CN110469667A - 三轮汽车序列式换挡联体后桥 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种三轮汽车序列式换挡联体后桥，包括变速箱箱体，变速箱箱体内安装有动力输入轴，变速箱箱体内还安装有主动轴和从动轴，动力输入轴、主动轴和从动轴通过齿轮连接，从动轴上滑动安装有用于控制主动轴和从动轴之间齿轮传动的换挡器，变速箱箱体内安装有拨叉轴，拨叉轴上轴向滑动安装有推动换挡器滑动的拨叉，变速箱箱体内还安装有驱使拨叉的序列式变速操纵机构；本发明只需要前后推拉换挡杆就可以完成加挡或减挡，拉一下加一挡，推一下减一挡，与手自一体的手动部分类似；该设计加快了换挡速度，大幅度降低换错挡可能性，是三轮汽车操纵模式的革命性升级；还具有结构紧凑、设计合理、方便用户操作、有效减少换挡失误等优点。

Description

三轮汽车序列式换挡联体后桥

技术领域

本发明涉及车辆或机械用的后桥总成，尤其涉及一种三轮汽车序列式换挡联体后桥，属于机械传动技术领域。

背景技术

目前三轮汽车普遍采用将变速器与后桥进行联体设计的变速箱联体后桥，包括变速箱箱体，变速箱箱体的两侧分别安装有左半轴装置和右半轴装置，左半轴装置和右半轴装置均通过螺栓与变速箱箱体刚性连接，共同组成组合式桥壳来承担车辆后悬架载荷。目前，变速箱结构都是采用H型换挡机构，随着三轮汽车用户老龄化日益严重，老年用户操纵此种H型操纵机构，容易出现换挡失误，甚至出现同时挂双挡或乱挡等状况。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种结构紧凑、设计合理、方便用户操作、有效减少换挡失误的三轮汽车序列式换挡联体后桥。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：三轮汽车序列式换挡联体后桥，包括变速箱箱体，所述变速箱箱体内安装有动力输入轴，所述变速箱箱体内还安装有主动轴和从动轴，所述动力输入轴、主动轴和从动轴通过齿轮连接，所述从动轴上滑动安装有用于控制所述主动轴和所述从动轴之间齿轮传动的换挡器，所述变速箱箱体内安装有拨叉轴，所述拨叉轴上轴向滑动安装有推动所述换挡器滑动的拨叉，所述变速箱箱体内还安装有驱使所述拨叉的序列式变速操纵机构。

作为优选的技术方案，所述序列式变速操纵机构包括转动安装在所述变速箱箱体内的换挡轴，所述换挡轴的外周同轴设置有异形环状轨道，所述拨叉通过圆柱形凸台滑动安装在所述异形环状轨道内，所述变速箱箱体上安装有用于操纵所述换挡轴转动的操纵装置。

作为优选的技术方案，所述操纵装置包括固定安装在所述换挡轴一端且伸出所述变速箱箱体外的双向棘轮，所述变速箱箱体外安装有操纵壳体，所述操纵壳体内转动安装有换档摇臂轴，所述换档摇臂轴上安装有双向棘爪，所述双向棘爪与所述双向棘轮配合且驱动所述双向棘轮可沿两个方向转动，所述换档摇臂轴的一端伸出所述操纵壳体外固定连接有操纵杆。

作为优选的技术方案，所述主动轴上依次安装有一挡主动齿轮、倒挡主动齿轮、二挡主动齿轮和三挡主动齿轮，所述从动轴上安装有与一挡主动齿轮对应的一挡从动齿轮、与二挡主动齿轮对应的二挡从动齿轮和与三挡主动齿轮对应的三挡从动齿轮，所述动力输入轴上安装有与倒挡主动齿轮对应的倒挡中间齿轮，所述从动轴上还安装有与倒挡中间齿轮对应的倒挡从动齿轮；所述换挡器包括设置在所述一挡从动齿轮与所述倒挡从动齿轮之间的第一换挡器、所述二挡从动齿轮与所述三挡从动齿轮之间的第二换挡器；所述第一换挡器的外周设置有第一换挡环槽，所述第二换挡器的外周设置有第二换挡环槽；所述拨叉包括拨叉一和拨叉二，所述拨叉一的叉脚滑动安装在所述第一换挡环槽内，所述拨叉二的叉脚滑动安装在所述第二换挡环槽内。

