CN207485906U - 变速器的变速换挡装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了变速器的变速换挡装置，属于变速器技术领域。它解决了现有技术换挡过程动力中断、造成车辆的加速性能降低，换挡不平顺性及冲击会不能克服等问题。本变速器的变速切换机构，包括低速档齿轮及高速档齿轮，低速档齿轮及高速档齿轮之间设有内啮合套筒、外啮合套筒及离合器，内啮合套筒、外啮合套筒均与离合器啮合连接，所述的外啮合套筒连接拨叉，所述的低速档齿轮、内啮合套筒及外啮合套筒相连接时，变速器处于低速段，拨叉拨动外啮合套筒与高速档齿轮相连接时，在速差影响下，内啮合套筒会被压回与外啮合套筒连接，变速器转换为高速段，完成变速，本实用新型具有结构简单、加工工艺性好、提高变速器效率等优点。
Description
技术领域
本发明属于变速器技术领域，特指一种用于变速器的变速换挡装置。
背景技术
目前汽车使用的手动变速器和一些自动变速器均采用同步器换挡装置，在档位切换过程中需要离合器将动力源和变速器切断，再通过同步环锥面摩擦，使主从动齿轮转速实现同步，然后啮合齿套滑入啮合齿圈而完成档位切换。这样在换挡过程中驱动力会中断，造成整车顿挫感，给驾驶员及乘客带来不适感。另外换挡过程动力中断，也会造成车辆的加速性能降低，经济性受到一定的影响。
如不用同步器结构，直接用牙嵌式离合器作为换挡装置，换挡时间虽然缩短但换挡不平顺性及冲击会不能克服，因此无法进行实际运用。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于变速器的变速换挡装置,它克服了上述现有技术存在的缺陷，实现低速档时挂挡时间短，效率高，由低速变高速档时，换挡过程快速及无冲击、无动力中断，消除车辆在加速过程中，加速变速时的驱动力中断的缺陷，达到了提高舒适性，缩短换挡时间，消除因同步器造成摩擦损失，提高变速器效率的优点，此外，还对结构优化设计减少换挡时磨损，提高寿命。
本发明的目的是这样实现的：
用于变速器的变速换挡装置，包括低速档齿轮及高速档齿轮，其特征在于：低速档齿轮及高速档齿轮之间设有离合器从动盘齿毂及切换啮合套筒，所述切换啮合套筒有内外两个，即内切换啮合套筒和外切换啮合套筒，所述内切换啮合套筒、外切换啮合套筒均与离合器从动盘齿毂始终啮合连接，所述的内切换啮合套筒的外环面均布有外花键齿，所述外花键齿可与所述低速档齿轮侧面的牙嵌齿啮合或分离，所述外花键齿的与低速档齿轮相对的前端部一侧设有脱齿斜面；所述的外切换啮合套筒还连接拨叉，所述的低速档齿轮、内切换啮合套筒及外切换啮合套筒相连接时，变速器处于低速档，当拨叉拨动外切换啮合套筒与高速档齿轮相连接时，在速差影响下，由于所述脱齿斜面的作用，使得所述外花键齿与所述低速档齿轮侧面的牙嵌齿分离，进而使得内切换啮合套筒会被压回与低速档齿轮分离，变速器转换为高速档，完成变速。
其中，所述外切换啮合套筒的内环面均布有内花键齿，所述外花键齿、内花键齿与所述离合器从动盘齿毂上的花键齿槽啮合连接并可相对轴向滑动。
其中，变速器由空档向低速档变速时，使拨叉拨动外切换啮合套筒向低速档齿轮滑动，外切换啮合套筒带动内切换啮合套筒一起沿着离合器从动盘齿毂上的外花键槽向低速档齿轮滑动；当所述的低速档齿轮侧面上的牙嵌齿与内切换啮合套筒上的外花键齿及外切换啮合套筒上的内花键齿啮合连接时，变速器处于低速档。
其中，当变速器要从低速档切换至高速挡时，拨叉拨动外切换啮合套筒向高速档齿轮滑动，由于低速档齿轮的牙嵌齿与内切换啮合套筒的外花键齿之间存在结合动力扭矩作用，内切换啮合套筒保持不动，当外切换啮合套筒滑动到与高速档齿轮相连接时，由于外切换啮合套筒、内切换啮合套筒和离合器从动盘齿毂始终处于花键啮合连接，共同旋转，在高低速差的影响下，内切换啮合套筒在脱齿斜面的作用下，与低速档齿轮分离，内切换啮合套筒在轴向上会被压回到中间初始位置，变速器转换为高速档，完成由低速挡到高速档到变速。
