CN108036053A - 变速器自动选换档机构及方法 - Google Patents

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韩文明
崔振华
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Abstract

本发明公开了一种变速器自动选换档机构及方法，该方法是用蜗杆带动偏心凸轮上的蜗轮一起旋转，蜗轮与偏心凸轮是一个整体零件，偏心凸轮的180度角旋转使前拨叉杆（换档执行总成）沿着副轴轨道向下拨动前同步器、再旋转180度会使换档执行总成沿着副轴轨道向上运动，可以根据工况需要改变“180度”的数值。偏心凸轮的后侧面与正侧面的相位差β角度，使系统选换档形成一个特定逻辑关系。本发明的自动换档机构，适用于多档位的变速运载工具（车辆、飞机、船舶）及其它节能调速装备。

Description

变速器自动选换档机构及方法
技术领域
本发明涉及变速器自动选换档机构及方法，具体是一种双面偏圆心凸轮同步器执行机构。
背景技术
现有的变速器技术都存在许多缺点；
（1）变速器的选换档时间长，动能损失大，舒适性差，体积大，质量重，制造工艺复杂，机械效率低制造，成本高。
（2）自动变速器采用转鼓的圆周轨道带动拨叉总成换档，这种方式需要两个转鼓和两个执行电机，如用单个执行电机，转鼓体积会很大，占用空间大，布置比较困难，零件合格率低，成本高。
上述二种变速器的换档均属制造难度大，体积大和控制复杂，制造加工成本高，故障率高，维修困难。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明采用双面偏心凸轮曲线轨道槽来完成换档的逻辑关系，偏心凸轮两侧的曲线轨道槽互相有β度角的相位差，可以根据实际工况调整相位差和变化频率，这样的相位差符合多轴式的奇数档和偶数档的换档要求，可以多个偏心凸轮平行串连方式应对多级换档，使自动变速器的档位数不受限制，节约布置空间，并且只需一个执行电机驱动。该方法是由于其中一个偏心凸轮两侧面中间层圆周上配有蜗轮，用蜗杆带动偏心凸轮上的蜗轮一起旋转，图示偏心凸轮的180度角旋转使前拨叉杆（换档执行总成）沿着副轴轨道向下拨动前同步器、再旋转180度会使换档执行总成沿着副轴轨道向上运动，并上拨同步器，完成档位切换。可以改变曲线轨道槽设置多频率，偏心凸轮的后侧面与正面的相位差β角度，使系统选换档形成一个特定逻辑关系。根据这种逻辑关系设定的初始相位角，采用伺服电机的编码器和角度传感器，并用程序算法精确控制换档的相位角，完成换档要求。其技术方案如下：
一种变速器自动选换档机构及方法，包括由偏心凸轮的圆周上连接驱动蜗杆，前后两侧设置偏心曲线轨道槽，两侧轨道槽互有β角度相位差，偏心曲线轨道槽是完成同步器的切换档位的行程，偏心曲线的变化频率可缩小零件尺寸，轨道有β角度相位差满足奇数档和偶数档的逻辑关系，嵌入偏心凸轮曲线槽的滚柱仅做一定范围的沿着前副轴轨道上下直线运动，滚柱和前拨叉杆是整体部件，因此前拨叉杆拨动同步器上下直线运动，实现变换档需求。根据换档的逻辑要求在两偏心凸轮布置换档执行总成。
进一步的，在所述双面偏心凸轮曲线轨道槽来完成换档的逻辑关系，偏心凸轮两侧的曲线轨道槽互有β度角的相位差。
进一步的，所述可以多个偏心凸轮平行串连方式应对多级换档，使自动变速器的档位数不受限制，减少执行电机数量，只要其中一个偏心凸轮两侧面中间层圆周上配有蜗轮，用蜗杆带动偏心凸轮上的蜗轮一起旋转。
进一步的，采用偏心凸轮旋转角度使前拨叉杆（换档执行总成）沿着副轴轨道向下拨动前同步器、再旋转角度会使换档执行总成沿着副轴轨道向上运动，并上拨同步器，完成档位切换。
进一步的，所述改变曲线轨道槽可设置多频率变化曲线，偏心凸轮的后侧面与正面的相位差β角度，使系统选换档形成一个特定逻辑关系。