作为优选的技术方案，所述异形环状轨道包括第一异形环状轨道和第二异形环状轨道，所述拨叉一的圆柱形凸台对应滑动安装在所述第一异形环状轨道内，所述拨叉二的圆柱形凸台对应滑动安装在所述第二异形环状轨道内。

作为优选的技术方案，所述第一异形环状轨道上设置有与所述换挡轴同轴的第一环形凹槽，所述第一环形凹槽内设置有用于推动所述拨叉一分别向左与向右移动的第一左换向槽与第一右换向槽，所述第一左换向槽位于所述第一右换向槽的后方，所述第一左换向槽与所述倒挡从动齿轮对应，所述第一右换向槽与所述一挡从动齿轮对应；所述第二异形环状轨道上设置有与所述换挡轴同轴的第二环形凹槽，所述第二环形凹槽内设置有用于推动所述拨叉二分别向左与向右移动的第二左换向槽与第二右换向槽，所述第二左换向槽位于所述第二右换向槽的前方，所述第二左换向槽还位于所述第一左换向槽的后方，所述第二左换向槽与所述三挡从动齿轮对应，所述第二右换向槽与所述二挡从动齿轮对应。

由于采用了上述技术方案，三轮汽车序列式换挡联体后桥，包括变速箱箱体，所述变速箱箱体内安装有动力输入轴，所述变速箱箱体内还安装有主动轴和从动轴，所述动力输入轴、主动轴和从动轴通过齿轮连接，所述从动轴上滑动安装有用于控制所述主动轴和所述从动轴之间齿轮传动的换挡器，所述变速箱箱体内安装有拨叉轴，所述拨叉轴上轴向滑动安装有推动所述换挡器滑动的拨叉，所述变速箱箱体内还安装有驱使所述拨叉的序列式变速操纵机构；本发明的有益效果是：

(1)序列式换挡操纵简单。在H型变速箱上从二挡换到三挡时，必须上下反复操纵换挡杆，而在序列式变速器上，只需在每次换挡时前后推拉换挡杆即可；

(2)序列式换挡操纵动作具有一致性。加挡时往前拉动换挡杆，减挡时往后推动换挡杆，每次换挡的动作都相同；

(3)操纵手柄位置一致。使用H型换挡时，操纵手柄的位置随着挡位变化而变化，占用驾乘空间大。而使用序列式换挡联体后桥时，每次换挡时的换挡杆始终在相同的位置上，占用驾乘空间小；

(4)序列式换挡可避免换挡失误。换挡时不会出错，始终只能切换到相邻挡位，避免出现意外情况；

本发明与H型变速箱的主要区别在于操作方法，本发明只需要前后推拉换挡杆就可以完成加挡或减挡，拉一下加一挡，推一下减一挡，与手自一体的手动部分类似；该设计加快了换挡速度，大幅度降低了换错挡的可能性，是三轮汽车操纵模式的革命性升级；本发明还具有结构紧凑、设计合理、方便用户操作、有效减少换挡失误等优点。

附图说明

以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中：

图1是本发明实施例的结构示意图；

图2是本发明实施例的结构原理图；

图3是本发明实施例第一异形环状轨道和第二异形环状轨道布置示意图；

图中：1-变速箱箱体；2-左半轴装置；3-右半轴装置；4-动力输入轴；5-从动轴；6-一挡从动齿轮；7-倒挡从动齿轮；8-二挡从动齿轮；9-三挡从动齿轮；10-第一换挡器；11-第二换挡器；12-拨叉一；13-拨叉二；14-换挡轴；15-第一异形环状轨道；16-第二异形环状轨道；17-双向棘轮；18-操纵壳体；19-操纵杆；20-双向棘爪；21-换档摇臂轴；22-第一左换向槽；23-第一右换向槽；24-第二左换向槽；25-第二右换向槽；26-拨叉轴；27-倒挡中间齿轮。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，进一步阐述本发明。在下面的详细描述中，只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例。毋庸置疑，本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，附图和描述在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。

如图1和图2所示，三轮汽车序列式换挡联体后桥，包括变速箱箱体1，所述变速箱箱体1的两侧分别安装有左半轴装置2和右半轴装置3，所述变速箱箱体1内安装有动力输入轴4，所述变速箱箱体1内还安装有主动轴和从动轴5，所述动力输入轴4、主动轴和从动轴5通过齿轮连接，所述从动轴5上滑动安装有用于控制所述主动轴和所述从动轴5之间齿轮传动的换挡器，所述变速箱箱体1内安装有拨叉轴26，所述拨叉轴26上轴向滑动安装有推动所述换挡器滑动的拨叉，所述变速箱箱体1内还安装有驱使所述拨叉的序列式变速操纵机构。

