一种换挡装置及换挡装置的换挡驱动机构的制作方法

1.本实用新型属于变速器技术领域，具体涉及一种换挡装置及换挡装置的换挡驱动机构。


背景技术：

2.汽车的换挡是通过变速器来实现的，变速器包括传动轴，传动轴上固定有同步器，传动轴上还通过轴承装配有换挡齿轮，同步器的外部套装有齿套，齿套与同步器通过花键配合，齿套、同步器和传动轴作为一个整体，实现了同步动作。换挡操作时，通过齿轮齿条机构或滚珠丝杠机构驱动齿套沿传动轴的轴向移动，使得齿套同时与换挡齿轮、同步器配合，进而使换挡齿轮、齿套、同步器和传动轴同时动作。但是齿轮齿条机构或滚珠丝杆驱动机构都无法实现自锁功能，当汽车在路面不平的路上行进时，强烈的震动会导致齿套沿传动轴的轴向窜动，与换挡齿轮脱离，导致脱挡。
3.为解决上述问题，现有技术中通常采用丝杆螺母机构作为换挡驱动机构，驱动电机的输出轴与丝杆连接，螺母上设置一个拨叉，拨叉与齿套滑动连接，丝杆转动时，螺母带动拨叉驱动齿套沿变速器传动轴的轴向移动，丝杆停止转动时，螺母不再移动，实现换挡驱动机构的自锁，避免齿套与换挡齿轮脱离，如现有技术中授权公告号为cn104329455b的专利文献中公开的换挡拨叉机构。
4.虽然上述丝杆螺母机构能够实现自锁，但是丝杆直接与驱动电机连接，为保证齿套顺利轴向移动，需要丝杆提供较大的扭矩，只能选用输出扭矩较大的驱动电机，输出扭矩越大的驱动电机所占用的空间越大。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种换挡装置的换挡驱动机构，以解决现有技术中驱动电机直接与丝杆相连而导致驱动电机占用空间较大的技术问题。本实用新型还提供一种换挡装置，以解决现有技术中驱动电机直接而导致驱动电机占用空间较大的技术问题。
6.为实现上述目的，本实用新型所提供的换挡装置用换挡器驱动机构的技术方案是：一种换挡装置的换挡驱动机构，包括架体，架体上固定安装有驱动电机，驱动电机的输出轴上设有主动齿轮，所述架体上还转动装配有与主动齿轮啮合的从动齿轮，主动齿轮的直径小于从动齿轮的直径，所述从动齿轮内止转设有螺母件，螺母件中螺纹穿装有螺杆，所述螺杆止转装配在架体上，且在螺母件转动时沿螺杆的轴向往复移动，所述螺杆的其中一端设有拨叉，拨叉用于与变速器中的齿套沿齿套的周向相对滑动、轴向相对固定地装配在一起。
7.有益效果是：本实用新型提供的换挡装置的换挡驱动机构，驱动电机通过主动齿轮和从动齿轮驱动螺母件转动，使得螺纹穿装在螺母件中的螺杆移动，进而使得螺杆端部的拨叉带动变速器中的齿套沿变速器的传动轴移动，实现齿套与变速器中换挡齿轮的啮合。主动齿轮的直径小于从动齿轮的直径，实现了从主动齿轮到从动齿轮的减速增扭，不需
要通过增大驱动电机功率就可实现对螺杆的减速增扭，减小了驱动电机的尺寸及驱动电机所需占用的空间，使得螺杆端部的获得足够大的驱动力来驱动齿套，避免齿套与换挡齿轮啮合不完全；并且，螺母件设置从动齿轮内，进一步减小换挡驱动机构的整体尺寸。
8.作为进一步地改进，所述螺母件与所述从动齿轮一体设置。
9.有益效果是：螺母件与从动齿轮一体设置，简化安装步骤，也可以避免因转配误差导致螺母件与从动齿轮的传动效率降低。
10.作为进一步地改进，从动齿轮的两端均设有环形凸台，环形凸台与所述架体之间设有轴承。
11.有益效果是：从动齿轮与架体之间设置轴承，能够避免从动齿轮与架体之间的摩擦，提高从动齿轮的转动稳定性。
12.作为进一步地改进，所述螺杆包括导向段和止转段，止转段与所述架体止转装配，所述架体上对应导向段设有衬套。
13.有益效果是：架体与螺杆的导向段之间设置衬套，避免螺杆与架体产生摩擦，提高螺杆的使用寿命。
14.作为进一步地改进，所述导向段和所述止转段分别位于所述螺杆的两端。
15.有益效果是：导向段和止转段分别位于螺杆的两端，能够对螺杆的移动进行可靠地导向，防止螺杆出现较大幅度地摆动。
