CN111457068B - 传动组件、换挡执行机构和变速箱 - Google Patents

传动组件、换挡执行机构和变速箱 Download PDF

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Abstract

本申请提供一种传动组件、换挡执行机构和变速箱。该传动组件包括传动凸轮，在动力作用下转动；传动轴，一端始终抵接于所述传动凸轮的外轮廓上；所述传动凸轮转动时，驱动所述传动轴沿轴向方向上运动。利用传动凸轮驱动传动轴沿轴向作运动，能实现换挡执行机构的动作，结构零部件少，传递效率高。

Description

传动组件、换挡执行机构和变速箱
技术领域
本申请属于变速箱技术领域，具体涉及一种传动组件、换挡执行机构和变速箱。
背景技术
当前新能源纯电车领域使用的变速箱构造复杂，物流车领域使用较多的是机械式自动变速器(简称AMT)。AMT既能自动变速，又保留了手动变速器齿轮传动的高效、低廉、简单和易于生产的优点。
AMT的缺点也是十分明显的，即换挡时存在动力中断的问题。随着国内消费者对换挡速度与换挡舒适性的要求不断提高，改善换挡性能一直是各机构所不断追求的。
AMT执行机构分为液压式、电动式及气动式，其中电动执行机构因为其轻巧的结构更加符合当前小型物流车关于体积小、换挡响应快、经济性高的需要。
如图1所示的一种现有的换挡执行机构，换挡电机的输出轴与换挡丝杆2固定连接，换挡套筒套3设在换挡丝杆2上，换挡拨头5呈人字形，并与换挡槽6活动连接。换挡丝杠2的旋转会带动换挡套筒套3作直线运动，换挡拨头5在换挡套筒套3带动下作同向直线运动，带动换挡槽6作往复运动。换挡槽6的往复运动就是挂挡、换挡的过程。
如上述换挡执行机构，其原理复杂，电机传动要经过三次转换才能变为换挡执行机构的动作，传动过程复杂，传动效率低，系统响应慢。
发明内容
因此，本申请要解决的技术问题在于提供一种传动组件、换挡执行机构和变速箱，能够简化执行换挡的结构，传动效率高。
为了解决上述问题，本申请提供一种传动组件，包括：
传动凸轮，在动力作用下转动；
传动轴，一端始终抵接于所述传动凸轮的外轮廓上；所述传动凸轮转动时，驱动所述传动轴沿轴向方向上运动。
优选地，所述传动凸轮的外轮廓与所述传动轴的一端为磁性相吸式抵接。
优选地，所述传动轴一端包括有滚轮，所述滚轮的外轮廓设有与所述传动凸轮的外轮廓磁性相吸的第二磁层。
优选地，所述传动凸轮的外外轮廓上设有第一磁层。
优选地，所述传动凸轮的外轮廓至少包括有圆弧段和曲线段。
优选地，所述曲线段包括有直线段。
根据本申请的另一方面，提供了一种换挡执行机构，包括如上所述的传动组件。
优选地，所述传动凸轮的外轮廓包括有两个不同弧度的圆弧段和两个曲线段，两个所述曲线段对称设置，一个所述圆弧段与两个所述曲线段的一端连接，另一个所述圆弧段与两个所述曲线段的另一端连接。
优选地，所述曲线段包括有两个直线段，一个所述直线段与一个所述圆弧段连接，另一个所述直线段与另一个所述圆弧段连接。
根据本申请的再一方面，提供了一种变速箱，包括如上所述的传动组件或如上所述的换挡执行机构。
本申请提供的一种传动组件，包括：传动凸轮，在动力作用下转动；传动轴，一端始终抵接于所述传动凸轮的外轮廓上；所述传动凸轮转动时，驱动所述传动轴沿轴向方向上运动。利用传动凸轮驱动传动轴沿轴向作运动，能实现换挡执行机构的动作，结构零部件少，传递效率高。
附图说明
图1为传统换挡执行机构的结构示意图；
图2为本申请实施例的传动组件的结构示意图；
图3为本申请实施例的换挡执行机构的结构示意图；
图4为本申请实施例的传动组件中凸轮结构示意图；
图5为本申请实施例的传动组件中传动轴行程示意图。
附图标记表示为：
1、电机；2、换挡丝杆；3、换挡套筒套；4、传动凸轮；41、第一磁层；5、换挡拨头；6、换挡槽；7、传动轴；8、滚轮；81、第二磁层；9、固定座；10、换挡执行件。
具体实施方式
结合参见图1至图5所示，根据本申请的实施例，一种传动组件，包括：
传动凸轮4，在动力作用下转动；
传动轴7，一端始终抵接于所述传动凸轮4的外轮廓上；所述传动凸轮4转动时，驱动所述传动轴7沿轴向方向上运动。
本申请采用动力作用下转动的传动凸轮4，来驱使与传动凸轮4外轮廓始终抵接的传动轴7沿轴向上运动，这样传动轴7就直接能带动传统换挡执行机构中换挡槽6作往复运动，达到挂挡或换挡的目的。相比传统的换换挡执行机构的结构，本申请的结构简单，换挡力转换次数少，损耗小，效率高。同时由于执行结构的零部件较少，响应速度快，速度大幅缩减，可靠性大大提高。
