CN103075489B - 双曲面换挡定位凸轮及其变速机构 - Google Patents
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Abstract
一种汽车变速器领域的双曲面换挡定位凸轮及其变速机构，该双曲面换挡定位凸轮为筒形结构，包括：设置于筒形结构外表面的选换挡槽和与选换挡定位套筒相接触的定位座，定位座与选换挡槽之间夹角为90°；该变速机构包括：所述双曲面换挡定位凸轮、换挡摇臂、选档摇臂、操纵盖、选换挡定位套筒和选换挡轴，选档摇臂和换挡摇臂固定设置于选换挡轴上，操纵盖套接于双曲面换挡定位凸轮外部，双曲面换挡定位凸轮套接于选换挡轴上并与穿过操纵盖的选换挡定位套筒垂直接触。本发明通过一体化设计同时实现提高换挡手感和选档回位，使得变速器总成得以进一步轻量化。
Description
技术领域
本发明涉及的是一种汽车变速器技术领域的装置，具体是一种具有集成提高换挡手感功能和选档回位功能的双曲面换挡定位凸轮及其变速机构。
背景技术
随着国内汽车的普及以及手动变速器水平的日益成熟，广大汽车用户对手动变速器的要求已经不仅仅停留在能够实现基本功能上了，对变速器的操控性，包括选、换挡手感、换挡吸入感、退档吸入感等要求越来越高，而双曲面换挡定位凸轮的设计水平直接影响到这些因素。传统换挡定位凸轮都是单曲面，而且换挡操控性不是很理想，而且选档回位需要另外回位弹簧、限位板等一系列机构来实现，在变速器轻量化及经济燃油性要求日益增高的今天，已经无法满足要求。
经过对现有技术的检索发现，中国专利文献号CN202349183U，公开日20120725，记载了一种选换挡套筒，该技术包括套筒本体、换挡滑槽、拨块和装配用孔，所述套筒本体上设置有凸台，所述换挡滑槽设置在凸台内。并且在套筒本体上设置凸台，将换挡滑槽设置在凸台上，使得其在选换挡过程中换挡滑槽不易损坏。但该技术的缺点在于：选档功能和提高换挡手感的功能需要在两个不同的曲面上实现，空间结构不能有效的优化，轻量化贡献度不够。
中国专利文献号CN201636307U，公开日20101117，记载了一种变速箱换挡结构，该技术包括换挡指、定位座、壳体、换挡轴、凸台，其特征在于：与所述的换挡指上与定位座接触的端面为V形内凹的斜面；定位座的座头与斜面的底部接触，由于采用上述结构，该装置具有以下优点：1、避免通过弹簧回位装置实现空挡定位和选档回位的功能。但该技术的缺点在于：原设计在换挡手感及选档回位精确化设计程度不高，本专利针对每个档位的不同受力情况，进行全新设计，满足高档轿车客户的需求。
发明内容
本发明针对现有技术存在的上述不足，提出一种双曲面换挡定位凸轮及其变速机构，通过一体化设计同时实现提高换挡手感和选档回位，使得变速器总成得以进一步轻量化。
本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明涉及一种双曲面换挡定位凸轮，该定位凸轮为筒形结构，包括：设置于筒形结构外表面的选换挡槽和与选换挡定位套筒相接触的定位座，其中：定位座与选换挡槽之间夹角为90°。
所述的定位座整体为马鞍形结构，由前后两部分组成且其剖面均为M形曲面，其中：定位座前部的M曲面切向轴线与选换挡轴的轴线夹角α为8.5°~14.3°，优选为12.5°；定位座后部的M曲面切向轴线与选换挡轴的轴线夹角β为1.4°~4.5°，优选为2.5°。所述的M形曲面包括：位于两侧且互呈角度的平面和位于中部的马鞍形曲面，其中：两侧的平面夹角为93.97~126.79°，进一步优选为：定位座前部的M曲面的两侧面夹角为93.97°~111.54°；定位座后部的M曲面的两侧面夹角为121.42°-126.79°。
所述的马鞍形曲面根据选换挡定位套筒的弹簧受力曲线、刚度以及操纵机构受力情况，针对每个档位进行受力分析，优化选择α、β角度，实现选档回位。
当带有弹簧的选换挡定位套筒在第一曲面左右滑动时，可实现换挡和退挡；当其在第二曲面上下滑动时，可实现选档回位功能。
本发明涉及一种具有双曲面换挡定位凸轮的变速机构，包括：上述双曲面换挡定位凸轮、换挡摇臂、选档摇臂、操纵盖、选换挡定位套筒和选换挡轴，其中：选档摇臂和换挡摇臂固定设置于选换挡轴上，操纵盖套接于双曲面换挡定位凸轮外部，双曲面换挡定位凸轮套接于选换挡轴上并与穿过操纵盖的选换挡定位套筒垂直接触。
