CN114233851B - 挡位锁止组件、锁挡机构和变速箱 - Google Patents

挡位锁止组件、锁挡机构和变速箱 Download PDF

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Abstract

本申请提供一种挡位锁止组件、锁挡机构和变速箱。该挡位锁止组件包括拨叉轴，设有第一凹槽；锁止头，活动设于所述第一凹槽中；所述锁止头处于第一位置，整体位于所述第一凹槽中；所述锁止头处于第二位置，所述锁止头部分突出所述拨叉轴，能够阻止所述拨叉轴的轴向移动。本申请通过在拨叉轴上设置第一凹槽，并在第一凹槽中设置活动的锁止头，通过锁止头的活动，使得对拨叉轴进行限位，保证当前挡位的锁止，降低行进中意外脱挡的可能性。

Description

挡位锁止组件、锁挡机构和变速箱
技术领域
本申请属于变速箱技术领域，具体涉及一种挡位锁止组件、锁挡机构和变速箱。
背景技术
在汽车变速箱中，换挡机构一般由变速箱的TCU、换挡电机、拨指、换挡拨叉轴、拨叉、锁止销、弹簧等重要部件组成，变速器换挡时是当TCU检测到车速达到换挡条件时，输出信号控制换挡电机进行换挡动作，拨指推动拨叉及拨叉轴运动，拨叉将同步器滑套与当前挡位结合齿圈脱离，推进与下一挡位结合齿圈结合，TCU检测到拨指角度传感器到位后，对换挡电机停止动作，换挡过程完成后，发动机转矩经过同步器接合齿圈、滑套、齿毂传递到变速箱输出轴输出。
汽车在行驶过程中突然加速、减速、或经过坑洼不平路面以及突然刹车时，会产生较大扭振冲击，这冲击反过来也会经过半轴、输出轴，然后经过安装在轴上的同步器齿毂传递到齿套、接合齿圈，最后传递到齿轮副以及电机轴上。所以这种冲击会使变速箱中的同步器齿套与结合齿圈脱离，造成变速器脱挡，从而丧失动力，造成溜车、打齿、动力中断等现象，同步器寿命受到非常大的影响，影响车辆的行车安全。
目前的变速箱换挡结构中都会加进去一个弹簧锁止销，用以对当前挡位的一个保持作用，防止脱挡；弹簧锁止销顶端采用球型或球柱型，拨叉轴上开有凹槽，调整凹槽斜面角度、弹簧刚度K、凹槽间距等可以对挡位保持力进行一个调整。但现有的锁挡机构对挡位不是完全锁止的型式，当振动冲击到达一定程度时，仍然有脱挡的风险。
发明内容
因此，本申请提供一种挡位锁止组件、锁挡机构和变速箱，能够解决现有技术中锁挡机构对挡位不是完全锁止的型式，当振动冲击到达一定程度时，仍然有脱挡的风险的问题。
为了解决上述问题，本申请提供一种挡位锁止组件，包括：
拨叉轴，设有第一凹槽；
锁止头，活动设于所述第一凹槽中；
所述锁止头处于第一位置，整体位于所述第一凹槽中；所述锁止头处于第二位置，所述锁止头部分突出所述拨叉轴，能够阻止所述拨叉轴的轴向移动。
可选地，所述挡位锁止组件还包括有套设于所述拨叉轴外的退锁套，所述退锁套能够相对所述拨叉轴进行轴向移动，使得所述锁止头处于第一位置或第二位置。
可选地，所述退锁套设有通孔，所述锁止头处于第二位置时，能伸出所述通孔，被位于所述退锁套外的限位件所限位。
可选地，所述锁止头为铰接于所述第一凹槽中。
可选地，所述第一凹槽中还设有第一弹性件，作用于所述锁止头，驱使所述锁止头的一端伸出所述通孔。
可选地，所述第一凹槽的槽壁设置铰接所述锁止头的铰轴孔，所述铰轴孔为腰形孔，所述锁止头能够在所述铰轴孔中滑动。
可选地，所述第一凹槽中还设有第二弹性件，作用于所述锁止头的另一端，使得所述锁止头在所述铰轴孔中滑动。
