三位点动式换挡装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及车辆传动系统技术领域，具体涉及一种汽车齿轮箱三位点动式换挡装置。
【背景技术】
[0002]随着科技不断进步，为提高车辆动力性和载荷能力，往往需要在底盘上设计多级传动系统，作为关键部件的换挡装置在一定程度上决定了传动系统的可靠性和使用寿命。目前，汽车齿轮箱换挡方式可分为机械手动式、电控液压式和电控气动式，其中，电控气动式一般为常通式，由电磁阀控制进排气来控制换挡，当换挡完成后电磁阀须一直处于接通状态，即通过一直通气来锁定档位位置。此种换挡装置的不足之处是:第一，电磁阀长期接通导致通电线圈发热严重，寿命缩短；第二，一直通气容易造成密封件泄漏，气压一旦泄露或中断就会造成脱档，从而致使接合齿产生高速冲击，短时间内就会使齿轮箱啮合齿打齿，功能失效；第三，一个档位需两个进气孔同时通气来完成，密封件采用Y型皮碗，而Y型皮碗只能承受单方向的受力，因此导致装置结构较复杂，零件数量多，可维修性差。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的在于克服上述缺陷，提供一种结构简单、制造容易、维修性好、可靠性高的三位点动式换挡装置。
[0004]为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案:一种三位点动式换挡装置，包括气缸盖1、铸铝气缸2、前盖6、换挡尾盖10、后壳体14、拨叉16、换挡轴17，其中，前盖6和后壳体14扣合成箱体。铸铝气缸2固定在前盖6上，换挡尾盖10固定在后壳体14上，换挡轴17贯穿前盖6和后壳体14，其前后两端分别伸进铸铝气缸2和换挡尾盖10内；大活塞3装入铸铝气缸2内的大口径段并通过大活塞O型密封圈22密封，中活塞4内孔套装在换挡轴17的前部并通过换挡轴O型密封圈20密封，外圆嵌套在大活塞3内并通过中活塞O型密封圈21密封，小活塞5内孔套装在换挡轴17的前部并通过换挡轴O型密封圈20密封，外圆嵌套在铸铝气缸2内的小口径段并通过小活塞O型密封圈19密封，组成动力机构；在换挡尾盖10上设置内装弹簧8和钢球9的锁止球导套7，与换挡轴17尾部组成自锁机构；在气缸盖I和换挡尾盖10上分别设置前部限位螺钉24和后部限位螺钉11及锁紧螺母12 ;在换挡轴17的前端安装六角薄螺母23，在其中间部位安装拨叉16，并用空心螺钉15定位，换挡轴17与铸铝气缸2之间通过气缸O型密封圈18密封。
[0005]作为优选方案之一，在换挡轴17尾部沿半径方向铣去1mm，且在与锁止球导套7内钢球9的配合外圆处还铣有3个半圆形凹槽，钢球9可嵌入任一个凹槽中。
[0006]作为优选方案之一，半圆形凹槽深度为3?4mm、圆弧半径为R5?5.5mm，相邻两凹槽中心距为2mm。
[0007]作为优选方案之一，钢球9直径为10mm。
[0008]作为优选方案之一，在换挡尾盖10上设有指示开关13。
[0009]本实用新型三位点动式换挡装置通过电磁阀控制气源向气缸上的三个通气孔分别通气实现三个档位的切换，档位挂上后即可断开电磁阀；自锁装置能有效避免装置出现脱档或跳档现象，提高整车可靠性；两端调整螺钉能有效限制换挡轴的轴向位移，减少换挡冲击和拨叉磨损，提高换挡可靠性；只需更换密封圈类型，就可以实现电控液压换挡，易于换挡方式的变换。因此，结构简单、制造容易、操作方便、成本低廉、方便维修。
【附图说明】
[0010]图1为本实用新型三位点动式换挡装置的结构组成示意图。
