CN208651596U - 换挡机构及汽车 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种换挡机构及汽车，所述换挡机构包括支座、换挡杆、球头衬套和连动轴，所述支座上设置有安装槽，所述球头衬套设置于所述安装槽内，所述换挡杆上设置有球头，所述球头衬套内设置有与所述球头配合的球形腔体，所述球头转动配合安装在所述球形腔体内，所述连动轴与所述换挡杆连接，所述安装槽内设置有蝶形弹簧，所述蝶形弹簧的下端与所述安装槽的底壁抵顶，所述蝶形弹簧的上端与所述球头衬套抵顶，蝶形弹簧处于压缩状态。上述换挡机构能够自动补偿球头与衬套之间的预紧力，避免换挡机构的松旷，提升汽车的换挡品质。

Description

换挡机构及汽车

技术领域

本实用新型涉及汽车制造技术领域，更具体地说，本实用新型尤其涉及一种换挡机构及汽车。

背景技术

在时下的产品开发设计中，顾客满意度是决定该产品成功与否的重要指标。对于汽车产品而言，除外观、经济性、稳定性、动力性等主要性能以外，舒适性、操纵性无疑也是现今人们追求的高品质享受的重要指标。

现有汽车换挡机构包括支座、换挡杆、连动轴和球头衬套等零部件，支座上设置有安装槽，球头衬套安装于安装槽内，换挡杆的一端设有球头，球头衬套内周壁上设有与球头配合的球形腔体，球头转动配合安装在球形腔体内，连动轴与换挡杆连接，为了防止球头松旷，降低换挡品质，技术人员一般在安装槽的底壁与球头衬套之间设置橡胶垫，橡胶垫处于压缩状态，用于保证球头与球头衬套之间的预紧力。

换挡机构在长时间使用过程中，球头和球头衬套之间存在磨损，随着球头衬套的磨损，橡胶垫基于本身的弹性会补偿球头和球头衬套之间的预紧力，然而橡胶垫的弹性曲线是线性的，随着球头衬套的磨损，橡胶垫压缩变形量会逐渐缩小甚至失去弹性，致使球头与球头衬套之间的预紧力逐渐降低，甚至失去预紧力，从而造成球头松旷，影响换挡机构的操纵性和使用寿命。

实用新型内容

本实用新型提供一种换挡机构及汽车，该换挡机构能够自动补偿球头与球头衬套之间的预紧力，避免换挡机构的球头松旷，提升换挡品质。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

本实用新型一方面提供一种换挡机构，包括支座、换挡杆、球头衬套和连动轴，所述支座上设置有安装槽，所述球头衬套设置于所述安装槽内，所述换挡杆上设置有球头，所述球头衬套内设置有与所述球头配合的球形腔体，所述球头转动配合安装在所述球形腔体内，所述连动轴与所述换挡杆连接，所述安装槽内设置有蝶形弹簧，所述蝶形弹簧的下端与所述安装槽的底壁抵顶，所述蝶形弹簧的上端与所述球头衬套抵顶，所述蝶形弹簧处于压缩状态。由于蝶形弹簧是在轴向上呈锥形并承受负载的特殊弹簧，在承受负载变形后，储蓄一定的势能，在本实用新型实用过程中，蝶形弹簧的下端与所述安装槽的底壁抵顶，所述蝶形弹簧的上端与所述球头衬套抵顶，蝶形弹簧处于压缩状态，在换挡机构使用一段时间后，随着球头和球头衬套之间的磨损，蝶形弹簧的压缩量逐渐变小，但是，压缩弹簧的弹力并没有降低，由此可见压缩弹簧，随着球头和球头衬套之间的磨损能够补偿球头和球头衬套之间的预紧力，防止球头松旷。

