专利名称：电动汽车自动变速器换挡装置的制作方法
技术领域：
本发明属于汽车技术领域，具体地说，尤其涉及电动汽车自动变速器换挡 装置。
背景技术：
目前，新能源汽车正在成为开发热点，特别是电动汽车的开发，已成为新 能源汽车开发的重点。对于电动汽车的变速器，各汽车生产厂家的通用做法， 是将燃油汽车上的手动变速器或自动离合变速器进行适应性改进后，照搬到电 动汽车上，所存在的不足在于
1、 采用手动变速器，通过离合踏板和变挡杆的配合来控制拉索机构，使拨 叉在导向杆上滑移，由拨叉推动同步器接合套改变啮合对象来实现变挡，不仅 控制环节多，操纵繁琐，变挡可靠性较差，而且手动变速器的结构复杂、体积 庞大，会增加电动汽车的成本和重量。
2、 采用自动离合变速器，虽然变挡操作简单，但是自动离合变速器结构非 常复杂，控制难度较大，对变挡可靠性的影响大；尤为不足的是，自动离合变 速器非常昂贵，会大大增加电动汽车的成本，不利于电动汽车的使用和推广。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种操纵简单、控制可靠的电动汽车 自动变速器换挡装置。本发明的技术方案如下 一种电动汽车自动变速器换挡装置，包括同步器 接合齿套、拨叉、导向杆、凸轮、连接轴、壳体、蜗轮、蜗杆和电动机，其中 拨叉活套在导向杆上，拨叉下部的卡脚与同步器接合齿套圆周上的环槽卡接配 合，在所述拨叉的上部对称设置有一对上卡脚，这两个上卡脚与凸轮卡接配合， 所述凸轮固套在连接轴上，该连接轴伸入壳体内，且伸入部分套装有蜗轮，所 述蜗轮与蜗杆啮合，该蜗杆与电动机的输出轴连接。
采用以上技术方案，电动机运转时，电动机的输出轴带动蜗杆转动，蜗杆 将动力传递给蜗轮，使蜗轮、连接轴和凸轮同步转动，凸轮推动拨叉在导向杆 上左右移动，拨叉再拨动同步器接合齿套移动，即可实现变挡。本发明采用手 动变挡的原理，利用电动机自动控制，这样不仅操纵简单，控制环节少，变挡 可靠性好；而且自身结构紧凑，可以取代传统变速器中的离合器，使得变速器 结构更简单，重量及体积更小，从而能有效降低电动汽车的生产成本。
上述凸轮的凸缘端为第一圆弧段，基圆端为第二圆弧段，在凸轮的两侧边 设有对称的第三圆弧段，所述第一、第二、第三圆弧段的圆心在同一点上，并 且该点在连接轴的轴线上。凸轮的第三圆弧段与拨叉上卡脚配合时，对应变速 器的空挡;当电动机带动凸轮转动90度后，凸轮推动拨叉上卡脚，使拨叉拨动 同步器接合套向右移动，与低速挡齿轮结合，对应变速器的低速挡；凸轮继续 旋转90度后，凸轮推动拨叉回到中间位置，使同步器接合套与低速挡齿轮分离， 回到变速器的空挡；凸轮再继续旋转90度后，凸轮推动拨叉上卡脚，使拨叉拨 动同步器接合套向左移动，与高速挡齿轮结合，对应变速器的高速挡。以上结 构使得变挡操纵不仅控制容易，而且简单可靠。
上述第一、第二、第三圆弧段的弧度相同，均为8 12度。凸轮形线为等宽形线，以第一、第二、第三圆弧段的弧度为io度，蜗轮蜗杆机构的传动比为 62: l为例，凸轮升程10毫米后，有10度停歇期，在升程10毫米后，停歇IO
度。凸轮停歇io度，也就是蜗轮转动io度范围内，拨叉位置不会变化，也就
是说蜗杆转动620度，拨叉位置也不会变化，所以控制系统对蜗杆转动圈数的 控制不需要很精确，由此解决了一般控制系统精度高的难题。
为了准确、可靠地响应凸轮的动作，在上述拨叉两个上卡脚的相对面上设 有凸块，该凸块为圆弧形，凸块的弧顶朝向凸轮，并且凸块的弧度与凸轮第一 圆弧段的弧度相适应。
