一种机械式自动变速箱换档执行机构的制作方法

本发明涉及新能源汽车技术领域，具体涉及一种机械式自动变速箱换档执行机构。

背景技术：

近年来国内新能源汽车发展势头迅猛，已形成一个围绕着电动汽车行业的巨大新兴产业链，而变速器是其核心零部件。传统的自动变速箱或者双离合变速箱结构复杂，占用空间大，制造成本与维护成本较高。选用机械式自动变速箱成为电动车行业的大趋势。执行机构是机械式自动变速箱的关键零件，合理设计一个性能优越稳定可靠的执行机构是至关重要的。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明提供了一种机械式自动变速箱换档执行机构，用于两档机械式自动变速箱，其结构紧凑、占用空间小，可以在较小的空间内更稳定快速的实现变速箱的换档，传动效率高。适用于大巴、卡车、载重车，具有广阔的应用前景。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种机械式自动变速箱换档执行机构，包括无刷直流电机、主壳体、齿轮副、滚珠丝杆、换档套筒、档指、换档轴、角度传感器，所述的齿轮副包括传动齿轮一和传动齿轮二，所述的传动齿轮一和传动齿轮二相互啮合，所述的齿轮副、滚珠丝杆、换档套筒位于主壳体的内部，所述的无刷直流电机与主壳体固定连接，所述的无刷直流电机与传动齿轮一相连形成转动连接，所述的传动齿轮二与滚珠丝杆相连形成转动连接，所述的滚珠丝杆通过滚动轴承安装于主壳体的空腔内，所述的换档套筒套在滚珠丝杆上，所述的换档套筒的外周设有两个对称的圆形凸起，所述的档指设有两个与上述圆形凸起对应的两个凹槽，所述的档指通过凹槽与凸起的配合安装在换档套筒上，所述的档指可以围绕着上述圆形凸起的轴线旋转，所述档指还设有突出端，所述突出端的延伸方向垂直于滚珠丝杆的轴线，所述突出端卡在变速箱换档器的卡槽内，所述的换档轴与档指固定连接，所述换档轴的轴向平行于所述圆形凸起的轴线，所述换档轴的轴端与角度传感器固定连接，所述的齿轮副为锥齿轮传动，所述的传动齿轮一和传动齿轮二为锥齿轮。

进一步地，所述换档轴的轴端呈一字型，所述的一字型轴端卡在角度传感器的卡槽内形成固定连接。

更进一步地，所述的主壳体上设有透气阀。

本发明的有益效果在于：1.采用锥齿轮传动，效率高、强度强，噪音小。2.结构简单，便于整车布置与装配，且制造成本低；3.安装透气阀，加长使用寿命。

附图说明

图1为本发明的正视图。

图2为本发明的仰视图。

图3为本发明的换档套筒的立体示意图。

图4为本发明的档指的立体示意图。

图5为本发明的换档轴的立体示意图。

图6为本发明换档轴与角度传感器组装后的立体示意图。

图7为本发明局部装配的立体示意图。

图8为本发明的立体示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明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仅用以解释本发明，不用于限定本发明。实际上，本实施例为本发明多种实施方式中的一种优选实施例子。

图1为本发明的正视图，图2为本发明的仰视图，图3为本发明的换档套筒的立体示意图，图4为本发明的档指的立体示意图，图5为本发明的换档轴的立体示意图，图6为本发明换档轴与角度传感器组装后的立体示意图，图7为本发明局部装配的立体示意图，图8为本发明的立体示意图。下面结合附图1-8对该实施例进行说明。

本实施例的机械式自动变速箱换档执行机构，包括无刷直流电机1、主壳体2、齿轮副3、滚珠丝杆4、换档套筒5、档指6、换档轴7、角度传感器8以及透气阀9。如图2所示，齿轮副3包括传动齿轮一301和传动齿轮二302，传动齿轮一301和传动齿轮二302相互啮合。本发明中，齿轮副3为锥齿轮传动，传动齿轮一301和传动齿轮二302为锥齿轮。从图1中可以看出，无刷直流电机1的传动方向与滚珠丝杆4的传动方向是垂直的。

