CN218152298U - 换挡机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了换挡机构，属于机械技术领域。它解决了现有换挡结构从低速挡切换至高速挡时噪音大的问题。本换挡机构，包括传动轴、从动齿轮一和从动齿轮二以及切换件，从动齿轮二朝向切换件的一端具有凸出呈圆环形的结合部，结合部的侧部沿径向贯穿开设有数个通孔，数个通孔内均设置有钢珠，结合部的外侧设置有能阻止钢珠脱出通孔的挡环，切换件朝向从动齿轮二的一端具有穿入结合部内的呈圆环形的穿设部，切换件的外侧还对应具有数个凹入的滚槽，所述切换件向所述从动齿轮二方向靠近时，数个所述钢珠能分别进入所述滚槽内并使所述切换件和从动齿轮二能同步周向转动。本换挡机构具有换挡噪音小的优点。

Description

换挡机构

技术领域

本实用新型属于机械技术领域，涉及一种换挡机构。

背景技术

在目前的三轮车中变速箱普遍的结构是：在变速箱外壳内分别设有连接电机输出端的第一齿轮轴、与第一齿轮轴齿轮传动且用于调节输出转速的第二齿轮轴以及与第二齿轮轴齿轮传动连接的差速包。三轮车变速箱换挡时，主要是通过手动机械结构调节挂挡拨叉，从而输出不同的转速，但是这种手动操作的方式对于驾驶车辆的人员来说，有一定的技巧要求，操作较为不便。

为此，申请人设计了一种三轮车自动变速箱，并申请了中国专利，其申请号为：201720884731.6；其公告号为：206889630U，该自动变速箱包括设置在变速箱外壳内部且与外界扭矩动力源传动连接的第一齿轮轴，以及与第一齿轮轴通过齿轮啮合传动的第二齿轮轴，所述第二齿轮轴上固定与差速包齿轮传动的传动输出齿轮；第一传动齿轮轴上不需要安装用于控制第二齿轮轴上档位切换器的拨叉，第二齿轮轴一侧为盲孔机构且外壁上分别设有贯穿的腰形孔结构的第一键槽和第二键槽，盲孔内设有内轴，且内轴在第一键槽和第二键槽内裸露的部分上分别通过两个定位销与滑动组件和档位切换器连接；第二齿轮轴从盲孔端开始依次串接：靠近盲孔处通过卡簧固定在第二齿轮轴上的径向滑动架、与径向滑动架配合且在第二齿轮轴滑动的滑动组件、一端与滑动组件接触且另一端通过卡簧固定在第二齿轮轴上的弹簧组件、相对于第二齿轮轴自由旋转的低速从动轮、档位切换器、相对于第二齿轮轴自由旋转的高速从动轮和与差速包啮合的传动输出齿轮；所述径向滑动架上辐射状设有若干个便于钢球径向滚动的钢球滚道，且钢球滚道中间贯穿切出便于受力座穿入的导轨；所述滑动组件包括：与径向滑动架配合的壳体，所述壳体通过支架与相对第二齿轮轴滑动的滑动筒。该三轮车自动变速箱利用第二齿轮轴周向转动的离心力来带动挡位切换器轴向移动，从而实现挡位的自动切换，无需手动操作，使用方便。

在此低速挡向高速挡切换的过程中，档位切换器是通过其端部凸出的呈长条状的连接销对应插接到高速从动轮的插孔中来实现挡位结合的。然而，换挡时，无法保证长条状的连接销和高速从动轮上的插孔位置刚好正对，则一旦两者位置错开，就会导致连接销无法插入，需要利用两者的速度差发生相对周向转动后才能对应插接接合，在此相对周向转动的过程中，因档位切换器的转速较高，连接销和从动轮之间的摩擦会发出较大的噪音，且对连接销端部造成磨损，影响使用寿命。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术存在的上述问题，提出了一种换挡机构，解决了现有换挡结构从低速挡切换至高速挡时噪音大的问题。

本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：

换挡机构，包括传动轴、均套设并轴向固定在所述传动轴外侧的从动齿轮一和从动齿轮二以及套设并周向固定在所述传动轴外侧的切换件，所述切换件位于所述从动齿轮一和从动齿轮二之间且能沿着所述传动轴的轴向分别向从动齿轮一或者从动齿轮二方向靠近并分别与两者周向固定，其特征在于，所述从动齿轮二朝向所述切换件的一端具有凸出呈圆环形的结合部，所述结合部的侧部沿径向贯穿开设有数个通孔，数个通孔绕所述结合部的轴线均布且数个通孔内均设置有钢珠，所述结合部的外侧设置有能阻止所述钢珠脱出通孔的挡环，所述切换件朝向从动齿轮二的一端具有穿入所述结合部内的呈圆环形的穿设部，所述钢珠能抵靠在所述穿设部的外侧面，所述切换件的外侧还对应具有数个凹入的滚槽，所述切换件向所述从动齿轮二方向靠近时，数个所述钢珠能分别进入所述滚槽内并使所述切换件和从动齿轮二能同步周向转动。

