CN110219979A - 一种换挡组件及其换挡拨头和换挡拨块 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种换挡组件及其换挡拨头和换挡拨块，通过所述换挡拨头将换挡轴的转动转化为换挡拨块的移动，以带动同步器与不同挡位的齿轮啮合，实现挡位变换。所述换挡拨头包括套设于所述换挡轴的拨头本体以及至少三个拨头凸齿；各所述拨头凸齿沿所述拨头本体周向分布，且均具有渐开线型齿廓。所述换挡拨块设有拨块凸齿。所述拨头凸齿与所述拨块凸齿连续啮合传动，使拨头凸齿与拨块凸齿接触处的摩擦状态以滚动摩擦为主。所述换挡拨头位于中间位置的所述拨头凸齿的分度圆直径大于位于两侧位置的所述拨头凸齿的分度圆直径，由此实现变力臂传动。本发明提供的换挡拨头和换挡拨块具有较高的传动效率，使换挡过程灵活平顺。

Description

一种换挡组件及其换挡拨头和换挡拨块

技术领域

本发明涉及变速箱操纵机构技术领域，特别是涉及一种换挡组件及其换挡拨头和换挡拨块。

背景技术

手动变速箱的挡位变换，包括选挡和换挡两个过程。

其中选挡过程为：通过操纵换挡手柄，带动选挡拉索牵引换挡轴移动，套设在换挡轴的换挡拨头随之移动，使换挡拨头的拨指对齐换挡拨块的凹槽，实现挡位选择。

其中换挡过程为：通过操纵换挡手柄，带动换挡拉索牵引换挡轴转动，套设在换挡轴的换挡拨头随之转动，通过换挡拨头的转动带动换挡拨块移动，以推动同步器与不同挡位的齿轮相啮合，由此完成挡位变换。

可见，换挡拨头与换挡拨块之间的传动性能很大程度上影响车辆的操纵性能和驾驶者的驾驶体验。

请参考图1，图1为现有技术中换挡拨头的拨指与换挡拨块的凹槽对齐状态的示意图。

如图1所示，现有技术中的换挡拨头01的拨指02的轮廓呈圆形，换挡拨块03的凹槽04的侧壁竖直延伸，当换挡拨头01转动时，拨指02抵推凹槽04的侧壁，使换挡拨块03移动，实现换挡拨头01和换挡拨块03之间的传动。在抵推过程中，拨指02和凹槽04的侧壁接触处以滑动摩擦为主。采用现有技术中的技术方案，换挡过程的传动效率较低，不能获得理想的换挡性能。

有鉴于此，如何改善换挡性能，以提高车辆性能和提升驾驶者的驾驶体验，是本领域技术人员需要解决的技术问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种换挡拨头，将换挡轴的转动转化为换挡拨块的移动，所述换挡拨头包括套设于所述换挡轴的拨头本体，以及至少三个用于与所述换挡拨块连续啮合传动的拨头凸齿，以实现换挡操作；各所述拨头凸齿沿所述拨头本体周向分布，且均具有渐开线型齿廓。

本发明提供的换挡拨头设置拨头凸齿，相应的，与之匹配的所述换挡拨块上也设置拨块凸齿。当换挡轴转动时，换挡拨头随之转动，通过所述拨头凸齿与所述拨块凸齿连续啮合传动，将所述换挡拨头的转动转化所述换挡拨块的移动。所述换挡拨块的移动带动同步器随之移动，使同步器与不同挡位的齿轮啮合，由此实现变速箱挡位变换。

本发明提供的换挡拨头，由于设置至少三个拨头凸齿与所述拨块凸齿连续啮合传动，相比背景技术中采用单拨指传动而言，具有更高的传动效率；并且所述拨头凸齿设置渐开线型齿廓，使所述拨头凸齿与所述拨块凸齿的接触处的摩擦类型以滚动摩擦为主，相比背景技术以滑动摩擦为主的传动方式而言，减小了传动过程的摩擦力，从而进一步提高传动效率，并规避了摩擦力过大造成换挡拨头磨损致使换挡不灵活的风险。

