CN107255148B - 丝杆传动机构及线控换挡执行器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种丝杆传动机构及线控换挡执行器。该丝杆传动机构，包括机架，设置于所述机架上的驱动结构、与所述驱动结构连接的丝杆副结构、以及与所述丝杆副结构连接的丝杆定位结构；所述丝杆副结构包括与所述驱动结构连接的传动丝杆，与所述传动丝杆连接的丝杆螺母，以及开设于所述机架上的滑轨槽，所述丝杆螺母滑动设置于所述滑轨槽中；所述丝杆定位结构包括设置于所述机架上的丝杆支架，以及设置于所述丝杆支架上的支撑轴承，所述传动丝杆穿设于所述支撑轴承上。本发明提供的技术方案，不仅可以对传动丝杆提供稳定支撑，还可以简化装配工艺，降低成本。

Description

丝杆传动机构及线控换挡执行器

技术领域

本发明涉及汽车自动变速器换挡控制技术领域，特别涉及一种丝杆传动机构及线控换挡执行器。

背景技术

随着乘用车技术的发展，用户对乘用车的自动化、科技化要求越来越高，高科技的配置也越来越普及，其中线控换挡技术的发展越来越快，不仅欧美车型搭载科技感十足的线控换挡执行器，而且国内品牌车型也搭载了线控换挡执行器。传统技术中的线控换挡执行器，有些采用涡轮蜗杆式结构、有些采用旋转轴式结构，这些结构形式均存在不同程度的装配工艺复杂、成本高、技术难度大等缺点。而且，线控换挡执行器采用涡轮蜗杆式、旋转轴式等结构形式时，在丝杆传动结构中通常采用双边固定的形式对传动丝杆进行固定，这种双边固定丝杆方式存在不同程度的装配工艺复杂、成本高、技术难度大等缺点。

发明内容

基于此，为解决上述问题，本发明提供一种丝杆传动机构及线控换挡执行器，不仅可以对传动丝杆提供稳定支撑，还可以简化装配工艺，降低成本。

其技术方案如下：

一种丝杆传动机构，包括机架，设置于所述机架上的驱动结构、与所述驱动结构连接的丝杆副结构、以及与所述丝杆副结构连接的丝杆定位结构；

所述丝杆副结构包括与所述驱动结构连接的传动丝杆，与所述传动丝杆连接的丝杆螺母，以及开设于所述机架上的滑轨槽，所述丝杆螺母滑动设置于所述滑轨槽中；

所述丝杆定位结构包括设置于所述机架上的丝杆支架，以及设置于所述丝杆支架上的支撑轴承，所述传动丝杆穿设于所述支撑轴承上。

通过在所述传动丝杆的一端设置所述丝杆定位结构，可以利用所述丝杆支架和支撑轴承对所述传动丝杆进行单边定位。另外，在所述传动丝杆另一端设置所述丝杆螺母，并使所述丝杆螺母滑动设置于机架上的滑轨槽中，可以对所述传动丝杆的另一端进行辅助支撑。这样，就可以对所述丝杆传动机构形成单边支撑定位，而所述丝杆螺母与所述滑轨槽的配合精度要求并不高(所述丝杆螺母与所述滑轨槽之间具有间隙，便于滑动)，就只需要考虑单边定位的所述丝杆定位结构的精度和配合情况，而无需考虑双边定位精度和配合情况。因此，相对于传统技术中的双边定位，采用单边定位可以极大地降低装配工艺，还可以减少装配的零部件，降低了装配成本，也提高了装配效率。

下面对进一步技术方案进行说明：

进一步地，所述丝杆支架包括设置于所述机架上的支架外套，以及设置于所述支架外套内的金属套，所述支撑轴承嵌设于所述金属套内。

进一步地，所述支架外套设置为塑料套，所述金属套与所述塑料套注塑为一体。

进一步地，所述支撑轴承包括背对背设置的第一轴承和第二轴承，所述第一轴承和第二轴承均嵌设于所述金属套内，且所述传动丝杆穿设于所述第一轴承和第二轴承上。

进一步地，所述第一轴承和第二轴承均设置为角接触球轴承。

进一步地，所述传动丝杆包括与所述丝杆螺母连接的螺纹轴部，与所述支撑轴承连接的连接轴部，以及设置于所述连接轴部和螺纹轴部之间的轴颈，所述支撑轴承内圈内侧抵紧于所述轴颈侧面；

