CN108825775A - 一种汽车用变速器驻车机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽车用变速器驻车机构，涉及汽车变速器技术领域，包括驻车齿轮、驻车棘爪、销轴、回位销、第一固定销、转轴、驻车凸轮、扭转回位弹簧、弹性定位座、第一球轴承、扇形蜗轮、蜗杆、第二球轴承和第二固定销；所述第一球轴承与第二球轴承间安装有蜗杆，蜗杆用于接受驻车驱动电机的驱动，本发明提供了一种结构紧凑、高减速比、增扭容量大、精度易于保证和实现、在实现相同驻车功能需求的应用中，可采用功率更小的驱动电机、易于实现整车电子驻车功能（电子P档）需求。由于结构相对精简，零件数量少，有相应的成本优势。通过采用驻车摆臂取代蜗轮蜗杆副及转轴简单设计调整，也可实现变速器手动驻车功能。

Description

一种汽车用变速器驻车机构

技术领域

本发明涉及汽车变速器技术领域，具体是一种汽车用变速器驻车机构。

背景技术

首先，汽车驻车机构从汽车自动变速器诞生以来，逐步被广泛应用，至今已成为自动变速器必备的辅助安全停车的机构之一。目前应用于自动变速器的驻车机构，形式多样，机构设计普遍复杂，工艺性差，因此，成本相对较高，精度和质量保证困难。

其次，随着全球对汽车排放要求及标准的逐步提高，新能源汽车，如电动汽车、混合动力汽车以及智能汽车将成为汽车发展的趋势和主流，相对应的新能源汽车变速器将趋于少档化（如两档或一档）、重量轻、体积小及成本低等方向发展，为此，在满足功能要求的前提下，需尽可能精简自身的结构、空间及重量，各零部件尽可能一件多能，高度集成及自动化。

因此需要设计一款适用于电机直接驱动自动上锁和解锁或通过增减部分零件应用于手动上锁或解锁的车用变速器，可以根据整车需要实现电子P档或手动P档。

发明内容

本发明的目的是提供一种新能源汽车用变速器或传统车自动变速器用驻车机构，零件结构精简、重量轻、体积小、功能可靠、成本低，以解决上述背景技术问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种汽车用变速器驻车机构，包括驻车齿轮、驻车棘爪、销轴、回位销、第一固定销、转轴、驻车凸轮、扭转回位弹簧、弹性定位座、第一球轴承、扇形蜗轮、蜗杆、第二球轴承和第二固定销；所述第一球轴承与第二球轴承间安装有蜗杆，蜗杆用于接受驻车驱动电机的驱动，蜗杆与扇形蜗轮啮合，扇形蜗轮上设有固定销孔、扭转弹簧工作槽及辅助定位槽，弹性定位座安装于壳体并与扇形蜗轮上的辅助定位槽配合；扇形蜗轮通过第二固定销与转轴连接，转轴两端分别设有第一支承轴径和第二支承轴径，分别与第一轴承套和第二轴承套间隙配合，第一轴承套和第二轴承套分别紧配安装于壳体上，转轴通过第一固定销与驻车凸轮连接，同时在扇形蜗轮与驻车凸轮之间安装一带预紧力的扭转回位弹簧，驻车凸轮上设有扭转回位弹簧工作孔、驻车棘爪回位导孔、驻车工作廓面；驻车凸轮通过驻车工作廓面与驻车棘爪工作廓面啮合，同时安装于驻车棘爪上的回位销与驻车凸轮上的驻车棘爪回位导孔配合，驻车棘爪空套在固定安装于壳体的销轴，驻车棘爪上的驻车齿与驻车齿轮上的齿槽啮合，驻车齿轮通过内花键与变速器传动用齿轮轴连接，实现变速器传动齿轮及轴系的锁止或解锁，整套机构安装于壳体后的密封，主要通过安装在壳体上的第一油封与蜗杆上的油封轴径配合，第二油封与转轴油封轴径配合来实现。

作为本发明再进一步的方案：所述驻车齿轮上设有用于驻车锁止的齿槽及用于安装在传动用齿轮轴的花键孔。

作为本发明再进一步的方案：所述驻车棘爪，设有销轴孔用于安装限位，工作廓面，回位销孔及驻车齿等功能部位，各部位的具体尺寸，大小及廓面形状可根据实际使用场合或需要进行设计调整。