其中，所述的脱齿斜面的斜面形状为平面形或曲面形。当脱齿斜面为曲面形时，该曲面形为横截面满足抛物线方程的y＝ax2+bx+c(a,b,c为常数,a＝2b/3,a≠0)的曲面形。
一种利用上述用于变速器的变速换挡装置进行换挡的控制方法，其特征在于，所述变速器由空档向低速档变速时，使拨叉拨动外切换啮合套筒向低速档齿轮滑动，外切换啮合套筒带动内切换啮合套筒一起沿着离合器从动盘齿毂上的外花键槽向低速档齿轮滑动；当所述的低速档齿轮侧面上的牙嵌齿与内切换啮合套筒上的外花键齿及外切换啮合套筒上的内花键齿啮合连接时，变速器处于低速档；当变速器要从低速档切换至高速档时，拨叉拨动外切换啮合套筒向高速档齿轮滑动，由于低速档齿轮的牙嵌齿与内切换啮合套筒的外花键齿之间存在结合动力扭矩作用，内切换啮合套筒保持不动，当外切换啮合套筒滑动到与高速档齿轮相连接时，由于外切换啮合套筒、内切换啮合套筒和离合器从动盘齿毂始终处于花键啮合连接，三者共同旋转，此时，在内切换啮合套筒与低速档齿轮高低速差的影响下，内切换啮合套筒在脱齿斜面的作用下，与低速档齿轮分离，内切换啮合套筒在轴向上会被压回到中间初始位置，变速器转换为高速档，完成由低速档到高速档的变速。
本发明相比现有技术突出且有益的技术效果是：
1、本发明结构简单，比传统同步器变速结构零件的零件数量大大减少，降低了生产成本和结构复杂度。本发明不需要使用铜等有色金属材料，可降低制造成本。
2、本发明没有如同步齿环的精密锥面，加工简单，工艺性好。
3、本发明在加速变速过程中，变速换挡过程中动力不中断，消除车辆加速过程的顿挫感，提高舒适性。
4、本发明缩短换挡时间，并且消除因同步器造成摩擦损失，提高了变速器的效率。
5、本发明还对脱齿斜面进行优化设计，采用特殊参数的曲面利用齿套脱离归位，且减少磨损，提高寿命。
附图说明
图1是本发明的结构立体示意图。
图2是本发明的初始空档位置结构示意图。
图3是本发明的工作过程示意简图之空挡初始位置。
图4是本发明的工作过程示意简图之低速挡向高速挡切换过程。
具体实施方式
下面结合附图以具体实施例对本发明作进一步描述：参见图1-2，
用于变速器的变速换挡装置，包括低速档齿轮1及高速档齿轮2，低速档齿轮1及高速档齿轮2之间设有离合器从动盘齿毂5及切换啮合套筒，所述切换啮合套筒有内外两个，即内切换啮合套筒3和外切换啮合套筒4；内切换啮合套筒3、外切换啮合套筒4均与离合器从动盘齿毂5外环面上的外花键槽啮合连接，所述的外切换啮合套筒4连接拨叉，当拨叉拨动外切换啮合套筒4向低速档齿轮1滑动时，外切换啮合套筒4带动内切换啮合套筒3一起沿着离合器从动盘齿毂5上的外花键槽向低速档齿轮1滑动；所述外切换啮合套筒4的内环面均布有内花键齿8，所述的内切换啮合套筒3的外环面均布有外花键齿6；当所述的低速档齿轮1上的牙嵌齿与内切换啮合套筒3及外切换啮合套筒4上的外花键齿6和内花键齿8啮合连接时，变速器处于低速段；当变速器要从低速挡切换至高速挡时，拨叉拨动外切换啮合套筒4向高速档齿轮2滑动，由于低速档齿轮1牙嵌齿与内切换啮合套筒3之间的动力扭矩原因，内切换啮合套筒3保持不动，当外切换啮合套筒4滑动到与高速档齿轮2相连接时，即外切换啮合套筒4上的花键齿8与高速档齿轮2上的牙嵌齿9啮合时，由于外切换啮合套筒4、内切换啮合套筒3和离合器从动盘齿毂5始终处于花键啮合连接，一同旋转，在高低速差影响下(在高速档齿轮2的带动下，外切换啮合套筒4带动离合器从动盘齿毂5和内切换啮合套筒3一起高速旋转，此时内切换啮合套筒3的转速高于低速档齿轮1的转速)，内切换啮合套筒3在脱齿斜面7的作用下，与低速档齿轮1分离，内切换啮合套筒3在轴向上会被压回到中间初始位置的离合器从动盘齿毂15的毂腔内，变速器转换为高速段，完成由低到高到变速。
