一种变速器换挡系统、变速器和作业机械的制作方法

1.本实用新型涉及变速器相关技术领域，具体涉及一种变速器换挡系统、变速器和作业机械。


背景技术：

2.电控机械式自动变速器(automated mechanical transmission，简称amt)是在传统的手动齿轮式变速器基础上改进而来的变速器，它融合了自动变速器(automatic transmission，简称at)和手动变速器(manual transmission，简称mt)的特点，是一种机电液一体化的自动变速器，因此amt具有自动变速、齿轮传动效率高、成本低、结构简单、易于制造等优点。
3.目前，amt换挡结构包括两个独立的换挡机构，这两个换挡机构分别由电控模块控制实现换挡功能，在实际操作中，如果控制程序误操作、使两个换挡机构同时工作时，变速器内部就会发生挂两个挡的情况，此时如果变速器转动就容易导致变速器损坏，影响其使用寿命。此外，在车辆行驶过程中，由于路面颠簸，换挡拨叉轴容易发生轴向窜动，不仅影响挂挡位置，还会撞击换挡机构内部零件，导致换挡机构失灵，进而影响变速器的使用寿命以及车辆的正常运行。


技术实现要素：

4.因此，本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术的变速器换挡机构容易发生误操作、容易损坏的缺陷，从而提供一种能有效防止误操作、不易损坏、能保证变速器使用寿命的变速器换挡系统、变速器和作业机械。
5.为了解决上述问题，本实用新型提供了一种变速器换挡系统，设置于变速器主壳体内，包括第一换挡拨叉轴和第二换挡拨叉轴，所述第一换挡拨叉轴和所述第二换挡拨叉轴之间设置有互锁机构，并且所述第一换挡拨叉轴和所述第二换挡拨叉轴上均设置有自锁机构，所述互锁机构和所述自锁机构的上方通过同一限位件进行限位。
6.可选的，所述互锁机构包括第一互锁凹槽、第二互锁凹槽和两个互锁钢球，所述第一互锁凹槽为成型在所述第一换挡拨叉轴柱面上的环形槽，所述第二互锁凹槽为成型在所述第二换挡拨叉轴柱面上的环形槽，且所述第一互锁凹槽和所述第二互锁凹槽的位置对应，两个所述互锁钢球的球心连线与所述第一换挡拨叉轴、所述第二换挡拨叉轴的轴向垂直，所述互锁钢球适于部分嵌入所述第一互锁凹槽和所述第二互锁凹槽中。
7.可选的，所述变速器主壳体上成型有安装孔，所述安装孔的长度方向与所述第一换挡拨叉轴、所述第二换挡拨叉轴的轴向垂直，所述互锁钢球设置于所述安装孔内。
8.可选的，所述变速器主壳体在所述安装孔上方成型有尺寸与所述互锁钢球匹配的置入孔，所述限位件包括钢球限位部，所述钢球限位部适于插入所述置入孔。
9.可选的，两个所述互锁钢球之间设置有至少一个加长轴。
10.可选的，所述自锁机构包括压缩弹簧、自锁钢球和至少两个自锁凹槽，所述压缩弹
簧的上端被所述限位件压紧限位，所述压缩弹簧的下端与所述自锁钢球固定连接，所述自锁凹槽成型在所述第一换挡拨叉轴和所述第二换挡拨叉轴的上部柱面上，所述自锁钢球适于部分嵌入所述自锁凹槽。
11.可选的，在所述第一换挡拨叉轴上，其中一个所述自锁凹槽位于所述第一互锁凹槽内；在所述第二换挡拨叉轴上，其中一个所述自锁凹槽位于所述第二互锁凹槽内。
12.可选的，所述限位件包括弹簧限位部，所述压缩弹簧的上端被所述弹簧限位部压紧限位。
13.一种变速器，包括变速器主壳体，所述变速器主壳体内设置有上述的变速器换挡系统。
14.一种作业机械，包括上述的变速器。
15.本实用新型具有以下优点：
16.(1)本实用新型提供的变速器换挡系统，在第一换挡拨叉轴和第二换挡拨叉轴之间设置有互锁机构，并且第一换挡拨叉轴和第二换挡拨叉轴上均设置有自锁机构，互锁机构和自锁机构的上方通过同一限位件进行限位，一方面通过设置互锁机构能够避免同时挂两个挡位的误操作、避免结构损坏，另一方面通过设置自锁机构能够进一步防止换挡机构失灵，从而保证变速器换挡系统的使用寿命，而且利用同一个限位件对互锁机构和自锁机构进行限位，可减少零部件，使整体结构紧凑，节约布置空间。
17.(2)本实用新型提供的变速器换挡系统，其中一个自锁凹槽设置于第一互锁凹槽内，从而将互锁机构和自锁机构相结合，能使整体结构更加紧凑、合理，而且便于在加工成型时确定加工位置。
18.(3)本实用新型提供的变速器，在变速器主壳体上设置有本实用新型的变速器换挡系统，能有效防止误操作，而且变速器换挡系统不易损坏，能确保变速器的使用寿命。
19.(4)本实用新型提供的作业机械，包括本实用新型的变速器，该变速器能有效防止误操作，而且不易损坏，使用寿命长，有利于作业机械的稳定运行。
附图说明
