CN203926627U - 汽车手动变速机构 - Google Patents

Abstract

一种汽车手动变速机构，包括一承接发动机动力而旋转的输入轴、数只按照大小排列固定在输入轴上随其转动的驱动齿轮、一外周沿轴向设有若干条状凸出齿的输出轴、数只分别与驱动齿轮搭配啮合而围绕输出轴转动的变速齿轮、一保持在输出轴上作轴向运动且同转的轴套、一固定于一惰齿轮轴上而受最小驱动齿轮驱动旋转的惰齿轮，及一与惰齿轮相啮合而围绕输出轴转动的倒档齿轮，其中变速齿轮与倒档齿轮均设有内齿轮部，轴套的内侧端形成有外齿轮。当轴套由于驾驶者的换档动作而沿输出轴移动至需要的档位时，轴套的外齿轮将与变速齿轮或倒档齿轮之一的内齿轮部相啮合，进而带动输出轴旋转，由输出轴将动力输出。

Description

汽车手动变速机构

技术领域

本实用新型是关于一种汽车手动变速机构，尤指一种排档路径成一直线的变速机构。

背景技术

汽车在起步加速时须要比较大的驱动力，此时车辆的速度低，而发动机却必须以较高的转速来输出较大的动力。当速度逐渐加快之后，汽车所须要的行驶动力也逐渐降低，这时候发动机只要以降低转速来减少动力的输出，即可提供汽车足够的动力。变速箱的作用即在解决发动机和驱动车轮之间产生不同转速比的差异。所述发动机于燃油汽车乃是引擎，于电动汽车则是驱动马达。

变速箱为因操作上的不同而有『手动变速箱』与『自动变速箱』两种，这两种变速箱的工作方式也不相同。一辆车如使用手动变速箱，则必须有离合器。离合器这组机构被装置在发动机与手动变速箱之间，负责将发动机的动力传送到手动变速箱。因此，驾驶者要在换档以前先用脚踩离合器踏板，如此使发动机与变速箱暂时分离，再操作排档杆待齿轮移动至需要的档位，再放开离合器踏板使离合器重行结合，因此动力便可以可传递至变速箱，并经由差速器及传动线(Drive Line)送至车轮使车辆移动。自动变速箱则能自动完成此一工作，不需驾驶者动手，但也因此丧失了手动换档所能提供的操作感以及换档时尽其在我的乐趣。

兹以图1、图2所示的五速手动变速箱70为例，其排档杆71是以左右移动及向前向后移动的方式选择所需要的档位，并配合三支连杆72～74分别拨动三只在输出轴75上作轴向移动的齿套76～78，其中第1齿套76介于1档齿轮79和2档齿轮80之间；第2齿套77位在3档齿轮81和4档齿轮82之间；第3齿套78处于5档齿轮83和倒档齿轮84之间。1～5档齿轮79～83和倒档齿轮84均保持在输出轴75上自由转动，并分别与固定在输入轴87上随其转动的五只驱动齿轮89～93和一固定于惰齿轮轴86上旋转的惰齿轮85相啮合，以分别从驱动齿轮89～94向1～5档齿轮79～83和惰齿轮85传达相反方向的转动，并使倒档齿轮84同转。输入轴87通过一入力齿轮95和离合器轴96上的齿轮97 相啮合，以从和发动机(图未示)相连的离合器轴96获得旋转动力。

在发动机发动后，排档杆71位于中央位置不作换档的动作，此时只有离合器轴96与输入轴87转动，输出轴75静止(但其上的齿轮79～84仍会自由转动)，因此变速箱70没有传输动力的作用。

当拨动排档杆71至1档位置，则第一连杆72使第一齿套76向左移动与输出轴75上的1档齿轮79相啮合，于是发动机的动力即可经由离合器轴96及其齿轮97→入力齿轮95→输入轴87→输入轴1档驱动齿轮89→输出轴1档齿轮79→第1齿套76→输出轴75而输出。依此类推，可变换档位至2-5档与倒档。从而，透过变换档位，即能改变齿轮比(或称传动比、变速比)的作用，进而将发动机所产生的动力以不同的转速和扭力经差速器及传动线传送到车轮使车辆能行驶。利用多组不同齿数的齿轮搭配啮合之后，便可产生多种齿轮比。

