CN103557308B - 一种汽车变速器双向离合器式换挡传动机构 - Google Patents

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Abstract

一种汽车变速器双向离合器式换挡传动机构，用于解决现有同步器式换挡传动机构结构复杂、零部件加工及装配精度不易保证的问题。它包括传动轴、双向离合器和目标挡位齿轮，所述双向离合器由内圈、外圈、保持架和滚动体组成，所述内圈与传动轴花键联接，所述外圈与目标挡位齿轮花键联接，所述保持架为圆环结构，它与内圈及滚动体配装，在保持架外壁上设有与变速器换挡拨叉匹配的环形凹槽。本发明由双向离合器结构替代了传统换挡传动机构的同步器组件，从而降低了变速器传动机构的制造成本，提高了汽车换挡***的可靠性。

Description

一种汽车变速器双向离合器式换挡传动机构
技术领域
本发明涉及一种汽车变速器的换挡传动机构，尤其是一种汽车变速器双向离合器式换挡传动机构，属于变速器技术领域。
背景技术
目前，一般机械变速器换挡传动机构采用同步器组件，通过齿套花键和结合齿花键传输扭矩。同步器组件包括挡位齿轮结合齿、同步环、齿毂和齿套。换挡操作过程中，由齿套驱动同步环向目标挡位齿轮结合齿方向滑动，通过同步环内锥面与目标挡位齿轮结合齿外锥面配合产生摩擦力，使输入轴转速与目标挡位主动齿轮转速一致，然后实现齿套内花键与挡位齿轮结合齿外花键的啮合，完成换挡操作。
由于上述同步器组件的齿套与目标挡位齿轮结合齿通过花键联接，为防止其自动脱挡，所以必须在花键齿端加工出倒锥面，因此使零部件的加工难度增大，增加了零部件制造成本；另外该同步器组件的零部件数量多，结构复杂，加工及装配质量不易保证，导致换挡传动机构可靠性下降，在车辆运行过程中，因同步器组件失效造成的掉挡、换挡打齿等问题时有发生。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术之弊端，提供一种结构简单、便于加工、性能可靠的汽车变速器双向离合器式换挡传动机构。
本发明所述问题是以下述技术方案实现的：
一种汽车变速器双向离合器式换挡传动机构，它包括传动轴、双向离合器和目标挡位齿轮，所述双向离合器由内圈、外圈、保持架和滚动体组成，所述内圈与传动轴花键联接，所述外圈与目标挡位齿轮花键联接，所述保持架为圆环结构，它与内圈及滚动体配装，在保持架外壁上设有与变速器换挡拨叉匹配的环形凹槽。
上述汽车变速器双向离合器式换挡传动机构，所述保持架内侧壁周向均匀设置一组圆柱形凸台，保持架通过圆柱型凸台与内圈装配。
上述汽车变速器双向离合器式换挡传动机构，所述保持架右端面上设有一组滚动体限位架，所述滚动体限位架限制滚动体的周向移动。
上述汽车变速器双向离合器式换挡传动机构，所述内圈内侧壁上设置与传动轴配装的内圈花键槽，其外侧壁左侧为圆柱面，右侧为多棱柱面，在其左侧圆柱面上设有一组倾倒的“凸”字型凹槽，所述倾倒的“凸”字型凹槽的窄槽与宽槽以圆弧曲面过渡，它与保持架内侧壁上的圆柱型凸台匹配。
上述汽车变速器双向离合器式换挡传动机构，所述外圈内侧壁左侧为光滑的圆柱面结构，其右侧设有与目标挡位齿轮配装的外圈花键槽。
上述汽车变速器双向离合器式换挡传动机构，所述滚动体数量与内圈外壁右侧多棱柱面的棱数匹配。
上述汽车变速器双向离合器式换挡传动机构，所述目标挡位齿轮空套在传动轴上，在目标挡位齿轮上设有与外圈花键槽匹配的联接花键，所述联接花键位于目标挡位齿轮与外圈配合的端面上。
本发明在双向离合器的保持架外壁上设置了环形凹槽，进行挡位切换时，驾驶员可通过换挡操作机构的换挡拨叉拨动保持架左右移动，通过保持架内壁上圆柱型凸台与内圈外壁上倾倒的“凸”字型凹槽配合，控制内圈的转动，从而使内圈外侧壁的多棱柱面与滚动体的相对位置发生变化。其具体控制方法为：当保持架内壁上圆柱型凸台与内圈外壁上倾倒的“凸”字型凹槽的窄槽配合时，滚动***于多棱柱面的中间位置，滚动体与内圈及外圈间隙配合，此时内圈与外圈处于分离状态，该挡位齿轮在传动轴上空转；当保持架内壁上圆柱型凸台与内圈外壁上倾倒的“凸”字型凹槽的宽槽配合时，由于传动轴与目标挡位齿轮转速不同，固定在传动轴上的内圈与保持架在倾倒的“凸”字型凹槽的宽槽限定范围内相对转动，滚动体偏离多棱柱面的中间位置，滚动体与内圈及外圈压紧配合，此时内圈与外圈处于结合状态，使目标挡位齿轮与传动轴同步运转，实现了目标挡位的切换。本发明通过双向离合器结构保证了变速器在正拖和反拖时都能通过传动轴正常传递扭矩，同时由于它替代了传统的同步器组件，避免了同步器组件中零部件结构复杂、加工及装配精度难以保证的问题，从而降低了变速器传动机构的制造成本，提高了换挡***的可靠性。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明。