[0011]图中:1-气缸盖，2-铸铝气缸，3-大活塞，4-中活塞，5-小活塞，6-前盖，7-锁止球导套，8-弹簧，9-钢球，10-换挡尾盖，11-后部限位螺钉，12-锁紧螺母，13-指示开关，14-后壳体，15-空心螺钉，16-拨叉，17-换挡轴，18-气缸O型密封圈，19-小活塞O型密封圈，20-换挡轴O型密封圈，21-中活塞O型密封圈，22-大活塞O型密封圈，23-六角薄螺母，
24-前部限位螺钉，1、II JI1-压缩空气入口。
【具体实施方式】
[0012]下面结合附图对本实用新型的【具体实施方式】作进一步说明。
[0013]如图1所示，三位点动式换挡装置包括气缸盖1、铸铝气缸2、前盖6、换挡尾盖10、后壳体14、拨叉16、换挡轴17，其中，前盖6和后壳体14扣合成箱体。铸铝气缸2固定在前盖6上，换挡尾盖10固定在后壳体14上，换挡轴17贯穿前盖6和后壳体14，其前后两端分别伸进铸铝气缸2和换挡尾盖10内。
[0014]大活塞3装入铸铝气缸2内的大口径段并通过大活塞O型密封圈22密封，中活塞4内孔套装在换挡轴17的前部并通过换挡轴O型密封圈20密封，外圆嵌套在大活塞3内并通过中活塞O型密封圈21密封，小活塞5内孔套装在换挡轴17的前部并通过换挡轴O型密封圈20密封，外圆嵌套在铸铝气缸2内的小口径段并通过小活塞O型密封圈19密封，组成动力机构。
[0015]在换挡尾盖10上设置内装弹簧8和钢球9的锁止球导套7，与换挡轴17尾部组成自锁机构。
[0016]在换挡轴17的前端安装六角薄螺母23，在其中间部位安装拨叉16，并用空心螺钉15定位，换挡轴17与铸铝气缸2之间通过气缸O型密封圈18密封。在换挡轴17尾部沿半径方向铣去1_，用于换挡时保证换挡尾盖内部与箱体内部相通，避免换挡轴尾部与换挡尾盖之间憋劲，造成箱体内和尾盖内有压强差，导致换挡不动，在换挡尾盖10上设有指示开关13。在与锁止球导套7内钢球9的配合外圆处还铣有3个半圆形凹槽，半圆形凹槽深度为3?4mm、圆弧半径为R5?5.5mm，相邻两凹槽中心距为2mm。钢球9可嵌入任一个凹槽中，实现档位自锁功能，钢球9直径优选10mm。
[0017]在气缸盖I和换挡尾盖10上分别设置前部限位螺钉24和后部限位螺钉11及锁紧螺母12，实现换挡轴的轴向定位来防止滑动齿套与拨叉之间的磨损，同时减少换挡冲击和异音。
[0018]密封件采用O型密封圈，可以承受多个方向的受力，属于标准件，易更换，维护成本低。
[0019]铸铝气缸比铸铁气缸重量轻，易得到光滑的表面，对密封件磨损小。
[0020]本实用新型三位点动式换挡装置工作原理如下:
[0021]向I气孔通压缩空气时，压缩空气先将大活塞推开至气缸台阶面，再推动中活塞带动小活塞、换挡轴及拨叉右移，换挡尾盖的限位螺钉限制换挡轴继续右移，完成换挡后即可断开电磁阀停止通气。此时，锁止球导套内钢球在弹簧的压力下嵌入换挡轴上的最左边半圆形凹槽中，实现档位自锁。在整个滑动过程中，气孔I1、III向外排气。
[0022]换挡轴由右边往左移动时，向II气孔通压缩空气，因为大活塞的横截面积大于小活塞的横截面积，压缩空气推动大活塞带动中活塞、小活塞向左移动，从而带动换挡轴及拨叉左移直至大活塞顶在气缸盖上。此时，锁止球导套内钢球在弹簧的作用下嵌入换挡轴上的中间半圆形凹槽中，实现档位自锁。
[0023]向III气孔通压缩空气时，压缩空气推动小活塞带动中活塞、换挡轴及拨叉左移，直至顶在气缸盖的限位螺钉上，换挡完成。此时，锁止球导套内钢球在弹簧的作用下嵌入换挡轴上的最右边半圆形凹槽中，实现档位自锁。
