CN103363099B - 电控机械式自动变速器的电动蜗杆驱动机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电控机械式自动变速器的电动蜗杆驱动机构，设置在变速箱顶部，它包括机壳、换挡轴、选挡电机、换挡电机、换挡组件和选挡组件。该机壳由盒状壳体和盖板构成；该换挡电机和选挡电机平行的水平设置在该壳体的侧壁上，分别用于驱动换挡轴沿周向转动和沿轴向移动，换挡轴、换挡组件和选挡组件都设置在机壳内。本发明的两个电机可以相互平行且水平的设置在变速箱顶部，不会碰到大梁，空间布局合理紧凑，且蜗杆传动组件带有自锁功能，换挡后，即使换挡电机停止转动，不再给扭矩，蜗杆自身的自锁功能也能使变速箱不会脱挡。

Description

电控机械式自动变速器的电动蜗杆驱动机构

技术领域

本发明涉及自动变速器技术领域，更具体的说是涉及一种电控机械式自动变速器的电动蜗杆驱动机构。

背景技术

电控机械式自动变速器(Automated Mechanical Transmission)，简称AMT，其具体情况就是以手动变速器为母体，将手动变速器的换挡拨叉、换挡轴等靠人力操纵的部件实现自动操纵，驾驶员操纵汽车和自动变速的一样，这样就实现了手动变速器的自动化。AMT既具有液力自动变速器自动变速的优点，又保留了原手动变速器齿轮传动的效率高、成本低、结构简单、易制造的长处。它揉合了二者优点，以特有的经济、方便、安全、舒适性而备受所有驾驶者的欢迎，成为各国开发的热点。

现有的AMT由以下几部份组成：

1、变速器本体：一般为传统机械式手动变速器，以5挡变速器为例，换挡轴可以轴向运动3个位置，周向转动3个位置，从而实现5个挡位和一个倒挡以及空挡的变化；

2、控制器：通过收集整车运行信息，根据情况发出指令驱动驱动机构进行选换挡；

3、驱动机构：收到控制器发出的指令后驱动换挡轴或换挡拨叉等部件进行换挡。

现在技术中与本发明最为接近的技术方案是綦江齿轮传动有限公司生产的AMT，它是用一个换挡电机驱动拨叉使换挡轴轴向运动，再通过一个换挡电机带动齿轮驱动换挡轴上的另一个齿轮，来使换挡轴转动的。这种设计有以下几个缺点：

1、选挡电机与换挡电机必须相互垂直布置，其中一个布置在变速箱顶面，另一个必须布置在变速箱侧面，这样就增加了变速箱宽度，容易碰大梁；

2、换挡后，换挡电机即停止转动，不再给扭矩，在汽辆运行过程中的振动有可能会使换挡齿轮转动，从而造成脱挡；

3、齿轮滑动容易卡死，磨损；

4、换挡齿轮尺寸长，加工成本高。

发明内容

本发明提供了一种电控机械式自动变速器的电动蜗杆驱动机构，采用蜗杆传动机构，有效解决了上述技术问题。

本发明是采用如下技术方案来实现上述目的：一种电控机械式自动变速器的电动蜗杆驱动机构，其特征在于，包括有：

换挡轴，为一直轴结构，通过轴向移动和周向转动带动变速器内的换挡装置，该换挡轴伸出于变速器之外的一端设有用于实现周向固定、轴向滑动的动连接的杆状结构；

选挡电机，与换挡轴垂直的设置在变速箱外壁上，用于驱动换挡轴沿轴向移动；

换挡电机，与选挡电机平行的设置在变速箱外壁上，用于驱动换挡轴沿周向转动；

换挡组件，包括有换挡轴套和蜗杆传动组件，该换挡轴套为与换挡轴配合以实现周向固定、轴向滑动的动连接的套状结构；该蜗杆传动组件包括换挡蜗杆及与其配合的蜗轮，该换挡蜗杆与换挡电机的机轴同轴连接，该蜗轮固定连接在换挡轴套上且该蜗轮的转动平面与换挡轴垂直，所述换挡电机驱动蜗杆传动组件带动换挡轴套转动，进而带动换挡轴沿周向转动；

