一种变速箱及其换挡装置的制作方法

本申请涉及变速箱设备领域，特别是涉及一种换挡装置。此外，本申请还涉及一种包括上述换挡装置的变速箱。

背景技术：

变速箱是汽车传动领域里非常重要的总成件之一，为了满足汽车在行进过程中获得不同的速度，所以变速箱会设置多个挡位，因此就需要较为可靠的换挡结构。

目前，变速箱上通用的换挡结构是通过转动换挡塔中的选挡轴拨动三根并列的换挡拨叉轴，为了保证每个挡位都可以切换到时，就需要保证换挡塔中的选挡轴有五个位置节点，这五个节点分别对应切换1/2挡、3/4挡、5/6挡、7/8挡和倒挡，当选挡轴在对应的位置节点上时，通过顺时针或者逆时针旋转选挡轴一定角度，可以切换到该节点对应的挡位。

然而，在现有的换挡方式中，三根换挡拨叉轴自上而下并列在一起，这种排列方式导致占用空间较大。而且在选挡时，每个位置节点只对应一个或者两个挡位，造成位置节点过多，选挡轴定位困难，操作复杂。当选取到某一位置节点后，旋转选挡轴可以切换到一个固定挡位，由于选挡轴的旋转平面与换挡拨叉轴的移动方向平行，所以容易造成脱挡，影响正常工作。

因此，如何提高换挡装置的可靠性，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

申请内容

本申请的目的是提供一种换挡装置，该换挡装置选挡快速准确，操作简单，容易实现。本申请的另一目的是提供一种包括上述换挡装置的变速箱。

为实现上述目的，本申请提供如下技术方案：

一种换挡装置，包括：

壳体；

选挡轴，所述选挡轴的轴向至少排列设有第一卡槽和第二卡槽，所述第一卡槽和所述第二卡槽均沿所述选挡轴的周向设有弯折延伸部分和平直部分，所述弯折延伸部分和所述平直部分平滑过度，并且，所述第一卡槽的弯折延伸部分与所述第二卡槽的平直部分位置相对，所述第一卡槽的平直部分与所述第二卡槽的弯折延伸部分位置相对；

基准轴，所述基准轴固设在所述壳体上；

套设在所述基准轴上并可沿所述基准轴的轴向滑动的第一拨叉轴套和第二拨叉轴套，所述第一拨叉轴套上设有第一换挡拨块，所述第二拨叉轴套上设有第二换挡拨块，所述第一换挡拨块位于所述第一卡槽内，所述第二换挡拨块位于所述第二卡槽内，所述第一换挡拨块和所述第二换挡拨块均可在所述选挡轴转动的过程中在所述第一卡槽和所述第二卡槽的带动下沿着所述选挡轴的轴向移动。

优选的，所述选挡轴上还设有第三卡槽，所述第三卡槽包括沿所述选挡轴的周向环绕设置的第三挡位卡槽和倾斜设置的第三倒挡卡槽，所述第三倒挡卡槽与所述第三挡位卡槽连通；还包括套设在所述基准轴上并可沿所述基准轴的轴向滑动的倒挡拨叉轴套，所述倒挡拨叉轴套上安装有倒挡换挡拨叉，所述倒挡拨叉轴套上设有倒挡换挡拨块，所述倒挡换挡拨块可在所述第三倒挡卡槽的带动下沿着所述选挡轴的轴向移动；所述第一卡槽包括第一挡位卡槽和第一倒挡卡槽，所述第二卡槽包括第二挡位卡槽和第二倒挡卡槽；所述选挡轴可沿其轴向移动，所述选挡轴的转动平面垂直于所述选挡轴的轴向；所述当所述第一换挡拨块位于所述第一挡位卡槽内，所述第二换挡拨块位于所述第二挡位卡槽内，所述倒挡换挡拨块位于第三挡位卡槽内；当所述第一换挡拨块位于所述第一倒挡卡槽内，所述第二换挡拨块位于所述第二倒挡卡槽内，所述倒挡换挡拨块位于第三倒挡卡槽内。