所述金属套一端设置有向内突出的挡环，所述支撑轴承外圈外侧抵紧于所述挡环上，所述挡环和轴颈分别位于所述支撑轴承两侧。

进一步地，所述丝杆定位结构还包括嵌设于所述金属套内侧的孔用轴向挡圈，所述支撑轴承外圈内侧抵紧于所述孔用轴向挡圈上。

进一步地，所述驱动结构包括设置于所述机架上的驱动电机，以及与所述驱动电机连接的传动带轮结构，所述传动带轮结构与所述传动丝杆连接；

所述传动带轮结构包括与所述驱动电机连接的驱动带轮，与所述传动丝杆连接的从动带轮，以及连接所述驱动带轮和从动带轮的传动皮带；

所述从动带轮固定于所述连接轴部上，且所述从动带轮内侧与所述支撑轴承内圈外侧抵紧。

进一步地，所述驱动结构还包括设置于所述从动带轮外侧的轴用轴向挡圈。

此外，本发明还提出一种线控换挡执行器，包括如上所述的丝杆传动机构，与所述丝杆传动机构连接的推杆和位置检测结构。

本发明具有如下突出的优点：通过在所述传动丝杆一端设置丝杆支架和两个支撑轴承进行单边定位，而所述传动丝杆另一端则依靠所述丝杆螺母和机架进行辅助定位，形成一种单边定位的结构形式，从而使得本案中的结构更简洁，可以有效的降低所述传动丝杆定位和装配的复杂度，可有效地降低装配成本并提高装配效率。

附图说明

图1是本发明实施例所述线控换挡执行器的立体结构示意图；

图2是本发明实施例所述线控换挡执行器的丝杆传动机构的局部剖视结构示意图；

图3是本发明实施例所述线控换挡执行器的丝杆传动机构的丝杆定位结构的局部剖视结构示意图。

附图标记说明：

100-机架，110-滑轨槽，200-驱动电机，300-传动带轮结构，310-从动带轮，312-轴用轴向挡圈，400-丝杆副结构，410-传动丝杆，412-连接轴部，414-螺纹轴部，416-轴颈，420-丝杆螺母，430-滑动架，500-丝杆定位结构，510-丝杆支架，512-支架外套，514-金属套，5142-挡环，520-支撑轴承，522-第一轴承，524-第二轴承，530-孔用轴向挡圈，600-位置检测结构，700-推杆。

具体实施方式

下面对本发明的实施例进行详细说明：

如图1所示，本发明提出一种线控换挡执行器，包括丝杆传动机构，与所述丝杆传动机构连接的推杆700和位置检测结构600。所述丝杆传动机构可以带动所述推杆运动，而所推杆与变速箱摇臂通过球窝结构连接，带动变速箱摇臂实现P、R、N、D、S挡位切换。并且，所述位置检测结构可以实时检测所述丝杆传动机构和推杆的运动位置，还可以根据检测结构对所述丝杆传动机构的运动情况进行调整。

而且，所述丝杆传动机构包括机架100，设置于所述机架100上的驱动结构、与所述驱动结构连接的丝杆副结构400、以及与所述丝杆副结构400连接的丝杆定位结构500。所述机架100可为所述丝杆传动机构、推杆及位置检测结构提供支撑和安装基础。此外，通过所述驱动结构可以驱动所述丝杆副结构400运转，从而驱动与所述丝杆副结构400连接的推杆700运动。而且，所述丝杆定位结构500可以对所述丝杆副结构400进行定位，使其能够稳定可靠地运转。

此外，所述驱动结构包括设置于所述机架100上的驱动电机200，以及与所述驱动电机200连接的传动带轮结构300，所述传动带轮结构300与所述丝杆副结构400连接。而且，所述传动带轮结构300包括与所述驱动电机200的输出轴连接的驱动带轮，与所述丝杆副结构400连接的从动带轮，以及连接所述驱动带轮和从动带轮的传动皮带。即通过所述驱动电机200可以驱动所述传动带轮结构300的驱动带轮运转，使得所述传动带轮结构300的从动带轮带动所述丝杆副结构400运动，从而推动所述推杆700运动。