如上所述换挡机构，所述安装槽的底部设置有圆形安装孔，所述蝶形弹簧的中心与所述圆形安装孔的中心重合。

如上所述换挡机构，所述蝶形弹簧的外圈与所述安装槽底部的内周壁抵接。此种方式将蝶形弹簧的外圈与所述安装槽底部的内周壁抵接，能够快速实现蝶形弹簧的安装。

如上所述换挡机构，所述球头衬套的底部开设有圆孔，所述蝶形弹簧的内径大于所述圆孔的直径。

如上所述换挡机构，所述蝶形弹簧为单片蝶形弹簧。采用单片蝶形弹簧能够节省物料。

如上所述换挡机构，所述蝶形弹簧为矩形截面蝶形弹簧、带径向沟槽的蝶形弹簧或者梯形截面蝶形弹簧的一种。

如上所述换挡机构，所述球头衬套包括上球头衬套和下球头衬套，所述上球头衬套和下球头衬套扣合形成所述球形腔体，所述上球头衬套和所述下球头衬套扣合处设置有供所述连动轴伸出的开孔。

如上所述换挡机构，所述球头衬套过盈配合安装在所述安装槽内。球头衬套过盈配合安装在所述安装槽内也能够一定程度上补偿球头与球头衬套磨损带来的间隙增大。

如上所述换挡机构，所述球头衬套上设置有减重孔。

本实用新型另一方面提供一种汽车，所述汽车包括如上所述换挡机构。

本实用新型的换挡机构，通过在安装槽内设置有蝶形弹簧，蝶形弹簧的下端与所述安装槽的底壁抵顶，所述蝶形弹簧的上端与所述球头衬套抵顶，蝶形弹簧处于压缩状态，通过利用蝶形弹簧的非线性弹性曲线，压缩的蝶形弹簧在换挡机构使用过程中补偿球头与衬套之间的预紧力，当球头和球头衬套磨损后，球头和球头衬套之间的预紧力不会降低，解决了球头在使用一段时间后球头松旷的问题，保证了换挡品质。

本实用新型提供的汽车包括上述换挡机构，换挡机构通过在安装槽内设置有蝶形弹簧，蝶形弹簧的下端与所述安装槽的底壁抵顶，所述蝶形弹簧的上端与所述球头衬套抵顶，蝶形弹簧处于压缩状态，通过利用蝶形弹簧的非线性弹性曲线，压缩的蝶形弹簧在换挡机构使用过程中补偿球头与衬套之间的预紧力，当球头和球头衬套磨损后，球头和球头衬套之间的预紧力不会降低，提高汽车的换挡手感和换挡质量，减少了汽车由于换挡杆松动导致换挡时换挡错位或者换挡失败出现交通事故的概率，同时提高了汽车的使用寿命和安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术的换挡机构中橡胶垫弾性曲线示意图；

图2为本实用新型实施例提供的换挡机构的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的蝶形弹簧非线性弹性曲线图；

图4为本实用新型实施例提供的换挡机构的单片蝶形弹簧结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的换挡机构的单片蝶形弹簧的俯视图。

附图标记说明：

1、支座

2、换挡杆

3、球头衬套

4、连动轴

5、球头

6、蝶形弹簧

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

现有汽车换挡机构包括支座、换挡杆和球头衬套等零部件，换挡杆的一端设有球头，球头衬套内设有与球头配合的球形腔体，支座上设有用于固定安装球头衬套的安装槽，安装槽的内壁与球头衬套之间设置有橡胶垫，用于保证球头与球头衬套之间的预紧力。然而换挡器在长时间使用过程中，球头和球头衬套之间存在磨损，由于橡胶垫的弹性曲线是线性的，随着球头的磨损，橡胶垫的弹性逐渐变小，致使球头与球头衬套之间的预紧力逐渐降低，甚至失去弹性，从而造成球头松旷，影响换挡器的操纵性和使用寿命。图1 为橡胶垫弾性曲线示意图，请参阅图1所示，安装槽内的橡胶垫在初始位置 A处于压缩状态，随着换挡机构的使用，球头和球头衬套之间日渐磨损，橡胶垫的压缩量变小，当压缩量从A位置到达B位置和C位置的过程中，由于橡胶垫的压缩量变小，橡胶垫的弹力F也随之线性减小，从而致使球头与球头衬套之间的预紧力逐渐降低。