优选的，所述选挡轴上设有选挡轴卡块，所述壳体上至少设有环形的选挡挡位卡槽和选挡轴倒挡卡槽，在所述选挡轴轴向移动的过程中，所述选挡轴卡块可分别与所述选挡挡位卡槽或所述选挡轴倒挡卡槽的位置对应。

优选的，所述选挡轴上沿其轴向设有所述换挡轴的端部安装有换挡杆，所述换挡杆的转动平面垂直于所述换挡轴的轴向，所述换挡杆与所述换挡轴之间设有换向齿和双向棘轮齿；所述换挡杆上安装有用于改变所述换挡杆锁止方向的换向开关。

优选的，所述弯折延伸部包括位于空挡位左右两侧的两个弯折点，当对应的所述第一换挡拨块分别与两个所述弯折点重合时，则分别处于一挡和二挡，当对应的所述第二换挡拨块分别与两个所述弯折点重合时，则分别处于三挡和四挡。

优选的，所述第一拨叉轴套上安装有第一换挡拨叉，所述第二拨叉轴套上安装有第二换挡拨叉。

优选的，所述第一卡槽包括平行排列的第一低挡位卡槽和第一高挡位卡槽，所述第二卡槽包括平行排列的第二低挡位卡槽和第二高挡位卡槽；当所述选挡轴沿轴向移动至第一换挡拨块与第一低挡位卡槽位置对应，且第二换挡拨块与第二低挡位卡槽位置对应时，变速箱传动轴处于低速转动状态；当所述选挡轴沿轴向移动至第一换挡拨块与第一高挡位卡槽位置对应，且第二换挡拨块与第二高挡位卡槽位置对应时，变速箱传动轴处于高速转动状态。

优选的，所述壳体的选挡挡位卡槽包括选挡轴高挡位卡槽和选挡轴低挡位卡槽，选挡轴低挡位卡槽位于所述选挡轴高挡位卡槽和所述选挡轴倒挡卡槽之间。

优选的，所述第一卡槽还包括第一倒挡卡槽，所述第二卡槽还包括第二倒挡卡槽，所述第一低挡位卡槽、所述第一高挡位卡槽和所述第一倒挡卡槽在空挡位时连通，所述第二低挡位卡槽、所述第二高挡位卡槽和所述第二倒挡卡槽在空挡位时连通。

本申请还提供一种变速箱，包括上述任意一项所述的换挡装置。

本申请所提供的换挡装置，包括壳体；选挡轴，所述选挡轴的轴向至少排列设有第一卡槽和第二卡槽，所述第一卡槽和所述第二卡槽均沿所述选挡轴的周向设有弯折延伸部分和平直部分，所述弯折延伸部分和所述平直部分平滑过度，并且，所述第一卡槽的弯折延伸部分与所述第二卡槽的平直部分位置相对，所述第一卡槽的平直部分与所述第二卡槽的弯折延伸部分位置相对；基准轴，所述基准轴固设在所述壳体上；套设在所述基准轴上并可沿所述基准轴的轴向滑动的第一拨叉轴套和第二拨叉轴套，所述第一拨叉轴套上设有第一换挡拨块，所述第二拨叉轴套上设有第二换挡拨块，所述第一换挡拨块位于所述第一卡槽内，所述第二换挡拨块位于所述第二卡槽内，所述第一换挡拨块和所述第二换挡拨块均可在所述选挡轴转动的过程中在所述第一卡槽和所述第二卡槽的带动下沿着所述选挡轴的轴向移动。该换挡装置，通过将第一拨叉轴套和第二拨叉轴套套设在一根基准轴上，相比于现有的换挡机构占用的空间小，结构较为简单，不易损坏，并且，选挡轴的旋转方向所在的平面与换挡轴的移动方向垂直，变速箱在工作过程中不会脱挡，使用可靠。