本换挡机构在低速挡时，切换件与从动齿轮一周向固定，传动轴通过切换件带动从动齿轮一周向转动，进行低速的动力传递。此时，钢珠位于通孔内且能抵靠在穿设于结合部内的穿设部外侧壁，钢珠的外侧通过挡环阻挡，内侧通过穿设部阻挡，使得钢珠被限位在通孔内不会脱出。当传动轴的转速提高，切换件瞬间向从动齿轮二方向移动，使得滚槽靠近钢珠，数个钢珠分别一一对应地进入数个滚槽内，使得切换件和从动齿轮二能依靠滚槽的槽壁和钢珠的抵靠来实现周向固定，即实现高速挡的结合和传动。这里，切换件的切换方式可为自动或者手动切换，具体结构可参考现有的换挡结构以及申请人已提交的专利申请中的相应结构，例如背景技术中所述的方案的相同结构。在此换挡的过程中，因通过钢珠和滚槽的结构配合来实现切换件和高速挡的从动齿轮二周向固定，则在换挡时，即便钢珠和滚槽的位置不对应，需要依靠切换件的转速大于从动齿轮二来实现相对转动，因钢珠呈球状，可发生滚动，在切换件和从动齿轮二相对转动时发生滚动摩擦，相较于现有静摩擦来说，噪音大大降低，且磨损更小。

在上述的换挡机构中，所述切换件外侧具有凸出呈圆环形的凸部，所述凸部朝向从动齿轮二的一端具有数个凸出呈长条状的限位部，数个限位部的长度方向均与传动轴的轴向相一致，且数个限位部绕传动轴的轴线等间距分布，相邻两个限位部之间形成上述滚槽，所述限位部朝向从动齿轮二的一端端面为凸出的圆弧面。通过限位部侧面、凸部的端面和钢珠的抵靠来实现切换件和从动齿轮二的周向固定，而圆弧面和钢珠外侧的球面配合，使得钢珠更容易进入滚槽内，提高结合效率，减少结合时间，进而降低噪音和摩擦。

在上述的换挡机构中，数个所述滚槽的侧壁和底壁形成连续的圆弧面。通过圆弧面和钢珠的球面配合，减少两者之间的摩擦，同时缩小钢珠和滚槽壁之间的间隙，使得切换件和从动齿轮二更好地结合。

在上述的换挡机构中，所述滚槽底面至切换件的轴线的距离不小于所述穿设部外侧面至切换件轴线的距离。

在上述的换挡机构中，所述通孔的孔径略大于钢珠的直径。

在上述的换挡机构中，所述挡环呈圆环形且套设在所述结合部外侧并遮挡所述通孔，所述从动齿轮二的外侧具有凸出的结合齿，所述结合部的外侧轴向固定有卡环，所述挡环限位于所述结合齿和卡环之间，所述挡环内侧与所述结合部的外侧之间的距离小于所述钢珠的半径。通过卡环配合凸出的结合齿的端部实现对挡环的轴向固定，避免钢珠脱出，当然，根据实际情况，在保证钢珠不脱出的情况下，挡环和结合齿之间以及挡环和卡环之间可留有间隙。

在上述的换挡机构中，所述从动齿轮一朝向切换件的一端端部具有数个凹入的结合口，所述切换件朝向从动齿轮一的一端端部对应具有数个凸出的结合块，数个结合块能对应卡入数个所述结合口内。从动齿轮一为低速挡齿轮，其和切换件之间可采用结合口和结合块配合的方式实现固定。

与现有技术相比，本换挡机构通过钢珠和滚槽的结构配合来实现切换件和高速挡的从动齿轮二之间的周向固定，在换挡时，即便钢珠和滚槽的位置不对应，需要依靠切换件的转速大于从动齿轮二来实现相对转动，因钢珠呈球状，可发生滚动，在切换件和从动齿轮二相对转动时发生滚动摩擦，相较于现有静摩擦来说，噪音大大降低，且磨损更小。

