CN105805299A - 换挡保护的变速器及发动机 - Google Patents

Abstract

本发明提供的一种换挡保护的变速器及发动机，包括传动轴、变速齿轮组和用于换挡的换挡组件，换挡组件包括换挡驱动件、第一拨叉和第一换挡接合件，第一换挡接合件设有限位机构；限位机构包括限位件、限位槽和容纳槽，限位件置于限位槽并径向凸出至容纳槽内，第一换挡接合件通过该限位件限定在所述传动轴上轴向滑移的位置，容纳槽的径向尺寸满足可容纳沿径向脱离限位槽的限位件，本发明采用换挡限位机构，避免由空挡直接挂入二挡，起到换挡保护的作用，而在一挡运行后，利用离心力将限位解除，保证正常运行中的挂挡顺利进行，从而利于发动机以及变速器的平稳正常运行，延长其使用寿命；本方案结构简单实用，成本低，不需改变原有变速器结构布置。

Description

换挡保护的变速器及发动机

技术领域

本发明涉及一种传动设备部件，尤其涉及一种换挡保护的变速器及发动机。

背景技术

换挡是多挡结构变速器的必备程序和步骤，以实现机动车等设备适应不同的运行环境；特别是对于摩托车来说，行驶在不同的道路和采用不同的行驶速度时，则需要不同的挡位匹配，从而达到良好的运行状态。现有技术中，摩托车变速器进行了优化设计，挡位布置较多的采用1-0-2345的挡位设置，即从起步到正常行驶需要从空挡挂到一挡，一挡达到一定的速度后再从一挡经空挡挂到二挡，后续则是三挡、四挡等，而在操作失误时，会在静止状态下直接由空挡挂至二挡，导致车辆无法正常起步行驶，甚至会造成安全事故，还会影响发动机的正常运行，对变速器造成冲击，降低使用寿命。

因此，需要将现有的变速器结构进行改进，特别是换挡机构进行改进，起到换挡保护的作用，避免起步状态由空挡直接挂挡入二挡，保证发动机以及变速器的平稳正常运行。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种换挡保护的变速器及发动机，起到换挡保护的作用，避免起步状态由空挡直接挂挡入二挡，保证发动机以及变速器的平稳正常运行。

本发明的换挡保护的变速器，包括传动轴、变速齿轮组和用于换挡的换挡组件，所述换挡组件包括换挡驱动件、第一拨叉和第一换挡接合件，所述第一换挡接合件以可轴向滑移的方式传动配合外套于传动轴并设有限位机构；所述限位机构包括限位件、设置于传动轴的限位槽和设置于第一换挡接合件内圆的容纳槽，所述限位槽和容纳槽相对且限位件置于限位槽并径向凸出至容纳槽内，所述第一换挡接合件通过该限位件限定在所述传动轴上轴向滑移的位置，所述容纳槽的径向尺寸满足可容纳沿径向脱离限位槽的限位件；采用限位机构，设置限位槽、容纳槽的位置和参数即可限定第一换挡接合件的轴向滑移位置，在传动轴静止状态，在空挡位置时，限位件位于限位槽和容纳槽，在挂二挡时由于上述限位则无法挂入，只能挂入一挡；当传动轴转动时，限位件因为离心力的作用进入容纳槽并脱离限位槽，轴向限位解除，第一换挡接合件则可自由形成轴向滑移，可顺利挂入二挡；限位件可根据需要制成不同的形状，静止状态同时嵌入容纳槽和限位槽，对二者形成轴向的相互约束；容纳槽和限位槽二者之一为轴向条形结构即可形成轴向具有一定距离的限位滑移，即容纳槽和限位槽的槽沿限制了限位件的轴向移动，限位槽、容纳槽的位置和参数可根据空挡、一挡、二挡的位置进行设定，在此不再赘述；变速齿轮组指的是变速器中所有参与传动的齿轮，包括所有挡位的主动齿轮和所有挡位的从动齿轮，在此不再赘述；第一换挡接合件可以是同步器、接合齿套等，均能实现目的；本方案通过限制其轴向滑移位置达到避免变速器从空挡直接挂到二挡的目的(直接挂到二挡指的是在车辆起步或者设备启动时直接挂入二挡)；变速器中，挂入二挡可以由第一换挡接合件本身实现，也可以由在轴向相位上具有相关联的接合件实现，比如通过同一换挡鼓驱动的换挡接合件，二者相位上由换挡鼓驱动实现，限制了一个接合件的轴向位置，且该接合件对应的换挡型线槽具有继续驱动该接合件滑移的趋势，则换挡鼓则无法转动，另一换挡接合件则无法实现轴向移动；该限位在传动轴转动到设定转速时解除，该方案是在设定转速时，适应于二挡运行则可解除限定挂入二挡。

