点是档位太少，只能实现倒档、空档和前进档三个档位，特别是一个前进档不能满足使用者的需要。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种单拨叉轴向四位换档机构，其结构简单，安全可靠，可实现多档位且适合于手动变档。
本发明的目的是通过如下技术方案实现的：
一种单拨叉轴向四位换档机构，包括输入轴、输出轴和中间轴，输入轴沿动力的输入方向顺次设置倒档主动齿轮、啮合套、二档主动齿轮和一档主动齿轮，一档主动齿轮空套在输入轴上，二档主动齿轮空套在一档主动齿轮上，啮合套设置在输入轴上并能够沿输入轴进行轴向滑动；输出轴上与输入轴对应顺次固定设置倒档从动齿轮、二档从动齿轮和一档从动齿轮；中间轴上固定设置倒档中间齿轮；在空档状态下，一、二档主动齿轮和一、二档从动齿轮彼此常啮合，倒档主动齿轮和倒档中间齿轮、倒档中间齿轮和倒档从动齿轮彼此常啮合。
一档主动齿轮通过滚针轴承空套在输入轴上。
二档主动齿轮通过滚针轴承空套在一档主动齿轮上。
啮合套通过花键联结在输入轴上并能够沿输入轴进行轴向滑动。
啮合套的两侧端面上设有牙嵌齿，啮合套在挂档时与一、二档和倒档主动齿轮的相应位置所设置的牙嵌齿相啮合并传动动力。
啮合套的牙嵌齿和一、二档和倒档主动齿轮的相应位置所设置的牙嵌齿端面设有引导斜面，便于啮合套的牙嵌齿与一、二档和倒档主动齿轮的牙嵌齿相啮合。
因此，本发明提供的这种摩托车发动机单拨叉轴向四位换档机构，在输入轴上设计有与轴花键联结并可以在轴上滑动的双面牙嵌齿啮合套，和与输出轴对应齿轮常啮合的三个齿轮，其中倒档主动齿轮和一档主动齿轮空套在输入轴上，二档主动齿轮空套在一档主动齿轮上。通过拨叉拨动啮合套在输入轴上做轴向运动，从而使输入轴通过啮合套花键和牙嵌齿与倒档主动齿轮、一档主动齿轮和二档主动齿轮联结发生四种变化，达到四位变档的目的，实现一个倒档、一个空档和两个前进档。其结构简单，安全可靠，便于手动操作。
附图说明
图1为现有变速鼓式变档机构的整体结构示意图；
图2为现有三位轴向变档机构的整体结构示意图；
图3为本发明单拨叉轴向四位换档机构的整体结构示意图；
图4为本发明输入轴组件的结构示意图；
图5为本发明输出轴组件的结构示意图；
图6为本发明中间轴组件的结构示意图；
图7为本发明二档主动齿轮的结构示意图；
图8为本发明二档主动齿轮的剖面图；
图9为本发明啮合套的结构示意图之一；
图10为本发明啮合套的剖面图；
图11为本发明啮合套的结构示意图之二；
图12为图11的D-D剖视图；
图13为图9的A-A剖视图；
图14为本发明一档主动齿轮的剖面示意图；
图15为本发明一档主动齿轮的结构示意图；
图16为图15的B-B剖视图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案进行详细地说明。
如图3所示，为本发明单拔叉轴向四位换档机构的整体结构示意图。从图3中可知，本发明一种单拔叉轴向四位换档机构，包括输入轴1、输出轴9和中间轴13，输入轴1沿动力的输入方向顺次设置倒档主动齿轮2、啮合套3、二档主动齿轮4和一档主动齿轮7，一档主动齿轮7通过滚针轴承6空套在输入轴1上；二档主动齿轮4通过滚针轴承6空套在一档主动齿轮7上；啮合套3通过花键联结在输入轴1上并能够沿输入轴1进行轴向滑动；输出轴9上与输入轴1对应顺次固定设置倒档从动齿轮8、二档从动齿轮10和一档从动齿轮11；中间轴13上固定设置倒档中间齿轮12；在空档状态下，一、二档主动齿轮7、4和一、二档从动齿轮11、10彼此常啮合。倒档主动齿轮2和倒档中间齿轮12、倒档中间齿轮12和倒档从动齿轮8彼此常啮合。
啮合套3的两侧端面上设有牙嵌齿31，啮合套3在挂档时与一、二档和倒档主动齿轮7、4和2的相应位置所设置的牙嵌齿相啮合并传动动力。
啮合套3的牙嵌齿31端面设有引导斜面311，便于啮合套3的牙嵌齿31与一、二档和倒档主动齿轮7、4和2的牙嵌齿相啮合。
如图4所示，为本发明输入轴组件的结构示意图。从图4中可知，倒档主动齿轮2、一档主动齿轮7空套在输入轴1上，二档主动齿轮4空套在一档主动齿轮7上，可以相对旋转，不能轴向滑动。啮合套3与输入轴1为花键联结，并可以沿花键轴向滑动，只有当其啮合套牙嵌齿与对应的主动齿轮牙嵌齿啮合时，该齿轮副才传递扭矩。
如图5所示，为本发明输出轴组件的结构示意图。从图5中可知，倒档从动齿轮8、二档从动齿轮10、一档从动齿轮11与输出轴9为固定联结，不能相对运动。