当选档摇臂旋转时，带动选换挡轴上下移动，从而带动双曲面换挡定位凸轮在选换挡定位套筒上下移动，实现选档；当换挡摇臂旋转时，带动选换挡轴左右旋转，从而带动双曲面换挡定位凸轮在选换挡定位套筒左右旋转，实现换挡，通过双曲面换挡定位凸轮的第一曲面设计提高换挡吸入感；当换挡摇臂回到初始位置时，整个操纵系统利用双曲面换挡定位凸轮的第二曲面设计实现选档回位功能。
附图说明
图1为本发明具有双曲面换挡定位凸轮的变速机构示意图；
图2为双曲面换挡定位凸轮立体示意图；
图3为双曲面换挡定位凸轮正视图；
图4为双曲面换挡定位凸轮侧视图；
图5为图4局部结构示意图。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1
如图1所示，本实施例包括：换挡摇臂1，选档摇臂2，操纵盖3、选换挡定位套筒4、双曲面换挡定位凸轮5和选换挡轴6，其中：选档摇臂2与换挡摇臂1作为固定设置于选换挡轴6上，选换挡定位套筒4穿过操纵盖3并与双曲面换挡定位凸轮5垂直接触，操纵盖3和双曲面换挡定位凸轮5依次套接于选换挡轴6上；当选档摇臂2旋转时，带动选换挡轴6上下移动，从而带动双曲面换挡定位凸轮5在选换挡定位套筒4上下移动，实现选档；当换挡摇臂1旋转时，带动选换挡轴6左右旋转，从而带动双曲面换挡定位凸轮5在选换挡定位套筒4左右旋转，实现换挡，通过双曲面换挡定位凸轮5的第一曲面设计提高换挡吸入感；当换挡摇臂1回到初始位置时，整个操纵系统利用双曲面换挡定位凸轮5的第二曲面设计实现选档回位功能。
如图2所示，所述的定位凸轮5为筒形结构，包括：设置于筒形结构外表面的选换挡槽7和与选换挡定位套筒相接触的定位座8，其中：定位座8与选换挡槽7之间夹角为90°。
如图4所示，为所述的定位座8的侧面示意图，该定位座8整体为马鞍形结构，由前后两部分组成且其剖面均为M形曲面，其中：定位座前部9的M曲面切向轴线与选换挡轴的轴线夹角α为8.5°~14.3°，优选为12.5°；定位座后部10的M曲面切向轴线与选换挡轴的轴线夹角β为1.4°~4.5°，优选为2.5°。
所述的定位座8上每两个相邻档位的选档行程l为5.2-7.3mm，优选6mm。
如图5所示，为定位座8的轴向剖视图（对应A-D的不同剖面仅角度不同），所述的马鞍形结构包括：位于两侧且互呈角度的平面11和位于中部的马鞍形曲面12，其中：定位座前部9的M曲面的两侧面夹角γi为93.97°~111.54°，i＝1、2；定位座后部10的M曲面的两侧面夹角γi为121.42°126.79°i＝3、4，
如图3和图5所示，两侧面夹角进一步优选为：
针对一二档位，夹角γ1为111.54°；
针对三四档位，夹角γ2为126.79°；
针对五六档档位，夹角γ3为121.42°；
针对倒档档位，夹角γ4为93.97°。
本装置根据选换挡定位套筒的弹簧受力曲线、刚度以及操纵机构受力情况，针对每个档位进行受力分析，优化选择得到上述结构参数，这样的特殊设计大幅提高了换挡吸入感，较传统设计提升30-40%。本装置能够有效提高变速器的操控性，实现了零件的轻量化设计，摒弃了传统变速器的分离设计。
Claims (1)
1.一种具有双曲面换挡定位凸轮的变速机构，其特征在于，包括：双曲面换挡定位凸轮、换挡摇臂、选档摇臂、操纵盖、选换挡定位套筒和选换挡轴，其中：选档摇臂和换挡摇臂固定设置于选换挡轴上，操纵盖套接于双曲面换挡定位凸轮外部，双曲面换挡定位凸轮套接于选换挡轴上并与穿过操纵盖的选换挡定位套筒垂直接触；
所述的定位凸轮为筒形结构，包括：设置于筒形结构外表面的选换挡槽和与选换挡定位套筒相接触的定位座，其中：定位座与选换挡槽之间夹角为90°；
所述的定位座整体为马鞍形结构，由前后两部分组成且其剖面均为M形曲面，其中：定位座前部的M曲面切向轴线与选换挡轴的轴线夹角α为12.5°；定位座后部的M曲面切向轴线与选换挡轴的轴线夹角β为2.5°；
所述的定位座上每两个相邻档位的选档行程为6mm；
所述的马鞍形结构包括：位于两侧且互呈角度的平面和位于中部的马鞍形曲面，两侧面夹角具体为：
针对一二档位，夹角γ为111.54°；
针对三四档位，夹角γ为126.79°；
针对五六档档位，夹角γ为121.42°；
针对倒档档位，夹角γ为93.97°。
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