从上述配合图式的说明不难理解，已知手动变速箱70由于受到机械结构的限制，因此需要数根连杆72～74及对应数目的齿套76～78配合操作才能变换档位，同时也造成排档杆71移动的路径不能成一直线，而使变速箱70的结构无法小型化、轻量化。

实用新型内容

本实用新型的目的，在于提供一种手动变速机构，可以直线换档，使排档更加容易与平顺，同时有助于结构轻小化。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种汽车手动变速机构，它包含：

一输入轴，用以承接一从该汽车的发动机输出的旋转动力；

数只驱动齿轮，按照大小排列固定在该输入轴上而随着该输入轴转动；

一输出轴，用以传输该动力，该输出轴的外周沿轴向设有若干条状凸出齿；

数只变速齿轮，其均为中空状，内周和外周分别设有内齿轮部和外齿轮部，每只变速齿轮的外齿轮部和一与之搭配的驱动齿轮啮合，使该变速齿轮可由该驱动齿轮驱动而围绕该输出轴转动；及

一轴套，具有一沿轴向设置的轴孔，该轴孔的孔壁沿轴向设有数条凹槽与该输出轴的凸出齿配合，使该轴套保持在该输出轴上作轴向运动，并向该输出 轴传递旋转动力，该轴套的内侧端沿径向扩大而形成有一外齿轮；

当该轴套由于驾驶者的换档动作而沿该输出轴移动，使该轴套的外齿轮与任一变速齿轮的内齿轮部相啮合时，即可从该输入轴上的驱动齿轮向该变速齿轮传达旋转运动，使与该变速齿轮相啮合的轴套同转，进而由该轴套带动该输出轴旋转，而由该输出轴将该动力输出。

在一较佳实施例中，它还包含：

一惰齿轮，固定在一惰齿轮轴上转动，并与数只该驱动齿轮中最小的驱动齿轮啮合，以从该最小驱动齿轮向该惰齿轮传达旋转运动；及

一倒档齿轮，其为中空状，内周和外周分别设有内齿轮部和外齿轮部，该倒档齿轮的内齿轮部用来和该轴套的外齿轮合作，该倒档齿轮的外齿轮部与该惰齿轮相啮合，使该倒档齿轮可由该惰齿轮驱动而围绕该输出轴转动；

当该轴套由于驾驶者的换档动作而沿该输出轴移动，使该轴套的外齿轮与该倒档齿轮的内齿部相啮合时，即可从该惰齿轮向该倒档齿轮传达旋转运动，使与该倒档齿轮相啮合的轴套同转，进而由该轴套带动该输出轴旋转，而由该输出轴将该动力输出。

在一较佳实施例中，所述输出轴和轴套分别支撑于一输出轴轴承和一轴套轴承转动，该轴套轴承固定在一端盖的内部，该轴套的外侧端穿过该端盖后，以一油封在该端盖和轴套的接触面间形成气密，再经由一接头连接一排档索，该排档索另一端绕过一定滑轮后与一排档头连接，该轴套经由手动操作该排档头而被排档索带动沿该输出轴移动至需要的档位。

在一较佳实施例中，所述倒档齿轮由一安装在该端盖内侧端的倒档齿轮轴承支持转动；数只该变速齿轮中最大的变速齿轮与最小的变速齿轮及倒档齿轮均具有一自其侧面沿轴向凸出的轴颈，每一轴颈安装一变速齿轮轴承，以支撑该变速齿轮转动。

在一较佳实施例中，所述轴套使用一复位弹簧作为反向排档时移动至所需档位的动力源。

在一较佳实施例中，所述复位弹簧为压缩弹簧，该弹簧装在该轴套的外周，且该弹簧的两端分别顶抵于该轴套的外齿轮和该轴套轴承的一侧。

本实用新型有益效果是：透过轴套与输出轴的合作，可以在轴套沿输出轴 作轴向运动时与任一变速齿轮或倒档齿轮搭配啮合而变换档位，将该档位的齿轮比传送至输出轴，使排档路径成一直线，让换档操作可以更加容易，平顺性也更好，同时也有效简化了排档的操纵机构，使手动变速机构得以小型化、轻巧化。