作为本发明再进一步的方案：所述回位销，与驻车凸轮的驻车棘爪回位导孔配合，其大小和长度将根据实际应用场合或需要进行设计，主要用于驻车棘爪驻车解锁时回位。

作为本发明再进一步的方案：所述第一固定销，其大小和长度将根据实际应用场合或需要进行设计，紧配安装于转轴上的第一固定销孔，用于传递驻车驱动力，并通过与驻车凸轮上的腰形槽配合，来限定驻车凸轮的转动范围。

作为本发明再进一步的方案：所述转轴设计有一扁方用于安装驻车转角位置传感器，油封轴径与第二油封配合用于密封，第一轴径与第一轴承套间隙配合，第二轴径与第二轴承套间隙配合间隙配合，以确保转轴可以自由转动和耐磨性，第一固定销孔用于紧配安装第一固定销，第二固定销孔用于紧配安装第二固定销，具体尺寸规格可根据实际应用需要调整。

作为本发明再进一步的方案：所述驻车凸轮，设计有安装孔，腰形槽，扭转回位弹簧工作孔，驻车工作廓面及驻车棘爪回位导孔，具体尺寸及轮廓将根据实际应用场合或需要进行适当调整。

作为本发明再进一步的方案：所述扭转回位弹簧，空套在转轴上，两端分别设计有工作或固定用的第一插脚和第二插脚，具体尺寸规格可根据实际应用需要调整。

作为本发明再进一步的方案：所述扇形蜗轮，设计有蜗轮齿、安装孔、辅助定位槽、扭转弹簧工作槽及固定销孔，具体尺寸、蜗轮参数及轮廓将根据实际应用场合或需要进行适当调整。

作为本发明再进一步的方案：所述蜗杆，设计有一字方槽用于接受驻车电机扭矩和转速、油封轴径用于密封、第一轴径用于支承、蜗杆齿用于驱动扇形蜗轮、第二轴径用于支承，具体尺寸、蜗杆参数将根据实际应用场合或需要进行适当调整。

作为本发明再进一步的方案：所述第一轴承套和第二轴承套，固定安装在变速器壳体上，与转轴间隙配合，第一轴承套和第二轴承套设计有法兰面，用于转轴部件轴向限位。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本驻车机构采用了蜗轮蜗杆副来对驻车驱动电机进行减速增扭，避免采用多组齿轮副减速增扭，使结构更加精简，材耗更少；

2、将蜗轮蜗杆副直接安装于变速器壳体，可以充分利用变速器的空间，便于适应不同的整车安装布置需要，与将蜗轮蜗杆副或齿轮副安装于电机的方案相比，减少了变速器总成外挂质量，使结构更加紧凑；

3、采用驻车凸轮安装于转轴，并通过转轴来驱动驻车机构锁止或解锁的方案，结构简单且紧凑，零件制造精度易于保证和实现，驻车锁止或解锁更加可靠；

4、本发明提供了一种结构紧凑、高减速比、增扭容量大、精度易于保证和实现、在实现相同驻车功能需求的应用中，可采用功率更小的驱动电机、易于实现整车电子驻车功能（电子P档）需求。由于结构相对精简，零件数量少，有相应的成本优势。通过采用驻车摆臂取代蜗轮蜗杆副及转轴简单设计调整，也可实现变速器手动驻车功能。