[0024]换挡轴由左往右移动时，向II气孔通压缩空气时，因为大活塞左边顶死在气缸盖上，压缩空气推动小活塞带动中活塞、换挡轴及拨叉右移直至中活塞顶在大活塞上，此时大活塞受力大于小活塞上受力，换挡轴无法移动。此时，锁止球导套内钢球在弹簧的作用下嵌入换挡轴上的中间半圆形凹槽中，实现档位自锁。
[0025]如欲将气动式换挡变换成液压式换挡，只需更换密封件的类别即可。
[0026]本实用新型并不限于上述实施方式，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。
【主权项】
1.一种三位点动式换挡装置，包括气缸盖(I)、铸铝气缸(2)、前盖(6)、换挡尾盖(10)、后壳体(14)、拨叉(16)、换挡轴(17)，其中，前盖(6)和后壳体(14)扣合成箱体，其特征在于: A、所述铸铝气缸(2)固定在前盖(6)上，换挡尾盖(10)固定在后壳体(14)上，换挡轴(17)贯穿前盖(6)和后壳体(14)，其前后两端分别伸进铸铝气缸(2)和换挡尾盖(10)内； B、所述大活塞(3)装入铸铝气缸(2)内的大口径段并通过大活塞O型密封圈(22)密封，中活塞(4)内孔套装在换挡轴(17)的前部并通过换挡轴O型密封圈(20)密封，外圆嵌套在大活塞(3)内并通过中活塞O型密封圈(21)密封，小活塞(5)内孔套装在换挡轴(17)的前部并通过换挡轴O型密封圈(20 )密封，外圆嵌套在铸铝气缸(2 )内的小口径段并通过小活塞O型密封圈(19)密封，组成动力机构； C、在所述换挡尾盖(10)上设置内装弹簧(8)和钢球(9)的锁止球导套(7)，与换挡轴(17)尾部组成自锁机构； D、在所述气缸盖(I)和换挡尾盖(10)上分别设置前部限位螺钉(24)和后部限位螺钉(11)及锁紧螺母(12); E、在所述换挡轴(17)的前端安装六角薄螺母(23)，在其中间部位安装拨叉(16)，并用空心螺钉(15)定位，换挡轴(17)与铸铝气缸(2)之间通过气缸O型密封圈(18)密封。
2.根据权利要求1所述的点动式换挡装置，其特征在于:在所述换挡轴(17)尾部沿半径方向铣去1mm，且在与锁止球导套(7)内钢球(9)的配合外圆处还铣有3个半圆形凹槽，钢球(9)可嵌入任一个凹槽中。
3.根据权利要求2所述的点动式换挡装置，其特征在于:所述半圆形凹槽深度为3?4mm、圆弧半径为R5?5.5mm，相邻两凹槽中心距为2mm。
4.根据权利要求1所述的点动式换挡装置，其特征在于:所述钢球(9)直径为10mm。
5.根据权利要求1所述的点动式换挡装置，其特征在于:在所述换挡尾盖(10)上设有指示开关(13)。
【专利摘要】本实用新型涉及一种三位点动式换挡装置，包括气缸盖、铸铝气缸、前盖、换挡尾盖、后壳体、拨叉、换挡轴。铸铝气缸固定在前盖上，换挡尾盖固定在后壳体上，换挡轴贯穿前盖和后壳体，其前后两端分别伸进铸铝气缸和换挡尾盖内。大活塞装入铸铝气缸内的大口径段，中活塞内孔套装在换挡轴的前部，外圆嵌套在大活塞内，小活塞内孔套装在换挡轴的前部，外圆嵌套在铸铝气缸内的小口径段。在换挡尾盖上设置内装弹簧和钢球的锁止球导套，与换挡轴尾部组成自锁机构。在气缸盖和换挡尾盖上分别设置限位螺钉及锁紧螺母，在换挡轴的中间部位安装拨叉，并用空心螺钉定位。本实用新型装置结构简单、制造容易、操作方便、成本低廉、方便维修。
【IPC分类】F16H63-32, F16H59-02
【公开号】CN204403350
【申请号】CN201420850031
【发明人】余威, 庞涛, 赵尚吾, 吴国成, 陈 峰, 张鹏远, 周常波
【申请人】株洲齿轮有限责任公司
【公开日】2015年6月17日
【申请日】2014年12月30日