可选地，所述锁止头设为长条状，所述锁止头的一端设为倾斜面，所述第一凹槽中对应该倾斜面位置设为斜台；所述锁止头的另一端设有内凹的圆弧面，所述第一凹槽中对应该圆弧面位置设为圆弧支撑面；所述第二弹性件抵接于所述圆弧面上。
可选地，所述锁止头另一端还设有止动面，所述止动面和所述倾斜面为垂直设置。
可选地，所述挡位锁止组件还包括有锁止销；所述拨叉轴上还设有第二凹槽，所述第二凹槽和所述第一凹槽为周向分布；所述退锁套上设有对应所述第二凹槽的槽孔，用于所述锁止销穿设所述退锁套插设于所述第二凹槽中。
可选地，所述第二凹槽设有多个，沿轴向排列布置。
可选地，所述拨叉轴的轴向两端均设有所述第一凹槽或所述第二凹槽，对应的所述退锁套的轴向两端均设有所述通孔或所述槽孔。
根据本申请的另一方面，提供了一种锁挡机构，包括如上所述的挡位锁止组件。
根据本申请的再一方面，提供了一种变速箱，包括如上所述的挡位锁止组件或如上所述的锁挡机构。
可选地，所述变速箱还包括有换挡拨叉，所述退锁套和所述拨叉轴穿设于所述换挡拨叉中，所述拨叉轴经插销与所述换挡拨叉连接，所述退锁套设有条形让位孔；所述换挡拨叉上设有第一拨指挡肩，所述第一拨指挡肩上设有轴向凹槽；所述退锁套上设有第二拨指挡肩，所述第二拨指挡肩在所述凹槽中滑动设置。
可选地，所述第一拨指挡肩和所述第二拨指挡肩均设有两个；两个所述第二拨指挡肩之间的间距小于两个所述第一拨指挡肩之间的间距。
可选地，所述挡位锁止组件包括有锁止销，所述变速箱还包括有壳体，所述锁止销穿设于所述壳体上，弹性地抵接于所述第二凹槽中。
本申请提供的一种挡位锁止组件，包括：拨叉轴，设有第一凹槽；锁止头，活动设于所述第一凹槽中；所述锁止头处于第一位置，整体位于所述第一凹槽中；所述锁止头处于第二位置，所述锁止头部分突出所述拨叉轴，能够阻止所述拨叉轴的轴向移动。
本申请通过在拨叉轴上设置第一凹槽，并在第一凹槽中设置活动的锁止头，通过锁止头的活动，使得对拨叉轴进行限位，保证当前挡位的锁止，降低行进中意外脱挡的可能性。
附图说明
图1为本申请实施例的挡位锁止组件的爆炸结构图；
图2为本申请实施例图1中局部放大图；
图3为本申请实施例的锁挡机构的剖视结构图；
图4为本申请实施例的锁挡机构中锁止头的作用示意图；
图5为本申请实施例的锁止销的作用示意图；
图6为本申请实施例的挡位锁止组件的锁止头的一种工作状态示意图；
图7为本申请实施例的挡位锁止组件的锁止头的零一种工作状态示意图；
图8为本申请实施例的拨叉轴的结构示意图；
图9为本申请实施例的锁止头的结构示意图。
附图标记表示为：
1、换挡拨指；2、退锁套；3、插销；4、拨叉轴；5、锁止销；6、压缩弹簧；7、固定螺栓；8、锁止头；9、扭转弹簧；10、弹簧；11、固定螺钉；12、变速箱壳体；13、插销；14、插销；15、换挡拨叉；1′、斜台；2′、铰轴孔；3′、止动凸台；4′、圆弧支撑面；①、圆弧面；②、止动面；③、锁止头铰轴孔；④、圆弧；⑤、倾斜面。
具体实施方式
结合参见图1至图9所示，根据本申请的实施例，一种挡位锁止组件，包括：
拨叉轴4，设有第一凹槽；
锁止头8，活动设于所述第一凹槽中；
所述锁止头8处于第一位置，整体位于所述第一凹槽中；所述锁止头8处于第二位置，所述锁止头8部分突出所述拨叉轴4，能够阻止所述拨叉轴4的轴向移动。
本申请通过在拨叉轴4上设置第一凹槽，并在第一凹槽中设置活动的锁止头8，通过锁止头8的活动，使得对拨叉轴4进行限位，保证当前挡位的锁止，降低行进中意外脱挡的可能性。
在一些实施例中，挡位锁止组件还包括有套设于所述拨叉轴外的退锁套2，所述退锁套2能够相对所述拨叉轴进行轴向移动，使得所述锁止头8处于第一位置或第二位置。