附图说明

图1是本换挡机构的剖视结构示意图。

图2是本换挡机构的爆炸图。

图中，1、传动轴；2、从动齿轮一；3、从动齿轮二；4、切换件；5、结合部；6、通孔；7、钢珠；8、挡环；9、穿设部；10、滚槽；11、凸部；12、限位部；13、结合齿；14、卡环；15、结合口；16、结合块。

具体实施方式

以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。

如图1和图2所示，本换挡机构包括呈长杆状的传动轴1以及均套设在传动轴1外侧的均呈圆环形的从动齿轮一2、从动齿轮二3和切换件4，从动齿轮一2和从动齿轮二3分别通过卡簧轴向固定在传动轴1上，且均能相对于传动轴1周向转动，从动齿轮一2外侧具有齿牙，用于与其它传动齿轮啮合，从动齿轮二3外侧具有结合齿13，用于与其它传动齿轮啮合，切换件4通过类似花键的结构周向固定在传动轴1的外侧，且能相对于传动轴1轴向移动。在本实施例中，传动轴1一端的端部外侧具有用于与电机传动连接的主动齿。

切换件4位于从动齿轮一2和从动齿轮二3之间，从动齿轮一2朝向切换件4的一端端部具有数个凹入的结合口15，数个结合口15绕从动齿轮一2的轴线分布。切换件4朝向从动齿轮一2的一端端部对应具有数个凸出的结合块16，结合块16的数量与结合口15相同，且两者的形状大小相匹配，使得数个结合块16能一一对应地分别卡入数个结合口15内，从而实现切换件4和从动齿轮一2的周向固定。

从动齿轮二3朝向切换件4的一端具有凸出呈圆环形的结合部5，结合部5的侧部沿径向贯穿开设有数个通孔6，数个通孔6绕结合部5的轴线均布且数个通孔6内均设置有钢珠7。结合部5的外侧设置有能阻止钢珠7脱出通孔6的挡环8。在本实施例中，通孔6的孔径略大于钢珠7的直径；挡环8呈圆环形且套设在结合部5外侧并遮挡通孔6，从动齿轮二3外侧的结合齿13凸出于结合部5的外表面，结合部5的外侧还轴向固定有呈圆环状的卡环14，挡环8位于卡环14和结合齿13之间，且被两者限位，优选的效果是通过卡环14和结合齿13实现对挡环8的轴向固定，这里，挡环8内侧面与结合部5的外侧面之间的距离小于钢珠7的半径。

切换件4朝向从动齿轮二3的一端具有始终穿入结合部5内的呈圆环形的穿设部9，钢珠7能抵靠在穿设部9的外侧面。切换件4靠近从动齿轮一2一端的外侧具有凸出呈圆环形的凸部11，该凸部11朝向从动齿轮二3的一端具有数个凸出呈长条状的限位部12，数个限位部12的长度方向均与传动轴1的轴向相一致，且数个限位部12绕传动轴1的轴线等间距分布，相邻两个限位部12和凸部11一起形成长条状的滚槽10，该滚槽10朝向从动齿轮二3的一端敞开，另一端封闭。切换件4向从动齿轮二3方向靠近时，数个钢珠7能分别一一对应地进入数个滚槽10内并使切换件4和从动齿轮二3能同步周向转动。在本实施例中，限位部12朝向从动齿轮二3的一端端面均为凸出的圆弧面；数个滚槽10的侧壁和底壁形成连续的圆弧面，且该圆弧形的大小与钢珠7的外侧面大小和形状相配合，使得钢珠7进入滚槽10内不会发生大幅度的周向滚动；滚槽10底面至切换件4的轴线的距离不小于穿设部9外侧面至切换件4轴线的距离，优选的，滚槽10底面与切换件4的轴线之间的最小距离与穿设部9外侧面和切换件4的轴线之间的距离相等，避免钢珠7进入滚槽10的过程中发生径向窜动。

本换挡机构开始工作时，电机通过主动齿带动传动轴1周向转动，此时处于低速挡，切换件4的结合块16卡入到从动齿轮一2的结合口15内，两者实现周向固定，则传动轴1通过切换件4带动从动齿轮一2周向转动，进行低速的动力传递。

此时，切换件4的穿设部9穿设于从动齿轮二3的结合部5内，滚槽10与通孔6位置仍有距离，从动齿轮二3的钢珠7均位于通孔6内且能抵靠在穿设部9外侧壁，钢珠7的外侧通过挡环8阻挡，内侧通过穿设部9阻挡，使得钢珠7被限位在通孔6内不会脱出。