16.本实用新型所提供的换挡装置的技术方案是：一种换挡装置，包括设有传动轴的变速器和换挡驱动机构，传动轴上套装有换挡齿轮和齿套，齿套通过同步器与传动轴连接，与传动轴同步转动，换挡驱动机构用于驱动衬套沿传动轴的轴向移动，所述换挡驱动机构包括架体，架体上固定安装有驱动电机，驱动电机的输出轴上设有主动齿轮，所述架体上还转动装配有与主动齿轮啮合的从动齿轮，主动齿轮的直径小于从动齿轮的直径，所述从动齿轮内止转设有螺母件，螺母件中螺纹穿装有螺杆，所述螺杆止转装配在架体上，且在螺母件转动时沿螺杆的轴向往复移动，所述螺杆的其中一端设有拨叉，拨叉用于与齿套沿齿套的周向相对滑动、轴向相对固定地装配在一起。
17.有益效果是：本实用新型提供的换挡装置，驱动电机通过主动齿轮和从动齿轮驱动螺母件转动，使得螺纹穿装在螺母件中的螺杆移动，进而使得螺杆端部的拨叉带动变速器中的齿套沿变速器的传动轴移动，实现齿套与变速器中换挡齿轮的啮合。主动齿轮的直径小于从动齿轮的直径，实现了从主动齿轮到从动齿轮的减速增扭，不需要通过增大驱动电机功率就可实现对螺杆的减速增扭，减小了驱动电机的尺寸及驱动电机所需占用的空间，使得螺杆端部的获得足够大的驱动力来驱动齿套，避免齿套与换挡齿轮啮合不完全；并且，螺母件设置从动齿轮内，进一步减小换挡驱动机构的整体尺寸。
18.作为进一步地改进，所述螺母件与所述从动齿轮一体设置。
19.有益效果是：螺母件与从动齿轮一体设置，简化安装步骤，也可以避免因转配误差导致螺母件与从动齿轮的传动效率降低。
20.作为进一步地改进，从动齿轮的两端均设有环形凸台，环形凸台与所述架体之间设有轴承。
21.有益效果是：从动齿轮与架体之间设置轴承，能够避免从动齿轮与架体之间的摩擦，提高从动齿轮的转动稳定性。
22.作为进一步地改进，所述螺杆包括导向段和止转段，止转段与所述架体止转装配，所述架体上对应导向段设有衬套。
23.有益效果是：架体与螺杆的导向段之间设置衬套，避免螺杆与架体产生摩擦，提高螺杆的使用寿命。
24.作为进一步地改进，所述导向段和所述止转段分别位于所述螺杆的两端。
25.有益效果是：导向段和止转段分别位于螺杆的两端，能够对螺杆的移动进行可靠地导向，防止螺杆出现较大幅度地摆动。
附图说明
26.图1为本实用新型所提供的换挡装置的结构示意图；
27.图2为图1中换挡驱动机构、同步器的结构示意图。
28.附图标记说明：1、架体；11、衬套；12、导向块；13、油封；2、驱动电机；3、主动齿轮；4、从动齿轮；41、环形凸台；42、轴承；43、螺母件；5、螺杆；51、导向段；52、止转段；6、拨叉；7、传动轴；8、同步器；9、一级换挡齿轮；10、结合齿；110、二级换挡齿轮；120、齿套；130、花键。
具体实施方式
29.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明了，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型，即所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
30.因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。
31.需要说明的是，本实用新型的具体实施方式中，可能出现的术语如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在这种实际的关系或者顺序。而且，可能出现的术语如“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，可能出现的语句“包括一个
……”
等限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