进一步，所述限位槽为沿轴向的条形槽，容纳槽为柱形孔状结构；所述限位槽的轴向长度使其对限位件的轴向滑移限位从而对第一换挡接合件限定轴向滑移位置；即所述限位槽通过其轴向边沿对第一换挡接合件限定轴向滑移位置，即限定如图中所示的向左移动，避免由空挡直接挂入二挡；限位槽采用条形结构并且容纳槽采用柱形孔结构利于对限位件形成约束，并较为灵活的进行分离和限位，避免限位件回位困难。

进一步，所述限位件为限位滚珠；方便滑移和离心分离，并利于操作回位；所述限位槽和容纳槽均为至少三个沿圆周方向均布，保证结构的有效性和运行的平衡性。

进一步，所述第一换挡接合件通过花键与传动轴配合，所述限位槽和容纳槽的深度方向均为径向且分别位于传动轴和换挡接合件的花键的齿间；具有加工方便的优点，且对原有花键结构不造成破坏，使得限位件对花键传动还具有一定的辅助作用。

进一步，还包括第二拨叉和传动配合并可由第二拨叉驱动轴向滑移完成换挡的外套于传动轴的第二换挡接合件，所述换挡驱动件通过第一拨叉和第二拨叉分别驱动第一换挡接合件和第二换挡接合件形成换挡，所述第一换挡接合件和第二换挡接合件分别轴向滑移对应挂一挡和二挡；所述限位槽对第一换挡接合件所限定的轴向滑移位置处于换挡驱动件驱动第二换挡接合件轴向滑移挂二挡之前；充分利用现有的挡位布置结构，节约使用成本；如图所示，第二拨叉位于第一拨叉左侧，由同一换挡驱动件驱动，当位于空挡且传动轴静止或转速较低时，由于限位机构的作用，第一换挡接合件无法向左滑移，换挡驱动件向挂二挡方向的动作则无法进行，进而无法驱动第二换挡接合件挂入二挡；当传动轴转速大到设定转速时，离心力使得限位件脱离限位槽，则换挡驱动件则可自由驱动，完成挂入二挡，结构简单紧凑。

进一步，所述换挡驱动件为换挡鼓或者带有换挡型线槽的换挡拖板；所述换挡驱动件上的换挡型线槽中包括用于驱动第一拨叉的第一型线槽和用于驱动第二拨叉的第二型线槽，所述第一型线槽由一挡至空挡的形线长于一挡挂空挡的行程，形线长度指的是由一挡挂入空挡的形线全长，而一挡挂空挡行程则指的是从一挡到空挡的实际所需行程，由于形线长度大于实际所需行程，在由一挡挂入空挡后，换挡驱动件继续动作，由第一换挡接合件将脱离限位槽的限位件继续向左带动，超过限位位置而脱离限位，则可继续驱动第二换挡接合件完成挂入二挡；所述限位槽对第一换挡接合件所限定的轴向滑移位置位于空挡位置，即位于空挡挂入二挡的位置，避免直接挂入二挡。

进一步，所述容纳槽的槽底设有径向通孔，所述径向通孔的开口位于用于与第一拨叉配合的拨叉槽内；该径向通孔可使润滑油由拨叉槽进入限位槽并与限位件接触润滑，保证整体滑移的灵活性。

进一步，所述变速器的挡位设置为①-N-②……结构，挡位结构如图2所示的型线槽上的位置代表一至六挡，①-N-②③④⑤⑥结构，N代表空挡，其他数字代表各自挡位；第二型线槽挂二挡时，第一型线槽的线形使得第一换挡接合件位于空挡并带动限位件沿轴向超出限位槽，保证换挡的顺利进行，避免发生卡住等问题。