选挡组件，包括有选挡轴套、选挡拨叉以及选挡拨块，该选挡轴套为与选挡电机的机轴同轴连接的轴状结构，该选挡拨叉为垂直连接在选挡轴套上的叉状结构，该选挡拨块为连接在换挡轴上可周向转动而不可轴向移动的结构，该选挡拨叉的开口部与该选挡拨块配合连接，所述选挡电机带动选挡轴套转动，进而带动选挡拨叉摆动，从而带动换挡轴沿轴向移动。

作为上述方案的进一步说明：

优选地，所述换挡轴伸出于变速器之外的一端设有方轴结构，所述换挡轴套设有与该方轴结构对应滑动配合的方形孔。

优选地，所述换挡轴伸出于变速器之外的一端设有外花键，所述换挡轴套设有与该外花键对应配合的内花键。

优选地，所述选挡拨块为固定套接在换挡轴上的环状结构，该选挡拨块的外表面沿周向设有环形槽，该选挡拨叉的开口部设有与选挡轴垂直的销轴，该销轴与该环形槽滑动配合连接，以实现拨叉带动换挡轴轴向移动且不影响换挡轴的周向转动。

优选地，所述选挡拨块为固定套接在换挡轴上的轴承，该选挡拨叉的开口部设有与选挡轴垂直的销轴，该销轴与该轴承的外圈可转动连接，以实现拨叉带动换挡轴轴向移动且不影响换挡轴的周向转动。

优选地，所述换挡轴上设有两道卡槽及与其对应的轴用挡圈，所述选挡拨块固定在该轴用挡圈之间。

优选地，所述蜗轮为扇形蜗轮。

优选地，还包括有由盒状壳体和盖板构成的机壳，所述换挡轴套可沿其轴向转动的固定在机壳上。

优选地，所述换挡轴套的封闭端设有阶梯轴，该阶梯轴的最小端设有外螺纹及对应的锁紧螺母，在所述机壳上设有通孔及对应的轴套法兰，该换挡轴套的阶梯轴与该轴套法兰间隙配合，并通过锁紧螺母固定。

本发明采用以上技术方案所能达到的有益效果是：

1.本发明所述的电控机械式自动变速器的电动蜗杆驱动机构的两个电机可以相互平行且水平的设置在变速箱顶部，不会碰到大梁，空间布局合理紧凑。

2.本发明所述的电控机械式自动变速器的电动蜗杆驱动机构的蜗杆传动组件带有自锁功能，换挡后，即使换挡电机停止转动，不再给扭矩，蜗杆自身的自锁功能也能使变速箱不会脱挡。

3.本发明所述的电控机械式自动变速器的电动蜗杆驱动机构的换挡轴套与换挡轴的配合为方轴与方孔的配合或花键配合，既容易加工又不容易卡死，且传动可靠。

4.本发明所述的电控机械式自动变速器的电动蜗杆驱动机构的扇形蜗轮为完整蜗轮的一部分，可由完整的圆形蜗轮等分而成，适用于批量化生产，加工简单、成本低。

附图说明

图1是本发明所述电动蜗杆驱动机构的结构示意图；

图2是图1中A-A面剖视示意图；

图3是图1中B-B面剖视示意图；

图4是图1中C-C面剖视示意图；

图5是本发明所述电动蜗杆驱动机构的换挡轴套的剖视示意图；

图6是本发明所述电动蜗杆驱动机构的换挡轴套的侧视示意图；

图7是本发明所述电动蜗杆驱动机构的换挡轴的结构示意图；

图8是本发明所述电动蜗杆驱动机构的换挡轴的侧视示意图。

附图标记说明：

1-换挡电机，2-选挡电机，3-蜗杆传动组件，31-换挡蜗杆，311-孔用挡圈，32-扇形蜗轮，33-蜗轮连接板，4-换挡组件，41-换挡轴套，411-外螺纹，412-外圆，413-方孔，42-锁紧螺母，43-轴套法兰，5-选挡组件，51-选挡轴套，52-选挡拨叉，53-选挡拨块，54-轴用挡圈，55-销轴，6-换挡轴，61-四方头61，62-卡槽，7-轴承，8-壳体，9-盖板，91-键。

