CN107654640A - 换挡组件和变速箱结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种换挡组件和变速箱结构。换挡组件包括凸轮轴和拨叉部件，凸轮轴上开设有挡位槽，拨叉部件开设有拨叉孔和安装孔，安装孔用于安装挡位件，凸轮轴穿设拨叉孔，挡位件卡入挡位槽。本发明实施方式中，拨叉部件集成在凸轮轴上，形成一体结构，使得换挡组件的结构更加紧凑，提高了换挡组件的组装效率。同时，通过凸轮轴的旋转调整挡位件在挡位槽中的位置，使得挡位变换更加平稳，挡位件在挡位槽中受力也更均匀，减少了换挡组件的磨损，延长了换挡组件的使用寿命。

Description

换挡组件和变速箱结构
技术领域
本发明涉及汽车变速箱领域，尤其涉及一种换挡组件和变速箱结构。
背景技术
汽车的变速箱结构一般包括换挡凸轮轴和拨叉部件，换挡凸轮轴上开设有曲型槽，拨叉部件上设置有拨叉孔和小圆台。拨叉轴穿过拨叉孔，将拨叉部件固定在变速箱结构上，且小圆台卡入换挡凸轮轴的曲型槽中，换挡凸轮轴转动从而带动拨叉小圆台在曲型槽中移动，移动到曲形槽中不同位置时就实现不同的的挡位效果。
但是这种结构中，拨叉结构和凸轮轴分离，增加了加工制造的成本和组装的难度。同时，小圆台在曲型槽中受力不均，容易发生磨损。而且此结构的变速箱组装时要保证变速箱上安装拨叉轴的垂直度和孔的同心度，工艺要求比较高。
发明内容
本发明实施方式提供的一种换挡组件，包括凸轮轴和拨叉部件，所述凸轮轴上开设有挡位槽，所述拨叉部件开设有拨叉孔和安装孔，所述安装孔用于安装挡位件，所述凸轮轴穿设所述拨叉孔，所述挡位件卡入所述挡位槽。
本发明实施方式中，拨叉部件集成在凸轮轴上，形成一体结构，使得换挡组件的结构更加紧凑，提高了换挡组件的组装效率。同时，通过凸轮轴的旋转调整挡位件在挡位槽中的位置，使得挡位变换更加平稳，挡位件在挡位槽中受力也更均匀，减少了换挡组件的磨损，延长了换挡组件的使用寿命。
在某些实施方式中，所述凸轮轴和所述拨叉孔间隙配合。
在某些实施方式中，所述挡位槽、所述挡位件和所述安装孔分别有2个，2个所述挡位槽相对设置，2个所述安装孔和2个所述挡位件对应设置在所述挡位槽上，2个所述挡位件同步移动。
在某些实施方式中，所述挡位件和所述挡位槽的内侧壁间隙配合。
在某些实施方式中，所述挡位槽大致呈直线型且内侧壁凹陷形成多个子挡位槽。
本发明实施方式提供一种变速箱结构，包括如上任一实施方式所述的换挡组件、输出轴、第一齿轮和第二齿轮，拨叉部件包括拨叉套，所述拨叉部件连接所述拨叉套，所述第一齿轮和所述第二齿轮设置在所述输出轴上，所述拨叉部件带动所述拨叉套水平移动以使所述拨叉套分别连接所述第一齿轮和所述第二齿轮。
本发明实施方式中，拨叉部件集成在凸轮轴上，形成一体结构，使得变速箱结构更加紧凑，提高了组装效率。同时，通过凸轮轴的旋转调整挡位件在挡位槽中的位置，使得挡位变换更加平稳，挡位件在挡位槽中受力也更均匀，减少了变速箱结构的磨损，延长了变速箱结构的使用寿命。
在某些实施方式中，所述第一齿轮和所述第二齿轮与所述输出轴间隙配合。
在某些实施方式中，所述变速箱结构还包括拨叉套齿轮，所述拨叉套齿轮设置在所述第一齿轮和所述第二齿轮之间且和所述输出轴花键联接，所述拨叉套和所述拨叉套齿轮通过齿轮啮合连接。
在某些实施方式中，还包括输入轴组件和过渡轴组件，所述输入轴组件包括输入齿轮，所述过渡轴组件包括第一过渡齿轮和第二过渡齿轮，所述输入齿轮和所述第二过渡齿轮啮合，所述第一过渡齿轮和所述第一齿轮啮合。
在某些实施方式中，所述输入轴和所述输出轴上设置有轴承，所述轴承和所述第一齿轮、所述第二齿轮、所述过渡轴间隔设置且之间设置有垫圈。
本发明实施方式的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施方式的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是本发明实施方式的变速箱结构的立体示意图；