本申请所提供的变速箱设有上述换挡装置，由于所述换挡装置具有上述技术效果，因此，设有该换挡装置的变速箱也应当具有相应的技术效果。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请所提供的换挡装置一种具体实施方式的结构示意图；

图2为本申请所提供的换挡装置中选挡轴与换挡杆的结构示意图；

图3为本申请所提供的换挡装置中基准轴与换挡拨叉轴套的结构示意图；

其中：1、换向开关；2、换挡杆；3、基准轴；4、选挡轴；5、壳体；6、3/4(7/8)挡换挡拨叉轴套；7、1/2(5/6)挡换挡拨叉轴套；8、倒挡换挡拨叉轴套；9、选挡轴倒挡卡槽；10、选挡轴低挡位卡槽；11、选挡轴高挡位卡槽；12、选挡轴卡块；13、3/4挡换挡拨叉轴套高挡位卡槽；14、3/4挡换挡拨叉轴套低挡位卡槽；15、3/4挡换挡拨叉轴套倒挡卡槽；16、1/2挡换挡拨叉轴套高挡位卡槽；17、1/2挡换挡拨叉轴套低挡位卡槽；18、1/2挡换挡拨叉轴套倒挡卡槽；19、倒挡换挡拨叉轴套高挡位卡槽；20、倒挡换挡拨叉轴套低挡位卡槽；21、倒挡换挡拨叉轴套倒挡卡槽；22、换向齿；23、双向棘轮齿；24、3/4挡换挡拨块；25、1/2挡换挡拨块；26、倒挡换挡拨块；27、3/4挡换挡拨叉；28、1/2挡换挡拨叉；29、倒挡换挡拨叉。

具体实施方式

本申请的核心是提供一种换挡装置，该换挡装置占用的空间小，结构简单，不易损坏，不容易脱挡，使用可靠。本申请的另一核心是提供一种包括上述换挡装置的变速箱。

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

请参考图1至图3，图1为本申请所提供的换挡装置一种具体实施方式的结构示意图；图2为本申请所提供的换挡装置中选挡轴与换挡杆的结构示意图；图3为本申请所提供的换挡装置中基准轴与换挡拨叉轴套的结构示意图。

在该实施方式中，换挡装置包括：

壳体5，选挡轴4安装在壳体5内部，并且，选挡轴4的两端架设在壳体5上；

选挡轴4，选挡轴4的轴向至少排列设有第一卡槽和第二卡槽，第一卡槽和第二卡槽均沿选挡轴4的周向设有弯折延伸部分和平直部分，弯折延伸部分和平直部分平滑过度，并且，第一卡槽的弯折延伸部分与第二卡槽的平直部分位置相对，第一卡槽的平直部分与第二卡槽的弯折延伸部分位置相对；具体的，第一卡槽的弯折延伸部分与第二卡槽的平直部分在选挡轴4的轴向上投影重合，第一卡槽的平直部分与第二卡槽的弯折延伸部分在选挡轴4的轴向上投影重合；

基准轴3，基准轴3固设在壳体5上；

第一拨叉轴套和第二拨叉轴套，第一拨叉轴套和第二拨叉轴套均套设在基准轴3上并可沿基准轴3的轴向滑动的，第一拨叉轴套上设有第一换挡拨块，第二拨叉轴套上设有第二换挡拨块，第一换挡拨块位于第一卡槽内，第二换挡拨块位于第二卡槽内，第一换挡拨块和第二换挡拨块均可在选挡轴4转动的过程中在第一卡槽和第二卡槽的带动下沿着选挡轴4的轴向移动。

