CN106151506A - 变速器换档叉和制造*** - Google Patents

Abstract

本发明涉及变速器换档叉和制造***。换档叉组件包括杆、悬套管、换档指、枢轴支架和同步器叉。换档指具有延伸臂和指部。延伸臂具有第一端和第二端，其中第一端被固定到悬套管的第一端，第二端被固定到指部，并且指部包括选择性地与变速器的换挡杆接合的一对突出部。指部是利用粉末金属烧结工艺而制成，其中使用第一和第二粉末金属合金为零部件的不同区域提供不同的材料特性。

Description

变速器换档叉和制造***

技术领域

本公开涉及变速器，更具体地涉及一种用于使用手动类型换档机构的紧凑型变速器的换档叉。

背景技术

本节中的陈述仅提供与本公开有关的背景信息并且可以或者可以不构成现有技术。

具有用于将齿轮连接到轴的同步器的典型多档手动或标准变速器利用机械换档机构来控制同步器与各自轴的接合。构成换档机构的机械构件中的一些构件包括同步器叉、导轨和换档指。在一些情况下，任何一个构件可用于实现许多不同的设计目的。例如，在一些用途中会需要具有高耐冲击性同时具有非常高的尺寸精度的同步器叉。这必须将单个零部件设计成具有多种特性，即使这些特性会相互减损。

虽然目前的机械换档机构实现了它们的预期目的，但对于用于制造显示多个工程参数的零部件的新的和改进的制造方法的需求基本上是不变的。因此，在本技术领域中对于具有改进的设计能力同时提供理想封装特性的制造方法和变速器换档机构存在着需求。

发明内容

本发明提供一种具有用于选择性地与同步器接合的换档叉组件的变速器；换档叉组件包括杆、悬套管、换档指、枢轴支架和同步器叉。杆被变速器的壳体所支撑。悬套管具有第一端和第二端。悬套管被杆所支撑。换档指具有延伸臂和指部。延伸臂具有第一端和第二端，并且第一端被固定到悬套管的第一端。第二端被固定到指部。指部包括一对突出部，这对突出部选择性地与变速器的换挡杆接合。枢轴支架被固定到变速器的壳体。同步器叉具有第一端、叉形端、和枢轴点。第一端与换档指的第二端接合。叉形端与同步器接合。枢轴点可旋转地被枢轴支架所支撑。

在本发明的另一个实例中，延伸臂的第一端被焊接到悬套管的第一端。

在本发明的又一个实例中，延伸臂是由具有良好焊接性的铁合金所形成。

在本发明的又一个实例中，延伸臂是由含有0.2%的C和余量的Fe的合金所形成。

在本发明的又一个实例中，换档指的指部具有高表面硬度。

在本发明的又一个实例中，换档指的指部是由含有大约0-2.0%的Cr、大约0-2.0%的Mo、大约0-2%的Cu、大约0-0.8%的C、大约0-1.0%的Ni、和余量的Fe的合金所形成。

在本发明的又一个实例中，换档指是在粉末金属烧结工艺中使用至少两种不同的粉末金属合金而形成。

在本发明的又一个实例中，换档指的指部是由第一合金所形成，延伸臂是由第二合金所形成。

在本发明的又一个实例中，第一合金是含有1.8%的Cr、0.5%的C、和余量的Fe的合金，第二合金是含有0.2%的C和余量的Fe的合金。

本发明还提供一种变速器的换档叉组件的换档指。换档指包括延伸臂和指部。延伸臂具有第一端和第二端，并且第一端被固定到换档叉组件的悬套管的第一端。指部被固定到该延伸臂的第二端，并且其中指部包括选择性地与变速器的换挡杆接合的一对突出部。