具体实施方式

为进一步阐述本发明的结构和功能，以下结合附图和优选的实施例对本发明作详细说明，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。

如图1至图8所示，本实施例是一种电控机械式自动变速器的电动蜗杆驱动机构，设置在变速箱顶部，它包括机壳、换挡轴6、选挡电机2、换挡电机1、换挡组件4和选挡组件5。该机壳由盒状壳体8和盖板9构成；该换挡电机1和选挡电机2平行的水平设置在该壳体8的侧壁上，分别用于驱动换挡轴6沿周向转动和沿轴向移动，换挡轴6、换挡组件4和选挡组件5都设置在机壳内。

换挡轴为一直轴结构，通过轴向移动和周向转动带动变速器内的换挡装置，该换挡轴6伸出于变速器之外的一端设有四方头61结构，用于实现周向固定、轴向滑动的动连接。

该换挡组件4包括有换挡轴套和蜗杆传动组件3。该换挡轴6套41为与换挡轴配合的套状结构，在该换挡轴套的一端设有与换挡轴四方头61结构对应滑动配合的方孔413，以实现换挡轴与换挡轴6套41的周向固定、轴向滑动的动连接，在换挡轴6套41的另一端设有阶梯轴，该阶梯轴的最小端设有外螺纹411及对应的锁紧螺母42，在机壳的盖板9上设有通孔及对应的轴套法兰43，该换挡轴套的阶梯轴与该轴套法兰43间隙配合，并通过锁紧螺母42固定，在锁紧螺母42与轴套法兰43之间存在一定间隙，这样即可保证换挡轴6套41可转动的固定在盖板9上。轴套法兰43的材料可以为铜，换挡轴6套41与之配合转动时，铜的耐磨性可以保证其不会磨损。

该蜗杆传动组件3包括换挡蜗杆31及与其配合的扇形蜗轮32，该换挡蜗杆31与换挡电机1的机轴通过键91同轴连接，换挡蜗杆31两端均布置有轴承7，两个轴承7安装在壳体8的轴承7孔中，用孔用挡圈311与壳体8加工出来的挡边来限定轴向位置。该扇形蜗轮32为一个完整的圆形蜗轮的八分之一，它通过一个蜗轮连接板33连接在换挡轴6套41上且该蜗轮的转动平面与换挡轴6垂直，该蜗轮连接板33为一个矩形板状结构，它一端通过两个螺栓与扇形蜗轮32固定连接，另一端设有开口孔，该开口孔套在换挡轴6套41的外圆412上并由螺栓夹紧。

当换挡电机1旋转时，带动换挡蜗杆31旋转，给扇形蜗轮32施加沿换挡蜗杆31轴向推力，扇形蜗轮32通过蜗轮连接板33带动换挡轴6套41旋转，进而带动换挡轴转动。换挡蜗杆31与扇形蜗轮32的配合带有自锁功能，可以防止脱挡。

选挡组件5包括有选挡轴套51、选挡拨叉52以及选挡拨块53，该选挡轴套51为与选挡电机2的机轴同轴键连接的轴状结构，该选挡拨叉52为垂直连接在选挡轴套51上的叉状结构，该选挡拨块53为一个环状结构，该选挡拨块53的外表面沿周向设有环形槽，在换挡轴上设有两道卡槽62及与其对应的轴用挡圈54，该选挡拨块53套接在该换挡轴上并固定在该轴用挡圈54之间。该选挡拨叉52的开口部设有与选挡轴垂直的销轴55，该销轴55与该环形槽滑动配合连接，以实现拨叉带动换挡轴轴向移动且不影响换挡轴的周向转动。因此，当选挡电机2旋转时，带动选挡拨叉52上下摆动，进而通过选挡拨块53带动换挡轴沿轴向移动。

在上述实施例中，换挡轴6套41与换挡轴的动连接，还可以为花键连接，即在换挡轴上设置外花键，在换挡轴6套41上设置内花键的动连接形式，也可以为在换挡轴6套41与换挡轴之间设置导向平键或滑键的动连接形式；选挡拨块53也可以换成轴承，通过将轴承的外圈与选挡拨叉52固定连接，也可以实现拨叉带动换挡轴轴向移动且不影响换挡轴的周向转动的目的。