在一些实施例中，传动凸轮4的外轮廓与所述传动轴7的一端为磁性相吸式抵接。
为避免转动图轮转动时，与传动轴7出现脱离现象，在传动凸轮4外轮廓与抵接的传动轴7端头采用磁性相吸式抵接，如分别采用磁性相吸材质制作，这样能提高传动效果，可靠性好。
在一些实施例中，传动轴7一端包括有滚轮8，所述滚轮8的外轮廓设有与所述传动凸轮4的外轮廓磁性相吸的第二磁层81。
为防止传动轴7端头抵接传动凸轮4而出现损耗，将传动轴7一端上设置滚轮8，如将传动轴7垂直固定在滚轮8轴上，这样传动轴7与传动凸轮4外轮廓为滚动抵接，实现线接触，增大了接触面积饿，运转过程更加平稳。同时，在滚轮8外轮廓上设置磁性层，便于滚动过程的稳定性，避免传动轴7出现轴向跳动。
可选地，传动凸轮4的外外轮廓上设有第一磁层41。
传动轴7一端上没设置滚轮8结构时，第一磁层41能加强传动凸轮4与传动轴7的连接强度，或传动轴7的滚轮8上设置第一磁层41时，该第一磁层41与所述第二磁层81磁性相吸，能进一步增强两者的连接强度。
在一些实施例中，传动凸轮4的外轮廓至少包括有圆弧段和曲线段。
传动凸轮4的外轮廓通过圆弧段和曲线段的组合方式，能调控传动轴7的轴向往复运动的平稳性；尤其是，曲线段包括有直线段，传动轴7的行程速度稳定，能缓解换挡冲击。
根据本申请的另一实施例，提供了一种换挡执行机构，包括如上所述的传动组件。
采用了上述的传动组件的换挡执行机构，在传动凸轮4转动时，能使得传动轴7往复运动，实现升档和降档操作，大幅缩减换挡时间，提高换挡效率。
在一些实施例中，传动凸轮4的外轮廓包括有两个不同弧度的圆弧段和两个曲线段，两个所述曲线段对称设置，一个所述圆弧段与两个所述曲线段的一端连接，另一个所述圆弧段与两个所述曲线段的另一端连接。
采用上述的外轮廓结构，能实现一次升档和一次降档的操作，过程平稳快捷，效率高。
可选地，曲线段包括有两个直线段，一个所述直线段与一个所述圆弧段连接，另一个所述直线段与另一个所述圆弧段连接。
下面对采用上述具体的换挡执行机构进行描述。
换挡执行机构的传动轴7，即传动轴7抵接端带有圆形滚轮8，滚轮8外圆柱面覆盖一层如柔性磁铁的第二磁层81，圆形滚轮8可以绕自身轴线旋转，使传动轴7与传动凸轮4实现线接触，增大了接触面积，运转过程更加平稳；传动凸轮4的外表面即外轮廓上覆盖一层如柔性磁铁的第一磁层41，其中第一磁层41与第二磁层81的极性设置为互异，以达到相互吸引的目的；当传动凸轮4旋转时，可以转换为传动轴7的直线往复运动。
传动凸轮4中心孔装配在电机1的轴上，随电机1的转动而转动。
传动凸轮4的外轮廓环形线由两个不同弧度的圆弧段和两个曲线段四部分围成，其中圆弧段所对应的中心角为α和β，而两个曲线段的中心角相同，为γ，曲线段为复合型曲线，其中包含有直线段L1和L2。
如图5所示的传动轴7行程，传动轴7在α、β转角区域内行程不变，对应换挡机构的一档、二挡档位，传动轴7在γ区域内换挡过渡。假定传动轴7与传动凸轮4接触在α起始区域，是为一档，那么传动凸轮4转过α角度之后进入γ区域，接着转过γ角度后进入β区域即为二挡，如此就完成了一次升档过程。紧接着传动凸轮4继续转过另一个γ区域，进入α区域，就完成了一次降档过程。
其中，α、β两段圆弧所对应的角度最好在30°～150°之间，角度太小或者太大，都不利于实现空挡功能。
如此，传动凸轮4单一方向旋转一周，整个机构完成一次升档和降档的过程。同样的，当传动凸轮4以另一旋向旋转一周时，整个机构同样完成一次降档、升档流程，实现对换挡执行件10的调控，可见机构支持双边旋转而不影响功能。
如图5所示，尤其是当传动轴7的行程由RA或者RD区域进入RB区域时，是经由直线段L1或L2移动的，其行程的加速度会降为零，因此得以缓解换挡冲击。
综上，电机1带动传动凸轮4旋转一周，即可完成两次换挡过程。控制电机1转速，即可控制换档速度的快慢。特别适用于新能源领域两档变速器的换挡，可以大幅度缩减换挡时间，提高换挡效率。
根据本申请的再一实施例，提供了一种变速箱，包括如上所述的传动组件或如上所述的换挡执行机构。
本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各实施方式可以自由地组合、叠加。
以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。以上所述仅是本申请的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本申请的保护范围。