具体的，当第一换挡拨块位于第一卡槽的弯折延伸部分时，第二换挡拨块位于第二卡槽的平直部分，此时转动选挡轴4，第一换挡拨块会左右移动，第二换挡拨块的位置不变；当第一换挡拨块位于第一卡槽的平直部分时，第二换挡拨块位于第二卡槽的弯折延伸部分，此时转动选挡轴4，第一换挡拨块位置不变，第二换挡拨块的会左右移动。

这里需要说明的是，上述平直部分是指沿着选挡轴4的周向环绕的卡槽部分。

在上述各实施方式的基础上，选挡轴4上还设有第三卡槽，第三卡槽包括沿选挡轴4的周向环绕设置的第三挡位卡槽和倾斜设置的第三倒挡卡槽，第三挡位卡槽与第三挡位卡槽连通；还包括套设在基准轴3上并可沿基准轴3的轴向滑动的倒挡拨叉轴套，倒挡拨叉轴套上安装有倒挡换挡拨叉29，倒挡拨叉轴套上设有倒挡换挡拨块26，倒挡换挡拨块26可在第三倒挡卡槽的带动下沿着选挡轴4的轴向移动；第一卡槽包括第一挡位卡槽和第一倒挡卡槽，第二卡槽包括第二挡位卡槽和第二倒挡卡槽；选挡轴4可沿其轴向移动，选挡轴4的转动平面垂直于选挡轴4的轴向；当第一换挡拨块位于第一挡位卡槽内，第二换挡拨块位于第二挡位卡槽内，倒挡换挡拨块26位于第三挡位卡槽内；当第一换挡拨块位于第一倒挡卡槽内，第二换挡拨块位于第二倒挡卡槽内，倒挡换挡拨块26位于第三倒挡卡槽内。

在上述各实施方式的基础上，选挡轴4上设有选挡轴卡块12，壳体5上至少设有环形的选挡挡位卡槽和选挡轴倒挡卡槽9，在选挡轴4轴向移动的过程中，选挡轴卡块12可分别与选挡挡位卡槽或选挡轴倒挡卡槽9的位置对应。并且，选挡挡位卡槽和选挡轴倒挡卡槽9在空挡位置处连通，能够满足选挡轴卡块12在选挡挡位卡槽和选挡轴倒挡卡槽9之间的换挡需求。

在上述各实施方式的基础上，选挡轴4上沿其轴向设有换挡轴的端部安装有换挡杆2，换挡杆2的转动平面垂直于换挡轴的轴向，换挡杆2与换挡轴之间设有换向齿22和双向棘轮齿23，换向齿22和双向棘轮齿23的设置，可以使得换挡杆2无需转动整周，便可以实现换挡轴的整周转动。

在上述各实施方式的基础上，换挡杆2上安装有用于改变换挡杆2锁止方向的换向开关1，换向开关1与换向齿22连接，通过转动换向开关1，使得换挡杆2沿顺时针方向带动换挡轴转动，或者沿逆时针方向带动换挡轴转动。

在上述各实施方式的基础上，弯折延伸部包括位于空挡位左右两侧的两个弯折点，当对应的第一换挡拨块分别与两个弯折点重合时，则分别处于一挡和二挡，当对应的第二换挡拨块分别与两个弯折点重合时，则分别处于三挡和四挡。

在上述各实施方式的基础上，第一拨叉轴套上安装有第一换挡拨叉，第二拨叉轴套上安装有第二换挡拨叉。

在上述各实施方式的基础上，第一卡槽包括平行排列的第一低挡位卡槽和第一高挡位卡槽，第二卡槽包括平行排列的第二低挡位卡槽和第二高挡位卡槽；当选挡轴4沿轴向移动至第一换挡拨块与第一低挡位卡槽位置对应，且第二换挡拨块与第二低挡位卡槽位置对应时，变速箱传动轴处于低速转动状态；当选挡轴4沿轴向移动至第一换挡拨块与第一高挡位卡槽位置对应，且第二换挡拨块与第二高挡位卡槽位置对应时，变速箱传动轴处于高速转动状态。