本发明上述实施例和附图所示仅为本发明较佳实施例之一，并不能以此局限本发明，在不脱离本发明精髓的条件下，本领域技术人员所做的任何变动，都属本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种电控机械式自动变速器的电动蜗杆驱动机构，其特征在于，包括有：

换挡轴，为一直轴结构，通过轴向移动和周向转动带动变速器内的换挡装置，该换挡轴伸出于变速器之外的一端设有用于实现周向固定、轴向滑动的动连接的杆状结构；

选挡电机，与换挡轴垂直的设置在变速箱外壁上，用于驱动换挡轴沿轴向移动；

换挡电机，与选挡电机平行的设置在变速箱外壁上，用于驱动换挡轴沿周向转动；

换挡组件，包括有换挡轴套和蜗杆传动组件，该换挡轴套为与换挡轴配合以实现周向固定、轴向滑动的动连接的套状结构；该蜗杆传动组件包括换挡蜗杆及与其配合的蜗轮，该换挡蜗杆与换挡电机的机轴同轴连接，该蜗轮固定连接在换挡轴套上且该蜗轮的转动平面与换挡轴垂直，所述换挡电机驱动蜗杆传动组件带动换挡轴套转动，进而带动换挡轴沿周向转动；

选挡组件，包括有选挡轴套、选挡拨叉以及选挡拨块，该选挡轴套为与选挡电机的机轴同轴连接的轴状结构，该选挡拨叉为垂直连接在选挡轴套上的叉状结构，该选挡拨块为连接在换挡轴上可周向转动而不可轴向移动的结构，该选挡拨叉的开口部与该选挡拨块配合连接，所述选挡电机带动选挡轴套转动，进而带动选挡拨叉摆动，从而带动换挡轴沿轴向移动。

2.根据权利要求1所述的电控机械式自动变速器的电动蜗杆驱动机构，其特征在于，所述换挡轴伸出于变速器之外的一端设有方轴结构，所述换挡轴套设有与该方轴结构对应滑动配合的方形孔。

3.根据权利要求1所述的电控机械式自动变速器的电动蜗杆驱动机构，其特征在于，所述换挡轴伸出于变速器之外的一端设有外花键，所述换挡轴套设有与该外花键对应配合的内花键。

4.根据权利要求2或3所述的电控机械式自动变速器的电动蜗杆驱动机构，其特征在于，所述选挡拨块为固定套接在换挡轴上的环状结构，该选挡拨块的外表面沿周向设有环形槽，该选挡拨叉的开口部设有与选挡轴垂直的销轴，该销轴与该环形槽滑动配合连接。

5.根据权利要求2或3所述的电控机械式自动变速器的电动蜗杆驱动机构，其特征在于，所述选挡拨块为固定套接在换挡轴上的轴承，该选挡拨叉的开口部设有与选挡轴垂直的销轴，该销轴与该轴承的外圈可转动连接。

6.根据权利要求1所述的电控机械式自动变速器的电动蜗杆驱动机构，其特征在于，所述换挡轴上设有两道卡槽及与其对应的轴用挡圈，所述选挡拨块固定在该轴用挡圈之间。

7.根据权利要求1所述的电控机械式自动变速器的电动蜗杆驱动机构，其特征在于，所述蜗轮为扇形蜗轮。

8.根据权利要求2或3所述的电控机械式自动变速器的电动蜗杆驱动机构，其特征在于，还包括有由盒状壳体和盖板构成的机壳，所述换挡轴套可沿其轴向转动的固定在机壳上。

9.根据权利要求8所述的电控机械式自动变速器的电动蜗杆驱动机构，其特征在于，所述换挡轴套的封闭端设有阶梯轴，该阶梯轴的最小端设有外螺纹及对应的锁紧螺母，在所述机壳上设有通孔及对应的轴套法兰，该换挡轴套的阶梯轴与该轴套法兰间隙配合，并通过锁紧螺母固定。