附图说明

图1为已知五速手动变速箱平面图。

图2为已知五速手排档位图。

图3为本实用新型汽车手动变速机构的剖面图，显示在2档位置。

图4为沿图3中4-4线的剖面图。

图5为与图4近似的剖面图，显示在倒档位置。

附图标号：10…手动变速机构；11…输入轴；12…入力齿轮；13…离合器轴；14…齿轮；15…驱动齿轮；16…驱动齿轮；17…驱动齿轮；21…输出轴；22…凸出齿；23…输出轴轴承；25…变速齿轮；26…变速齿轮；27…变速齿轮；28…外齿轮部；29…外齿轮部；30…外齿轮部；31…内齿轮部；32…内齿轮部；33…内齿轮部；34…变速齿轮轴承；35…变速齿轮轴承；36…变速齿轮轴承；37…倒档齿轮轴承；38…端盖；39…油封；40…轴套轴承；41…轴套；42…轴孔；43…凹槽；44…外齿轮；45…接头；46…排档索；47…定滑轮；48…排档头；51…复位弹簧；52…轴颈；53…轴颈；54…轴颈；55…惰齿轮；56…倒档齿轮；57…惰齿轮轴；58…内齿轮部；59…外齿轮部；70…手动变速箱；71…排档杆；72…第一连杆；73…第二连杆；74…第三连杆；75…输出轴；76…第一齿套；77…第二齿套；78…第三齿套；79…1档齿轮；80…2档齿轮；81…3档齿轮；82…4档齿轮；83…5档齿轮；84…倒档齿轮；85…惰齿轮；86…惰齿轮轴；87…输入轴；89…驱动齿轮；90…驱动齿轮；91…驱动齿轮；92…驱动齿轮；93…驱动齿轮；94…驱动齿轮；95…入力齿轮；96…离合器轴；97…齿轮。

具体实施方式

以下仅以实施例说明本实用新型可能的实施态样，然而并非用以限制本实用新型所欲保护的范畴，先予叙明。

本实用新型汽车手动变速机构10的结构如图3所示。该手动变速机构10包含一输入轴11用以承接汽车发动机经由离合器(二者均未图示)传递的动力。输入轴11的一端具有一入力齿轮12，此入力齿轮12与输入轴11制成一体或 用销等扣件固定在输入轴11上，而与离合器轴13上的齿轮14相啮合。当离合器轴13转动时，便可通过齿轮14向入力齿轮12传达不同方向的旋转运动，使输入轴11同步转动。输入轴11上还具有数只按照大小排列的驱动齿轮15～17，每只驱动齿轮15～17亦使用上述方法固定在输入轴11上而随着输入轴11转动，因此每只驱动齿轮15～17的转速均相同。

本实用新型的另一重要部分是输出轴21，它与输入轴11平行，手动变速机构10的动力即由此轴传出，而能以不同的转速和扭力经差速器及传动线而到车轮使车辆移动。输出轴21的外周沿轴向设有若干条状凸出齿22，允许一配合的轴套41沿输出轴21作轴向运动，进而与任一变速齿轮25～27啮合，达成传递动力的作用，其细节留待后述，暂且表过。

所述变速齿轮25～27分别与输入轴11上的驱动齿轮15～17搭配啮合而围绕输出轴21转动。变速齿轮25～27为中空状，其外周设有外齿轮部28～30，内周设有内齿轮部31～33，该外齿轮部28～30与驱动齿轮15～17相啮合，以从驱动齿轮15～17向变速齿轮28～30传达相反方向的旋转运动；内齿轮部31～33则与轴套41合作，以带动轴套41同步转动。

在本实用新型附图的实施例中，是以三速手动变速机构为例，故驱动齿轮15～17与变速齿轮25～27均为三只。在图3中，显示变速齿轮26与驱动齿轮16搭配啮合，在此定义为2档。同理，变速齿轮25和27分别与驱动齿轮15和17搭配啮合则各自定义为3档与1档。

