CN204477279U - 一种机械自动变速箱选换挡执行机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种机械自动变速箱选换挡执行机构，包括变速箱，所述变速箱上设置互相垂直的选档执行机构和换挡执行机构；所述选档执行机构包括选档电机，所述选档电机驱动旋转连接第一丝杠，所述第一丝杠上套接有第二方形螺母，所述第二方形螺母两端的圆柱凸台卡在选档传感器拨叉上，所述选档传感器拨叉连接选档传感器，所述第二方形螺母下端设有限位槽；所述换挡执行机构包括换挡电机和换挡传感器。本实用新型将常规的有刷直流电机或步进电机改为无刷直流电机，延长电机的使用寿命，而且选档执行机构和换挡执行机构结构差异较小，节省了成本。

Description

一种机械自动变速箱选换挡执行机构

技术领域

本实用新型属于汽车变速箱技术领域，具体涉及的是一种机械自动变速箱选换挡执行机构。

背景技术

机械自动变速箱是在传统手动机械箱基础上加装了变速箱电控单元、电控离合器和选换挡执行机构而构成。变速器换挡过程中选换挡执行机构的移动路线呈“王”字形，故又称“X-Y”形选换挡执行器。（见图1）。换挡指2在X方向移动完成选挡动作，选挡完成后在Y方向移动，拨动换挡拨头1完成换挡动作。

在机械自动变速箱中，使换挡指2移动的动力源通常是有刷直流电机或步进电机。且需要减速增扭机构将电机扭矩放大，满足选换挡力矩要求。再经过运动转换机构将电机的旋转运动转换为换挡指的直线运动或小弧度摆动。传统AMT中，实现减速增扭和运动转化功能的通常为多级齿轮副或涡轮蜗杆机构。除此之外，还有一些采用液压或气动方式的选换挡执行机构。

上述技术方案存在以下缺点：

    1）使用有刷直流电机驱动时，电机碳刷磨损快导致电机寿命短，售后服务频繁；

    2）相同功率的步进电机体积比直流电机大一倍，且不能使用普通的直流电源驱动，需要专门的驱动电路，控制系统硬件结构复杂，降低了控制系统可靠性。另外，步进电机还存在失步现象；

    3）选挡执行机构和换挡执行机构构造差异大，增加成本；

    4）采用齿轮副结构的，在选换挡过程中齿轮受力不均，容易造成断齿，且各齿轮副之间摩擦力大，不利于节能环保；

    5）采用蜗轮蜗杆结构的，涡轮上速度与扭矩需求矛盾强，传动效率低，对电机要求较高，降低了机构的可靠性和使用寿命；

    6）电液或电气结构需要添加液压缸或气缸，结构复杂、占用空间大、成本较高。且气压、液压源压力不确定等因素会影响TCU信号处理，造成换挡不理想，稳定性差。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术存在的以上问题，提供一种机械自动变速箱选换挡执行机构，可靠性高、成本低、结构简单、传动效率高。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本实用新型通过以下技术方案实现：

    一种机械自动变速箱选换挡执行机构，包括变速箱，所述变速箱上设置互相垂直的选挡执行机构和换挡执行机构；

所述选挡执行机构包括选挡电机，所述选挡电机设置在壳体的外侧，所述选挡电机驱动旋转连接第一丝杠，所述第一丝杠上套接有第二方形螺母，所述第二方形螺母两端的圆柱凸台卡在选挡传感器拨叉上，所述选挡传感器拨叉连接选挡传感器，所述第二方形螺母下端设有限位槽；

所述换挡执行机构包括换挡电机和换挡传感器，所述换挡电机设置在壳体的外侧，所述换挡传感器驱动连接换挡轴，所述换挡轴贯穿于摆动滑块和换挡摇臂，所述摆动滑块上端设有摆动滑块拨叉，所述换挡电机驱动旋转连接第二丝杠，所述第二丝杠尾端连接推力圆柱滚子轴承，所述第二丝杠套接在第一方形螺母上，所述第一方形螺母两端的设有圆形凸台，所述圆形凸台卡在所述摆动滑块拨叉内，所述换挡摇臂下端连接换挡指，所述换挡指卡在变速箱内的三个换挡拨叉块内，所述换挡拨叉块贯穿在拨叉轴上，所述换挡拨叉块下端设置换挡拨叉，所述换挡拨叉卡在换挡套筒内，所述换挡套筒连接于齿轮轴上，所述齿轮轴活动套接有换挡齿轮，所述换挡摇臂上端设置摇臂法兰，所述摇臂法兰卡在所述限位槽内。