在本发明的一个实例中，延伸臂是由具有良好焊接性的铁合金所形成。

在本发明的另一个实例中，延伸臂是由含有0.2%的C和余量的Fe的合金所形成。

在本发明的又一个实例中，换档指的指部具有高表面硬度。

在本发明的又一个实例中，换档指的指部是由含有1.8%的Cr、0.5%的C、和余量的Fe的合金所形成。

在本发明的又一个实例中，换档指是在粉末金属烧结工艺中使用至少两种不同的粉末金属合金而形成。

在本发明的又一个实例中，换档指的指部是由第一合金所形成，延伸臂是由第二合金所形成。

在本发明的又一个实例中，第一合金是含有1.8%的Cr、0.5%的C、和余量的Fe的合金，第二合金是含有0.2%的C和余量的Fe的合金。

在本发明的又一个实例中，换档指是利用粉末金属烧结工艺而形成。粉末金属烧结工艺包括以下步骤。第一步骤获取换档指的模具。第二步骤将模具固定在液压压模机中。第三步骤用第一合金粉末填充模具型腔的第一部分并且用第二合金粉末填充模具型腔的第二部分。第四步骤在模具型腔中将第一和第二合金粉末压实。第五步骤将压实的合金粉末加热以完成合金粉末的完全烧结。

本发明提供以下技术方案：

1. 一种用于选择性地接合变速器中的同步器的换档叉组件，所述换档叉组件包括：

由所述变速器的壳体所支撑的杆；

具有第一端和第二端的悬套管，并且其中所述悬套管由所述杆支撑；

具有延伸臂和指部的换档指，并且其中所述延伸臂具有第一端和第二端，并且所述第一端被固定到所述悬套管的所述第一端，所述第二端被固定到所述指部，并且所述指部包括选择性地与所述变速器的换挡杆接合的一对突出部；

被固定到所述变速器的壳体的枢轴支架；和

具有第一端、叉形端和枢轴点的同步器叉，其中所述第一端与所述换档指的第二端接合，所述叉形端与同步器接合，并且所述枢轴点被所述枢轴支架可旋转地支撑。

2. 如方案1所述的换档叉组件，其中，所述延伸臂的所述第一端被焊接到所述悬套管的所述第一端。

3. 如方案1所述的换档叉组件，其中，所述延伸臂是由具有良好焊接性的铁合金所形成。

4. 如方案1所述的换档叉组件，其中，所述延伸臂是由含有0.2%的C和余量的Fe的合金所形成。

5. 如方案1所述的换档叉组件，其中，所述换档指的所述指部具有高表面硬度。

6. 如方案1所述的换档叉组件，其中，所述换档指的所述指部是由含有大约0-2.0%的Cr、大约0-2.0%的Mo、大约0-2%的Cu、大约0-0.8%的C、大约0-1.0%的Ni和余量的Fe的合金所形成。

7. 如方案1所述的换档叉组件，其中，所述换档指是在粉末金属烧结工艺中使用至少两种不同的粉末金属合金而形成。

8. 如方案1所述的换档叉组件，其中，所述换档指的所述指部是由第一合金所形成，所述延伸臂是由第二合金所形成。

9. 如方案8所述的换档叉组件，其中，所述第一合金是含有1.8%的Cr、0.5%的C和余量的Fe的合金，所述第二合金是含有0.2%的C和余量的Fe的合金。

10. 一种换档叉组件的换档指，所述换档指包括：

具有第一端和第二端的延伸臂，并且所述第一端被固定到所述换档叉组件的悬套管的第一端，

被固定到该延伸臂的所述第二端的指部，并且其中所述指部包括选择性地与变速器的换挡杆接合的一对突出部。

11. 如方案10所述的换档指，其中，所述延伸臂是由具有良好焊接性的铁合金所形成。

12. 如方案10所述的换档指，其中，所述延伸臂是由含有大约0-2.0%的Cr、大约0-2.0%的Mo、大约0-2%的Cu、大约0-0.8%的C、大约0-1.0%的Ni和余量的Fe的合金所形成。