所述序列式变速操纵机构包括转动安装在所述变速箱箱体1内的换挡轴14，所述换挡轴14的外周同轴设置有异形环状轨道，所述拨叉通过圆柱形凸台滑动安装在所述异形环状轨道内，所述变速箱箱体1上安装有用于操纵所述换挡轴14转动的操纵装置。

所述操纵装置包括固定安装在所述换挡轴14一端且伸出所述变速箱箱体1外的双向棘轮17，所述变速箱箱体1外安装有操纵壳体18，所述操纵壳体18内转动安装有换档摇臂轴21，所述换档摇臂轴21上安装有双向棘爪20，所述双向棘爪20与所述双向棘轮17配合且驱动所述双向棘轮17可沿两个方向转动，所述换档摇臂轴21的一端伸出所述操纵壳体18外固定连接有操纵杆19。

所述主动轴上依次安装有一挡主动齿轮、倒挡主动齿轮、二挡主动齿轮和三挡主动齿轮，所述从动轴5上安装有与一挡主动齿轮对应的一挡从动齿轮6、与二挡主动齿轮对应的二挡从动齿轮8和与三挡主动齿轮对应的三挡从动齿轮9，所述动力输入轴4上安装有与倒挡主动齿轮对应的倒挡中间齿轮27，所述从动轴5上还安装有与倒挡中间齿轮27对应的倒挡从动齿轮7；所述换挡器包括设置在所述一挡从动齿轮6与所述倒挡从动齿轮7之间的第一换挡器10、所述二挡从动齿轮8与所述三挡从动齿轮9之间的第二换挡器11。所述第一换挡器10与所述第二换挡器11为同步器或者啮合套，所述第一换挡器10与所述一挡从动齿轮6、所述倒挡从动齿轮7之间的换挡啮合原理为现有技术，所述第二换挡器11与所述二挡从动齿轮8、所述三挡从动齿轮9之间的换挡啮合原理为现有技术，属于本领域普通工程技术人员所公知的技术，在此不再赘述。当从动力端传来的动力传递至所述动力输入轴4上后，然后传递至所述主动轴上，而后通过所述换挡器来操纵传递至所述从动轴5上，所述主动轴与所述从动轴5之间的动力传递原理为现有技术，属于本领域普通工程技术人员所公知的技术，在此不再赘述，且所述主动轴、所述一挡主动齿轮、所述倒挡主主动齿轮、所述二挡主动齿轮和所述三挡主动齿轮均未在图中示出。

所述主动轴上设置有动力输出从动齿轮，所述动力输入轴4上设置有与所述动力输出从动齿轮对应的动力输出主动齿轮，所述动力输出从动齿轮与所述动力输出主动齿轮之间可以为常啮合，也可以通过拨杆拨动所述动力输出主动齿轮滑动，实现与所述动力输出从动齿轮之间的动力断开与动力传递。所述动力输入轴4与所述主动轴之间的动力传递原理为现有技术，属于本领域普通工程技术人员所公知的。

所述第一换挡器10的外周设置有第一换挡环槽，所述第二换挡器11的外周设置有第二换挡环槽；所述拨叉包括拨叉一12和拨叉二13，所述拨叉一12的叉脚滑动安装在所述第一换挡环槽内，所述拨叉二13的叉脚滑动安装在所述第二换挡环槽内；所述异形环状轨道包括第一异形环状轨道15和第二异形环状轨道16，所述拨叉一12的圆柱形凸台对应滑动安装在所述第一异形环状轨道15内，所述拨叉二13的圆柱形凸台对应滑动安装在所述第二异形环状轨道16内。所述拨叉轴26对所述拨叉一12和所述拨叉二13仅起支撑作用，两者无轴向定位，所述拨叉一12和所述拨叉二13的头部上均设置有圆柱形凸台，用于分别与所述换挡轴14上的所述第一异形环状轨道15和所述第二异形环状轨道16配合，所述拨叉一12和所述拨叉二13的叉脚分别与所述第一换挡器10和所述第二换挡器11相联。