本实用新型基于上述问题提供一种能够自动补偿球头与球头衬套之间的预紧力，避免球头松旷，提升换挡品质的换挡机构。

以下对本申请中的部分用语进行解释说明，以便于本领域技术人员理解。

换挡，是变速杆操纵方法的简称，在长期的驾车过程中，因其名称简洁、直接而被人们流传起来，换挡操作熟练成程度，直接影响着人们驾车的安全。

预紧力，在连接中(连接的方式和用途是多样的)，在受到工作载荷之前，为了增强连接的可靠性和紧密性，以防止受到载荷后连接件间出现缝隙或者相对滑移而预先加的力。

蝶形弹簧，用金属带材，板材或锻造坯料冲压而成的截锥形薄片弹簧，它的负荷与变形呈非线性关系。

过盈配合，属于紧配合中的一种。

下面结合具体实施例对本实用新型提供的换挡机构及汽车进行详细介绍。

实施例一：

图2为本实用新型实施例提供的换挡机构的结构示意图，请参阅图2 所示，本实施例的换挡机构包括支座1、换挡杆2、球头衬套3和连动轴4，所述支座1上设置有安装槽，所述球头衬套3设置于所述安装槽内，所述换挡杆2上设置有球头5，所述球头衬套3内设置有与所述球头5配合的球形腔体，所述球头5转动配合安装在所述球形腔体内，所述连动轴4与所述换挡杆2连接，所述安装槽内设置有蝶形弹簧6，所述蝶形弹簧6的下端与所述安装槽的底壁抵顶，所述蝶形弹簧6的上端与所述球头衬套3抵顶，所述蝶形弹簧6处于压缩状态。

本实施例中所述支座1为承载换挡杆2和球头衬套3的载体，支座1的材质一般为金属材质。所述支座1上设置有用于安装换挡杆2和球头衬套3 的安装槽，换档杆2上设置有球头5，换挡杆2一般也为金属材质，球头衬套3一般采用塑料弹性材质制成，由于在换挡过程中球头5会与球头衬套3 产生摩擦，为了提高球头衬套3的使用寿命，球头衬套3材质要具有较好的硬度和耐磨性，球头5安装在球头衬套3内，并可在球头衬套3内转动，为了使球头5在球头衬套3内转动灵活，球头5表面要光滑，可以在球头衬套 3内存储适量润滑脂。

所述蝶形弹簧6为包括截面形状为矩形的蝶形弹簧、带径向沟槽的蝶形弹簧、梯形截面蝶形弹簧。普通蝶形弹簧分为有支撑面和无支撑面两类；带径向沟槽的蝶形弹簧是在普通蝶形弹簧的基础上，沿径向开出若干个均匀分布的槽，槽可以由内孔向外圆方向开出，也可以由外圆向内孔方向开出；梯形截面蝶形弹簧可以分为内缘厚度大于外援厚度型和内缘厚度小于外圆厚度型两类。本实施例采用的蝶形弹簧6可以为截面形状为矩形的蝶形弹簧、带径向沟槽的蝶形弹簧、梯形截面蝶形弹簧中的任一种，本实施例不做特别限制。