在上述各实施方式的基础上，第一卡槽还包括第一倒挡卡槽，第二卡槽还包括第二倒挡卡槽，第一低挡位卡槽、第一高挡位卡槽和第一倒挡卡槽在空挡位时连通，第二低挡位卡槽、第二高挡位卡槽和第二倒挡卡槽在空挡位时连通。其中，第一倒挡卡槽和第二倒挡卡槽均沿选挡轴4的周向平直环绕，即第一倒挡卡槽和第二倒挡槽与选挡轴4的圆周方向平行，而第三倒挡卡槽与选挡轴4的圆周方向设有夹角，倾斜设置，并且，第三倒挡卡槽向远离第三档位卡槽的方向倾斜。

在上述各实施方式的基础上，壳体5的选挡挡位卡槽包括选挡轴高挡位卡槽11和选挡轴低挡位卡槽10，选挡轴低挡位卡槽10位于选挡轴高挡位卡槽11和选挡轴倒挡卡槽9之间。

进一步，第三卡槽中的第三挡位卡槽包括第三高挡位卡槽和第三低挡位卡槽，第三高挡位卡槽和第三低挡位卡槽均为环形卡槽，用于在前进挡的换挡过程中，供倒挡换挡拨块26放置。

具体的，本实施例所提供换挡装置，当该换挡装置包括高挡位和低挡位，并且，一个挡位卡槽中设有两挡时，则第一拨叉轴套即为：1/2(5/6)挡换挡拨叉轴套7；第二拨叉轴套即为：3/4(7/8)挡换挡拨叉轴套6；第一高挡位卡槽即为：1/2挡换挡拨叉轴套高挡位卡槽16，第一低挡位卡槽即为：1/2挡换挡拨叉轴套低挡位卡槽17，第一倒挡卡槽即为：1/2挡换挡拨叉轴套倒挡卡槽18；第二高挡位卡槽即为：3/4挡换挡拨叉轴套高挡位卡槽13，第二低挡位卡槽即为：3/4挡换挡拨叉轴套低挡位卡槽14，第二倒挡卡槽即为：3/4挡换挡拨叉轴套倒挡卡槽15；第三高挡位卡槽即为：倒挡换挡拨叉轴套高挡位卡槽19，第三低挡位卡槽即为：倒挡换挡拨叉轴套低挡位卡槽20，第三倒挡卡槽即为：倒挡换挡拨叉轴套倒挡卡:21；第二换挡拨块即为：3/4挡换挡拨块24，第一换挡拨块即为：1/2挡换挡拨块25；第二换挡拨叉即为：3/4挡换挡拨叉27；第一换挡拨叉即为：1/2挡换挡拨叉28。

由图1知装配结构，基准轴3上套有1/2挡换挡拨叉轴套7、3/4挡换挡拨叉轴套6和倒挡换挡拨叉轴套8，这三根轴在基准轴3上可以相对滑动，基准轴3固定在壳体5上不可动。选挡轴4也装配在壳体6上，只有在选挡轴卡块12对应在卡槽内才可以转动，选挡轴4的转动通过换挡杆2的转动，换挡杆2内部为双向棘轮结构，当换向开关1带动换向齿22逆时针转到底，此时换挡杆2只可带动选挡轴4逆时针转动，当换向开关1带动换向齿22顺时针转到底，此时换挡杆2只可带动选挡轴4顺时针转动，这样就可以满足此换挡结构既可以进挡也可以退挡或者挂倒挡，换挡杆2还可以带着选挡轴4左右移动。