图1是本发明结构示意图；
图2是图1中A-A剖面结构示意图；
图3是图1中B-B剖面结构示意图；
图4是双向离合器与目标挡位齿轮***结构示意图；
图5是双向离合器处于分离状态示意图；
图6是双向离合器处于分离状态时滚动体与内圈、外圈位置关系示意图；
图7是双向离合器处于结合状态示意图；
图8是双向离合器处于结合状态时滚动体与内圈、外圈位置关系示意图。
图中各标号清单为：1、传动轴，2、双向离合器，2-1、保持架，2-1-1、环形凹槽，2-1-2、圆柱型凸台，2-1-3、滚动体限位架，2-2、内圈，2-2-1、内圈花键槽，2-2-2、倾倒的“凸”字形凹槽，2-3、滚动体，2-4、外圈，2-4-1、外圈花键槽，3、目标挡位齿轮，3-1、联接花键。
具体实施方式
参看图1、图2、图3，本发明包括传动轴1、双向离合器2和目标挡位齿轮3，所述双向离合器2由内圈2-2、外圈2-4、保持架2-1和滚动体2-3组成，所述内圈2-2与传动轴1花键联接，所述外圈2-4与目标挡位齿轮3花键联接，所述保持架2-1为圆环结构，它与内圈2-2及滚动体2-3配装，在保持架2-1的外壁上设有与变速器换挡拨叉匹配的环形凹槽2-1-1。
参看图1、图3、图4，本发明在保持架2-1内侧壁周向均匀设置一组圆柱形凸台2-1-2，保持架2-1通过所述圆柱型凸台2-1-2与内圈2-2装配，在保持架2-1右端面上设有一组滚动体限位架2-1-3，所述滚动体限位架2-1-3限制滚动体2-3的周向移动。
参看图3、图4，本发明在双向离合器2内圈2-2的内侧壁上设置与传动轴配装的内圈花键槽2-2-1，其外侧壁左侧为圆柱面，右侧为多棱柱面，在其左侧圆柱面上设有一组倾倒的“凸”字型凹槽2-2-2，所述倾倒的“凸”字型凹槽2-2-2的窄槽与宽槽以圆弧曲面过渡，它与保持架内侧壁上的圆柱型凸台2-1-2匹配。
参看图1、图3、图4，本发明的双向离合器2外圈2-4内侧壁左侧为光滑的圆柱面结构，其右侧设有与目标挡位齿轮3配装的外圈花键槽2-4-1。
参看图2、图4，本发明的滚动体2-3数量与内圈外壁右侧多棱柱面的棱数匹配。
参看图3、图4，本发明的目标挡位齿轮3空套在传动轴1上，在目标挡位齿轮3上设有与外圈花键槽2-4-1匹配的联接花键3-1，所述联接花键3-1位于目标挡位齿轮3与外圈2-4配合的端面上。
参看图5～图8，本发明采用的双向离合器2是单向超越离合器的衍生设计，它通过保持架内壁上圆柱型凸台与内圈外壁上倾倒的“凸”字型凹槽配合，控制内圈的转动，实现传动轴1与目标挡齿轮3在双向锁止和双向分离两种模式下工作，达到两种模式可控制切换的目的，但其形式不囿于附图所示的结构，可选择楔块式、滚柱式或者啮合式单向超越离合器衍生设计结构。本发明在双向离合器2的保持架2-1外壁上设置了环形凹槽2-1-1，进行挡位切换时，驾驶员可操作换挡操作机构的换挡拨叉拨动保持架2-1左右移动，通过保持架2-1内壁上圆柱型凸台2-1-2与内圈2-2外壁上倾倒的“凸”字型凹槽2-2-2配合，控制内圈2-2的转动，从而使内圈2-2外侧壁的多棱柱面与滚动体2-3的相对位置发生变化。其具体控制方法为：当保持架内壁上圆柱型凸台2-1-2与内圈外壁上倾倒的“凸”字型凹槽2-2-2的窄槽配合时（如附图5所示），滚动体2-3位于多棱柱面的中间位置（如附图6所示），滚动体2-3与内圈2-2及外圈2-4间隙配合，此时内圈2-2与外圈2-4处于分离状态，目标挡位齿轮3与传动轴1双向分离；当保持架内壁上圆柱型凸台2-1-2与内圈外壁上倾倒的“凸”字型凹槽2-2-2的宽槽配合时（如附图7所示），由于传动轴1与目标挡位齿轮3转速不同，固定在传动轴1上的内圈2-2与保持架2-1在倾倒的“凸”字型凹槽2-2-2的宽槽限定范围内相对转动，滚动体2-3偏离多棱柱面的中间位置，滚动体2-3与内圈2-2及外圈2-4压紧配合，此时内圈2-2与外圈2-4处于结合状态，使目标挡位齿轮3与传动轴1双向锁止后同步运转，实现了目标挡位的切换。
与本发明匹配控制保持架2-1移动的方式有两种：一是手动变速器结构，由驾驶员操作换挡拨叉拨动保持架2-1左右移动；二是自动变速器结构，利用电磁控制方式使保持架2-1在不同的位置工作。