所述蝶形弹簧6在所述安装槽内处于压缩状态。压缩状态的蝶形弹簧6 在初始状态下使球头5与球头衬套3有一定的预紧力。

图3为本实用新型实施例提供的蝶形弹簧非线性弹性曲线图，结合图 3，对本实用新型的工作原理介绍如下：由于蝶形弹簧6是在轴向上呈锥形并承受负载的特殊弹簧，在承受负载变形后，储蓄一定的势能，本实用新型在使用过程中，蝶形弹簧6的下端与所述安装槽的底壁抵顶，所述蝶形弹簧 6的上端与所述球头衬套3抵顶，蝶形弹簧6处于压缩状态，在位置A时压缩变形量为L₁，蝶形弹簧6的弹力为F₁，在换挡机构使用一段时间后，随着球头5和球头衬套3之间的磨损，蝶形弹簧6的压缩量逐渐变小，在位置B 时蝶形弹簧6压缩变形量为L₂，但是，蝶形弹簧6的弹力并没有降低，蝶形弹簧6的弹力仍F₁，由此可见压缩弹簧随着球头5和球头衬套3之间的磨损能够补偿球5和球头衬套3之间的预紧力。

本实用新型提供的换挡机构，所述安装槽内设置有蝶形弹簧，所述蝶形弹簧的下端与所述安装槽的底壁抵顶，所述蝶形弹簧的上端与所述球头衬套抵顶，所述蝶形弹簧处于压缩状态，在换挡机构使用过程中，随着球头与球头衬套的磨损，蝶形弹簧能够补偿球头与球头衬套之间的预紧力，解决了球头在使用一段时间后球头松旷的问题。

实施例二：

本实施例的换挡机构包括支座1、换挡杆2、球头衬套3和连动轴4，所述支座1上设置有安装槽，所述球头衬套3设置于所述安装槽内，所述换挡杆2上设置有球头5，所述球头衬套3内设置有与所述球头5配合的球形腔体，所述球头转动配合安装在所述球形腔体内，所述连动轴4与所述换挡杆2连接，所述安装槽内设置有蝶形弹簧6，所述蝶形弹簧的下端与所述安装槽的底壁抵顶，所述蝶形弹簧6的上端与所述球头衬套3抵顶，所述蝶形弹簧6处于压缩状态。

本实施例中，所述安装槽的底部设置有圆形安装孔，所述蝶形弹簧6的中心与所述圆形安装孔的中心重合，进一步地，所述蝶形弹簧6的外圈与所述安装槽底部的内周壁抵接。由于蝶形弹簧6的外圈的形状为圆形，通过设置圆形安装孔，将蝶形弹簧6的外圈与所述安装槽底部的内周壁抵接实现方式简单而且能够保证蝶形弹簧6固定牢固。

本实施例中，为了节省材质，同时减轻换挡机构的重量，所述球头衬套 3的底部开设有圆孔，所述蝶形弹簧6的内径大于所述球头衬套3底部圆孔的直径。由于在安装过程中蝶形弹簧6的上端与所述球头衬套3抵顶，将蝶形弹簧6的内径制作成大于所述球头衬套3底部圆孔的直径，能够保证在安装过程中快速的将蝶形弹簧6的上端与所述球头衬套3抵顶。

本实施例中，所述蝶形弹簧6为矩形截面蝶形弹簧，在其他实施例中蝶形弹簧可以为矩形截面蝶形弹簧、带径向沟槽的蝶形弹簧或者梯形截面蝶形弹簧的任意一种，本实施例不做特别限制。本实施例采用矩形截面蝶形弹簧制作方式简单，成本低。

本实施例中，所述蝶形弹簧6为单片蝶形弹簧。图4为本实用新型实施例提供的换挡机构的单片蝶形弹簧结构示意图，图5为本实用新型实施例提供的换挡机构的单片蝶形弹簧的俯视图。单片蝶形弹簧在满足补偿球头5和球头衬套3之间预紧力的同时节省物料的使用。

本实施例中，所述球头衬套3包括上球头衬套和下球头衬套，所述上球头衬套和下球头衬套扣合形成所述球形腔体，所述上球头衬套和所述下球头衬套扣合处设置有供所述连动轴伸出的开孔。本实施例通过采用上球头衬套和下球头衬套组合的方式，在换挡机构组装过程中，先将蝶形弹簧6置于安装槽的底部，再将下球头衬套安装于安装槽内，蝶形弹簧6抵顶下球头衬套，之后再将上球头衬套压紧装配于安装座内，组装方式简单。