齿轮副3、滚珠丝杆4、换档套筒5位于主壳体2的内部。无刷直流电机1与主壳体2固定连接，并与传动齿轮一301相连形成转动连接，传动齿轮一301与传动齿轮二302啮合，传动齿轮二302与滚珠丝杆4相连形成转动连接。滚珠丝杆4通过滚动轴承安装于主壳体2的空腔内。

如图3、4、7所示，换档套筒5套在滚珠丝杆4上，换档套筒5的外周设有两个形状、位置都对称的圆形凸起501，相应地，档指6设有两个与上述圆形凸起501对应的两个凹槽601。档指6通过凹槽601与凸起501的配合安装在换档套筒5上，凹槽601可以围绕着圆形凸起501旋转，相应地，档指6可以围绕着上述圆形凸起501的中心线旋转。档指6还设有突出端602，突出端602的延伸方向垂直于滚珠丝杆4的轴线。突出端602与变速箱换档器相连。

换档轴7与档指6固定连接，换档轴7的轴向平行于圆形凸起501的轴线，因此当档指6旋转时，换档轴7也随之旋转，并且转动的方向及速度都与档指6相同。换档轴7的轴端与角度传感器8固定连接，角度传感器8可以采集档指6的角度值。

本实施例中，主壳体2上还设有透气阀9，透气阀9与主壳体2可以通过螺纹连接及其他固定连接方式。

本实施例中，换档轴7的轴端呈一字型，该一字型轴端卡在角度传感器8的卡槽内形成固定连接。

本发明提供了一种换档执行机构，用于两档机械式自动变速箱，自动变速箱的控制单元控制执行机构中驱动电机的工作，并通过角度传感器8手机执行机构中档指的工作状态，反馈给变速箱控制单元。本发明执行机构的工作原理如下：

第一步，默认情况下，档指处于空档。自动变速箱控制单元控制无刷直流电机1进行工作，无刷直流电机1带动传动齿轮一301沿着z轴顺时针旋转。传动齿轮一301与传动齿轮二302互相啮合，从而带动传动齿轮二302与滚珠丝杆4一起绕着x轴逆时针转动。

第二步，滚珠丝杆4逆时针转动带动换档套筒5沿x轴正方向做直线运动。

第三步，当换档套筒5沿x轴正向运动时，档指6绕着换档套筒5外侧圆形凸起501的轴线转动，从正中间空档状态转动到左侧，实现换入一档操作。

第四步，当车辆需要从一档升至二档时，变速箱控制单元控制无刷直流电机1绕着z轴逆时针旋转，带动传动齿轮一301转动，传动齿轮二302与滚珠丝杆4一起绕着x轴方向顺时针转动。

第五步，滚珠丝杆4顺时针转动带动换档套筒5沿x轴负方向直线运动。

第六步，当换档套筒5沿x轴负方向运动时，档指6从左侧一档状态转动到中间空档状态，无刷直流电机1继续逆时针转动，档指6从中间空档状态到右侧二档状态，实现换入二档操作。

第七步，当车辆需要从二档降至一档时，变速箱控制单元控制无刷直流电机1绕着z轴顺时针旋转，带动传动齿轮一301旋转，从而带动传动齿轮二302与滚珠丝杆4一起绕着x轴逆时针转动，换档套筒5沿x轴正方向做直线运动，档指6从右侧二档状态转动到中间空档状态，电机轴继续顺时针转动，档指6从中间空档状态到左侧一档状态，实现换入一档操作。

第八步，当车辆需要从一档降至空档时，变速箱控制单元控制无刷直流电机1绕着z轴逆时针旋转，档指6从左侧一档状态转动到中间空档状态。

档指6转动时，角度传感器8记录档指6的工作状态，反馈回自动变速箱控制单元。

本发明的机械式自动变速箱换档执行机构通过采用锥齿轮传动，结构简单，占用空间小，便于整车布置与装配，且制造成本低、传动效率高、噪音较低，还安装了透气阀，延长了执行机构的使用寿命，相应的也延长了变速箱的使用寿命。