可选地，各所述拨头凸齿中，位于中间位置的所述拨头凸齿的分度圆直径大于位于两侧位置的所述拨头凸齿的分度圆直径。

这种设置方式下，在拨头凸齿与拨块凸齿传动初期，中间位置的所述拨头凸齿抵推对应的拨块凸齿，使换挡拨块快速移动以将同步器迅速抵推到待啮合位置。此时，由于具有较大的传动力臂，可以减小驾驶者向换挡手柄施加的换挡力，由此提升换挡过程的灵活性。

在拨头凸齿与拨块凸齿传动后期，也就是同步器与所需挡位齿轮开始啮合至完全啮合的时期，中间位置的所述拨头凸齿脱离啮合，一侧位置的所述拨头凸齿抵推对应的拨块凸齿，换挡拨块的移动速度也相应减小，使同步器平稳进入啮合状态，保证换挡过程的平顺性。

可选地，位于两侧位置的所述拨头凸齿的分度圆直径相同。

可选地，位于中间位置的所述拨头凸齿的齿根圆直径、与位于两侧位置的所述拨头凸齿的齿根圆直径相同。

可选地，所述拨头凸齿为相对所述换挡轴轴线倾斜设置的斜型齿；或者，所述拨头凸齿为相对所述换挡轴轴线平行设置的直型齿。

本发明还提供一种换挡拨块，所述换挡拨块设有至少两个拨块凸齿；各所述拨块凸齿沿线形分布，且与上述换挡拨头的相应所述拨头凸齿啮合。

可选地，各所述拨块凸齿均具有斜线型齿廓。

可选地，各所述拨块凸齿均具有弧线型齿廓。

可选地，所述换挡拨块设有凹槽，所述拨块凸齿设于所述凹槽的槽底。

本发明还提供一种换挡组件，所述换挡组件包括上述任一项所述的换挡拨头和上述任一项所述的换挡拨块；所述换挡拨头与所述换挡拨块连续啮合传动。

附图说明

图1为现有技术中换挡拨头的拨指与换挡拨块的凹槽对齐状态的示意图；

图1中的附图标记如下：01换挡拨头，02拨指，03换挡拨块，04凹槽。

图2为本发明提供的换挡拨头与换挡拨块在传动初期的状态示意图；

图3为本发明提供的换挡拨头与换挡拨块在传动后期的状态示意图。

图2-图3中的附图标记如下：1换挡拨头，11拨头本体，12拨头凸齿，2换挡拨块，21拨块凸齿，22凹槽，A分度圆，B分度线，C齿根圆。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

本发明提供的换挡拨头1和换挡拨块2配合使用，下文对两者进行一并描述。

请参考图2-图3，图2为本发明提供的换挡拨头1与换挡拨块2在传动初期的状态示意图；图3为本发明提供的换挡拨头1与换挡拨块2在传动后期的状态示意图。

本发明提供的换挡拨头1包括拨头本体11和至少三个拨头凸齿12。所述拨头本体11套设于换挡轴。各所述拨头凸齿12沿所述拨头本体11周向分布，且均具有渐开线型齿廓。

相应的，本发明提供的换挡拨块2设有至少两个拨块凸齿21，各所述拨块凸齿与21沿线形分布。所述拨头凸齿12与相应的所述拨块凸齿21连续啮合传动。应当理解，所谓连续啮合传动，是指一所述拨头凸齿12退出啮合的同时，与其相邻的另一所述拨头凸齿12进入啮合。

换挡过程为：换挡轴轴向移动，带动换挡拨头1轴向移动，使拨头凸齿12与拨块凸齿21啮合。之后换挡轴转动，带动换挡拨头1转动，拨头凸齿12抵推与之啮合的拨块凸齿21，将换挡轴的转动转化为换挡拨块2的移动，进而带动同步器移动，使同步器与不同的挡位齿轮啮合。