本实用新型的有益效果是:

本实用新型设计新颖，结构简单，选挡电机和换挡电机为无刷直流电机，无碳刷，体积比相同功率的步进电机小，而且不需专门的驱动电路，普通的直流电源就可驱动，电机使用寿命长；

选挡执行机构和换挡执行机构的结构类似，差异较小，节省了成本。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为选换挡执行器示意图；

图2为本实用新型的主视图；

图3为本实用新型的左视图；

图4为方形螺母立体图。

图中标号说明：1、换挡拨头，2、换挡指，3、圆柱凸台，4、摆动滑块，5、换挡传感器，6、第一丝杠，7、选挡传感器拨叉，8、选挡传感器，9、选挡电机，10、限位槽，11、摇臂法兰，12、换挡轴，13、换挡摇臂，14、换挡指，15、换挡拨叉块，16、变速箱，17、换挡电机，18、第二丝杠，19、摆动滑块拨叉，20、推力圆柱滚子轴承，21、第一换挡齿轮，22、换挡套筒，23、第二换挡齿轮，24、齿轮轴，25、壳体，26、第一方形螺母,27、拨叉轴，28、弧形槽。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本实用新型。

参照图2、图3所示，一种机械自动变速箱选换挡执行机构，包括变速箱16，所述变速箱16上设置互相垂直的选挡执行机构和换挡执行机构17；

所述选挡执行机构包括选挡电机9，所述选挡电机9设置在壳体25的外侧，所述选挡电机9驱动旋转连接第一丝杠6，所述第一丝杠6上套接有第二方形螺母，所述第二方形螺母两端的圆柱凸台卡在选挡传感器拨叉7上，所述选挡传感器拨叉7连接选挡传感器8，所述第二方形螺母下端设有限位槽10；

所述换挡执行机构包括换挡电机17和换挡传感器5，所述换挡电机17设置在壳体25的外侧，所述换挡传感器驱动连接换挡轴12，所述换挡轴12主体部分横截面为正方形、正六边形、花键轴结构等非圆结构，所述换挡轴12上滑动套接有摆动滑块4和换挡摇臂13，所述摆动滑块4上端设有摆动滑块拨叉19，所述换挡电机17驱动旋转连接第二丝杠18，所述第二丝杠18尾端连接推力圆柱滚子轴承20，所述第二丝杠18套接在第一方形螺母26上，方形螺母的移动带动选挡传感器拨叉转动，选挡传感器拨叉另一端带动选挡传感器内部元件转动，从而实现对选挡滚珠丝杠方形螺母位移的监控。所述第一方形螺母26两端的设有圆形凸台3，所述圆形凸台3卡在所述摆动滑块拨叉19内，所述换挡摇臂13下端连接换挡指14，所述换挡指14卡在变速箱16的换挡拨叉块15内，不同变速箱数量不同，通常6挡变速箱有3个换挡拨叉块，（因为有的倒挡单独一个拨叉块，就变成4个）三个换挡拨叉块15贯穿在三条拨叉轴27上，每个换挡拨叉块下端设置一个换挡拨叉20，每个换挡拨叉20卡在对应的换挡套筒内，换挡套筒22连接于齿轮轴24上，所述换挡套筒22左右两端设有第一换挡齿轮21和第二换挡齿轮23，所述换挡摇臂13上端设置摇臂法兰11，所述摇臂法兰11卡在所述限位槽10内。

所述选挡传感器8和所述换挡传感器5为角位移传感器。

所述选挡电机9和换挡电机17为无刷直流电机。

参照图4所示，所述第一方形螺母26的底端设有弧形槽28。

通过所述换挡指14拨动所述变速箱16内的所述换挡拨叉20实现换挡，所述换挡摇臂13在所述换挡轴12上滑动完成选挡动作，所述换挡摇臂13随所述换挡轴12摆动完成换挡动作。