13. 如方案10所述的换档指，其中，所述换档指的所述指部具有高表面硬度。

14. 如方案10所述的换档指，其中，所述换档指的所述指部是由含有1.8%的Cr、0.5%的C和余量的Fe的合金所形成。

15. 如方案10所述的换档指，其中，所述换档指是在粉末金属烧结工艺中使用至少两种不同的粉末金属合金而形成。

16. 如方案10所述的换档指，其中，所述换档指的所述指部是由第一合金所形成，所述延伸臂是由第二合金所形成。

17. 如方案17所述的换档指，其中，所述第一合金是含有1.8%的Cr、0.5%的C和余量的Fe的合金，所述第二合金是含有0.2%的C和余量的Fe的合金。

18. 如方案10所述的换档指，其中，所述换档指是利用粉末金属烧结工艺而形成，所述粉末金属烧结工艺包括以下步骤：

获取所述换档指的模具的第一步骤；

将所述模具固定在液压压模机中的第二步骤；

用第一合金粉末填充所述模具型腔的第一部分并且用第二合金粉末填充所述模具型腔的第二部分的第三步骤；

将所述第一和第二合金粉末在所述模具型腔中压实的第四步骤；和

将所述压实的合金粉末加热从而获得所述合金粉末的完全烧结的第五步骤。

19. 如方案10所述的换档指，其中，所述换档指包括所述第一合金与第二合金接触的界面，并且所述界面具有完全烧结的微观结构的特性。

20. 一种用于选择性地接合变速器中的同步器的换档叉组件，所述换档叉组件包括：

被所述变速器的壳体所支撑的杆；

具有第一端和第二端的悬套管，并且其中所述悬套管由所述杆支撑；

具有延伸臂和指部的换档指，并且其中所述延伸臂具有第一端和第二端，并且所述第一端被固定到所述悬套管的所述第一端，所述第二端被固定到所述指部，并且所述指部包括选择性地与所述变速器的换挡杆接合的一对突出部；

被固定到所述变速器的壳体的枢轴支架；和

具有第一端、叉形端和枢轴点的同步器叉，其中所述第一端与所述换档指的所述第二端接合，所述叉形端与同步器接合，并且所述枢轴点可旋转地被所述枢轴支架支撑，并且

其中，所述换档指是利用粉末金属烧结工艺而形成，所述粉末金属烧结工艺包括以下步骤：

获取所述换档指的模具的第一步骤；

将所述模具固定在液压压模机中的第二步骤；

用第一合金粉末填充所述模具型腔的第一部分并且用第二合金粉末填充所述模具型腔的第二部分的第三步骤；

将所述第一和第二合金粉末在所述模具型腔中压实的第四步骤；和

将所述压实的合金粉末加热以获得所述合金粉末的完全烧结的第五步骤。

结合附图从对用于实施本发明的最佳方式的以下详细说明，将容易地明了本发明的上述特征和优点及其它特征和优点。

附图说明

本文中所描述的附图是为了说明的目的，而并非意图以任何方式限制本公开的范围。

图1是根据本发明的用于手动变速器的示例性齿轮传动和换挡组件的透视图。

图2是根据本发明的用于手动变速器的换挡组件的分解透视图。

图3A是根据本发明的手动变速器的一部分的透视图。

图3B是根据本发明的用于手动变速器的换档组件的一部分的透视图。

图4是根据本发明的用于手动变速器的换档叉和悬套壳组件的俯视图。

图5是根据本发明的用于手动变速器的换档叉的侧视图。

图6A是根据本发明的用于手动变速器的换档叉的指的制造工具的前截面图。

图6B是根据本发明的用于手动变速器的换档叉的指的制造工具的仰视图。

图6C是根据本发明的用于手动变速器的换档叉的指的制造工具的截面侧视图。

图7是根据本发明的手动变速器的组件中的换档叉和悬套管的截面图。

具体实施方式

现在将参照图1和图2，对在组装的各种阶段中的变速器10进行说明和描述。变速器10包括通常用附图标记10标示的多档手动变速器，并且现在将对该变速器进行描述。变速器10包括变速器输入轴12、变速器输出轴14、和至少部分地被壳体20所支撑的齿轮传动装置18。输入构件12可与变速器10分离，并且输入构件12可经由手动致动离合器（未图示）选择性地连接到发动机的输出构件。输出构件14与主减速器（未图示）直接地连接从而与其共同旋转，主减速器将来自输出构件14的扭矩传递至一组车轮（未图示）。