图2是本发明实施方式的变速箱结构的立体结构示意图；
图3是本发明实施方式的变速箱结构的另一立体结构示意图；
图4是本发明实施方式的变速箱结构的立体分解结构示意图；
图5是本发明实施方式的变速箱结构的平面示意图；
图6是本发明实施方式的变速箱结构的另一平面示意图；
图7是本发明实施方式的换挡组件的立体结构示意图；
图8是本发明实施方式的凸轮轴的立体结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
请参阅图1-图8，本发明实施方式提供的一种换挡组件100，包括凸轮轴10和拨叉部件20，凸轮轴10上开设有挡位槽12，拨叉部件20开设有拨叉孔22和安装孔24，安装孔24用于安装挡位件242，凸轮轴10穿设拨叉孔22，挡位件242卡入挡位槽12。
本发明实施方式中，拨叉集成在凸轮轴10上，形成一体结构，使得换挡组件100的结构更加紧凑，提高了换挡组件100的组装效率。同时，通过凸轮轴10的旋转调整挡位件242在挡位槽12中的位置，使得挡位变换更加平稳，挡位件242在挡位槽12中受力也更均匀，减少了换挡组件100的磨损，延长了换挡组件100的使用寿命。
具体地，本实施方式的换挡组件100的原理大致如下：改变挡位件242在挡位槽12中的位置，使得连接拨叉部件20的拨叉套26和不同大小的齿轮配合，从而不同大小的齿轮通过拨叉套26将不同速度和不同旋转方向传递给输出轴212，达到变速目的。
不过与现有技术的换挡组件100相比，由于本实施方式中的挡位槽12大致呈直线型，使得变换挡位时，挡位件242和挡位槽12的内侧壁之间的碰撞挤压情况减少，挡位件242在挡位槽12中的移动更加平顺，从而提升了换挡体验和驾驶感受。
在某些实施方式中，凸轮轴10和拨叉孔22间隙配合。
如此，保证了凸轮轴10能在拨叉孔22中自由转动，以改变挡位件242在挡位槽12中的位置，实现换挡操作。
具体地，凸轮轴10由电机控制，精准实现转动和停止。当凸轮轴10转动时，挡位槽12也跟着转动，由于挡位槽12大致呈直线型且和水平方向形成一个夹角，挡位槽12转动过程中挡位件242在挡位槽12的位置变换，挂入不同的挡位。
进一步地，挡位件242在挡位槽12中的移动，还表现为拨叉部件20整体在水平方向上的移动。如此，拨叉部件20作用拨叉套26与不同大小的齿轮啮合，达到变速的效果。
在某些实施方式中，挡位槽12、挡位件242和安装孔24分别有2个，2个挡位槽12相对设置，2个安装孔24和2个挡位件242对应设置在挡位槽12上，2个挡位件242同步移动。
如此，凸轮轴10上的双挡位槽12和拨叉部件20上的双挡位件242同时配合，增强了换挡组件100换挡时的稳定性和平顺性，减少了在换挡过程中，挡位件242和拨叉部件20发生晃动或者摇摆的情况，进而保证了拨叉部件20和不同齿轮之间的啮合更加稳定和精准。
具体地，本实施方式中，第一个挡位槽12在第二个挡位槽12上的正投影和第二个挡位槽12形成轴对称。如此，保证了凸轮轴10在转动过程中，两个挡位件242在两个挡位槽12上能达到同步移动，进而提高变换挡位时的平顺和稳定。
在某些实施方式中，挡位件242和挡位槽12的内侧壁间隙配合。
如此，凸轮轴10转动，使得挡位件242在挡位槽12中移动时，减少了挡位件242和挡位槽12的内侧壁之间的碰撞和摩擦，进而提高了挡位件242移动的平顺性。同时，也减少了挡位件242的磨损，延长了挡位件242的使用寿命，提高了换挡操作的精准度。
具体地，在本实施方式中，挡位件242采用销钉，且销钉铆死在拨叉部件20上，与拨叉部件20形成一体结构。如此，保证了销钉和拨叉部件20的一体性，避免在换挡操作中销钉和拨叉部件20发生分离，影响换挡的精准度，影响驾驶安全。
进一步地，安装孔24的侧壁向拨叉部件20外部延伸形成凸台。如此，易于挡位件242安装，提高了挡位件242在安装孔24中的稳定性。