附图说明

图1为本发明驻车机构结构实施例1的示意图；

图2为本发明驻车机构解锁状态示意图；

图3为本发明驻车机构锁止，驻车棘爪未入驻车齿槽状态示意图；

图4为本发明驻车机构锁止，驻车棘爪已入驻车齿槽状态示意图；

图5为本发明中驻车齿轮主视图；

图6为本发明中图5中沿E-E线的剖视图；

图7为本发明中驻车棘爪主视图；

图8为本发明中图7的俯视图；

图9为本发明中销轴的主视图；

图10为本发明中图9的左视图；

图11为本发明中回位销的主视图；

图12为本发明图11的左视图；

图13为本发明中第一固定销50的主视图；

图14为本发明中图13的左视图；

图15为本发明中转轴的主视图；

图16为本发明中图15的沿A-A线的剖视图；

图17为本发明中图15的沿B-B线的剖视图；

图18为本发明中图15的沿C-C线的剖视图；

图19为本发明中驻车凸轮的主视图；

图20为本发明中图19的右视图；

图21为本发明中图19的左视图；

图22为本发明中图19的后视图；

图23为本发明中扭转回位弹簧的主视图；

图24为本发明中图23的左视图；

图25为本发明中扇形蜗轮的主视图；

图26为本发明中图25的俯视图；

图27为本发明中蜗杆的主视图；

图28为本发明中图27的左视图；

图29为本发明中第二固定销主视图；

图30为本发明中图29的左视图；

图31为本发明中的第一轴承套的主视图；

图32为本发明中图31的俯视图；

图33为本发明中的第二轴承套的主视图；

图34为本发明中图33的俯视图；

图35为本发明驻车机构结构实施例2的示意图；

图36为本发明的实施例2中扇形蜗轮A的主视图；

图37为本发明的实施例2中图36的俯视图；

图38为本发明的拓展应用结构的示意图；

图39为本发明的拓展应用结构中转轴A的主视图；

图40为本发明的拓展应用结构中图39的沿D-D线的剖视图；

图41为本发明的拓展应用结构中扇形蜗轮B的主视图；

图42为本发明的拓展应用结构中图41的俯视图；

图43为本发明中图1的俯视图；

图44为本发明中图1的左视图；

图45为本发明中图35的俯视图；

图46为本发明中图35的左视图；

图47为本发明中图38的俯视图；

图48为本发明中图38的左视图。

其中：10-驻车齿轮；11-齿槽；12-花键孔；20-驻车棘爪；21-销轴孔；22-工作廓面；23-回位销孔；24-驻车齿；30-销轴；40-回位销；50-第一固定销；60-转轴；61-扁方；62-油封轴径；63-第一轴径；64-第二固定销孔；65-第一固定销孔；66-第二轴径；60a-转轴A；67-油封轴径A；68-扁方A；69-螺孔A；70-驻车凸轮；71-安装孔；72-腰形槽；73-扭转回位弹簧工作孔；74-驻车工作廓面；75-驻车棘爪回位导孔；80-扭转回位弹簧；81-第一插脚；82-第二插脚；90-弹性定位座；100-第一球轴承；110-扇形蜗轮；111-蜗轮齿；112-安装孔；113-辅助定位槽；114-扭转弹簧工作槽；115-固定销孔；110a-扇形蜗轮A；110b-扇形蜗轮B；120-蜗杆；121-一字方槽；122-油封轴径；123-第一轴径；124-蜗杆齿；125-第二轴径；130-第二球轴承；140-第一油封；150-第二油封；160-第一轴承套；170-第二固定销；180-第二轴承套；190-第二油封A。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。

实施例1：

如图1-4、43和44所示，一种汽车用变速器驻车机构，包括驻车齿轮10、驻车棘爪20、销轴30、回位销40、第一固定销50、转轴60、驻车凸轮70、扭转回位弹簧80、弹性定位座90、第一球轴承100、扇形蜗轮110、蜗杆120、第二球轴承130和第二固定销170；第一球轴承100与第二球轴承130间安装有蜗杆120，蜗杆120用于接受驻车驱动电机的驱动，蜗杆120与扇形蜗轮110啮合，扇形蜗轮110上设有固定销孔115、扭转弹簧工作槽114及辅助定位槽113，弹性定位座90安装于壳体并与扇形蜗轮110上的辅助定位槽113配合；扇形蜗轮110通过第二固定销170与转轴60连接，转轴60两端分别设有第一支承轴径63和第二支承轴径66，分别与第一轴承套160和第二轴承套180间隙配合，第一轴承套160和第二轴承套180分别紧配安装于壳体上，转轴60通过第一固定销50与驻车凸轮70连接，同时在扇形蜗轮110与驻车凸轮70之间安装一带预紧力的扭转回位弹簧80，驻车凸轮70上设有扭转回位弹簧工作孔73、驻车棘爪回位导孔75、驻车工作廓面74；驻车凸轮70通过驻车工作廓面74与驻车棘爪工作廓面22啮合，同时安装于驻车棘爪20上的回位销40与驻车凸轮70上的驻车棘爪回位导孔75配合，如图9-10所示，驻车棘爪70空套在固定安装于壳体的销轴30，驻车棘爪20上的驻车齿24与驻车齿轮10上的齿槽11啮合，驻车齿轮10通过花键孔12与变速器传动用齿轮轴连接，实现变速器传动齿轮及轴系的锁止或解锁。