进一步的，所述嵌入偏心凸轮曲线槽的滚柱仅做一定范围的沿着前副轴轨道上下直线运动，滚柱和前拨叉杆是整体部件。
进一步的，所述副轴轨道确保拨叉杆上下直线运动。
本发明的变速器自动选换档机构及方法，适用于更多档位的变速运载工具（车辆、飞机、船舶）及其它节能调速装备。
附图说明
图1是本发明的变速器自动选换档机构结构示意图。
图中各附图标记含义：1-左后换档执行总成、2-偏心凸轮、3-前拨叉杆、4-前副轴轨道、5-前同步器、6-蜗杆、7-蜗轮。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图1所示，本发明的变速器自动选换档机构及方法，包括左后换档执行总成1，左后换档执行总成1上的滚柱嵌入偏心凸轮2后面的偏心轨道中，平行于副轴轨道上下直线运动，无其它方向的运动，同理前侧的换档执行总成也是这样运动；当蜗杆6在外部旋转动力的作用下，带动偏心凸轮2中间层的蜗轮7转动，偏心凸轮2是以O点为圆心旋转，由于偏心圆的圆心在A点，当偏心凸轮2转过180度角后A点在O点的下方了，此时C点在最高位，B点在最低位，由于C点离旋转运动圆心O比B点近，此时前拨叉杆3的滚柱沿着平行于副轴轨道向下直线运动，带动前同步器5向下走动，就这样完成换档工作。
本发明解决自动变速器换档的高效精确问题，多个偏心凸轮平行串连应对多级换档，使自动变速器的档位数不受限制，节约布置空间，并且只需一个执行电机。本发明对加工的精度要求不高，成本是其它转鼓带动同步器的四分之一，可以实现标准化、模块化、通用化，使维修方便及成本低。
以上所述及图中所示的仅是本发明的优选实施方式。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的原理的前提下，还可以作出若干变型和改进，这些也应视为属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种变速器自动选换档机构，包括偏心凸轮（2），偏心凸轮（2）中间层设置蜗轮（7），蜗轮（7）圆周上连接驱动蜗杆（6），其特征在于：偏心凸轮（2）前后两侧设置偏心曲线轨道槽，两侧偏心曲线轨道槽互有β角度相位差，满足奇数档和偶数档的逻辑关系，嵌入偏心曲线轨道槽的滚柱沿着副轴轨道上下直线运动，滚柱和前拨叉杆（3）构成一个整体，前拨叉杆拨动同步器上下直线运动，实现变换档。
2.如权利要求1所述的变速器自动选换档机构，其特征在于：包括多个偏心凸轮（2），多个偏心凸轮（2）以平行串连方式对应多级换档，其中只有一个偏心凸轮（2）中间层圆周上配置所述蜗轮（7）。
3.如权利要求1所述的变速器自动选换档机构，其特征在于：所述偏心凸轮（2）旋转角度使拨叉杆沿着副轴轨道向下拨动同步器，再旋转角度会使换档执行总成沿着副轴轨道向上运动，并上拨动同步器，完成档位切换。
4.如权利要求1所述的变速器自动选换档机构，其特征在于：所述偏心曲线轨道槽设置为多频率变化曲线轨道槽。
5.一种变速器自动选换档方法，采用双面偏心凸轮曲线轨道槽完成换档的逻辑关系，偏心凸轮两侧的曲线轨道槽互相有β度角的相位差，并根据实际工况调整相位差和变化频率，以满足多轴式奇数档和偶数档的换档要求。
6.如权利要求5所述的变速器自动选换档方法，其特征在于：多个偏心凸轮平行串连方式对应多级换档，使自动变速器的档位数不受限制，并且只需一个执行电机驱动。
7.如权利要求5或6所述的变速器自动选换档方法，其特征在于：其中一个偏心凸轮两侧面中间层圆周上配有蜗轮，用蜗杆带动偏心凸轮上的蜗轮一起旋转。
8.如权利要求5或6所述的变速器自动选换档方法，其特征在于：所述偏心凸轮（2）旋转角度使拨叉杆沿着副轴轨道向下拨动同步器，再旋转角度会使换档执行总成沿着副轴轨道向上运动，并上拨动同步器，完成档位切换。
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