采用在拨叉轴4外套设退锁套2，用来驱动所述锁止头8发生位置变化，实现锁止头8处于不同位置时，拨叉轴4的自由移动或被限位。
在一些实施例中，退锁套2设有通孔，所述锁止头8处于第二位置时，能伸出所述通孔，被位于所述退锁套2外的限位件所限位。
具体限位，是锁止头8处于第二位置时，能伸出退锁套2，被外部的限位件所限位，如变速箱的壳体上设置相应的限位槽，锁止头8伸出通孔后位于限位槽中。
在一些实施例中，锁止头8为铰接于所述第一凹槽中。
锁止头8通过铰接的方式设于第一凹槽中，能进行转动，这样能使得一端突出拨叉轴4，实现对拨叉轴4的限位。
在一些实施例中，第一凹槽中还设有第一弹性件，作用于所述锁止头8，驱使所述锁止头8的一端伸出所述通孔。
通过设在第一弹性件，如扭转弹簧9，能使得锁止头8自带弹出的功能。
在一些实施例中，第一凹槽的槽壁设置铰接所述锁止头8的铰轴孔2′，所述铰轴孔2′为腰形孔，所述锁止头8能够在所述铰轴孔2′中滑动。
铰轴孔2′设为腰形孔，使得锁止头8还能在第一凹槽中移动，提高锁止头8的灵活度，能提高锁止的效果。
在一些实施例中，第一凹槽中还设有第二弹性件，作用于所述锁止头8的另一端，使得所述锁止头8在所述铰轴孔2′中滑动。
在第一凹槽中设置第二弹性件，如压缩弹簧6，使得锁止头8的伸出带有自动性，减少操作难度。
在一些实施例中，锁止头8设为长条状，所述锁止头8的一端设为倾斜面⑤，所述第一凹槽中对应该倾斜面⑤位置设为斜台1′；所述锁止头8的另一端设有内凹的圆弧面①，所述第一凹槽中对应该圆弧面①的位置设为圆弧支撑面4′；所述第二弹性件抵接于所述圆弧面①上。
通过设置特定长条状的锁止头8，并对其端面的形状进行设置，相应的第一凹槽的壁面进行适配性的改进，使得锁止头8在第一凹槽中能自由活动，或能稳定地伸出第一凹槽。优选地，锁止头8另一端还设有止动面②，所述止动面②和所述倾斜面⑤为垂直设置。
在一些实施例中，挡位锁止组件还包括有锁止销5；所述拨叉轴4上还设有第二凹槽，所述第二凹槽和所述第一凹槽为周向分布；所述退锁套2上设有对应所述第二凹槽的槽孔，用于所述锁止销5穿设所述退锁套2插设于所述第二凹槽中。
传统结构中，锁止销5仅以弹簧10作用的布局型式，需要将弹簧10刚度设置较高，对锁止销5和拨叉轴4磨损严重，降低换挡机构的使用寿命，还会增加换挡力、入挡与摘挡的难度；本申请在锁止头8结构上再设置锁止销5，就无需设置较高的弹簧10刚度，因此锁止销5和拨叉轴4的磨损小，提高换挡机构的使用寿命。
优选地，第二凹槽设有多个，沿轴向排列布置。相应的第二凹槽设为弧形槽。
在一些实施例中，拨叉轴4的轴向两端均设有所述第一凹槽或所述第二凹槽，对应的所述退锁套2的轴向两端均设有所述通孔或所述槽孔。
通过拨叉轴4两端设置的锁止头8结构，能实现两端的作用，使得整体结构稳定，使用寿命得到大大提高。
根据本申请的另一方面，提供了一种锁挡机构，包括如上所述的挡位锁止组件。
根据本申请的再一方面，提供了一种变速箱，包括如上所述的挡位锁止组件或如上所述的锁挡机构。
在一些实施例中，变速箱还包括有换挡拨叉15，所述退锁套2和所述拨叉轴4穿设于所述换挡拨叉15中，所述拨叉轴4经插销3与所述换挡拨叉15连接，所述退锁套2设有条形让位孔；所述换挡拨叉15上设有第一拨指挡肩，所述第一拨指挡肩上设有轴向凹槽；所述退锁套2上设有第二拨指挡肩，所述第二拨指挡肩在所述凹槽中滑动设置。
在换挡拨叉15的第一拨指挡肩中设置轴向凹槽，便于第二拨指挡肩设置和移动，减小结构的空间体积，可同时利用换挡拨指1对两个拨指挡肩进行作用，实现对拨叉轴4的限位。