参见图3为所述第一异形环状轨道15和所述第二异形环状轨道16展开后的原理图，所述第一异形环状轨道15上设置有与所述换挡轴14同轴的第一环形凹槽，所述第一环形凹槽内设置有用于推动所述拨叉一12分别向左与向右移动的第一左换向槽22与第一右换向槽23，所述第一左换向槽22位于所述第一右换向槽23的后方，所述第一左换向槽22与所述倒挡从动齿轮7对应，所述第一右换向槽23与所述一挡从动齿轮6对应；所述第二异形环状轨道16上设置有与所述换挡轴14同轴的第二环形凹槽，所述第二环形凹槽内设置有用于推动所述拨叉二13分别向左与向右移动的第二左换向槽24与第二右换向槽25，所述第二左换向槽24位于所述第二右换向槽25的前方，所述第二左换向槽24还位于所述第一左换向槽22的后方，所述第二左换向槽24与所述三挡从动齿轮9对应，所述第二右换向槽25与所述二挡从动齿轮8对应。

本发明的工作原理为：

操纵过程：当所述操纵杆19在驾驶员的操控下向前或向后摆动时，所述换档摇臂轴21被带动顺时针或逆时针转动，由于所述换档摇臂轴21与所述双向棘爪20之间为联动机构，因此所述双向棘爪20也会被带动顺时针或逆时针转动，所述双向棘爪20顺时针或逆时针转动过程中，会拨动所述双向棘轮17向对应的方向旋转相应的角度；又由于所述双向棘轮17与所述换挡轴14之间为固定连接，因此当所述双向棘轮17顺时针或逆时针转动时，同时也带动所述换挡轴14顺时针或逆时针转动；

换挡原理：当所述换挡轴14转动时，所述第一异形环状轨道15会驱动所述拨叉一12沿所述拨叉轴26左右轴向移动，所述拨叉一12左右轴向移动过程中，所述拨叉一12的叉脚会带动所述第一换挡器10与所述倒挡从动齿轮7或所述一挡从动齿轮6的啮合，实现换挡；当所述换挡轴14继续转动时，所述第二异形环状轨道16会驱动所述拨叉二13沿所述拨叉轴26左右轴向移动，所述拨叉二13左右轴向移动过程中，所述拨叉二13的叉脚会带动所述第二换挡器11与所述三挡从动齿轮9或所述二挡从动齿轮8的啮合，实现换挡；通过精确设计轨道的形状及布置角度，按照R-空-Ⅰ-Ⅱ-Ⅲ的循序实现逐级升挡或逐级退挡，参见图3，即实现了序列式换挡，具体挡位状态分析如下：

R挡：所述拨叉一12的圆柱形凸台位于图3中所述第一左换向槽22位置，此时所述第一换挡器10与所述倒挡从动齿轮7配合，此时动力传动路线为：动力输入轴4→主动轴→倒挡主动齿轮→倒挡中间齿轮27→倒挡从动齿轮7→从动轴5；

空挡：所述拨叉一12的圆柱形凸台位于图3中所述第一左换向槽22与所述第一右换向槽23之间的所述第一环形凹槽内，此时所述第一换挡器10与所述倒挡从动齿轮7、所述一挡从动齿轮6均不配合，此时为空挡，从动轴5无动力输出；

Ⅰ挡：所述拨叉一12的圆柱形凸台位于图3中所述第一右换向槽23位置，此时所述第一换挡器10与所述一挡从动齿轮6配合，此时动力传动路线为：动力输入轴4→主动轴→一挡主动齿轮→一挡从动齿轮6→从动轴5；

Ⅱ挡：所述拨叉二13的圆柱形凸台位于图3中所述第二右换向槽25位置，此时所述第二换挡器11与所述二挡从动齿轮8配合，此时动力传动路线为：动力输入轴4→主动轴→二挡主动齿轮→二挡从动齿轮8→从动轴5；

Ⅲ挡：所述拨叉二13的圆柱形凸台位于图3中所述第二左换向槽24位置，此时所述第二换挡器11与所述三挡从动齿轮9配合，此时动力传动路线为：动力输入轴4→主动轴→三挡主动齿轮→三挡从动齿轮9→从动轴5。

本发明具有以下优势：

(1)序列式换挡操纵简单。在H型变速箱上从二挡换到三挡时，必须上下反复操纵换挡杆，而在序列式变速器上，只需在每次换挡时前后推拉换挡杆即可。

(2)序列式换挡操纵动作具有一致性。加挡时往前拉动换挡杆，减挡时往后推动换挡杆，每次换挡的动作都相同。

(3)操纵手柄位置一致。使用H型换挡时，操纵手柄的位置随着挡位变化而变化，占用驾乘空间大。而使用序列式换挡联体后桥时，每次换挡时的换挡杆始终在相同的位置上，占用驾乘空间小。