Claims (4)

1.一种汽车变速器双向离合器式换挡传动机构，其特征是，它包括传动轴（1）、双向离合器（2）和目标挡位齿轮（3），所述双向离合器（2）由内圈（2-2）、外圈（2-4）、保持架（2-1）和滚动体（2-3）组成，所述内圈（2-2）与传动轴（1）花键联接，所述外圈（2-4）与目标挡位齿轮（3）花键联接，所述保持架（2-1）为圆环结构，它与内圈（2-2）及滚动体（2-3）配装，在保持架（2-1）的外壁上设有与变速器换挡拨叉匹配的环形凹槽（2-1-1）；
所述保持架（2-1）内侧壁周向均匀设置一组圆柱型凸台（2-1-2），保持架（2-1）通过所述圆柱型凸台（2-1-2）与内圈（2-2）装配；
所述保持架（2-1）右端面上设有一组滚动体限位架（2-1-3），所述滚动体限位架（2-1-3）限制滚动体（2-3）的周向移动；
所述内圈（2-2）内侧壁上设置与传动轴配装的内圈花键槽（2-2-1），其外侧壁左侧为圆柱面，右侧为多棱柱面，在其左侧圆柱面上设有一组倾倒的“凸”字型凹槽（2-2-2），所述倾倒的“凸”字型凹槽（2-2-2）的窄槽与宽槽以圆弧曲面过渡，它与保持架内侧壁上的圆柱型凸台（2-1-2）匹配。
2.根据权利要求1所述的一种汽车变速器双向离合器式换挡传动机构，其特征是，所述外圈（2-4）内侧壁左侧为光滑的圆柱面结构，其右侧设有与目标挡位齿轮（3）配装的外圈花键槽（2-4-1）。
3.根据权利要求2所述的一种汽车变速器双向离合器式换挡传动机构，其特征是，所述滚动体（2-3）数量与内圈外壁右侧多棱柱面的棱数匹配。
4.根据权利要求3所述的一种汽车变速器双向离合器式换挡传动机构，其特征是，所述目标挡位齿轮（3）空套在传动轴（1）上，在目标挡位齿轮（3）上设有与外圈花键槽（2-4-1）匹配的联接花键（3-1），所述联接花键（3-1）位于目标挡位齿轮（3）与外圈（2-4）配合的端面上。
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