在所述拨头凸齿12与所述拨块凸齿21连续啮合传动过程中，所述拨头凸齿12的渐开线型齿廓沿所述拨块凸齿21的齿廓滚动，使所述拨头凸齿12与所述拨块凸齿21接触处的摩擦类型以滚动摩擦为主。由此减小了传动过程的摩擦力，提高了传动效率，从而规避了摩擦力过大造成换挡拨头1磨损致使换挡不灵活的风险。

其中，所述拨头凸齿21可以与拨头本体11一体成型。

在具体实施例中，所述拨头本体11设有连接通孔，所述拨头本体11通过所述连接通孔与所述换挡轴压装在一起。当然，其他的固定方式，比如键连接也是可以的。

在具体实施例中，换挡拨头1具有三个拨头凸齿12；换挡拨块2设置两个拨块凸齿21，三个拨头凸齿12中，位于中间位置的拨头凸齿12位于两拨块凸齿21之间；位于两侧位置的两拨头凸齿12，一个位于左侧的拨块凸齿21的左侧，另一个位于右侧的拨块凸齿21的右侧。当然，实际应用中可以根据应用需求，设置更多数量的拨头凸齿12和拨块凸齿21。

在具体实施例中，所述换挡拨块2设有凹槽22，各所述拨块凸齿21设于所述凹槽22的槽底。当然，也可以不设置凹槽22，使各拨块凸齿21设置于换挡拨块2面向换挡拨头1的表面上。

在具体实施例中，所述拨块凸齿21具有斜线型齿廓，也就是说，拨块凸齿21的两侧面(图示左侧面和右侧面)均为斜线。当然，其他形式的齿廓也是可以的，比如弧线型齿廓，即拨块凸齿21的两侧面(图示左侧面和右侧面)均为弧线。

进一步的，各所述拨头凸齿12中，位于中间位置的所述拨头凸齿12的分度圆直径大于位于两侧位置的所述拨头凸齿12的分度圆直径。如图所示，A指示的位置为分度圆。

相应地，两拨块凸齿21之间的齿槽设置成较深的深度，以容纳位于中间位置的所述拨头凸齿12，且该容纳位于中间位置的所述拨头凸齿12的齿槽可以设置为如图2和图3所示的斜阶梯槽，所述阶梯槽包括上槽和下槽，下槽的宽度大于上槽的宽度，所述上槽的两侧壁轮廓为斜线，所述下槽的两侧壁轮廓也为斜线。中间位置的所述拨头凸齿12处于啮合状态时，与上槽的侧壁抵触，传动过程中，逐渐自上槽退出以脱离啮合。退出过程中，由于下槽的宽度较宽，使中间位置的所述拨头凸齿12并不与下槽的侧壁发生抵触，由此可以规避与下槽侧壁抵触致使无法自上槽退出以脱离啮合的风险。

如图2所示，在拨头凸齿12与拨块凸齿21传动初期，即自换挡轴转动至同步器到达待啮合位置的这段时间，中间位置的所述拨头凸齿12抵推对应的拨块凸齿21，使换挡拨块2快速移动以将同步器迅速抵推到待啮合位置。此时，由于中间的拨头凸齿12的分度圆直径大，故具有较大的传动力臂，可以减小驾驶者向换挡手柄施加的换挡力，由此提升换挡过程的灵活性。

如图3所示，在拨头凸齿12与拨块凸齿21传动后期，也就是同步器与所需挡位齿轮开始啮合至完全啮合的时期，中间位置的所述拨头凸齿12退出啮合，右侧位置的所述拨头凸齿12抵推对应的拨块凸齿21，使换挡拨块2向左移动(图示箭头方向)，由于两侧位置的拨头凸齿12的分度圆直径较小，使换挡拨块的移动速度相应减小，使同步器平稳进入啮合状态，保证换挡过程的平顺性。