32.在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，可能出现的术语如“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；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连，或者可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
33.在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，可能出现的术语“设有”应
做广义理解，例如，“设有”的对象可以是本体的一部分，也可以是与本体分体布置并连接在本体上，该连接可以是可拆连接，也可以是不可拆连接。对于本领域技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
34.以下结合实施例对本实用新型作进一步的详细描述。
35.本实用新型中所提供的换挡装置的实施例1：
36.如图1和图2所示，换挡装置包括换挡驱动机构和变速器两部分。
37.变速器包括传动轴7、一级换挡齿轮9、二级换挡齿轮110及齿套120。传动轴7和换挡齿轮中的一个与动力输入部件传动连接，另一个与输出动力。一级换挡齿轮9和二级换挡齿轮110分别套装在传动轴7的上端和下端，使得一级换挡齿轮9、二级换挡齿轮110能够相对于传动轴7进行空转，两个换挡齿轮上均设有结合齿10，齿套120通过同步器8活动套装在传动轴7上于两个换挡齿轮的中间位置，同步器8固定在传动轴7上，齿套120通过花键130与同步器8连接，使得齿套120随传动轴7一起转动，转动的齿套120上下移动，以分别与两个换挡齿轮的结合齿10啮合，驱动换挡齿轮转动。变速器为现有技术，传动轴7可以为变速器的输入轴或中间轴或输出轴，在此不再赘述。
38.挡挡驱动机构包括架体1，架体1上安装有驱动电机2和从动齿轮4。从动齿轮4转动装配在架体1上，具体地，从动齿轮4的中心一体设置有筒体，筒体的内壁设有内螺纹，以形成螺母件43，用于与螺杆配合；从动齿轮4的两端均围绕螺母件43设有环形凸台41，架体1上设有环槽，从动齿轮4安装在架体1上时，从动齿轮4上的环形凸台41适配安装在架体1的环槽内，并且在从动齿轮4两个侧面上的环形凸台41与环槽之间均设置轴承42，以提高从动齿轮4的转动稳定性，避免从动齿轮4的环形凸台41与架体1之间摩擦卡阻。
39.螺母件43的内部穿装有一个螺杆5，螺杆5沿上下方向延伸，螺杆5的上端为导向段51，导向段51穿装在架体1上，并且为了避免导向段51与架体1之间摩擦磨损，在架体1上供导向段51穿过的通孔中加装一个衬套11，螺杆5的导向段51在衬套11内导向移动；螺杆5的下侧为止转段52，止转段52具体为方形，对应地，架体1上固设有导向块12，导向块12上设有方形孔，供止转段52穿过，实现螺杆5与架体1之间的止转装配，使得螺杆5可以在螺母件43的驱动下上下移动；螺杆5的底端固定连接有一个l形的拨叉6，拨叉6分为竖向段和横向段，竖向段的顶端与螺杆5的底端固定连接，横向段的右端为弧形的插装部，齿套120的外部有环槽，插装部能够插入齿套120的环槽中，与齿套120沿齿套120的周向相对滑动、轴向相对固定地装配在一起，即齿套120可以相对于拨叉6进行转动，但同时拨叉6能够通过与环槽的槽壁配合，从而带动齿套120上下移动。
40.驱动电机2固定安装在架体1上，驱动电机2的输出轴穿过架体1，且与架体1通过油封13密封转动装配在一起，驱动电机2输出轴的端部固定连接有一个主动齿轮3，主动齿轮3与从动齿轮4啮合，驱动电机2工作时通过主动齿轮3带动从动齿轮4进而带动螺母件43转动，以驱动螺杆5上下移动。特别地，主动齿轮3的直径小于从动齿轮4的直径，实现了从主动齿轮3到从动齿轮4的减速增扭，不需要通过增大驱动电机2功率就可实现对螺杆5的减速增扭，使得螺杆5端部的拨叉6获得足够大的驱动力来驱动齿套120上下移动。