本实施例中，所述球头衬套3过盈配合安装在所述安装槽内，由于球头衬套3的径向截面为弧形，在安装过程中可以方便地将球头衬套3过盈配合安装在安装槽内。而且由于球头衬套3为弹性变形体，具有恢复自由状态的弹力，在安装槽的限制下，球头衬套3过盈配合安装在所述安装槽内能够在一定程度上补偿球头5与球头衬套3磨损带来的间隙增大。

本实施例中，所述球头衬套3上设置有减重孔。球头衬套3设置多个减重孔能够节约球头衬套3的材质，一定程度上减小了换挡机构的重量。

本实施例的工作原理与实施例一的工作原理相同，本实施例不再赘述。

本实用新型提供的换挡机构，所述安装槽内设置有蝶形弹簧，所述蝶形弹簧的下端与所述安装槽的底壁抵顶，所述蝶形弹簧的上端与所述球头衬套抵顶，所述蝶形弹簧处于压缩状态，在换挡机构使用过程中，随着球头与球头衬套的磨损，蝶形弹簧能够补偿球头与球头衬套之间的预紧力，解决了球头在使用一段时间后球头松旷的问题。

实施例三：

本实施例提供一种汽车，包括上述实施例一和实施例二所述的换挡机构。

例如，所述换挡机构，包括支座、换挡杆、球头衬套和连动轴，所述支座上设置有安装槽，所述球头衬套设置于所述安装槽内，所述换挡杆上设置有球头，所述球头衬套内设置有与所述球头配合的球形腔体，所述球头转动配合安装在所述球形腔体内，所述连动轴与所述换挡杆连接，所述安装槽内设置有蝶形弹簧，所述蝶形弹簧的下端与所述安装槽的底壁抵顶，所述蝶形弹簧的上端与所述球头衬套抵顶，所述蝶形弹簧处于压缩状态。

本实施例中，所述安装槽的底部设置有圆形安装孔，所述蝶形弹簧的中心与所述圆形安装孔的中心重合，进一步地，所述蝶形弹簧的外圈与所述安装槽底部的内周壁抵接。由于蝶形弹簧的外圈的形状为圆形，通过设置圆形安装孔，将蝶形弹簧的外圈与所述安装槽底部的内周壁抵接能够保证蝶形弹簧固定牢固，而且实现方式简单。

本实施例中，所述蝶形弹簧的内径大于所述球头衬套底部圆孔的直径。由于在安装过程中蝶形弹簧的上端与所述球头衬套抵顶，将蝶形弹簧的内径制作成大于所述球头衬套底部圆孔的直径，能够保证在安装过程中快速的将蝶形弹簧的上端与所述球头衬套抵顶。

本实施例中，所述蝶形弹簧为矩形截面蝶形弹簧，在其他实施例中蝶形弹簧可以为矩形截面蝶形弹簧、带径向沟槽的蝶形弹簧或者梯形截面蝶形弹簧的任意一种，本实施例不做特别限制。本实施例采用矩形截面蝶形弹簧制作方式简单，成本低。

本实施例中，所述球头衬套包括上球头衬套和下球头衬套，所述上球头衬套和下球头衬套扣合形成所述球形腔体，所述上球头衬套和所述下球头衬套扣合处设置有供所述连动轴伸出的开孔。本实施例通过采用上球头衬套和下球头衬套组合的方式，在换挡机构组装过程中，先将蝶形弹簧置于安装槽的底部，再将下球头衬套安装于安装槽内，蝶形弹簧紧贴下球头衬套，之后再将上球头衬套压紧装配于安装座内，组装方式简单。

本实施例中，所述球头衬套过盈配合安装在所述安装槽内，由于球头衬套的径向截面为弧形，在安装过程中可以方便地将球头衬套过盈配合安装在安装槽内。而且由于球头衬套为弹性变形体，具有恢复自由状态的弹力，在安装槽的限制下，球头衬套过盈配合安装在所述安装槽内能够在一定程度上补偿球头与球头衬套磨损带来的间隙增大。