现在转向图3A和图3B并且继续参照图1 和图2，齿轮传动装置18包括：各种轴或构件、共面的相互啮合的齿轮组、可选择性接合的同步器和用于同步器操纵的叉***，如将在本文中描述的。例如，齿轮传动装置18包括：变速器输入轴12、输出轴14、惰轮轴24、和包括多个导轨和叉的同步器操纵装置26。同步器操纵装置26利用多个导轨和叉来转换由操作者所操纵的换挡杆28的运动，从而使各种同步器因此与特定的齿轮接合和分离。例如，同步器操纵装置26包括第一换档机构30，该第一换挡机构30是用于使第一同步器32与第一齿轮34接合和分离使得第一齿轮34选择性地与输出轴14共同旋转。第一换档机构30包括指组件36、枢轴支架38、同步器叉40和杆42。指组件36被杆42所支撑，以便在与输出轴14平行的方向上做轴向运动。指组件36包括换档指48、枢轴槽50和悬套管（flyer tube）52。悬套管52具有第一端44和第二端46，并且换档指48被设置在悬套管52的第一端44的附近并且选择性地接合换挡杆28。枢轴槽50被设置在悬套管52的第二端46的附近并且接纳同步器叉40的叉杆54。当指组件36沿杆42轴向地平移时，枢轴槽50与同步器叉40的叉杆54接合并且使同步器叉40围绕枢轴支架38枢转。

现在参照图4和图5，图中示出了包括换档指48和悬套管52的指组件36并且现在作进一步描述。换档指48包括指部56和延伸臂部58。更具体地，延伸臂58包括第一端60和第二端62，并且第一端被固定到悬套管52。换档指48被固定到延伸臂58的第二端62，并且换档指48包括从延伸臂58中延伸出的一对突出部64。突出部64各自具有内磨损表面66、68，这两个内磨损表面被间隙70分开，换档杆28的突出部经过该间隙70并且选择性地与磨损表面66、68接触。理想地，突出部64的磨损表面64、68具有非常高的表面硬度，该高表面硬度提供磨损表面的延长的寿命。同样地，有利的是利用安装到可用于连接的封装空间中的方法，将延伸臂58固定到悬套管52。将延伸臂58组装到悬套管52的一种这样的方法是将延伸臂58焊接到悬套管52。该方法包括以下优点：非常强的连接以及需要小的封装空间。然而，因为换档指48预期是由一种类型材料所制成的单件，所以需要额外的操作来实现磨损表面66、68的高表面硬度同时保留换档指48对悬套管52的焊接性。该高表面硬度是利用诱导操作而实现。通过使表面66、68暴露于高温，然后通过具有较高冷却速率的淬火使磨损表面66、68冷却，因此保留被加热的磨损表面66、68的微观结构，诱导操作局部地作用于突出部的磨损表面66、68。

另一种制造指组件36的方法包括将第一粉末金属合金71和第二粉末金属合金73烧结以形成换档指46。例如，将第一粉末金属合金71用于形成指部56，将第二粉末金属合金73用于形成延伸部58。第一粉末金属合金71包括一定比例的、导致非常高的表面光洁度的金属。通常，由大约0-2.0%的Cr、大约0-2.0%的Mo、大约0-2%的Cu、大约0-0.8%的C、大约0-1.0%的Ni和余量的Fe所组成的合金对于该用途是理想的。更具体地，例如含有1.8%的Cr、0.5%的C和余量的Fe的合金将会导致该用途所需的高表面硬度。此外，包含0.2%的C和余量的Fe的合金适合于焊接。第一和第二合金71、73的另一个要求是它们必须在换档指56与延伸臂58之间的分划线72处烧结到一起。

现在参照图6A、图6B和图6C，图中示出了用于在单个零部件中对第一和第二粉末金属合金进行烧结的制造工艺，并且现在将描述该工艺。例如，图6A图解说明了单合金工艺74和双合金工艺76。单合金工艺74包括将单一的粉末金属合金78经由单个吹管82导入工具腔80。可替代地，双合金工艺76包括将第一粉末金属合金71经过第一吹管88导入工具腔86，同时将第二金属合金73经过与第一吹管88间隔定位的第二吹管92导入同一工具腔86从而填充需要第二金属合金90的工具腔86的一部分。分划线72形成于第一粉末金属合金71与第二粉末金属合金73相遇的位置。在将粉末金属合金71、73吹入工具腔86之后，将工具腔86加热以促进合金71、73的烧结，两者独立地或者在合金内部以及在分划线72处在合金71、73它们自身之间。