此外，如图2所示，所述丝杆副结构400包括与所述驱动结构的所述从动带轮310连接的传动丝杆410，与所述传动丝杆410连接的丝杆螺母420，以及开设于所述机架上的滑轨槽110，所述丝杆螺母420滑动设置于所述滑轨槽110中。通过所述传动带轮结构300的从动带轮310可以驱动所述传动丝杆410转动，从而驱动与所述传动丝杆410螺纹连接的丝杆螺母420在所述滑轨槽110中来回移动。而且，所述从动带轮310固定在丝杆上，并与所述传动丝杆采用U型配合，可有效将扭矩传递，以带动所述传动丝杆410转动。进一步地，所述传动丝杆410可与所述从动带轮310过盈配合，连接紧密可靠。此外，所述丝杆副结构400还包括与所述丝杆螺母420连接的滑动架430，所述滑动架430滑动设置于所述滑轨槽110中，且所述滑动架430与所述推杆700和位置检测结构600连接。通过所述丝杆螺母420可以推动所述滑动架430在所述滑轨槽110中来回移动，从而可以驱动所述推杆700和位置检测结构600运动。

此外，如图2至图3所示，所述丝杆定位结构500包括设置于所述机架100上的丝杆支架510，以及设置于所述丝杆支架510上的支撑轴承520，所述传动丝杆410穿设于所述支撑轴承520上(所述支撑轴承520内圈固定于所述传动丝杆410上，所述支撑轴承520外圈固定于所述丝杆支架510内)。通过在所述传动丝杆410的一端设置所述丝杆定位结构500，可以利用所述丝杆支架510和支撑轴承520对所述传动丝杆410进行单边定位。另外，在所述传动丝杆410另一端设置所述丝杆螺母420，并使所述丝杆螺母420滑动设置于所述机架100上的滑轨槽110中，可以对所述传动丝杆410的另一端进行辅助支撑。这样，就可以对所述丝杆传动机构形成单边支撑定位，而所述丝杆螺母420与所述滑轨槽110的配合精度要求并不高(所述丝杆螺母420与所述滑轨槽110之间具有间隙，即二者为间隙配合，便于所述丝杆螺母420在所述滑轨槽110中滑动)，就只需要考虑单边定位的所述丝杆定位结构500的精度和配合情况，而无需考虑双边定位精度和配合情况。因此，相对于传统技术中的双边定位，所述丝杆传动机构500采用单边定位可以极大地降低装配工艺，还可以减少装配的零部件，降低了装配成本，也提高了装配效率。

而且，所述丝杆支架510包括设置于所述机架100上的支架外套512，以及设置于所述支架外套512内的金属套514，所述支撑轴承520嵌设于所述金属套514内。而且，还可将所述支架外套512设置为塑料结构，即将所述支架外套512设置为塑料套，所述金属套514与所述塑料套注塑为一体。从而，可将所述丝杆支架510设置为塑料嵌金属件，塑料结构的所述支架外套512不仅可以满足丝杆支架510的复杂造型要求，还能减轻其重量，而金属材质的金属套514还能满足与所述支撑轴承520配合的高精度要求、耐磨要求及刚强度要求。而且，还可将所述金属套514设置为铜套，性能更佳，对所述支撑轴承520及传动丝杆的支撑效果更好。此外，也可以将所述金属铜514设置为其他金属操纵，如钢铁材质。

此外，所述支撑轴承520包括背对背设置的第一轴承522和第二轴承524，所述第一轴承522和第二轴承524均嵌设于所述金属套514内，且所述传动丝杆410穿设于所述第一轴承522和第二轴承524上。将所述支撑轴承520设置为两个背对背安装的轴承，可以承受两个方向的轴向力，支撑更稳定。而且，所述第一轴承522和第二轴承524的外圈均嵌设固定于所述金属套514上，而所述第一轴承522和第二轴承524的内圈均与所述传动丝杆410过盈配合装配，从而能够稳定牢固地将所述第一轴承522和第二轴承524安装固定在所述传动丝杆410和丝杆支架510之间，从径向对所述传动丝杆410、第一轴承522及第二轴承524进行稳定牢固的固定定位。在本实施例中，可将所述第一轴承522和第二轴承524均设置为角接触球轴承，可同时承受径向负荷和轴向负荷，能在较高的转速下工作，而且接触角越大轴向承载能力越高。此外，也可将所述第一轴承522和第二轴承524设置为其他可同时承受径向力和轴向力的轴承，如圆锥滚子轴承。