在某些实施方式中，挡位槽12大致呈直线型且内侧壁凹陷形成多个子挡位槽122。
如此，凸轮轴10转动过程中，挡位件242在挡位槽12中移动，与不同的子挡位槽122接触，实现不同挡位的驾驶。
具体地，子挡位槽122呈弧形。如此，挡位件242在子挡位槽122之间移动、变换位置时，更加顺滑，不会被子挡位槽122卡住，从而增强了换挡的平顺性。
本发明实施方式提供一种变速箱结构200，包括如上任一实施方式的换挡组件100、输出轴212、第一齿轮214和第二齿轮216，拨叉部件20包括拨叉套26，拨叉部件20连接拨叉套26，第一齿轮214和第二齿轮216设置在输出轴212上，拨叉部件20带动拨叉套26水平移动以使拨叉套26分别连接第一齿轮214和第二齿轮216。
本发明实施方式中，拨叉部件20集成在凸轮轴10上，形成一体结构，使得变速箱结构200更加紧凑，提高了组装效率。同时，通过凸轮轴10的旋转调整挡位件242在挡位槽12中的位置，使得挡位变换更加平稳，挡位件242在挡位槽12中受力也更均匀，减少了变速箱结构200的磨损，延长了变速箱结构200的使用寿命。
具体地，本实施方式中的变速箱结构200，第一齿轮214的半径大于第二齿轮216的半径。拨叉套26的侧壁上形成有凹槽，拨叉部件20的顶端伸入凹槽中，从而带动拨叉套26在水平方向上左右移动，移动到第一齿轮214和第二齿轮216之间，或者移动到第一齿轮214上，或者移动到第二齿轮216上，实现换挡变速操作。
在某些实施方式中，第一齿轮214和第二齿轮216与输出轴212间隙配合。
如此，拨叉部件20没有和第一齿轮214或者第二齿轮216接触的时候，第一齿轮214和第二齿轮216位于空转状态，不会带动输出轴212转动。只有当用户控制凸轮轴10转动，挡位件242位于挡位槽12的相应位置，拨叉套26移动到对应的齿轮上时，齿轮转动才会将动力传递给拨叉套26，拨叉套26再带动输出轴212转动，也就是说，拨叉28作用拨叉套26移动到相对应的从动齿轮上；从动齿轮再将动力传递给拨叉套26和拨叉套齿轮218，同时拨叉套26和拨叉套齿轮218带动输出轴212转动，其中，拨叉套26、拨叉套齿轮218和输出轴212同步转动。
在某些实施方式中，变速箱结构200还包括拨叉套齿轮218，拨叉套齿轮218设置在第一齿轮214和第二齿轮216之间且和输出轴212花键联接，拨叉套26和拨叉套齿轮218通过齿轮啮合连接。
如此，当拨叉套26和拨叉套齿轮218齿轮啮合的时候，第一齿轮214和第二齿轮216空转，输出轴212无法转动，相当于变速箱处于空挡；当拨叉套26移动到第一齿轮214和拨叉套齿轮218上的时候，拨叉套26同时和第一齿轮214上的第一小齿轮2142以及拨叉套齿轮218啮合，此时，第一齿轮214转动，带动拨叉套26转动，拨叉套26将动力传递给拨叉套齿轮218，拨叉套齿轮218和输出轴212转动，此过程同步发生；同理，当拨叉套26移动到第二齿轮216和拨叉套齿轮218上的时候，拨叉套26同时和第二齿轮216上的第二小齿轮2162以及拨叉套齿轮218啮合，此时，第二齿轮216转动，带动拨叉套26转动，拨叉套26再将动力传递给拨叉套齿轮218，从而拨叉套齿轮218和输出轴212转动，此过程也是同步发生，以保证换挡的迅速与平顺。
具体地，在本实施方式中，输出轴212和拨叉套齿轮218通过矩形花键连接。如此，拨叉套齿轮218和输出轴212之间连接较为稳固，矩形花键提高了拨叉套齿轮218带动输出轴212转动的稳定性，避免了拨叉套齿轮218和输出轴212之间打滑的情况，提高了传动效率。
具体地，第一齿轮214上设置有第一突出部，第一突出部上设置有第一小齿轮2142，第二齿轮216上设置有第二突出部，第二突出部上设置有第二小齿轮2162。拨叉套齿轮218设置在第一突出部和第二突出部之间。凸轮轴10转动，带动拨叉套26在水平方向上移动。同时，拨叉套26的内齿轮与第一小齿轮2142和拨叉套齿轮218的外齿轮同时啮合，使得第一齿轮214将动力传递给拨叉套26，并传递给输出轴，从而带动输出轴转动起来；或者拨叉套26的内齿轮与第二小齿轮2162和拨叉套齿轮218的外齿轮同时啮合，使得第二齿轮216将动力传递给拨叉套26，并传递给输出轴，从而带动输出轴转动起来，完成换挡操作。