进一步，变速器还包括主轴，所述传动轴为副轴，所述第一换挡接合件还一体成型设有五挡从动齿轮，第二挡位接合件还一体成型设有六挡从动齿轮，结构简单紧凑；所述第二换挡接合件设有径向贯通的径向通孔，所述径向通孔的开口位于用于与第二拨叉配合的拨叉槽内，利于形成润滑，保证换挡滑移过程的顺畅性。

本发明还公开了一种发动机，所述发动机安装有所述的换挡保护的变速器。

本发明的有益效果：本发明的换挡保护的变速器及发动机，采用换挡限位机构，避免由空挡直接挂入二挡，起到换挡保护的作用，而在一挡运行后，利用离心力将限位解除，保证正常运行中的挂挡顺利进行，从而利于发动机以及变速器的平稳正常运行，延长其使用寿命；本方案结构简单实用，成本低，不需改变原有变速器结构布置。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：

图1为本发明的展开结构示意图；

图2为换挡驱动件展开结构示意图；

图3为限位机构剖视图(传动轴运行状态)。

具体实施方式

图1为本发明的展开结构示意图，图2为换挡驱动件展开结构示意图，图3为限位机构剖视图(传动轴运行状态)，如图所示，本发明提供的一种换挡保护的变速器，包括传动轴10、变速齿轮组和用于换挡的换挡组件，所述换挡组件包括换挡驱动件6、第一拨叉5和第一换挡接合件9，所述第一换挡接合件9以可轴向滑移的方式传动配合外套于传动轴并设有限位机构；所述限位机构包括限位件1、设置于传动轴10的限位槽2和设置于第一换挡接合件9内圆的容纳槽3，所述限位槽2和容纳槽3相对且限位件1置于限位槽2并径向凸出至容纳槽3内，所述第一换挡接合件9通过该限位件1限定在所述传动轴10上轴向滑移的位置，所述容纳槽3的径向尺寸满足可容纳沿径向脱离限位槽3的限位件1；采用限位机构，设置限位槽2、容纳槽3的位置和参数即可限定第一换挡接合件9的轴向滑移位置，在传动轴静止状态，在空挡位置时，限位件位于限位槽和容纳槽(如图1所示)，在挂二挡时由于上述限位则无法挂入，只能挂入一挡；当传动轴10转动时，限位件1因为离心力的作用进入容纳槽3并脱离限位槽2(如图3所示)，轴向限位解除，第一换挡接合件9则可自由形成轴向滑移，可顺利挂入二挡；限位件可根据需要制成不同的形状，静止状态同时嵌入容纳槽3和限位槽2，对二者形成轴向的相互约束；容纳槽3和限位槽2二者之一为轴向条形结构即可形成轴向具有一定距离的限位滑移，即容纳槽和限位槽的槽沿限制了限位件的轴向移动，限位槽2、容纳槽3的位置和参数可根据空挡、一挡、二挡的位置进行设定，在此不再赘述；变速齿轮组指的是变速器中所有参与传动的齿轮，包括所有挡位的主动齿轮和所有挡位的从动齿轮，在此不再赘述；第一换挡接合件可以是同步器、接合齿套等，均能实现目的；本方案通过限制其轴向滑移位置达到避免变速器从空挡直接挂到二挡的目的(直接挂到二挡指的是在车辆起步或者设备启动时直接挂入二挡)；变速器中，挂入二挡可以由第一换挡接合件本身实现，也可以由在轴向相位上具有相关联的接合件实现，比如通过同一换挡鼓驱动的换挡接合件，二者相位上由换挡鼓驱动实现，限制了一个接合件的轴向位置，且该接合件对应的换挡型线槽具有继续驱动该接合件滑移的趋势，则换挡鼓则无法转动，另一换挡接合件则无法实现轴向移动；该限位在传动轴转动到设定转速时解除，该方案是在设定转速时，适应于二挡运行则可解除限定挂入二挡。