所述轴套41配合输出轴21使用，它具有一沿轴向设置的轴孔42以接受输出轴21插入，同时在轴孔42的孔壁设有数条凹槽43，用来和输出轴21上的条状凸出齿22合作，如此，允许轴套41一方面保持在输出轴21上作轴向运动，一方面带动输出轴21同步转动，即轴套41转动时，输出轴21亦随着转动。此外，轴套41的内侧端沿径向扩大而形成一外齿轮44，用来和任一变速齿轮25～27的内齿轮部31～33相啮合，以将输入轴11的动力经由驱动齿轮15～17、变速齿轮25～27和轴套41传送到输出轴21。轴套41的外侧端穿过一端盖38后，经由一接头45连接一排档索46，该排档索46另一端绕过一定滑轮47后与一排档头48连接。当排档索46由于驾驶者操作排档头48而移动时，将使轴套41沿输出轴21的轴方向移动，进而与其中一变速齿轮25～27啮合， 产生需要的齿轮比，达到变换档位的目的，以将发动机所产生的旋转动力以不同的转速和扭力经差速器及传动线传送到车轮使车辆能行驶。所述端盖38和轴套41之间具有一油封39，用以在两者的接触面间形成可靠的气密，借以防止润滑油的泄漏。

为了帮助轴套41复归原位，在输出轴21和轴套41之间装有一复位弹簧51。在本实用新型的实施例中，复位弹簧51是采用压缩力发生作用的压缩弹簧。该复位弹簧51套在输出轴21上，其内侧端顶抵于轴套41的外齿轮44的一侧，外侧端顶抵于一轴套轴承40的一侧。当轴套41朝图中右方移动时，复位弹簧51会被压缩而蓄积弹性能，作为轴套41朝相反方向移动时的动力源。明白的说，从3档→2档→1档时，也就是降档时，复位弹簧51会被压缩而储备弹性能，以便在升档，也就是从1档→2档→3档时，释放弹性能而将轴套41推回所要的档位。

如图3所示，当轴套41由于驾驶者操作排档头48进行换档动作，而被排档索46带动沿输出轴21轴向移动，使其外齿轮44与任一变速齿轮25～27的内齿轮部31～33相啮合时，即可从输入轴21上的驱动齿轮15～17向变速齿轮25～27传达不同方向的转动，使与该变速齿轮25～27之一相啮合的轴套41同向转动，进而由轴套41带动输出轴21旋转，而由输出轴21将与输入轴11转动方向相反的动力输出。

如图3和图4所示，为使汽车具有倒退的功能，本实用新型进一步包含一惰齿轮55与一倒档齿轮56。其中，惰齿轮55固定在一惰齿轮轴57上转动，并与最小的驱动齿轮17啮合，以从数只该驱动齿轮中最小的驱动齿轮17向惰齿轮55传达相反方向的转动。倒档齿轮56紧邻最大的变速齿轮27而围绕输出轴21转动，其与变速齿轮25～27的结构相同，亦为中空状而在其内、外周分别设有内齿轮部58与外齿轮部59，该外齿轮部59与惰齿轮55相啮合，使倒档齿轮56可受惰齿轮55驱动而围绕输出轴21转动；内齿轮部58用来和轴套41的外齿轮44合作，使轴套41可随着倒档齿轮56同转。

如图3所示，倒档齿轮56由一安装在端盖38内侧端的倒档齿轮轴承37支撑转动，所述轴套轴承40固定在端盖38的内部，并与一装在输出轴21上的输出轴轴承23共同支撑输出轴21和轴套41转动。此外，最大变速齿轮25、 最小变速齿轮27和倒档齿轮56均具有一自其侧面沿轴向凸出的轴颈52～54，供分别安装三只变速齿轮轴承34～36之用，使每只变速齿轮25～27和倒档齿轮56的二侧都有轴承23、34～37支撑其旋转。由于输出轴轴承23被埋入最大变速齿轮25内，故其同时具有支撑输出轴21和最大变速齿轮25转动的作用。

如图5所示，当操作排档头48至倒档位置，轴套41便沿输出轴21轴向移动，使其外齿轮44与倒档齿轮56的内齿轮部58相啮合，如此，从最小驱动齿轮17获得动力的惰齿轮55向倒档齿轮56传达不同方向的转动，使与倒档齿轮56啮合的轴套41同向转动，进而由轴套41带动输出轴21旋转，而由输出轴21将与输入轴11转动方向相同的动力输出。