所述的内切换啮合套筒3的外环面均布有外花键齿6，齿6的前端部(与低速档齿轮1相对的一端部)设计成单侧斜面结构，即一侧设计成直角，保证动力有效传递，另一侧设有脱齿斜面7，当内切换啮合套筒3相对于低速档齿轮1反向驱动时，因为斜面的作用，脱齿斜面7帮助内切换啮合套筒3与低速档齿轮1顺利分离，内切换啮合套筒3将会自动脱开退回原位。
所述的脱齿斜面7的斜面形状为平面形或曲面形，优选为横截面满足抛物线方程的y＝ax2+bx+c(a,b,c为常数,a＝2b/3,a≠0)的曲面形，经过研究和实验，抛物线曲面形状相比平面形状，更有利于外花键齿脱离牙嵌齿，档位分离更加彻底，并使得脱离间隔距离更长，减少端部磨损的发生，且当参数a等于三分之二倍的b分离效果最佳，即a＝2b/3。
本发明专利换挡过程说明，参见结构示意简图如图3-4，在图3中变速器在空挡位置。图4中由上向下依次为不同的状态图，其中，变速器切换至低速段的状态，各齿轮啮合套筒旋转方向如图4中箭头所示，箭头长短示意速度的高低。在开始变速切换时，外切换啮合套筒在拨叉的带动下向右侧滑动。内切换啮合套筒因为动力扭矩的原因，保持原啮合状态不动，当外切换啮合套筒继续移动结合高速齿轮时，这样的情况下由于高速齿轮转速大于低速齿转速，内切换啮合套筒与低速齿轮产生转速差，内切换啮合套筒转速大于低速齿，由于内切换啮合套筒啮合齿部斜面作用，内切换啮合套筒被压回到离合器从动盘毂腔内，完成变速过程。
上述实施例仅为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.变速器的变速换挡装置，包括低速档齿轮及高速档齿轮，其特征在于：低速档齿轮及高速档齿轮之间设有离合器从动盘齿毂及切换啮合套筒，所述切换啮合套筒有内外两个，即内切换啮合套筒和外切换啮合套筒，所述内切换啮合套筒、外切换啮合套筒均与离合器从动盘齿毂始终啮合连接，所述的内切换啮合套筒的外环面均布有外花键齿，所述外花键齿可与所述低速档齿轮侧面的牙嵌齿啮合或分离，所述外切换啮合套筒的内环面均布有内花键齿，所述外花键齿、内花键齿均与所述离合器从动盘齿毂上的花键齿槽啮合连接并均可相对轴向滑动；所述外花键齿的与低速档齿轮相对的前端部一侧设有脱齿斜面；所述的外切换啮合套筒还连接拨叉，所述的低速档齿轮、内切换啮合套筒及外切换啮合套筒相连接时，变速器处于低速档，当拨叉拨动外切换啮合套筒与高速档齿轮相连接时，在速差影响下，由于所述脱齿斜面的作用，使得所述外花键齿与所述低速档齿轮侧面的牙嵌齿分离，进而使得内切换啮合套筒会被压回与低速档齿轮分离，变速器转换为高速档，完成变速；其中，在上述变速器要从低速档切换至高速挡时，具体为：拨叉拨动外切换啮合套筒向高速档齿轮滑动，由于低速档齿轮的牙嵌齿与内切换啮合套筒的外花键齿之间存在结合动力扭矩作用，内切换啮合套筒保持不动，当外切换啮合套筒滑动到与高速档齿轮相连接时，由于外切换啮合套筒、内切换啮合套筒和离合器从动盘齿毂始终处于花键啮合连接，共同旋转，在高低速差的影响下，内切换啮合套筒在脱齿斜面的作用下，与低速档齿轮分离，内切换啮合套筒在轴向上会被压回到中间初始位置，变速器转换为高速档，完成由低速挡到高速档到变速；其中，所述的脱齿斜面的斜面形状为平面形或曲面形。
2.根据权利要求1所述的变速器的变速换挡装置，其特征在于：当脱齿斜面为曲面形时，该曲面形为横截面满足抛物线方程的y＝ax2+bx+c(a,b,c为常数,a＝2b/3,a≠0)的曲面形。
3.根据权利要求1所述的变速器的变速换挡装置，其特征在于：变速器由空档向低速档变速时，使拨叉拨动外切换啮合套筒向低速档齿轮滑动，外切换啮合套筒带动内切换啮合套筒一起沿着离合器从动盘齿毂上的外花键槽向低速档齿轮滑动；当所述的低速档齿轮侧面上的牙嵌齿与内切换啮合套筒上的外花键齿及外切换啮合套筒上的内花键齿啮合连接时，变速器处于低速档。
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