如图5-6所示，驻车齿轮10上设有用于驻车锁止的齿槽11及用于安装在传动用齿轮轴的花键孔12。

如图7-8所示，驻车棘爪20，设有销轴孔21用于安装限位，工作廓面22，回位销孔23及驻车齿24等功能部位，各部位的具体尺寸，大小及廓面形状可根据实际使用场合或需要进行设计调整。

如图10-11所示，回位销40，与驻车凸轮70的驻车棘爪回位导孔75配合，其大小和长度将根据实际应用场合或需要进行设计，主要用于驻车棘爪驻车解锁时回位。

如图13-14所示，第一固定销50，其大小和长度将根据实际应用场合或需要进行设计，紧配安装于转轴60上的第一固定销孔65，用于传递驻车驱动力，并通过与驻车凸轮70上的腰形槽72配合，来限定驻车凸轮的转动范围。

如图16-18所示，转轴60设计有一扁方61用于安装驻车转角位置传感器，油封轴径62与第二油封150配合用于密封，第一轴径63与第一轴承套160间隙配合，第二轴径66与第二轴承套180间隙配合间隙配合，以确保转轴60可以自由转动和耐磨性，第一固定销孔65用于紧配安装第一固定销50，第二固定销孔64用于紧配安装第二固定销170，具体尺寸规格可根据实际应用需要调整。

如图19-22所示，驻车凸轮70，设计有安装孔71，腰形槽72，扭转回位弹簧工作孔73，驻车工作廓面74及驻车棘爪回位导孔75，具体尺寸及轮廓将根据实际应用场合或需要进行适当调整。

如图23-24所示，扭转回位弹簧80，空套在转轴60上，两端分别设计有工作或固定用的第一插脚81和第二插脚82，具体尺寸规格可根据实际应用需要调整。

如图25-26所示，扇形蜗轮110，设计有蜗轮齿111、安装孔112、辅助定位槽113、扭转弹簧工作槽114及固定销孔115，具体尺寸、蜗轮参数及轮廓将根据实际应用场合或需要进行适当调整。

如图27-28所示，蜗杆120，设计有一字方槽121用于接受驻车电机扭矩和转速、油封轴径122用于密封、第一轴径123用于支承、蜗杆齿124用于驱动扇形蜗轮110、第二轴径125用于支承，具体尺寸、蜗杆参数将根据实际应用场合或需要进行适当调整。

如图31-32所示，第一轴承套160和第二轴承套180，固定安装在变速器壳体上，主要用于支承转轴60，与转轴60间隙配合，第一轴承套160和第二轴承套180设计有法兰面，用于转轴60部件轴向限位。

驻车齿轮10通过花键孔12固定安装在变速器的传动系的齿轮轴中，可以随传动系齿轮轴进行同步转动，通过齿槽11与驻车棘爪上的驻车齿24配合工作，即压入进行锁止传动系或拨出来解锁传动系；驻车棘爪20通过销轴孔21与销轴30间隙配合进行位置固定，驻车棘爪20只能绕销轴30转动，销轴30两端通过过盈配合固定安装在变速器壳体对应安装孔；驻车棘爪20上的工作廓面22与驻车凸轮70上的驻车工作廓面74相配合，由驻车凸轮70的转动来驱动驻车棘爪20在有限的范围内绕销轴30上下摆动；驻车棘爪20上设有回位销孔23，回位销40一端通过过盈配合固定于回位销孔23，另一端与驻车凸轮70上的驻车棘爪回位导孔75配合，由此限定驻车棘爪20的转动范围，并在本机构解锁时，通过回位销40将驻车棘爪20提起或从驻车齿轮10的齿槽11中拨出。