本实施例中，所述限位槽2为沿轴向的条形槽，容纳槽3为柱形孔状结构；所述限位槽2的轴向长度使其对限位件1的轴向滑移限位从而对第一换挡接合件9限定轴向滑移位置；即所述限位槽通过其轴向边沿对第一换挡接合件限定轴向滑移位置，即限定如图中所示的向左移动，避免由空挡直接挂入二挡；限位槽采用条形结构并且容纳槽采用柱形孔结构利于对限位件形成约束，并较为灵活的进行分离和限位，避免限位件回位困难。

本实施例中，所述限位件1为限位滚珠；方便滑移和离心分离，并利于操作回位；所述限位槽2和容纳槽3均为至少三个沿圆周方向均布，当然，限位件1也对应于限位槽2和容纳槽3设置，保证结构的有效性和运行的平衡性。

本实施例中，所述第一换挡接合件9通过花键与传动轴10配合，所述限位槽2和容纳槽3的深度方向均为径向且分别位于传动轴和换挡接合件的花键的齿间；具有加工方便的优点，且对原有花键结构不造成破坏，使得限位件对花键传动还具有一定的辅助作用。

本实施例中，还包括第二拨叉7和传动配合并可由第二拨叉7驱动轴向滑移完成换挡的外套于传动轴的第二换挡接合件8，所述换挡驱动件6通过第一拨叉5和第二拨叉7分别驱动第一换挡接合件9和第二换挡接合件8形成换挡，所述第一换挡接合件9和第二换挡接合件8分别轴向滑移对应挂一挡和二挡；所述限位槽2对第一换挡接合件9所限定的轴向滑移位置处于换挡驱动件6驱动第二换挡接合件8轴向滑移挂二挡之前，及挂入二挡之前即被限定继续滑移；充分利用现有的挡位布置结构，节约使用成本；如图所示，第二拨叉7位于第一拨叉5左侧，由同一换挡驱动件6驱动，当位于空挡且传动轴静止或转速较低时，由于限位机构的作用，第一换挡接合件9无法向左滑移，换挡驱动件6向挂二挡方向的动作则无法进行，进而无法驱动第二换挡接合件挂入二挡；当传动轴转速大到设定转速时，离心力使得限位件脱离限位槽，则换挡驱动件则可自由驱动，完成挂入二挡，结构简单紧凑。

本实施例中，所述换挡驱动件6为换挡鼓或者带有换挡型线槽的换挡拖板，本实施例为换挡鼓；所述换挡驱动件6上的换挡型线槽中包括用于驱动第一拨叉5的第一型线槽61和用于驱动第二拨叉7的第二型线槽62，由一挡至空挡的形线a长于一挡挂空挡的行程b，形线长度指的是由一挡挂入空挡的形线全长，而一挡挂空挡行程则指的是从一挡到空挡的实际所需行程，由于形线长度大于实际所需行程，在由一挡挂入空挡后，换挡驱动件6继续动作，由第一换挡接合件9将脱离限位槽的限位件继续向左带动，超过限位位置而脱离限位，则可继续驱动第二换挡接合件完成挂入二挡；所述限位槽对第一换挡接合件所限定的轴向滑移位置位于空挡位置，即位于空挡挂入二挡的位置，避免直接挂入二挡。

本实施例中，所述容纳槽3的槽底设有径向通孔4，所述径向通孔4的开口位于用于与第一拨叉配合的拨叉槽内；该径向通孔可使润滑油由拨叉槽进入限位槽并与限位件接触润滑，保证整体滑移的灵活性。

本实施例中，所述变速器的挡位设置为①-N-②……结构，挡位结构如图2所示的型线槽上的位置代表一至六挡，①-N-②③④⑤⑥结构，N代表空挡，其他数字代表各自挡位；即一挡和二挡的挂入方向是相互背离的；所述变速器的挡位设置为①-N-②……结构，第二型线槽挂二挡时，第一型线槽的线形使得第一换挡接合件位于空挡并带动限位件沿轴向超出限位槽。