(4)序列式换挡可避免换挡失误。换挡时不会出错，始终只能切换到相邻挡位，避免出现意外情况。

本发明与H型变速箱的主要区别在于操作方法，本发明只需要前后推拉换挡杆就可以完成加挡或减挡，拉一下加一挡，推一下减一挡，与手自一体的手动部分类似。该设计加快了换挡速度，大幅度降低了换错挡的可能性，是三轮汽车操纵模式的革命性升级。本发明还具有结构紧凑、设计合理、方便用户操作、有效减少换挡失误等优点。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.三轮汽车序列式换挡联体后桥，包括变速箱箱体，所述变速箱箱体内安装有动力输入轴，其特征在于：所述变速箱箱体内还安装有主动轴和从动轴，所述动力输入轴、主动轴和从动轴通过齿轮连接，所述从动轴上滑动安装有用于控制所述主动轴和所述从动轴之间齿轮传动的换挡器，所述变速箱箱体内安装有拨叉轴，所述拨叉轴上轴向滑动安装有推动所述换挡器滑动的拨叉，所述变速箱箱体内还安装有驱使所述拨叉的序列式变速操纵机构。

2.如权利要求1所述的三轮汽车序列式换挡联体后桥，其特征在于：所述序列式变速操纵机构包括转动安装在所述变速箱箱体内的换挡轴，所述换挡轴的外周同轴设置有异形环状轨道，所述拨叉通过圆柱形凸台滑动安装在所述异形环状轨道内，所述变速箱箱体上安装有用于操纵所述换挡轴转动的操纵装置。

3.如权利要求2所述的三轮汽车序列式换挡联体后桥，其特征在于：所述操纵装置包括固定安装在所述换挡轴一端且伸出所述变速箱箱体外的双向棘轮，所述变速箱箱体外安装有操纵壳体，所述操纵壳体内转动安装有换档摇臂轴，所述换档摇臂轴上安装有双向棘爪，所述双向棘爪与所述双向棘轮配合且驱动所述双向棘轮可沿两个方向转动，所述换档摇臂轴的一端伸出所述操纵壳体外固定连接有操纵杆。

4.如权利要求2或3所述的三轮汽车序列式换挡联体后桥，其特征在于：所述主动轴上依次安装有一挡主动齿轮、倒挡主动齿轮、二挡主动齿轮和三挡主动齿轮，所述从动轴上安装有与一挡主动齿轮对应的一挡从动齿轮、与二挡主动齿轮对应的二挡从动齿轮和与三挡主动齿轮对应的三挡从动齿轮，所述动力输入轴上安装有与倒挡主动齿轮对应的倒挡中间齿轮，所述从动轴上还安装有与倒挡中间齿轮对应的倒挡从动齿轮；所述换挡器包括设置在所述一挡从动齿轮与所述倒挡从动齿轮之间的第一换挡器、所述二挡从动齿轮与所述三挡从动齿轮之间的第二换挡器；所述第一换挡器的外周设置有第一换挡环槽，所述第二换挡器的外周设置有第二换挡环槽；所述拨叉包括拨叉一和拨叉二，所述拨叉一的叉脚滑动安装在所述第一换挡环槽内，所述拨叉二的叉脚滑动安装在所述第二换挡环槽内。

5.如权利要求4所述的三轮汽车序列式换挡联体后桥，其特征在于：所述异形环状轨道包括第一异形环状轨道和第二异形环状轨道，所述拨叉一的圆柱形凸台对应滑动安装在所述第一异形环状轨道内，所述拨叉二的圆柱形凸台对应滑动安装在所述第二异形环状轨道内。

6.如权利要求5所述的三轮汽车序列式换挡联体后桥，其特征在于：所述第一异形环状轨道上设置有与所述换挡轴同轴的第一环形凹槽，所述第一环形凹槽内设置有用于推动所述拨叉一分别向左与向右移动的第一左换向槽与第一右换向槽，所述第一左换向槽位于所述第一右换向槽的后方，所述第一左换向槽与所述倒挡从动齿轮对应，所述第一右换向槽与所述一挡从动齿轮对应；所述第二异形环状轨道上设置有与所述换挡轴同轴的第二环形凹槽，所述第二环形凹槽内设置有用于推动所述拨叉二分别向左与向右移动的第二左换向槽与第二右换向槽，所述第二左换向槽位于所述第二右换向槽的前方，所述第二左换向槽还位于所述第一左换向槽的后方，所述第二左换向槽与所述三挡从动齿轮对应，所述第二右换向槽与所述二挡从动齿轮对应。