如图29-30所示，驻车凸轮70，安装孔71与转轴60小间隙配合，腰形槽72与第一固定销50配合，第一固定销50通过过盈配合安装于转轴60上的第一固定销孔65，由此驻车凸轮70的周向和径向活动范围由腰形槽72与第一固定销50所限定；扇形蜗轮110与转轴60小间隙配合通过固定销孔115、第二固定销孔64与第二固定销170过盈配合来实现扇形蜗轮110与转轴60刚性连接，合为一体；扇形蜗轮110套入转轴60之前，须将扭转回位弹80套入转轴60，置于驻车凸轮70与扇形蜗轮110之间，在扇形蜗轮110与转轴60安装固定后，须将扭转回位弹80的第一插脚81和第二插脚分别插入扭转回位弹簧工作孔73和扭转弹簧工作槽114中，再通过转轴60上的第一轴径63与第二轴径66分别与过盈配合安装于壳体的第一轴承套160和第二轴承套180间隙配合安装于变速器中；其中弹性定座90通过螺纹安装固定在变速器壳体的相应部位与扇形蜗轮110的辅助定位槽113配合；蜗杆120通过第一轴径123与第一球轴承100及第二轴径125与第二球轴承130固定安装于壳体对应的轴承孔中。

由以上可知，本驻车机构直接安装在汽车变速器箱体内，可利用变速器内部润滑油进行润滑，为确保安装部位密封，设计有安装于壳体的第一油封140与蜗杆120的油封轴径122配合，安装于壳体的第二油封150与转轴60的油封轴径62配合，以确保满足汽车变速器的整体密封要求。

针对本发明驻车机构的锁止和解锁过程，详细说明如下：由蜗杆120直接接受驻车电机的转速和扭矩，通过扇形蜗轮110进行减速并增扭，由扇形蜗轮110上的固定销孔115将扭矩和转角传递给固定在转轴60上的第二固定销170，通过固定在转轴60上的第二固定销170将扭矩和转角传递给转轴60，并通过转轴60将扭矩和转角传递给用于驻车凸轮70限位的第一固定销50，通过第一固定销50将扭矩转角传递给驻车凸轮70，驻车凸轮70将扭矩转化为锁止力，同时转动一个角度；通过驻车凸轮70驻车工作廓面74与驻车棘爪20工作廓面22啮合顶压，将锁止力传递给驻车棘爪20，驻车棘爪20绕固定于壳体的销轴30转动并压向驻车齿轮10，直至驻车棘爪20的驻车齿24完全卡入驻车齿轮10的齿槽11，弹性定位座90钢球落入扇形蜗轮110辅助定位槽113的驻车锁止位置，驻车齿轮10通过花键孔12与汽车变速器的传动系中的齿轮轴连接，此时锁止力及其反作用力将处于驻车凸轮70、转轴60与驻车齿轮10安装齿轮轴的轴截面上，至此，本驻车机构在无外力驱动的情况下，处于机械自锁状态；由于驻车齿轮10的齿槽11是有限的，驻车棘爪20的驻车齿24也不可能无限小，因此驻车锁止过程中，存在驻车棘爪20的驻车齿24无法卡入驻车齿轮10齿槽11的概率，为避免这种工况对驻车锁止功能效果的影响，确保驻车锁止功能百分之百有效及可靠，在扇形蜗轮110与驻车凸轮70之间设有扭转回位弹簧80并进行预紧安装，当本驻车机构处于锁止工作状态时，若驻车棘爪20没有卡入驻车齿轮10的齿槽11而是卡在驻车齿轮的齿顶圆处，则扭转回位弹簧80与驻车凸轮70存在转角位移，扭转回位弹簧80将对驻车凸轮70施加额外的锁止力，直至驻车棘爪20的驻车齿24卡入（当整车存在微小的挪动或传动系统存在间隙时）驻车齿轮10的齿槽11，扭转回位弹簧80回归安装初始状态，驻车锁止到位；从驻车锁止状态解锁，正好与锁止过程相反，驻车电机输入与驻车锁止相反的转速及力矩给驱动蜗杆120，由蜗杆120驱动扇形蜗轮110，扇形蜗轮110通过第二固定销170驱动转轴60，转轴60通过第一固定销50驱动驻车凸轮70，驻车凸轮70通过其驻车棘爪回位导孔75驱动安装于驻车棘爪20上的回位销40将驻车棘爪20从驻车齿轮10的齿槽11中拨出，同时弹性定位座90的钢球升至扇形蜗轮110的辅助定位槽113驻车解锁工作位置，实现驻车解锁。