 摆动滑块4的摆动可以带动换挡轴12在一定范围内转动，进而带动换挡摇臂13的摆动，进一步的通过换挡摇臂上伸出的换挡指14的摆动实现换挡。通过壳体25和换挡丝杠螺母的限位作用限制了摆动滑块4沿滑块套杆长度方向位移。

以从空挡挂入其他挡为例：选挡电机9根据TCU发出的指令旋转，通过第一丝杠旋转运动转换为丝杠上方形螺母的直线运动，通过方形螺母上的弧形槽与换挡摇臂13上的摇臂法兰11结构，带动换挡摇臂13在换挡轴12上移动，（且该结构不会影响换挡动作时换挡滑块的转动）。与此同时，方形螺母一端的圆柱凸台带动选挡传感器拨叉7转动，选挡传感器拨叉7又带动选挡传感器内部元件转动。当换挡指到达目标位置时，选挡传感器8向TCU发出反馈信号，TCU发出指令，控制选挡电机9停止，从而完成选挡动作。选挡完成后，换挡电机17旋转，通过第二丝杠旋转运动转化为第一方形螺母26的直线运动，第一方形螺母26两侧的圆柱凸台3通过摆动滑块4下方的拨叉带动摆动滑块4摆动。摆动滑块4的摆动带动换挡轴12在一定范围内转动，换挡轴12再带动换挡摇臂13摆动，从而实现换挡指14的摆动。于此同时，换挡轴12带动换挡传感器5内部元件转动，当换挡指14成功拨动换挡拨叉20达到目标位置时，换挡传感器5反馈信号给TCU，TCU发出指令控制换挡电机17停止工作，换挡完成。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种机械自动变速箱选换挡执行机构，其特征在于：包括变速箱（16），所述变速箱（16）上设置互相垂直的选挡执行机构和换挡执行机构（17）；

所述选挡执行机构包括选挡电机（9），所述选挡电机（9）设置在壳体（25）的外侧，所述选挡电机（9）驱动旋转连接第一丝杠（6），所述第一丝杠（6）上套接有第二方形螺母，所述第二方形螺母两端的圆柱凸台卡在选挡传感器拨叉（7）上，所述选挡传感器拨叉（7）连接选挡传感器（8），所述第二方形螺母下端设有限位槽（10）；

所述换挡执行机构包括换挡电机（17）和换挡传感器（5），所述换挡电机（17）设置在壳体（25）的外侧，所述换挡传感器驱动连接换挡轴（12），所述换挡轴（12）贯穿于摆动滑块（4）和换挡摇臂（13），所述摆动滑块（4）上端设有摆动滑块拨叉（19），所述换挡电机（17）驱动旋转连接第二丝杠（18），所述第二丝杠（18）尾端连接推力圆柱滚子轴承（20），所述第二丝杠（18）套接在第一方形螺母（26）上，所述第一方形螺母（26）两端的设有圆形凸台（3），所述圆形凸台（3）卡在所述摆动滑块拨叉（19）内，所述换挡摇臂（13）下端连接换挡指（14），所述换挡指（14）卡在变速箱（16）的换挡拨叉块（15）内，所述换挡拨叉块（15）贯穿在拨叉轴（27）上，所述换挡拨叉块（15）下端设置换挡拨叉（20），所述换挡拨叉（20）卡在换挡套筒（22）内，所述换挡套筒（22）连接于齿轮轴（24）上，所述齿轮轴（24）活动套接有换挡齿轮，所述换挡摇臂（13）上端设置摇臂法兰（11），所述摇臂法兰（11）卡在所述限位槽（10）内。

2.根据权利要求1所述的机械自动变速箱选换挡执行机构，其特征在于：所述选挡传感器（8）和所述换挡传感器（5）为角位移传感器。

3.根据权利要求1所述的机械自动变速箱选换挡执行机构，其特征在于：所述选挡电机（9）和换挡电机（17）为无刷直流电机。

4.根据权利要求1所述的机械自动变速箱选换挡执行机构，其特征在于：所述第一方形螺母（26）的底端设有弧形槽（28）。