当传动轴1的转速提高，挡位切换结构会将切换件4向从动齿轮二3方向拉动。这里，挡位切换结构可为自动或者手动切换，具体结构可参考现有的换挡结构以及申请人已提交的专利申请中的相应结构，例如背景技术中所述的方案的相同结构。

切换件4瞬间向从动齿轮二3方向移动，结合块16自结合口15内脱出，从动齿轮一2与切换件4分离而使得从动齿轮一2失去动力，不再进行动力传递。切换件4上的滚槽10逐渐靠近钢珠7，数个钢珠7分别一一对应地从滚槽10的开口端进入数个滚槽10内，依靠限位部12的限制，使得钢珠7不能相对于切换件4周向滚动，切换件4和从动齿轮二3实现周向固定，则传动轴1通过切换件4带动从动齿轮二3周向转动，实现高速挡的结合和传动。

在此换挡的过程中，即便钢珠7和滚槽10的位置不对应，钢珠7与限位部12端部的圆弧面相抵靠，在圆弧面和球面的配合下，依靠切换件4较快的转速，使得钢珠7能顺畅地滚动进入滚槽10内，减少了噪音和磨损。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (7)

1.换挡机构，包括传动轴(1)、均套设并轴向固定在所述传动轴(1)外侧的从动齿轮一(2)和从动齿轮二(3)以及套设并周向固定在所述传动轴(1)外侧的切换件(4)，所述切换件(4)位于所述从动齿轮一(2)和从动齿轮二(3)之间且能沿着所述传动轴(1)的轴向分别向从动齿轮一(2)或者从动齿轮二(3)方向靠近并分别与两者周向固定，其特征在于，所述从动齿轮二(3)朝向所述切换件(4)的一端具有凸出呈圆环形的结合部(5)，所述结合部(5)的侧部沿径向贯穿开设有数个通孔(6)，数个通孔(6)绕所述结合部(5)的轴线均布且数个通孔(6)内均设置有钢珠(7)，所述结合部(5)的外侧设置有能阻止所述钢珠(7)脱出通孔(6)的挡环(8)，所述切换件(4)朝向从动齿轮二(3)的一端具有穿入所述结合部(5)内的呈圆环形的穿设部(9)，所述钢珠(7)能抵靠在所述穿设部(9)的外侧面，所述切换件(4)的外侧还对应具有数个凹入的滚槽(10)，所述切换件(4)向所述从动齿轮二(3)方向靠近时，数个所述钢珠(7)能分别进入所述滚槽(10)内并使所述切换件(4)和从动齿轮二(3)能同步周向转动。

2.根据权利要求1所述的换挡机构，其特征在于，所述切换件(4)外侧具有凸出呈圆环形的凸部(11)，所述凸部(11)朝向从动齿轮二(3)的一端具有数个凸出呈长条状的限位部(12)，数个限位部(12)的长度方向均与传动轴(1)的轴向相一致，且数个限位部(12)绕传动轴(1)的轴线等间距分布，相邻两个限位部(12)之间形成上述滚槽(10)，所述限位部(12)朝向从动齿轮二(3)的一端端面为凸出的圆弧面。

3.根据权利要求1或2所述的换挡机构，其特征在于，数个所述滚槽(10)的侧壁和底壁均为圆弧面。

4.根据权利要求3所述的换挡机构，其特征在于，所述滚槽(10)底面至切换件(4)的轴线的距离不小于所述穿设部(9)外侧面至切换件(4)轴线的距离。

5.根据权利要求1或2所述的换挡机构，其特征在于，所述通孔(6)的孔径略大于钢珠(7)的直径。

6.根据权利要求1或2所述的换挡机构，其特征在于，所述挡环(8)呈圆环形且套设在所述结合部(5)外侧并遮挡所述通孔(6)，所述从动齿轮二(3)的外侧具有凸出的结合齿(13)，所述结合部(5)的外侧轴向固定有卡环(14)，所述挡环(8)限位于所述结合齿(13)和卡环(14)之间，所述挡环(8)内侧与所述结合部(5)的外侧之间的距离小于所述钢珠(7)的半径。

7.根据权利要求1或2所述的换挡机构，其特征在于，所述从动齿轮一(2)朝向切换件(4)的一端端部具有数个凹入的结合口(15)，所述切换件(4)朝向从动齿轮一(2)的一端端部对应具有数个凸出的结合块(16)，数个结合块(16)能对应卡入数个所述结合口(15)内。

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