本实施例中，所述球头衬套上设置有减重孔。通过设置减重孔能够节约球头衬套的材质，一定程度上也减小了换挡机构的重量。

本实施例汽车的换挡机构的工作原理如下：由于蝶形弹簧是在轴向上呈锥形并承受负载的特殊弹簧，在承受负载变形后，储蓄一定的势能，在本实用新型使用过程中，蝶形弹簧的下端与所述安装槽的底壁抵顶，所述蝶形弹簧的上端与所述球头衬套抵顶，蝶形弹簧处于压缩状态，蝶形弹簧的圧缩力给予球头与球头衬套之间一个预紧力，在换挡机构使用过程中，随着球头和球头衬套之间的磨损，蝶形弹簧的压缩量逐渐变小，但是，蝶形弹簧的弹力并没有降低，球头在使用一段时间后，随着球头和球头衬套之间的磨损，蝶形弹簧仍能够补偿球头和球头衬套之间的预紧力。

本实用新型提供的汽车包括上述换挡机构，换挡机构通过在安装槽内设置有蝶形弹簧，蝶形弹簧的下端与所述安装槽的底壁抵顶，所述蝶形弹簧的上端与所述球头衬套抵顶，蝶形弹簧处于压缩状态，通过利用蝶形弹簧的非线性弹性曲线，压缩的蝶形弹簧在换挡机构使用过程中补偿球头与衬套之间的预紧力，球头在使用一段时间后，当球头和球头衬套磨损后，球头和球头衬套之间的预紧力不会降低，提高汽车的换挡手感和换挡质量，减少了汽车由于换挡杆球头松动导致换挡时换挡错位或者换挡失败出现交通事故的概率，同时提高了汽车的使用寿命和行车安全性。

以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种换挡机构，包括支座、换挡杆、球头衬套和连动轴，所述支座上设置有安装槽，所述球头衬套设置于所述安装槽内，所述换挡杆上设置有球头，所述球头衬套内设置有与所述球头配合的球形腔体，所述球头转动配合安装在所述球形腔体内，所述连动轴与所述换挡杆连接，其特征在于：

所述安装槽内设置有蝶形弹簧，所述蝶形弹簧的下端与所述安装槽的底壁抵顶，所述蝶形弹簧的上端与所述球头衬套抵顶，所述蝶形弹簧处于压缩状态。

2.根据权利要求1所述的换挡机构，其特征在于：所述安装槽的底部设置有圆形安装孔，所述蝶形弹簧的中心与所述圆形安装孔的中心重合。

3.根据权利要求1所述的换挡机构，其特征在于：所述蝶形弹簧的外圈与所述安装槽底部的内周壁抵接。

4.根据权利要求1所述的换挡机构，其特征在于：所述球头衬套的底部开设有圆孔，所述蝶形弹簧的内径大于所述圆孔的直径。

5.根据权利要求1所述的换挡机构，其特征在于：所述蝶形弹簧为单片蝶形弹簧。

6.根据权利要求1-5任一项所述的换挡机构，其特征在于：所述蝶形弹簧为矩形截面蝶形弹簧、带径向沟槽的蝶形弹簧或者梯形截面蝶形弹簧的一种。

7.根据权利要求1所述的换挡机构，其特征在于：所述球头衬套包括上球头衬套和下球头衬套，所述上球头衬套和下球头衬套扣合形成所述球形腔体，所述上球头衬套和所述下球头衬套扣合处设置有供所述连动轴伸出的开孔。

8.根据权利要求7所述的换挡机构，其特征在于：所述球头衬套过盈配合安装在所述安装槽内。

9.根据权利要求8所述的换挡机构，其特征在于：所述球头衬套上设置有减重孔。

10.一种汽车，其特征在于：包括如权利要求1-9任一项所述的换挡机构。