由上述可知，本发明将直接安装在汽车变速器箱体内部，与汽车变速器一体化设计，通过蜗杆蜗轮机构来减速增扭，无需通过多级齿轮减速，可以选用相对来说功率较小的驻车驱动电机，大大缩减了驻车驱动电机的外挂空间，驻车执行机构精简，驻车动作传递路径短，高效可靠，不但巧妙地解决了布置空间的问题，而且整套机构零部件的数量少，同时降低了采购成本。

图1为本发明驻车机构的结构示意图，展示了本驻车机构除变速器壳体、驻车电机及转角位移传感器外，所有零件相对位置关系；图2为本发明驻车机构解锁状态示意图，展示了该状态下驻车齿轮10、驻车棘爪20、回位销40、第一固定销50、驻车凸轮70、弹性定位座90、扇形蜗轮110及蜗杆120的相对位置关系；图3本发明驻车机构锁止，驻车棘爪未入驻车齿槽状态示意图，展示了该状态下驻车齿轮10、驻车棘爪20、回位销40、第一固定销50、驻车凸轮70、弹性定位座90、扇形蜗轮110及蜗杆120的相对位置关系；图4为本发明驻车机构锁止，驻车棘爪已入驻车齿槽状态示意图，展示了该状态下驻车齿轮10、驻车棘爪20、回位销40、第一固定销50、驻车凸轮70、弹性定位座90、扇形蜗轮110及蜗杆120的相对位置关系。

实施例2：

作为本发明的优化，图35、图45、图46为本发明的优化结构示意图：该优化方案是基于蜗杆蜗轮副的反向传动自锁特性，设计和制造时须针对此两零件所用材料及摩擦系数，选用合适导程角，以实现蜗杆蜗轮副单向传动，即蜗杆120为主动时，可以传递转速和扭矩，扇形蜗轮110为主动时，机构自锁，不传递转速和扭矩，因此本优化方案可能减除弹性定位座90，相应的变速器壳体可以取消该部分结构，如图36-37所示，扇形蜗轮A110a取消辅助定位槽113，这样可以进一步精简本发明驻车机构总成的零件数量，进一步降低本发明的成本。

本发明的功能拓展应用，图38、图47、图48为本发明的拓展应用结构示意图，本应用方案，主要是针对汽车变速器驻车机构采用纯机械的应用，适用于电子P档的电机电控部分移至整车换档操纵总成或手动驻车的应用场合。如图38-42所示，取消蜗杆120、第一球轴承100、第二球轴承130及第一油封140的安装，扇形蜗轮B110b取消蜗轮齿111结构，转轴A60a增加油封轴径A与第二油封A190配合，增加扁方A68用于安装驻车摆臂，增加螺孔A69用于固定驻车摆臂，驻车摆臂未包含在本发明中，可以根据具体应用场合进行设计或命名。

对于第一球轴承100、第二球轴承130、弹性定位座90、第一油封140、第二油封150以及第二油封A190等零件或功能部位等本发明未特殊表述的部分，可根据具体变速器实施的要求，参考通用零部件相对应的技术条件及标准进行选用实施。对于本驻车机构安装实现，须根据驻车机构支承或密封部位，对应在变速器壳体上设计出相匹配的安装结构。