20.为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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。
21.图1示出了本实用新型变速器换挡系统实施例一的整体示意图；
22.图2示出了本实用新型变速器换挡系统实施例一的主视图；
23.图3示出了本实用新型变速器换挡系统实施例一的仰视图；
24.图4示出了图1中a部分的放大图；
25.图5示出了本实用新型变速器换挡系统实施例二的部分放大图。
26.附图标记说明：
27.1-变速器主壳体，101-安装孔，102-置入孔；
28.2-第一换挡拨叉轴，201-第一互锁凹槽；
29.3-第二换挡拨叉轴，301-第二互锁凹槽；
30.4-互锁钢球；
31.5-加长轴；
32.6-盖板，601-钢球限位部，602-弹簧限位部；
33.701-自锁钢球，702-自锁凹槽，703-压缩弹簧；
34.8-1/2挡换挡机构；
35.9-3/4挡换挡机构。
具体实施方式
36.下面将结合附图对本实用新型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做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。
37.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
38.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
39.此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
40.实施例一
41.如图1-4所示，是本实用新型变速器换挡系统的优选实施例。
42.本实施例的变速器换挡系统为amt四挡换挡系统，设置于变速器主壳体1内，该变速器换挡系统包括1/2挡换挡机构8和3/4挡换挡机构9。其中，1/2挡换挡机构8包括第一换挡拨叉轴2，第一换挡拨叉轴2可在1/2挡换挡机构8的驱动下沿轴向往复移动，实现换挡操作；同样的，3/4挡换挡机构9包括第二换挡拨叉轴3，第二换挡拨叉轴3可在3/4挡换挡机构9的驱动下沿轴向往复移动，实现换挡操作。第一换挡拨叉轴2和第二换挡拨叉轴3的轴向平行设置，1/2挡换挡机构8和3/4挡换挡机构9可分别独立地驱动各自的拨叉轴沿轴向移动。
43.为了确保只有一个换挡拨叉轴在挡位上、防止误操作，在第一换挡拨叉轴2和第二换挡拨叉轴3之间设置有互锁机构。具体的，该互锁机构包括第一互锁凹槽201、第二互锁凹槽301和两个互锁钢球4，第一互锁凹槽201为成型在第一换挡拨叉轴2柱面上的环形槽，进一步的，第一互锁凹槽201沿第一换挡拨叉轴2的周向设置；第二互锁凹槽301为成型在第二换挡拨叉轴3柱面上的环形槽，进一步的，第一互锁凹槽201沿第二换挡拨叉轴3的周向设置。并且，第一互锁凹槽201和第二互锁凹槽301的位置对应，两个互锁钢球4的球心连线与第一换挡拨叉轴2、第二换挡拨叉轴3的轴向垂直，互锁钢球4适于部分嵌入第一互锁凹槽
201和第二互锁凹槽301中。
44.变速器主壳体1上成型有安装孔101，该安装孔101为通孔，安装孔101的长度方向与第一换挡拨叉轴2、第二换挡拨叉轴3的轴向垂直，安装孔101的内径与互锁钢球4的直径相匹配，两个互锁钢球4设置于安装孔101内。在安装孔101的两端，第一换挡拨叉轴2和第二换挡拨叉轴3的一部分置于该安装孔101中，以与互锁钢球4配合。
45.为了防止换挡完成后换挡拨叉轴在其轴向上窜动，第一换挡拨叉轴2和第二换挡拨叉轴3上均设置有自锁机构。该自锁机构包括压缩弹簧703、自锁钢球701和至少两个自锁凹槽702，压缩弹簧703的下端与自锁钢球701固定连接，自锁凹槽702成型在第一换挡拨叉轴2和第二换挡拨叉轴3的上部柱面上，即自锁凹槽702成型在第一换挡拨叉轴2和第二换挡拨叉轴3柱面朝上的位置，自锁钢球701适于部分嵌入自锁凹槽702中。在本实施例中，自锁凹槽702设置有三个，分别对应前排档、空挡和后排挡，三个自锁凹槽702沿第一换挡拨叉轴2和第二换挡拨叉轴3的轴向布置，并且相邻自锁凹槽702之间的距离根据变速器的换挡行程来确定。
46.互锁机构和自锁机构的上方通过同一限位件进行限位，在本实施例中，限位件为盖板6，该盖板6包括钢球限位部601和弹簧限位部602，其中，钢球限位部601用于对互锁钢球4进行限位，弹簧限位部602用于对压缩弹簧703进行限位。