在上述连接轴上沿径向穿设有钢丝，该钢丝嵌入蜗轮盘面上的凹槽中。蜗 轮传递的扭矩通过钢丝带动连接轴转动，由于钢丝是有弹性的，可以改善换挡 时同步器接合套与齿轮之间的碰撞冲击。
为了便于连接轴安装、并保证连接轴运转可靠，在上述壳体的外侧设有保 持架，该保持架通过衬套与壳体连接，所述连接轴从衬套和保持架中穿过，并 与衬套及保持架间隙配合；所述连接轴上的凸轮位于保持架内，在保持架的底
部开有供凸轮旋转通过的缺口 。
有益效果本发明不仅操纵简单、控制环节少、变挡可靠性好，而且结构
简单紧凑、装配容易、重量轻、制造成本低，能有效降低电动汽车的生产成本，
有利于电动汽车的使用和推广。
图l为本发明的结构示意图。
图2为本发明中蜗轮蜗杆及钢丝的装配示意图。 图3为本发明中拨叉和凸轮的配合示意图。图4为本发明中凸轮的结构示意图。
图5为本发明中拨叉上卡脚的结构示意图。
具体实施例方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明
如图1、图2所示，本发明由同步器接合齿套l、拨叉2、导向杆3、凸轮4、 连接轴5、壳体6、蜗轮7、蜗杆8、电动机9、钢丝10、保持架11和衬套12 等部件构成。其中壳体6为一端敞口另一端封闭的盒状结构，该壳体6的敞口 端由端盖13密封。在壳体6上安装电动机9，该电动机9的输出端伸入壳体6 内，且电动机9的输出轴与壳体6内的蜗杆8连接。所述蜗杆8与蜗轮7啮合， 该蜗轮.7也位于壳体6内，并套装于连接轴5的内端，在连接轴5上沿径向穿 设有钢丝10，该钢丝10嵌入蜗轮7盘面上的凹槽中，蜗轮7通过钢丝10向连 接轴5传递扭矩。所述连接轴5的外端伸出壳体6的封闭端，再依次从衬套12 和保持架ll中穿过，且连接轴5与壳体6、衬套12及保持架11间隙配合，连 接轴5能相对壳体6、衬套12及保持架11转动。
从图1、图2、图3中可知，所述衬套12的一端与壳体6的封闭端相连接， 衬套12的另一端与保持架11焊接。在保持架11内设置凸轮4，该凸轮4固套 于连接轴5上，并能随连接轴5 —起转动，在保持架11的底部开有供凸轮4旋 转通过的缺口。所述凸轮4与拨叉2上部两个对称的上卡脚2a卡接配合，拨叉 2活套在导向杆3上，导向杆3支撑在变速器壳体(图中未画出)上。所述拨叉 2下部的卡脚与同步器接合齿套1圆周上的环槽卡接配合，同步器接合齿套1位 于变速器壳体内的高速挡齿轮与低速挡齿轮之间。
从图3、图4和图5中进一步可知，所述凸轮4的形线为等宽形线，凸轮4的凸缘端为第一圆弧段4a，基圆端为第二圆弧段4b，在凸轮4的两侧边设有对 称的第三圆弧段4c，所述第一圆弧段4a与第三圆弧段4c之间、以及第二圆弧 段4b与第三圆弧段4c之间均通过圆滑过渡。所述第一、第二、第三圆弧段4a、 4b、 4c'的圆心在同一点上，并且该点在连接轴5的轴线上。所述第一、第二、 第三圆弧段4a、 4b、 4c的弧度相同，均为8 12度。在所述拨叉两个上卡脚2a 的相对面上一体形成有两个对称的凸块2b，该凸块2b为圆弧形，凸块2b的弧 顶朝向凸轮4，并且凸块2b的弧度与凸轮第一圆弧段4a的弧度相适应。