由蜗杆120直接接受驻车电机的转速和扭矩，通过扇形蜗轮110进行减速并增扭，由扇形蜗轮110上的固定销孔115将扭矩和转角传递给固定在转轴60上的第二固定销170，通过固定在转轴60上的第二固定销170将扭矩和转角传递给转轴60，并通过转轴60将扭矩和转角传递给用于驻车凸轮70限位的第一固定销50，通过第一固定销50将扭矩转角传递给驻车凸轮70，驻车凸轮70将扭矩转化为锁止力，同时转动一个角度；通过驻车凸轮70驻车工作廓面74与驻车棘爪20工作廓面22啮合顶压，将锁止力传递给驻车棘爪20，驻车棘爪20绕固定于壳体的销轴30转动并压向驻车齿轮10，直至驻车棘爪20的驻车齿24完全卡入驻车齿轮10的齿槽11，弹性定位座90钢球落入扇形蜗轮110辅助定位槽113的驻车锁止位置，驻车齿轮10通过花键孔12与汽车变速器的传动系中的齿轮轴连接，此时锁止力及其反作用力将处于驻车凸轮70、转轴60与驻车齿轮10安装齿轮轴的轴截面上，至此，本驻车机构在无外力驱动的情况下，处于机械自锁状态；由于驻车齿轮10的齿槽11是有限的，驻车棘爪20的驻车齿24也不可能无限小，因此驻车锁止过程中，存在驻车棘爪20的驻车齿24无法卡入驻车齿轮10齿槽11的概率，为避免这种工况对驻车锁止功能效果的影响，确保驻车锁止功能百分之百有效及可靠，在扇形蜗轮110与驻车凸轮70之间设有扭转回位弹簧80并进行预紧安装，当本驻车机构处于锁止工作状态时，若驻车棘爪20没有卡入驻车齿轮10的齿槽11而是卡在驻车齿轮的齿顶圆处，则扭转回位弹簧80与驻车凸轮70存在转角位移，扭转回位弹簧80将对驻车凸轮70施加额外的锁止力，直至驻车棘爪20的驻车齿24卡入（当整车存在微小的挪动或传动系统存在间隙时）驻车齿轮10的齿槽11，扭转回位弹簧80回归安装初始状态，驻车锁止到位；从驻车锁止状态解锁，正好与锁止过程相反，驻车电机输入与驻车锁止相反的转速及力矩给驱动蜗杆120，由蜗杆120驱动扇形蜗轮110，扇形蜗轮110通过第二固定销170驱动转轴60，转轴60通过第一固定销50驱动驻车凸轮70，驻车凸轮70通过其驻车棘爪回位导孔75驱动安装于驻车棘爪20上的回位销40将驻车棘爪20从驻车齿轮10的齿槽11中拨出，同时弹性定位座90的钢球升至扇形蜗轮110的辅助定位槽113驻车解锁工作位置，实现驻车解锁。

本发明主要基于蜗杆蜗轮副及凸轮机构的传动原理和特点，充分利用蜗杆蜗轮副高减速比、增扭大的特点，与凸轮机构进行有机的组合，通过合理的空间布置，实现本驻车机构在锁止工作状态时能够机械自锁，安全可靠。机构相对精简，零件数量少，占用空间小，成本低，且可以选用功率较小的驻车驱动电机。

从本驻车机构的受力分析可知，驻车锁止工况的主要负载是由驻车齿轮10传递给驻车棘爪20，驻车棘爪20传递给销轴30，由销轴30传递给变速器壳体；驻车机构自锁力为其承受负载的一小部分分力，决定于驻车棘爪20驻车齿24两侧的斜角，该力主要通过驻车凸轮70传递给转轴60，再由转轴60通过第一轴承套160和第二轴承套180传递给变速器壳体。机构解锁时，只要克服驻车凸轮70驻车工作廓面74与驻车棘爪20工作廓面22之间的摩擦力。由以上分析可知，本发明驻车机构的主要负载最终承载件为变速器壳体，满足驻车机构功能和可靠性设计要求。