如图6所示，为本发明中间轴组件的结构示意图。从图6中可知，倒档中间齿轮12与中间轴13之间为固定联结，不能相对运动。
结合图3-图6所示，其具体运动状态为：
当啮合套3处于如图3所示的位置时，各齿轮副都不传递动力，为空档状态。
当啮合套3向左移动，啮合套3左端牙嵌齿与倒档主动齿轮2牙嵌齿啮合时，倒档齿轮副传递动力，为倒档状态。
动力传递路线为：
动力从输入轴1输入，顺次经过啮合套3、倒档主动齿轮2、倒档中间齿轮轴12、倒档从动齿轮8、输出轴9后输出。
当啮合套向右移动，啮合套右端牙嵌齿与二档主动齿轮内牙嵌齿啮合时，二档齿轮副传递动力，为二档状态。
动力传递路线为：
动力从输入轴1输入，顺次经过啮合套3、二档主动齿轮4、二档从动齿轮10、输出轴9后输出。
当啮合套继续向右移动，啮合套右端牙嵌齿与一档主动齿轮牙嵌齿啮合时，一档齿轮副传递动力，为一档状态。
动力传递路线为：
动力从输入轴1输入，顺次经过啮合套3、一档主动齿轮7、一档从动齿轮11、输出轴9后输出。
二档主动齿轮4空套在一档主动齿轮7上，如图7、图8所示，在二档主动齿轮4端面设计有内牙嵌齿41，啮合套3可以越过二档主动齿轮4与一档主动齿轮7啮合，从而实现四位变档。
如图9-图11所示，啮合套3上设有牙嵌齿31，为了方便啮合套的牙嵌齿与一、二档和倒档主动齿轮的牙嵌齿相啮合，如图12、图13所示，啮合套3的牙嵌齿31端面设有引导斜面311。
如图8、图9和图14所示，在二档主动齿轮4、啮合套3、一档主动齿轮7的牙嵌齿端面都设计有引导斜面，便于牙嵌齿在运动过程中可靠啮合。结合图15和图16所示，分别为本发明一档主动齿轮的结构示意图和图15的B-B部分剖视图。如图14所示，一档主动齿轮7的牙嵌齿71的端面设置有引导斜面，其位置和形状如图16中的引导斜面72所示。在二档主动齿轮4、啮合套3的牙嵌齿端面所设计的引导斜面与该引导斜面72相似，但根据齿面的大小和啮合时需要的换档力的大小的不同，该引导斜面的角度有所区别。
本发明的主要特点是结构简单，安全可靠，使用者直接通过杠杆机构推或拉动拨叉轴，使和拨叉轴连接在一起的啮合套轴向运动，通过输入轴和倒档齿轮副、二档齿轮副、一档齿轮副的不同结合状态实现倒档、空档、二档、一档等四个档位。每次操作后操纵杆不回到初始位置，适合于手动变档。
最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而未脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (7)
1、一种单拨叉轴向四位换档机构，包括输入轴、输出轴和中间轴，其特征在于：输入轴沿动力的输入方向顺次设置倒档主动齿轮、啮合套、二档主动齿轮和一档主动齿轮，一档主动齿轮空套在输入轴上，二档主动齿轮空套在一档主动齿轮上，啮合套设置在输入轴上并能够沿输入轴进行轴向滑动；输出轴上与输入轴对应顺次固定设置倒档从动齿轮、二档从动齿轮和一档从动齿轮；中间轴上固定设置倒档中间齿轮；在空档状态下，一、二档主动齿轮和一、二档从动齿轮彼此常啮合，倒档主动齿轮和倒档中间齿轮、倒档中间齿轮和倒档从动齿轮彼此常啮合。
2、根据权利要求1所述的单拨叉轴向四位换档机构，其特征在于：所述的一档主动齿轮通过滚针轴承空套在输入轴上。
3、根据权利要求1所述的单拨叉轴向四位换档机构，其特征在于：所述的二档主动齿轮通过滚针轴承空套在一档主动齿轮上。
4、根据权利要求1所述的单拨叉轴向四位换档机构，其特征在于：所述的啮合套通过花键联结在输入轴上并能够沿输入轴进行轴向滑动。
5、根据权利要求1或2或3或4所述的单拨叉轴向四位换档机构，其特征在于：所述的啮合套的两侧端面上设有牙嵌齿，啮合套在挂档时与一、二档和倒档主动齿轮的相应位置所设置的牙嵌齿相啮合并传动动力。
6、根据权利要求5所述的单拨叉轴向四位换档机构，其特征在于：所述的啮合套的牙嵌齿端面设有引导斜面，便于啮合套的牙嵌齿与一、二档和倒档主动齿轮的牙嵌齿相啮合。
7、根据权利要求6所述的单拨叉轴向四位换档机构，其特征在于：所述的一、二档和倒档主动齿轮上所设置的牙嵌齿的端面设有引导斜面，便于啮合套的牙嵌齿与一、二档和倒档主动齿轮的牙嵌齿相啮合。
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