类似的，当换挡轴转动方向变换时，中间位置的所述拨头凸齿12退出啮合，也可以是左侧位置的所述拨头凸齿12抵推对应的拨块凸齿21，使换挡拨块2向右移动。应当理解，加挡和减挡的传动后期，一者为左侧位置的所述拨头凸齿12抵推对应的拨块凸齿21，另一者为右侧位置的所述拨头凸齿12抵推对应的拨块凸齿21。

具体的，所述位于两侧位置的所述拨头凸齿12的分度圆直径相同；相应的，由于传动过程拨头凸齿的分度圆与拨块凸齿的分度线相切，因而上述两拨块凸齿21的分度线重合。如图所示，B指示的位置为分度线。这种设置方式下，在加挡时所述换挡拨头1与换挡拨块2间的传动力臂，与减挡时所述换挡拨头1与换挡拨块2间的传动力臂可以保持一致，便于控制。

具体的，位于中间位置的所述拨头凸齿12的齿根圆直径与位于两侧所述拨头凸齿12的齿根圆直径相同，以便于加工制造。如图所示，C指示的位置为齿根圆。

具体的，所述拨头凸齿12为相对所述换挡轴轴线平行设置的直型齿(图示为直型齿)，相对所述换挡轴轴线倾斜设置的斜型齿。

另外，本发明还提供一种换挡组件，所述换挡组件包括上述换挡拨头1和上述换挡拨块2；所述换挡拨头1与所述换挡拨块2连续啮合传动。

以上对本发明所提供的换挡组件及其换挡拨头和换挡拨块进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种换挡拨头，用于将换挡轴的转动转化为换挡拨块(2)的移动，其特征在于，所述换挡拨头(1)包括套设于所述换挡轴的拨头本体(11)，以及至少三个用于与所述换挡拨块(2)连续啮合传动的拨头凸齿(12)，以实现换挡操作；各所述拨头凸齿(12)沿所述拨头本体(11)周向分布，且均具有渐开线型齿廓。

2.根据权利要求1所述的换挡拨头，其特征在于，各所述拨头凸齿(12)中，位于中间位置的所述拨头凸齿(12)的分度圆直径大于位于两侧位置的所述拨头凸齿(12)的分度圆直径。

3.根据权利要求2所述的换挡拨头，其特征在于，位于两侧位置的所述拨头凸齿(12)的分度圆直径相同。

4.根据权利要求3所述的换挡拨头，其特征在于，位于中间位置的所述拨头凸齿(12)的齿根圆直径、与位于两侧位置的所述拨头凸齿(12)的齿根圆直径相同。

5.根据权利要求1-4任一项所述的换挡拨头，其特征在于，所述拨头凸齿(12)为相对所述换挡轴轴线倾斜设置的斜型齿；或者，所述拨头凸齿(12)为相对所述换挡轴轴线平行设置的直型齿。

6.一种换挡拨块，其特征在于，所述换挡拨块(2)设有至少两个拨块凸齿(21)；各所述拨块凸齿(21)沿线形分布，且与权利要求1-6任一项所述换挡拨头(1)的相应所述拨头凸齿(12)啮合。

7.根据权利要求7所述的换挡拨块，其特征在于，各所述拨块凸齿(21)均具有斜线型齿廓。

8.根据权利要求7所述的换挡拨块，其特征在于，各所述拨块凸齿(21)均具有弧线型齿廓。

9.根据权利要求7所述的换挡拨块，其特征在于，所述换挡拨块(2)设有凹槽(22)，所述拨块凸齿(21)设于所述凹槽(22)的槽底。

10.一种换挡组件，其特征在于，所述换挡组件包括权利要求1-5任一项所述的换挡拨头(1)和权利要求6-9任一项所述的换挡拨块(2)；所述换挡拨头(1)与所述换挡拨块(2)连续啮合传动。