在一些实施例中，第一拨指挡肩和所述第二拨指挡肩均设有两个；两个所述第二拨指挡肩之间的间距小于两个所述第一拨指挡肩之间的间距。
通过设置两个拨指挡肩的间距，可利用换挡拨指1拨动时，先作用于第二拨指挡肩，改变锁止头8的位置，然后再作用于第一拨指挡肩，实现换挡，操作简便。
在一些实施例中，挡位锁止组件包括有锁止销5，所述变速箱还包括有壳体，所述锁止销5穿设于所述壳体上，弹性地抵接于所述第二凹槽中。
锁止销5的作用，是通过设置在变速箱的壳体上，实现对拨叉轴4的位置限制。通过下述的具体实施例对本申请进行详细描述。
如图1和2所示，变速箱包括有换挡拨指1、具有退锁开口的退锁套2、插销3、具有锁止头凹槽、弧形支撑面、锁止销凹槽的拨叉轴4、锁止销5、压缩弹簧6、固定螺栓7、具有弧形支撑结构的锁止头8、扭转弹簧9、弹簧10、固定螺钉11、具有锁止头锁止凹槽的变速箱壳体12、插销13、插销14、具有退锁套活动凹槽且能与退锁套产生轴向滑动的换挡拨叉15。
换挡拨指1安装在换挡电机中，退锁套2具有与拨指宽度一致的第二拨指挡肩凹槽，换挡拨叉15的第一拨指挡肩凹槽大于退锁套2的第二拨指挡肩凹槽，退锁套2、拨叉轴4与换挡拨叉15为同轴安装，拨叉轴的插销3安装于拨叉轴4上的两个插销孔，锁止销5、压缩弹簧6与固定螺栓7依次安装于变速箱壳体12两端的锁止销安装孔之中，扭转弹簧9的插销14将扭转弹簧9安装于拨叉轴4锁止头凹槽中，锁止头插销13将锁止头8安装于拨叉轴4的锁止头凹槽中，锁止头的压缩弹簧10与固定螺钉11依次安装于拨叉轴4两端的压缩弹簧安装孔内。
锁止头闭合时，斜台1′能推动锁止头8在闭合时后移，使得锁止头有轴向移动空间的铰轴孔2′，锁止头8打开、关闭时需沿着铰轴孔2′进行轴向移动；如图9所示，锁止头8打开至最高锁止高度时，锁止头止动面②与锁止头凹槽中止动凸台3′接触，锁止头的倾斜面⑤与锁止头的止动面②夹角为90°；锁止头的外端面为圆弧④。
拨指1带动退锁套2先运动，退锁套2轴向移动，对已经弹出的锁止头8下压，锁止头8在倾斜面⑤与锁止头闭合斜台1′的相互作用及退锁套2的压力下闭合，完成对拨叉轴4的挡位退锁，拨指1将换挡拨叉15与退锁套2凹槽宽度差值消除后带动换挡拨叉15运动，实现换挡及下一挡位的锁止，换挡成功后，拨叉轴4到位，锁止头8在扭转弹簧9弹力下向上弹出、在锁止头压缩弹簧10弹力、锁止头圆弧面①与拨叉轴圆弧支撑面4′相互接触支撑下往轴向移动，锁止头止动凸台3′与锁止头止动面②相互接触后，锁止头8弹出至最高锁止高度，倾斜面⑤与变速箱壳体12的箱盖锥型凹槽端面接触锁止，卡止于变速箱箱盖的锥型凹槽，锁止销5、锁止销弹簧6与固定螺栓7组成的弹簧锁止销对拨叉轴4锁止销凹槽进行锁止，最终实现变速箱挡位锁止，此时单个锁止头受力平衡为F1·l1+F2·l2+F3·l3＝0，其中l1为锁止头锁挡力到锁止头铰轴孔③圆心距离，l2为锁止头锁止端面受到的正压力到锁止头铰轴孔③圆心距离，l3为圆弧支撑面正压力到锁止头铰轴孔③圆心距离。
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 (16)

1.一种挡位锁止组件，其特征在于，包括：
拨叉轴(4)，设有第一凹槽；
锁止头(8)，活动设于所述第一凹槽中；
所述锁止头(8)处于第一位置，整体位于所述第一凹槽中；所述锁止头(8)处于第二位置，所述锁止头(8)部分突出所述拨叉轴(4)，能够阻止所述拨叉轴(4)的轴向移动；