现在转向图7，图中示出指组件36是在变速器壳体94的内部，图中说明了当采用上述制造工艺时可能的紧密度容限。

虽然已详细描述了用于实施本发明的最佳方式，但与本发明相关的领域中的技术人员将认识到在所附权利要求范围内用于实施本发明的各种替代的设计和例子。

Claims (10)

1. 一种用于选择性地接合变速器中的同步器的换档叉组件，所述换档叉组件包括：

由所述变速器的壳体所支撑的杆；

具有第一端和第二端的悬套管，并且其中所述悬套管由所述杆支撑；

具有延伸臂和指部的换档指，并且其中所述延伸臂具有第一端和第二端，并且所述第一端被固定到所述悬套管的所述第一端，所述第二端被固定到所述指部，并且所述指部包括选择性地与所述变速器的换挡杆接合的一对突出部；

被固定到所述变速器的壳体的枢轴支架；和

具有第一端、叉形端和枢轴点的同步器叉，其中所述第一端与所述换档指的第二端接合，所述叉形端与同步器接合，并且所述枢轴点被所述枢轴支架可旋转地支撑。

2. 如权利要求1所述的换档叉组件，其中，所述延伸臂的所述第一端被焊接到所述悬套管的所述第一端。

3. 如权利要求1所述的换档叉组件，其中，所述延伸臂是由具有良好焊接性的铁合金所形成。

4. 如权利要求1所述的换档叉组件，其中，所述延伸臂是由含有0.2%的C和余量的Fe的合金所形成。

5. 如权利要求1所述的换档叉组件，其中，所述换档指的所述指部具有高表面硬度。

6. 如权利要求1所述的换档叉组件，其中，所述换档指的所述指部是由含有大约0-2.0%的Cr、大约0-2.0%的Mo、大约0-2%的Cu、大约0-0.8%的C、大约0-1.0%的Ni和余量的Fe的合金所形成。

7. 如权利要求1所述的换档叉组件，其中，所述换档指是在粉末金属烧结工艺中使用至少两种不同的粉末金属合金而形成。

8. 如权利要求1所述的换档叉组件，其中，所述换档指的所述指部是由第一合金所形成，所述延伸臂是由第二合金所形成。

9. 一种换档叉组件的换档指，所述换档指包括：

具有第一端和第二端的延伸臂，并且所述第一端被固定到所述换档叉组件的悬套管的第一端，

被固定到该延伸臂的所述第二端的指部，并且其中所述指部包括选择性地与变速器的换挡杆接合的一对突出部。

10. 一种用于选择性地接合变速器中的同步器的换档叉组件，所述换档叉组件包括：

被所述变速器的壳体所支撑的杆；

具有第一端和第二端的悬套管，并且其中所述悬套管由所述杆支撑；

具有延伸臂和指部的换档指，并且其中所述延伸臂具有第一端和第二端，并且所述第一端被固定到所述悬套管的所述第一端，所述第二端被固定到所述指部，并且所述指部包括选择性地与所述变速器的换挡杆接合的一对突出部；

被固定到所述变速器的壳体的枢轴支架；和

具有第一端、叉形端和枢轴点的同步器叉，其中所述第一端与所述换档指的所述第二端接合，所述叉形端与同步器接合，并且所述枢轴点可旋转地被所述枢轴支架支撑，并且

其中，所述换档指是利用粉末金属烧结工艺而形成，所述粉末金属烧结工艺包括以下步骤：

获取所述换档指的模具的第一步骤；

将所述模具固定在液压压模机中的第二步骤；

用第一合金粉末填充所述模具型腔的第一部分并且用第二合金粉末填充所述模具型腔的第二部分的第三步骤；

将所述第一和第二合金粉末在所述模具型腔中压实的第四步骤；和

将所述压实的合金粉末加热以获得所述合金粉末的完全烧结的第五步骤。