41.换挡时，启动驱动电机2，驱动电机2的输出轴带动主动齿轮3转动，转动的主动齿轮3驱动与其啮合的从动齿轮4转动，从动齿轮4带动螺母件43转动，螺母件43转动时，由于架体1对螺杆5的止转，螺杆5上下移动，螺杆5下端的拨叉6驱动转动的齿套120上下移动，使
得齿套120与一级换挡齿轮9或二级换挡轮啮合的结合齿10啮合，同时齿套120保持与同步器8的啮合，从而实现了传动轴7、同步器8、一级换挡齿轮9或二级换挡轮转动，实现换挡操作，并且由于螺母件43与螺杆5之间的自锁功能，即使螺杆5受到轴向上的作用力，螺杆5也无法上下移动，避免齿套120上下窜动而导致脱挡。
42.本实用新型提供换挡装置，驱动电机2通过主动齿轮3和从动齿轮4驱动螺母件43转动，使得螺纹穿装在螺母件43中的螺杆5移动，进而使得螺杆5端部的拨叉6带动齿套120沿传动轴7移动，实现齿套120与换挡齿轮的啮合。主动齿轮3的直径小于从动齿轮4的直径，实现了从主动齿轮3到从动齿轮4的减速，使得螺杆5的移动不会过快，不需要通过增大驱动电机2功率就可实现对螺杆5的减速增扭，减小了驱动电机2的尺寸及驱动电机2所需占用的空间，使得螺杆5端部的获得足够大的驱动力来驱动齿套120，避免齿套120与换挡齿轮啮合不完全；并且，螺母件43设置在从动齿轮4内，进一步减小换挡驱动机构的整体尺寸。
43.本实用新型中所提供的换挡装置的实施例2：
44.本实施例与实施例1的不同之处在于：实施例1中，架体1上供螺杆5导向段51穿过的通孔中加装有衬套11，螺杆5穿装在衬套11内。而本实施例中，架体上供螺杆导向段穿过的通孔中未设置衬套，通过提高架体上穿孔的孔壁精度来保证螺杆可靠地上下移动。
45.本实用新型中所提供的换挡装置的实施例3：
46.本实施例与实施例1的不同之处在于：实施例1中，螺杆5的止转段52为方形，架体1上设有导向块12，导向块12上设有方孔，导向段51止转穿装进方孔中，实现架体1对螺杆5的止转。而本实施例中，螺杆整体为圆柱，螺杆下侧的外周面上设有竖向导向键，架体上导向块的方孔的孔壁上设有导向槽，导向键与导向槽配合，实现架体对螺杆的止转。
47.本实用新型中所提供的换挡装置的实施例4：
48.本实施例与实施例1的不同之处在于：实施例1中，螺母件43与从动齿轮4一体设置。而本实施例中，螺母件与从动齿轮分体设置，螺母件的外周面与从动齿轮的内周面键连接。
49.本实用新型中所提供的换挡装置的实施例5：
50.本实施例与实施例1的不同之处在于：实施例1中，环形凸台41与架体1之间设有轴承42。而本实施例中，环形凸台之间与架体之间不再设置轴承，环形凸台与架体之间设置有轴套。
51.当然，在其他实施例中，也可以提高架体供从动齿轮安装处的内壁精度。
52.本实用新型中所提供的换挡装置的实施例6：
53.本实施例与实施例1的不同之处在于：实施例1中，导向段51和止转段52分别位于螺杆5的两端。而本实施例中，导向段和止转段设置在螺杆的同一端。
54.当然，在其他实施例中，也可以不设置导向段，止转段与架体止转导向配合。
55.本实用新型还提供换挡装置的换挡驱动机构的实施例：
56.该实施例中的换挡装置的换挡驱动机构结构与上述换挡装置实施例1中的换挡驱动机构结构相同，在此不再赘述。
57.当然，在其他实施例中，换挡装置的换挡驱动机构也可选用换挡装置实施例2至6中任一实施例中的换挡驱动机构的结构，在此也不再赘述。
58.以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，本实用新型
的专利保护范围以权利要求书为准，凡是运用本实用新型的说明书及附图内容所作的等同机构变化，同理均应包含在本实用新型的保护范围内。