所述第一凹槽的槽壁设置铰接所述锁止头(8)的铰轴孔(2´)，所述铰轴孔(2´)为腰形孔，所述锁止头(8)能够在所述铰轴孔(2´)中滑动。
2.根据权利要求1所述的挡位锁止组件，其特征在于，所述挡位锁止组件还包括有套设于所述拨叉轴(4)外的退锁套(2)，所述退锁套(2)能够相对所述拨叉轴(4)进行轴向移动，使得所述锁止头(8)处于第一位置或第二位置。
3.根据权利要求2所述的挡位锁止组件，其特征在于，所述退锁套(2)设有通孔，所述锁止头(8)处于第二位置时，能伸出所述通孔，被位于所述退锁套(2)外的限位件所限位。
4.根据权利要求3所述的挡位锁止组件，其特征在于，所述锁止头(8)为铰接于所述第一凹槽中。
5.根据权利要求4所述的挡位锁止组件，其特征在于，所述第一凹槽中还设有第一弹性件，作用于所述锁止头(8)，驱使所述锁止头(8)的一端伸出所述通孔。
6.根据权利要求1所述的挡位锁止组件，其特征在于，所述第一凹槽中还设有第二弹性件，作用于所述锁止头(8)的另一端，使得所述锁止头(8)在所述铰轴孔(2´)中滑动。
7.根据权利要求6所述的挡位锁止组件，其特征在于，所述锁止头(8)设为长条状，所述锁止头(8)的一端设为倾斜面(⑤)，所述第一凹槽中对应该倾斜面(⑤)位置设为斜台(1´)；所述锁止头(8)的另一端设有内凹的圆弧面(①)，所述第一凹槽中对应该圆弧面(①)位置设为圆弧支撑面(4´)；所述第二弹性件抵接于所述圆弧面(①)上。
8.根据权利要求7所述的挡位锁止组件，其特征在于，所述锁止头(8)另一端还设有止动面(②)，所述止动面(②)和所述倾斜面(⑤)为垂直设置。
9.根据权利要求3所述的挡位锁止组件，其特征在于，所述挡位锁止组件还包括有锁止销(5)；所述拨叉轴(4)上还设有第二凹槽，所述第二凹槽和所述第一凹槽为周向分布；所述退锁套(2)上设有对应所述第二凹槽的槽孔，用于所述锁止销(5)穿过所述退锁套(2)插设于所述第二凹槽中。
10.根据权利要求9所述的挡位锁止组件，其特征在于，所述第二凹槽设有多个，沿轴向排列布置。
11.根据权利要求9或10所述的挡位锁止组件，其特征在于，所述拨叉轴(4)的轴向两端均设有所述第一凹槽或所述第二凹槽，对应的所述退锁套(2)的轴向两端均设有所述通孔或所述槽孔。
12.一种锁挡机构，其特征在于，包括如权利要求1-11任一项所述的挡位锁止组件。
13.一种变速箱，其特征在于，包括如权利要求1-11任一项所述的挡位锁止组件或如权利要求12所述的锁挡机构。
14.根据权利要求13所述的变速箱，其特征在于，所述变速箱还包括有换挡拨叉(15)，所述挡位锁止组件包括退锁套(2)，所述退锁套(2)和所述拨叉轴(4)穿设于所述换挡拨叉(15)中，所述拨叉轴(4)经插销(3)与所述换挡拨叉(15)连接，所述退锁套(2)设有条形让位孔；所述换挡拨叉(15)上设有第一拨指挡肩，所述第一拨指挡肩上设有轴向凹槽；所述退锁套(2)上设有第二拨指挡肩，所述第二拨指挡肩在所述凹槽中滑动设置。
15.根据权利要求14所述的变速箱，其特征在于，所述第一拨指挡肩和所述第二拨指挡肩均设有两个；两个所述第二拨指挡肩之间的间距小于两个所述第一拨指挡肩之间的间距。
16.根据权利要求13所述的变速箱，其特征在于，所述挡位锁止组件包括有锁止销(5)，所述变速箱还包括有壳体，所述拨叉轴(4)上设有第二凹槽；所述锁止销(5)穿设于所述壳体上，弹性地抵接于所述第二凹槽中。
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