本发明的工作原理如下电动机9运转时，电动机9的输出轴带动蜗杆8 转动，蜗杆8将动力传递给蜗轮7，使蜗轮7、连接轴5和凸轮4同步转动，凸 轮4推动拨叉2在导向杆3上左右移动，拨叉2再拨动同步器接合齿套1移动， 即可实现变挡。当凸轮4的凸缘端朝上，凸轮的第三圆弧段4c与拨叉上卡脚2a 配合时，对应变速器的空挡(见图3);当电动机带动凸轮4顺时针转动90度后， 凸轮4推动拨叉上卡脚2a，使拨叉2拨动同步器接合套1向右移动，与低速挡 齿轮结合，对应变速器的低速挡；凸轮继续顺时针旋转90度后，凸轮4的凸缘 端朝下，凸轮推动拨叉2回到中间位置，使同步器接合套l与低速挡齿轮分离， 回到变速器的空挡；凸轮4再继续顺时针旋转90度后，凸轮4推动拨叉上卡脚 2a，使拨叉2拨动同步器接合套1向左移动，与高速挡齿轮结合，对应变速器 的高速挡。
权利要求
1、一种电动汽车自动变速器换挡装置，包括同步器接合齿套(1)、拨叉(2)和导向杆(3)，其中拨叉(2)活套在导向杆(3)上，拨叉(2)下部的卡脚与同步器接合齿套(1)圆周上的环槽卡接配合，其特征在于在所述拨叉(2)的上部对称设置有一对上卡脚(2a)，这两个上卡脚(2a)与凸轮(4)卡接配合，所述凸轮(4)固套在连接轴(5)上，该连接轴(5)伸入壳体(6)内，且伸入部分套装有蜗轮(7)，所述蜗轮(7)与蜗杆(8)啮合，该蜗杆(8)与电动机(9)的输出轴连接。
2、 根据权利要求l所述的电动汽车自动变速器换挡装置，其特征在于所 述凸轮(4)的凸缘端为第一圆弧段(4a)，基圆端为第二圆弧段(4b)，在凸轮(4)的两侧边设有对称的第三圆弧段(4c),所述第一、第二、第三圆弧段(4a、 4b、 4c)的圆心在同一点上，并且该点在连接轴(5)的轴线上。
3、 根据权利要求2所述的电动汽车自动变速器换挡装置，其特征在于所 述凸轮(4)上第一、第二、第三圆弧段(4a、 4b、 4c)的弧度相同，均为8 12度。
4、 根据权利要求2或3所述的电动汽车自动变速器换挡装置，其特征在于 在所述拨叉两个上卡脚(2a)的相对面上设有凸块(2b)，该凸块(2b)为圆弧 形，凸块(2b)的弧顶朝向凸轮(4)，并且凸块(2b)的弧度与凸轮第一圆弧 段(4a)的弧度相适应。
5、 根据权利要求l所述的电动汽车自动变速器换挡装置，其特征在于在 所述连接轴(5)上沿径向穿设有钢丝(10),该钢丝(10)嵌入蜗轮(7)盘面上的凹槽中。
6、根据权利要求l所述的电动汽车自动变速器换挡装置，其特征在于在 所述壳体(6)的外侧设有保持架(11)，该保持架(11)通过衬套(12)与壳体(6)连接，所述连接轴(5)从衬套(12)和保持架(11)中穿过，并与衬 套(12)及保持架(11)间隙配合；所述连接轴(5)上的凸轮(4)位于保持 架(11)内，在保持架(11)的底部开有供凸轮(4)旋转通过的缺口。
全文摘要
一种电动汽车自动变速器换挡装置，包括同步器接合齿套、拨叉、导向杆、凸轮、连接轴、壳体、蜗轮、蜗杆和电动机，其中拨叉活套在导向杆上，拨叉下部的卡脚与同步器接合齿套圆周上的环槽卡接配合，在所述拨叉的上部对称设置有一对上卡脚，这两个上卡脚与凸轮卡接配合，所述凸轮固套在连接轴上，该连接轴伸入壳体内，且伸入部分套装有蜗轮，所述蜗轮与蜗杆啮合，该蜗杆与电动机的输出轴连接。本发明不仅操纵简单、控制环节少、变挡可靠性好，而且结构简单紧凑、装配容易、重量轻、制造成本低，能有效降低电动汽车的生产成本，有利于电动汽车的使用和推广。
文档编号F16H61/28GK101504071SQ200910103339
公开日2009年8月12日 申请日期2009年3月9日 优先权日2009年3月9日
发明者夏先明, 许南绍 申请人:力帆实业(集团)股份有限公司