Claims (5)

1.一种换挡执行机构，其特征在于，包括传动组件，所述传动组件包括：
传动凸轮(4)，在动力作用下转动；
传动轴(7)，一端始终抵接于所述传动凸轮(4)的外轮廓上；所述传动凸轮(4)转动时，驱动所述传动轴(7)沿轴向方向运动；
所述传动凸轮(4)的外轮廓包括有两个不同弧度的圆弧段和两个曲线段，两个所述曲线段为对顶角设置；每个所述曲线段包括有两个直线段，一个所述直线段与一个所述圆弧段连接，另一个所述直线段与另一个所述圆弧段连接。
2.根据权利要求1所述的换挡执行机构，其特征在于，所述传动凸轮(4)的外轮廓与所述传动轴(7)的一端为磁性相吸式抵接。
3.根据权利要求2所述的换挡执行机构，其特征在于，所述传动轴(7)一端包括有滚轮(8)，所述滚轮(8)的外轮廓设有与所述传动凸轮(4)的外轮廓磁性相吸的第二磁层(81)。
4.根据权利要求2或3所述的换挡执行机构，其特征在于，所述传动凸轮(4)的外轮廓上设有第一磁层(41)。
5.一种变速箱，其特征在于，包括如权利要求1-4任一所述的换挡执行机构。
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