按照本实用新型揭露的手动变速机构10，透过轴套41与输出轴22的合作，可以在轴套41沿输出轴21作轴向运动时与任一变速齿轮25～27或倒档齿轮56搭配啮合而变换档位，将该档位的齿轮比传送至输出轴21，使排档路径成一直线，让换档操作可以更加容易，平顺性也更好，同时也有效简化了排档的操纵机构，使手动变速机构得以小型化、轻巧化。

当然，上述实施例可在不脱离本实用新型的范围下加以若干变化，故以上的说明所包含及附图中所示的全部事项应视为例示性，而非用以限制本实用新型的申请专利范围。

Claims (6)

1.一种汽车手动变速机构，其特征在于，它包含：

一输入轴，用以承接一从该汽车的发动机输出的旋转动力；

数只驱动齿轮，按照大小排列固定在该输入轴上而随着该输入轴转动；

一输出轴，用以传输该动力，该输出轴的外周沿轴向设有若干条状凸出齿；

数只变速齿轮，其均为中空状，内周和外周分别设有内齿轮部和外齿轮部，每只变速齿轮的外齿轮部和一与之搭配的驱动齿轮啮合，使该变速齿轮可由该驱动齿轮驱动而围绕该输出轴转动；及

一轴套，具有一沿轴向设置的轴孔，该轴孔的孔壁沿轴向设有数条凹槽与该输出轴的凸出齿配合，使该轴套保持在该输出轴上作轴向运动，并向该输出轴传递旋转动力，该轴套的内侧端沿径向扩大而形成有一外齿轮；

当该轴套由于驾驶者的换档动作而沿该输出轴移动，使该轴套的外齿轮与任一变速齿轮的内齿轮部相啮合时，即可从该输入轴上的驱动齿轮向该变速齿轮传达旋转运动，使与该变速齿轮相啮合的轴套同转，进而由该轴套带动该输出轴旋转，而由该输出轴将该动力输出。

2.根据权利要求1所述的汽车手动变速机构，其特征在于，它还包含：

一惰齿轮，固定在一惰齿轮轴上转动，并与数只该驱动齿轮中最小的驱动齿轮啮合，以从该最小驱动齿轮向该惰齿轮传达旋转运动；及

一倒档齿轮，其为中空状，内周和外周分别设有内齿轮部和外齿轮部，该倒档齿轮的内齿轮部用来和该轴套的外齿轮合作，该倒档齿轮的外齿轮部与该惰齿轮相啮合，使该倒档齿轮可由该惰齿轮驱动而围绕该输出轴转动；

当该轴套由于驾驶者的换档动作而沿该输出轴移动，使该轴套的外齿轮与该倒档齿轮的内齿部相啮合时，即可从该惰齿轮向该倒档齿轮传达旋转运动，使与该倒档齿轮相啮合的轴套同转，进而由该轴套带动该输出轴旋转，而由该输出轴将该动力输出。

3.根据权利要求2所述的汽车手动变速机构，其特征在于，所述输出轴和轴套分别支撑于一输出轴轴承和一轴套轴承转动，该轴套轴承固定在一端盖的内部，该轴套的外侧端穿过该端盖后，以一油封在该端盖和轴套的接触面间形成气密，再经由一接头连接一排档索，该排档索另一端绕过一定滑轮后与一排 档头连接，该轴套经由手动操作该排档头而被排档索带动沿该输出轴移动至需要的档位。

4.根据权利要求3所述的汽车手动变速机构，其特征在于，所述倒档齿轮由一安装在该端盖内侧端的倒档齿轮轴承支持转动；数只该变速齿轮中最大的变速齿轮与最小的变速齿轮及倒档齿轮均具有一自其侧面沿轴向凸出的轴颈，每一轴颈安装一变速齿轮轴承，以支撑该变速齿轮转动。

5.根据权利要求3所述的汽车手动变速机构，其特征在于，所述轴套使用一复位弹簧作为反向排档时移动至所需档位的动力源。

6.根据权利要求5所述的汽车手动变速机构，其特征在于，所述复位弹簧为压缩弹簧，该弹簧装在该轴套的外周，且该弹簧的两端分别顶抵于该轴套的外齿轮和该轴套轴承的一侧。