而且，所述传动丝杆410包括与所述丝杆螺母420连接的螺纹轴部414，与所述支撑轴承520(包括所述第一轴承522和第二轴承524)连接的连接轴部412，以及设置于所述连接轴部412和螺纹轴部414之间的轴颈416，所述支撑轴承520(主要指所述第二轴承524)内圈内侧(靠近所述丝杆螺母420的一侧)抵紧于所述轴颈416侧面。而且，所述从动带轮310固定于所述连接轴部412上，且所述从动带轮412位于所述连接轴部412外侧，所述从动带轮412内侧(靠近所述丝杆螺母420的一侧)与所述支撑轴承520(主要指所述第一轴承522)内圈外侧(远离所述丝杆螺母420的一侧)抵紧。即利用所述轴颈416和所述从动带轮310，可以从两侧对所述支持轴承520(所述第一轴承522和第二轴承524)的内圈进行轴向固定定位。此外，所述驱动结构还包括设置于所述从动带轮310外侧的轴用轴向挡圈312，利用所述轴用轴向挡圈312对所述从动带轮310进行轴向固定定位。

此外，所述金属套514一端设置有向内突出的挡环5142，所述支撑轴承520(主要指所述第一轴承522)的外圈外侧(远离所述丝杆螺母420的一侧)抵紧于所述挡环5142上，所述挡环5142和轴颈416分别位于所述支撑轴承520两侧。而且，所述丝杆定位结构500还包括嵌设于所述金属套514内侧的孔用轴向挡圈530，所述支撑轴承520(主要指所述第二轴承524)的外圈内侧(靠近所述丝杆螺母420的一侧)抵紧于所述孔用轴向挡圈530上。从而，利用所述挡环5142和所述孔用轴向挡圈530对所述支撑轴承520(所述第一轴承522和第二轴承524)的外圈进行轴向固定定位。这样，就能从轴向对所述传动丝杆410两侧进行稳定牢固的固定定位。

此外，在装配所述丝杆传动机构的过程中，先将所述丝杆螺母420和滑动架430装配为一体形成螺母总成，再将所述螺母总成旋转进所述传动丝杆410的一端(即螺纹轴部414)，再将两个轴承(所述第一轴承522和第二轴承524)穿设到所述传动丝杆410另一端(即所述连接轴部412)，接下来将所述传动丝杆410和支撑轴承520穿入所述丝杆支架510的金属套514内，并用所述孔用轴向挡圈530固定所述支撑轴承520，再将所述从动带轮310装入所述传动丝杆410的连接轴部412外侧上，并用所述轴用轴向挡圈312将所述从动带轮310压紧。

而且，所述支撑轴承520的第一轴承522与第二轴承524背靠背式装入所述支架外套512的铜套(金属套514)内，两个轴承的内圈所述传动丝杆410的轴颈416端面与所述从动带轮310的端面进行轴向限位，两个轴承的外圈通过所述金属套514的挡环5142的端面与所述孔用轴向挡圈530进行轴向限位。可知，所述传动丝杆410的固定主要靠两个角接触球轴承(即第一轴承522与第二轴承524)定位，由于所述传动丝杆410另外一端没有固定，且所述丝杆螺母420与所述机架100间隙配合，从而使得所述从动带轮310受到转矩时，所述传动丝杆410的径向受力可由两个轴承(即第一轴承522与第二轴承524)承担。此外，由于所述从动带轮310主要承受转矩，径向受力小，因此采用所述支撑轴承520进行支持也不会影响轴承寿命。