本实施例中，变速器还包括主轴，所述传动轴10为副轴，所述第一换挡接合件9还一体成型设有五挡从动齿轮，第二挡位接合件8还一体成型设有六挡从动齿轮，结构简单紧凑；所述第二换挡接合件8设有径向贯通的径向通孔11，所述径向通孔的开口位于用于与第二拨叉配合的拨叉槽内，利于形成润滑，保证换挡滑移过程的顺畅性；如图所示，主轴上设有一至六挡的主动齿轮，副轴上设置一至六挡的从动齿轮，主轴上还设有第三换挡接合件，由同一换挡驱动件通过第三拨叉驱动，换挡驱动件上还具有驱动第三拨叉的第三型线槽，在此不再赘述。

本发明还公开了一种发动机，所述发动机安装有所述的换挡保护的变速器，即所述发动机的曲轴将动力输出至所述变速器的动力输入轴。

本发明中，所记载的轴向和径向均值传动轴的轴向和径向。

最后说明的是，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，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种换挡保护的变速器，包括传动轴、变速齿轮组和用于换挡的换挡组件，其特征在于：所述换挡组件包括换挡驱动件、第一拨叉和第一换挡接合件，所述第一换挡接合件以可轴向滑移的方式传动配合外套于传动轴并设有限位机构；所述限位机构包括限位件、设置于传动轴的限位槽和设置于第一换挡接合件内圆的容纳槽，所述限位槽和容纳槽相对且限位件置于限位槽并径向凸出至容纳槽内，所述第一换挡接合件通过该限位件限定在所述传动轴上轴向滑移的位置，所述容纳槽的径向尺寸满足可容纳沿径向脱离限位槽的限位件。

2.根据权利要求1所述换挡保护的变速器，其特征在于：所述限位槽为沿轴向的条形槽，容纳槽为柱形孔状结构；所述限位槽的轴向长度使其对限位件的轴向滑移限位从而对第一换挡接合件限定轴向滑移位置。

3.根据权利要求2所述换挡保护的变速器，其特征在于：所述限位件为限位滚珠：所述限位槽和容纳槽均为至少三个沿圆周方向均布。

4.根据权利要求2所述换挡保护的变速器，其特征在于：所述第一换挡接合件通过花键与传动轴配合，所述限位槽和容纳槽的深度方向均为径向且分别位于传动轴和换挡接合件的花键的齿间。

5.根据权利要求2所述换挡保护的变速器，其特征在于：还包括第二拨叉和传动配合并可由第二拨叉驱动轴向滑移完成换挡的外套于传动轴的第二换挡接合件，所述换挡驱动件通过第一拨叉和第二拨叉分别驱动第一换挡接合件和第二换挡接合件形成换挡，所述第一换挡接合件和第二换挡接合件分别轴向滑移对应挂一挡和二挡；所述限位槽对第一换挡接合件所限定的轴向滑移位置处于换挡驱动件驱动第二换挡接合件轴向滑移挂二挡之前。

6.根据权利要求5所述换挡保护的变速器，其特征在于：所述换挡驱动件为换挡鼓或者带有换挡型线槽的换挡拖板；所述换挡驱动件上的换挡型线槽中包括用于驱动第一拨叉的第一型线槽和用于驱动第二拨叉的第二型线槽，所述第一型线槽由一挡至空挡的形线长于一挡挂空挡的行程，所述限位槽对第一换挡接合件所限定的轴向滑移位置位于空挡位置。

7.根据权利要求2所述换挡保护的变速器，其特征在于：所述容纳槽的槽底设有径向通孔，所述径向通孔的开口位于用于与第一拨叉配合的拨叉槽内。

8.根据权利要求,5所述换挡保护的变速器，其特征在于：所述变速器的挡位设置为①-N-②……结构，第二型线槽挂二挡时，第一型线槽的线形使得第一换挡接合件位于空挡并带动限位件沿轴向超出限位槽。

9.根据权利要求5所述换挡保护的变速器，其特征在于：变速器还包括主轴，所述传动轴为副轴，所述第一换挡接合件还一体成型设有五挡从动齿轮，第二挡位接合件还一体成型设有六挡从动齿轮；所述第二换挡接合件设有径向贯通的径向通孔，所述径向通孔的开口位于用于与第二拨叉配合的拨叉槽内。

10.一种发动机，其特征在于：所述发动机安装有权利要求1至9任一权利要求所述的换挡保护的变速器。