切换挡位过程如下：选挡轴4上的选挡轴卡块12在没有外力状态下对应到选挡轴低挡位卡槽10，这样三个换挡拨叉轴套的换挡拨块也都对应在低挡位卡槽，将换向开关1顺时针拨到底，然后顺时针旋转换挡杆2转动72°，在0°到72°期间1/2挡换挡拨块25就会沿1/2挡低挡位卡槽17向右移动，当转到72°时，1/2挡换挡拨块25移到最右端，同时1/2挡换挡拨块25带动1/2挡换挡拨叉轴套7和1/2挡换挡拨叉28移到最右端，而在这个过程中3/4挡换挡拨块24和倒挡换挡拨块26对应的低挡位卡槽为平直部分所以并不会移动，这样就切换到1挡上。之后将换挡杆逆时针旋转72°回到原位，由于采用双向棘轮结构所以此时只是换挡杆2逆时针转动回到原位，选挡轴4并不会逆时针旋转。因为每个卡槽都已经设置好对应的挡位曲线，所以再接着将换挡杆2顺时针转动72°后，1/2挡换挡拨块25带动1/2挡换挡拨叉轴套7和1/2挡换挡拨叉28移到最左端，这样就切换到2挡上。

同样将换挡杆2逆时针转动72°回到原位，再顺时针转动72°，在0°到36°间，1/2挡换挡拨块25带动1/2挡换挡拨叉轴套7和1/2挡换挡拨叉28移到中间为空挡状态，在36°到72°，3/4挡换挡拨块24带动3/4挡换挡拨叉轴套6和3/4挡换挡拨叉27移到最右端，此时切换到3挡。将换挡杆2回位后再顺时针转动72°，3/4挡换挡拨块24带动3/4挡换挡拨叉轴套6和3/4挡换挡拨叉27移到最左端，此时切换到4挡上。将换挡杆2回位后再顺时针转动72°，此时选挡轴4刚好旋转了360°回到最初始状态为空挡并可接着进行选取高挡位。

此时推换挡杆2到右端，选挡轴卡块12对应到选挡轴高挡位卡槽11，因为选挡轴4上的高挡位卡槽与低挡位卡槽的曲线一样，只是对应输入的初始转速不一样，所以重复之前的换挡动作就可以完成5/6/7/8挡的切换。

在初始状态下将换挡杆2拉到左端，选挡轴卡块12对应到选挡轴倒挡卡槽9，将换向开关1逆时针拨到底后，将换挡杆2逆时针旋转72°，倒挡换挡拨块26跟随倒挡换挡拨叉轴套倒挡卡槽21带动挡换挡拨叉轴套8和倒挡换挡拨叉29移到最右端，此时就切换在倒挡上，此时不需要将换挡杆2回位，将换向开关1顺时针拨到底后，将换挡杆2顺时针旋转72°，回到最初始空挡状态。与切换倒挡方式相似，在退挡时，先将换向开关1逆时针拨到底后，然后把换挡杆2逆时针旋转72°，此时把换挡杆2回位，就完成退挡的操作。

本实施例所提供换挡装置，具有以下有益效果：

1、三根拨叉轴套的轴心线在同一条直线上比传统方式占用的空间小，结构较为简单，不易损坏；

2、选挡轴4的旋转方向所在的平面与换挡拨叉轴套的移动方向垂直，变速箱在工作过程中不会脱挡；

3、在换取挡位时每个换挡拨叉轴套的换挡拨块都有自己对应的卡槽，每次只会换取唯一的挡位，不需要锁止架，结构简单化；

4、选挡轴4只有三个位置节点，而且在没有任何外力状态下保证其在低挡位位置节点上，这样左右移动到底就可切换到另外两个位置节点，选挡时更为快速准确，操作简单化。

5、由于换挡杆2内部采用双向棘轮结构，换挡杆2在切换完挡位后可以回到原位，所以就可保证换挡杆2在预设固定角度内完成进挡、退挡或者切换倒挡，不用旋转一周，活动空间小更容易实现。

除了上述换挡装置以外，本申请还提供了一种包括上述换挡装置的变速箱，该变速箱的其他各部分结构请参考现有技术，本文不再赘述。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

以上对本申请所提供的换挡装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。