在某些实施方式中，还包括输入轴组件219和过渡轴组件211，输入轴组件219包括输入齿轮2192，过渡轴组件211包括第一过渡齿轮2112和第二过渡齿轮2114，输入齿轮2192和第二过渡齿轮2114啮合，第一过渡齿轮2112和第一齿轮214啮合。
如此，过渡轴组件211实现了输出轴212的变速和变向操作。
具体地，输入齿轮2192带动第二过渡齿轮2114和第二齿轮216转动，第二过渡齿轮2114带动第一过渡齿轮2112转动，第一过渡齿轮2112再带动第一齿轮214转动。
在某些实施方式中，输入轴和输出轴212上设置有轴承213，轴承213和第一齿轮214、第二齿轮216、第一过渡齿轮2112和第二过渡齿轮2114间隔设置且轴承213和上述齿轮之间设置有垫圈215。
在本实施方式中，垫圈215相当于挡圈，主要起限位作用，固定齿轮的位置，防止零件在输出轴或者输出轴212的轴向方向上发生移动，影响挡位变换的精准性。
进一步地，输入轴和输出轴212上还设置有油封，油封设置在轴承213外部，并和轴承213紧密连接。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“某些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合所述实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施方式，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种换挡组件，其特征在于，包括凸轮轴和拨叉部件，所述凸轮轴上开设有挡位槽，所述拨叉部件开设有拨叉孔和安装孔，所述安装孔用于安装挡位件，所述凸轮轴穿设所述拨叉孔，所述挡位件卡入所述挡位槽。
2.根据权利要求1所述的换挡组件，其特征在于，所述凸轮轴和所述拨叉孔间隙配合。
3.根据权利要求1所述的换挡组件，其特征在于，所述挡位槽、所述挡位件和所述安装孔分别有2个，2个所述挡位槽相对设置，2个所述安装孔和2个所述挡位件对应设置在所述挡位槽上，2个所述挡位件同步移动。
4.根据权利要求1所述的换挡组件，其特征在于，所述挡位件和所述挡位槽的内侧壁间隙配合。
5.根据权利要求1所述的换挡组件，其特征在于，所述挡位槽大致呈直线型且内侧壁凹陷形成多个子挡位槽。
6.一种变速箱结构，其特征在于，包括如权利要求1-5任一项所述的换挡组件、输出轴、第一齿轮和第二齿轮，拨叉部件包括拨叉套，所述拨叉部件连接所述拨叉套，所述第一齿轮和所述第二齿轮设置在所述输出轴上，所述拨叉部件带动所述拨叉套水平移动以使所述拨叉套分别连接所述第一齿轮和所述第二齿轮。
7.根据权利要求6所述的变速箱结构，其特征在于，所述第一齿轮和所述第二齿轮与所述输出轴间隙配合。
8.根据权利要求6所述的变速箱结构，其特征在于，所述变速箱结构还包括拨叉套齿轮，所述拨叉套齿轮设置在所述第一齿轮和所述第二齿轮之间且和所述输出轴花键联接，所述拨叉套和所述拨叉套齿轮通过齿轮啮合连接。
9.根据权利要求6所述的变速箱结构，其特征在于，还包括输入轴组件和过渡轴组件，所述输入轴组件包括输入齿轮，所述过渡轴组件包括第一过渡齿轮和第二过渡齿轮，所述输入齿轮和所述第二过渡齿轮啮合，所述第一过渡齿轮和所述第一齿轮啮合。
10.根据权利要求6所述的变速箱结构，其特征在于，所述输入轴和所述输出轴上设置有轴承，所述轴承和所述第一齿轮、所述第二齿轮、所述过渡轴间隔设置且之间设置有垫圈。
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