47.变速器主壳体1在安装孔101上方成型有尺寸与互锁钢球4匹配的置入孔102，置入孔102的长度方向与安装孔101的长度方向垂直，互锁钢球4通过置入孔102放入安装孔101中。钢球限位部601适于插入置入孔102，钢球限位部601的底部与安装孔101的内壁齐平，从而堵住置入孔102，使互锁钢球4限位在安装孔101中、不能从置入孔102窜出。
48.压缩弹簧703的上端被弹簧限位部602压紧限位，压缩弹簧703的上端可以与弹簧限位部602固定连接，也可以不固定连接，只要确保弹簧限位部602对压缩弹簧703向下施力，使其保持压缩状态即可，压缩弹簧703进而向下压自锁钢球701，使其限位在自锁凹槽702中。
49.为了使换挡系统结构更加紧凑合理，在第一换挡拨叉轴2上，其中一个自锁凹槽702位于第一互锁凹槽201内，具体的是，与空挡对应的自锁凹槽702位于第一互锁凹槽201内；同样的，在第二换挡拨叉轴3上，其中一个自锁凹槽702位于第二互锁凹槽301内，具体的是，与空挡对应的自锁凹槽702位于第二互锁凹槽301内。为了使自锁钢球701更顺利地在各自锁凹槽702间移动，自锁凹槽702的边缘倒圆角。
50.本实施例还提供一种变速器，包括变速器主壳体1，在变速器主壳体1内设置有上述实施例中的变速器换挡系统。这种变速器能有效防止误操作，变速器换挡系统不易损坏，能确保变速器的使用寿命。
51.下面对变速器换挡系统的工作过程进行叙述：
52.(1)换挡过程
53.在1/2挡换挡机构8或3/4挡换挡机构接收到换挡信息后，1/2挡换挡机构8或3/4挡换挡机构9内部的蜗轮转动，驱动相应的第一换挡拨叉轴2或第二换挡拨叉轴3沿轴向移动，实现换挡。
54.(2)互锁过程
55.当1/2挡换挡机构8和3/4挡换挡机构同时收到换挡信息时，两个互锁小球就会起
作用，通过机械互锁方式保证只有一个换挡机构工作。再如图3所示，需要说明的是，d1为第一互锁凹槽201槽底至第二互锁凹槽301槽底的距离；d2为两个互锁钢球4外边缘的距离；d3为第一换挡拨叉轴2内侧柱面至第二换挡拨叉轴3内侧柱面的距离；d4为第一换挡拨叉轴2内柱面至第二互锁凹槽301槽底的距离。
56.在两个换挡机构都处于空挡时，两个互锁钢球4在安装孔101内居中的位置，两个互锁钢球4外边缘距离d2小于第一互锁凹槽201槽底至第二互锁凹槽301槽底的距离d1。当tcu(transmission control unit，变速器控制单元)判断需要变速器换挡时，tcu驱动换挡电机旋转，带动相应的换挡拨叉轴进行进退挡动作时候，某一个换挡拨叉轴移动(本实施例中，是第一换挡拨叉轴2移动)，靠近该第一换挡拨叉轴2的互锁钢球4越过第一互锁凹槽201，由于两个互锁钢球4外边缘距离d2小于第一换挡拨叉轴2内柱面至第二互锁凹槽301槽底的距离d4，这样可以保证第一换挡拨叉轴2能够自由滑动，两个互锁钢球4外边缘距离d2大于第一换挡拨叉轴2内侧柱面至第二换挡拨叉轴3内侧柱面的距离d3，这样互锁钢球4就将第二换挡拨叉轴3锁定在空挡位置。这样一来，即使tcu给出误操作的指令，变速器换挡机构也能够通过机械结构来防止同时挂两个挡，达到保护变速箱的目的。
57.(3)自锁过程
58.以第一换挡拨叉轴2为例，在换挡时，换挡电机对第一换挡拨叉轴2施力，该力的大小足够大、能使第一换挡拨叉轴2沿轴向移动，自锁钢球701从一个自锁凹槽702移动到另一个自锁凹槽702。整车在颠簸过程中，第一换挡拨叉轴2会有沿轴向窜动的趋势，但这个使第一换挡拨叉轴2窜动的力较小，压缩弹簧703能够将自锁钢球701压在其所处的自锁凹槽702内，从而阻止第一换挡拨叉轴2窜动，保护换挡机构。
59.本实施例还提供一种作业机械，包括上述实施例的变速器。该变速器能有效防止误操作，而且不易损坏，使用寿命长，有利于作业机械的稳定运行。
60.实施例二
61.如图5所示，本实施例的变速器换挡系统与实施例一的区别在于：
62.根据实际应用需求不同，变速器的整体尺寸可能比较大，使得变速器主壳体1上安装孔101的长度比较长，此时两个互锁钢球4不能恰好卡在第一换挡拨叉轴2和第二换挡拨叉轴3之间，在两个互锁钢球4之间设置至少一个加长轴5，在组装变速器换挡机构时将加长轴5放置于安装孔101内，并使其处于两个互锁钢球4之间。加长轴5的个数根据安装孔101的长度确定，在本实施例中，两个互锁钢球4之间设置一个加长轴5。
63.在其他实施例中，可根据安装孔101的长度设置两个、三个加长轴5，同样能实现本实用新型的目的。
64.在其他实施例中，根据变速器设计需求，自锁机构中可设置两个、四个自锁凹槽702，同样能实现本实用新型的目的。
65.显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。