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“设置”、“相连”及“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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种汽车用变速器驻车机构，包括驻车齿轮（10）、驻车棘爪（20）、销轴（30）、回位销（40）、第一固定销（50）、转轴（60）、驻车凸轮（70）、扭转回位弹簧（80）、弹性定位座（90）、第一球轴承（100）、扇形蜗轮（110）、蜗杆（120）、第二球轴承（130）和第二固定销（170）；第一球轴承（100）与第二球轴承（130）间安装有蜗杆（120），蜗杆（120）与扇形蜗轮（110）啮合连接，扇形蜗轮（110）上设置有固定销孔（115）、扭转弹簧工作槽（114）及辅助定位槽（113），其特征在于，所述弹性定位座（90）安装于壳体上并与扇形蜗轮（110）上的辅助定位槽（113）配合连接；扇形蜗轮（110）通过第二固定销（170）与转轴（60）连接，转轴（60）两端分别设有第一支承轴径（63）和第二支承轴径（66），第一支承轴径（63）和第二支承轴径（66）分别与第一轴承套（160）和第二轴承套（180）间隙配合，第一轴承套（160）和第二轴承套（180）分别紧配安装于壳体上，转轴（60）通过第一固定销（50）与驻车凸轮（70）连接，扇形蜗轮（110）与驻车凸轮（70）之间安装一带预紧力的扭转回位弹簧（80），驻车凸轮（70）上设有扭转回位弹簧工作孔（73）、驻车棘爪回位导孔（75）、驻车工作廓面（74）；

所述驻车凸轮（70）通过驻车工作廓面（74）与驻车棘爪工作廓面（22）啮合连接，安装于驻车棘爪（20）上的回位销（40）与驻车凸轮（70）上的驻车棘爪回位导孔（75）配合连接，驻车棘爪（70）空套在固定安装于壳体的销轴（30），驻车棘爪（20）上的驻车齿（24）与驻车齿轮（10）上的齿槽（11）啮合连接，驻车齿轮（10）通过内花键（12）与变速器传动用齿轮轴连接。

2.根据权利要求1所述的汽车用变速器驻车机构，其特征在于，所述驻车齿轮（10）上设有用于驻车锁止的齿槽（11）及用于安装在传动用齿轮轴的花键孔（12）。

3.根据权利要求1或2所述的汽车用变速器驻车机构，其特征在于，所述驻车棘爪（20）设有销轴孔（21）、工作廓面（22）、回位销孔（23）及驻车齿（24）。

4.根据权利要求3所述的汽车用变速器驻车机构，其特征在于，所述回位销（40）与驻车凸轮（70）的驻车棘爪回位导孔（75）配合连接，第一固定销（50）紧配安装于转轴（60）上的第一固定销孔（65）并与驻车凸轮（70）上的腰形槽（72）配合连接。

5.根据权利要求1所述的汽车用变速器驻车机构，其特征在于，所述转轴（60）上设置有用于安装驻车转角位置传感器的扁方（61），油封轴径（62）与第二油封（150）密封配合连接，第一轴径（63）与第一轴承套（160）间隙配合，第二轴径（66）与第二轴承套（180）间隙配合，第一固定销孔（65）紧配安装第一固定销（50），第二固定销孔（64）紧配安装第二固定销（170）。

6.根据权利要求1所述的汽车用变速器驻车机构，其特征在于，所述驻车凸轮（70）设置有安装孔（71）、腰形槽（72）、扭转回位弹簧工作孔（73）、驻车工作廓面（74）及驻车棘爪回位导孔（75）。

7.根据权利要求1所述的汽车用变速器驻车机构，其特征在于，所述扭转回位弹簧（80）空套在转轴（60）上且两端分别设置有第一插脚（81）和第二插脚（82）。

8.根据权利要求1或2或5或6或7所述的汽车用变速器驻车机构，其特征在于，所述扇形蜗轮（110）设置有蜗轮齿（111）、安装孔（112）、辅助定位槽（113）、扭转弹簧工作槽（114）及固定销孔（115）。

9.根据权利要求1所述的汽车用变速器驻车机构，其特征在于，所述蜗杆（120）设置有用于接受驻车电机扭矩和转速的一字方槽（121）、油封轴径（122）、第一轴径（123）、用于驱动扇形蜗轮（110）的蜗杆齿（124）、第二轴径（125）。

10.根据权利要求1或2或5或6或7或9所述的汽车用变速器驻车机构，其特征在于，所述第一轴承套（160）和第二轴承套（180）固定安装在变速器壳体上，第一轴承套（160）和第二轴承套（180）设置有用于转轴（60）轴向限位的法兰面。