此外，所述传动丝杆410可采用金属材料制作，可保证其刚强度及传动精度。而所述从动带轮310需要长时间承受较大的转矩，可采用强度高、耐磨损的塑料制作。此外，所述丝杆螺母420可采用自润滑塑料材料具有精度高、间隙小、自润滑、低噪音、耐污物、免维护等优点，以便于在所述滑轨槽110中顺畅滑动。从而，可使得所述丝杆传动机构装配方便，成本低，耐磨损，传动平稳，无需维护，方便可靠。

本发明提出的所述丝杆传动机构及线控换挡执行器，通过在所述传动丝杆一端设置丝杆支架和两个支撑轴承进行单边定位，而所述传动丝杆另一端则依靠所述丝杆螺母和机架进行辅助定位，形成一种单边定位的结构形式，从而使得本案中的结构更简洁，可以有效的降低所述传动丝杆定位和装配的复杂度，可有效地降低装配成本并提高装配效率。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种丝杆传动机构，其特征在于，包括机架，设置于所述机架上的驱动结构、与所述驱动结构连接的丝杆副结构、以及与所述丝杆副结构连接的丝杆定位结构；

所述丝杆副结构包括与所述驱动结构连接的传动丝杆，与所述传动丝杆连接的丝杆螺母，以及开设于所述机架上的滑轨槽，所述丝杆螺母滑动设置于所述滑轨槽中；

所述丝杆定位结构包括设置于所述机架上的丝杆支架，以及设置于所述丝杆支架上的支撑轴承，所述传动丝杆穿设于所述支撑轴承上；

其中，所述丝杆定位结构设置于所述传动丝杆的一端，并用于对所述传动丝杆进行单边定位；所述丝杆螺母设置于所述传动丝杆的另一端，并用于对所述传动丝杆的另一端进行辅助定位。

2.根据权利要求1所述的丝杆传动机构，其特征在于，所述丝杆支架包括设置于所述机架上的支架外套，以及设置于所述支架外套内的金属套，所述支撑轴承嵌设于所述金属套内。

3.根据权利要求2所述的丝杆传动机构，其特征在于，所述支架外套设置为塑料套，所述金属套与所述塑料套注塑为一体。

4.根据权利要求2所述的丝杆传动机构，其特征在于，所述支撑轴承包括背对背设置的第一轴承和第二轴承，所述第一轴承和第二轴承均嵌设于所述金属套内，且所述传动丝杆穿设于所述第一轴承和第二轴承上。

5.根据权利要求4所述的丝杆传动机构，其特征在于，所述第一轴承和第二轴承均设置为角接触球轴承。

6.根据权利要求2-5任意一项所述的丝杆传动机构，其特征在于，所述传动丝杆包括与所述丝杆螺母连接的螺纹轴部，与所述支撑轴承连接的连接轴部，以及设置于所述连接轴部和螺纹轴部之间的轴颈，所述支撑轴承内圈内侧抵紧于所述轴颈侧面；

所述金属套一端设置有向内突出的挡环，所述支撑轴承外圈外侧抵紧于所述挡环上，所述挡环和轴颈分别位于所述支撑轴承两侧。

7.根据权利要求6所述的丝杆传动机构，其特征在于，所述丝杆定位结构还包括嵌设于所述金属套内侧的孔用轴向挡圈，所述支撑轴承外圈内侧抵紧于所述孔用轴向挡圈上。

8.根据权利要求6所述的丝杆传动机构，其特征在于，所述驱动结构包括设置于所述机架上的驱动电机，以及与所述驱动电机连接的传动带轮结构，所述传动带轮结构与所述传动丝杆连接；

所述传动带轮结构包括与所述驱动电机连接的驱动带轮，与所述传动丝杆连接的从动带轮，以及连接所述驱动带轮和从动带轮的传动皮带；

所述从动带轮固定于所述连接轴部上，且所述从动带轮内侧与所述支撑轴承内圈外侧抵紧。

9.根据权利要求8所述的丝杆传动机构，其特征在于，所述驱动结构还包括设置于所述从动带轮外侧的轴用轴向挡圈。

10.一种线控换挡执行器，其特征在于，包括如权利要求1-9任意一项所述的丝杆传动机构，与所述丝杆传动机构连接的推杆和位置检测结构。