变速器及其自动换挡装置的制作方法

本实用新型涉及汽车技术领域，尤其涉及一种变速器及其自动换挡装置。

背景技术：

在汽车技术领域，变速器包括自动换挡装置及拨叉组件，自动换挡装置用于驱动拨叉组件换挡。自动换挡装置包括换挡电机、丝杆、丝杆螺母及换挡组件，换挡电机驱动丝杆带动丝杆螺母及换挡组件移动，进而换挡组件驱动拨叉组件移动，以进行换挡。

然而，现有技术中的换挡电机与丝杆之间的传动方式复杂，导致变速器及其自动换挡装置传动效率低。

技术实现要素：

基于此，有必要针对传统的传动效率低的问题，提供一种传动效率高的变速器及其自动换挡装置。

一种自动换挡装置，安装于变速器的壳体，所述自动换挡装置包括：

换挡电机，具有输出轴；

丝杆副，包括丝杆及套设于所述丝杆的丝杆螺母，所述丝杆穿设于所述壳体，所述丝杆包括相对的传动段及限位段，所述传动段的末端与所述输出轴卡接；及

换挡组件，包括安装轴及摆头，所述安装轴穿设于所述壳体，所述摆头具有相对的操作端及活动端，所述操作端与所述丝杆螺母传动连接，所述活动端与所述安装轴可转动地连接；

其中，所述安装轴的延伸方向与所述丝杆的延伸方向垂直。

在其中一个实施例中，所述输出轴的端面开设有固定槽，所述传动段的末端呈扁平状结构，所述传动段的末端卡持于所述固定槽。

在其中一个实施例中，所述输出轴靠近所述传动段的一端为扁平结构，所述传动段的端面开设有安装槽，所述扁平结构与所述安装槽卡接。

在其中一个实施例中，所述丝杆螺母相对的两侧突起形成固定柱，所述操作端为u形结构，所述u形结构两侧的末端开设有u形槽，所述丝杆螺母穿设于所述u形结构，所述固定柱穿设于所述u形槽。

在其中一个实施例中，还包括轴承组件，所述轴承组件设置于所述丝杆的两端，并与所述传动段及所述限位段对应，所述轴承组件包括第一轴承座、第一定位轴承及第二定位轴承，所述传动段通过所述第一轴承座及所述第一定位轴承安装于所述壳体，所述限位段通过所述第二定位轴承安装于所述壳体。

在其中一个实施例中，所述轴承组件还包括第一推力轴承及第二推力轴承，所述丝杆具有连接于所述传动段与所述限位段之间的螺纹段，所述第一推力轴承安装于所述传动段并与所述第一轴承座的端面及所述螺纹段抵持，所述第二推力轴承安装于所述限位段，并与所述壳体的内壁及所述螺纹段抵持。

在其中一个实施例中，还包括弹性密封圈，所述第一轴承座的表面开设有环形槽，所述环形槽的轴线与所述丝杆的轴线重合，所述弹性密封圈设置于所述环形槽，用于密封所述壳体。

在其中一个实施例中，还包括安装轴承及限位件，所述活动端开设有贯穿孔，所述安装轴穿设于所述贯穿孔，并通过所述安装轴承与所述活动端可转动地连接，所述限位件安装于所述安装轴，并位于所述安装轴承相对的两侧，以用于限位所述安装轴承。

在其中一个实施例中，还包括摆臂、控制器及传感器，所述摆臂与所述摆头传动连接，所述传感器及所述换挡电机与所述控制器电连接，所述传感器用于探测所述摆臂的位置信息，所述控制器用于根据所述位置信息控制所述换挡电机启动。

一种变速器，包括：

呈中空结构的壳体；

拨叉组件；及

上述自动换挡装置，所述自动换挡装置安装于所述壳体，所述活动端相对所述安装轴转动，可驱动所述拨叉组件换挡。

上述变速器及其自动换挡装置，换挡时，换挡电机驱动丝杆旋转，进而丝杆螺母沿丝杆的轴向滑动，可带动摆头相对安装轴转动，以实现换挡。而换挡电机的输出轴与丝杆的传动方式为卡接，因此，换挡电机的动力在无需使用外部连接件的情况下，可直接传递至丝杆，传动方式较为简单，可有效的提升变速器及其自动换挡装置的传动效率。因此，上述变速器及其自动换挡装置具有较高的传动效率。

附图说明

图1为本实用新型较佳实施例中自动换挡装置的整体结构示意图；

图2为图1所示的自动换挡装置的径向剖面图；

图3为图1所示的自动换挡装置的横向剖面图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳的实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本实用新型提供一种变速器及其自动换挡装置。

请一并参阅图1、图2及图3，变速器包括壳体200、拨叉组件及自动换挡装置100。壳体200呈中空结构，用于安装拨叉组件及自动换挡装置100。拨叉组件包括拨叉轴、拨叉及拨块。拨叉轴可滑动地穿设于壳体200，拨块及拨叉均与拨叉轴固定连接。拨块的顶部设置有拨槽，自动换挡装置100安装于壳体200，且与拨槽相对的两个槽壁交替抵接，并驱动拨叉轴带动拨叉沿拨叉轴的轴向滑动，可实现不同挡位的转换。当自动换挡装置100处于拨槽的中部，且与拨槽的槽壁不抵持时，变速器位于空挡。

其中，本实用新型较佳实施例中的自动换挡装置100包括换挡电机110、丝杆副120及换挡组件130。

换挡电机110具有输出轴112。输出轴112用于动力输出。

丝杆副120包括丝杆121及套设于丝杆121的丝杆螺母122。丝杆121穿设于壳体200，丝杆121包括相对的传动段1212及限位段1213，传动段1212的末端与输出轴112卡接。因此，输出轴112的动力可直接传递至丝杆121。相较于传统的使用多边形轴套使得输出轴112与丝杆121传动连接而言，在不使用传动件的情况下，便可直接将输出轴112的动力直接传递至丝杆121，从而可有效提升变速器及其自动换挡装置100的传动效率。

此外，输出轴112与丝杆121直接卡接，还可减少变速器及自动换挡装置100零部件的使用，从而可降低自动换挡装置100的生产成本。

具体在本实施例中，输出轴112的端面开设有固定槽113，传动段1212的末端呈扁平状结构，传动段1212的末端卡持于固定槽113，以实现输出轴112与传动段1212的连接。

通过设置固定槽113及扁平状结构，使得输出轴112与丝杆121的固定简单易行，且牢固稳定。

需要说明的是，在另一个实施例中，输出轴112与丝杆121的卡接方式不限于上述一种，在另一个实施例中，输出轴112靠近传动段1212的一端为扁平结构，传动段1212的端面开设有安装槽，扁平结构与安装槽卡接，以实现输出轴112与传动段1212的连接。

换挡组件130包括安装轴131及摆头132。安装轴131穿设于壳体200，摆头132具有相对的操作端1321及活动端1322。操作端1321与丝杆螺母122传动连接，活动端1322与安装轴131可转动地连接。其中，安装轴131的延伸方向与丝杆121的延伸方向垂直。

具体地，自动换挡装置100工作时，换挡电机110的输出轴112驱动丝杆121旋转。丝杆121与丝杆螺母122之间螺纹连接，丝杆121的旋转运动可转换为丝杆螺母122的直线运动。进而，丝杆螺母122带动摆头132沿丝杆121的轴线滑动。而由于摆头132与安装轴131可转动地连接，因此，操作端1321滑动，可带动活动端1322相对安装轴131转动。

在变速器中，活动端1322相对安装轴131转动，可驱动拨叉组件换挡。具体地，活动端1322具有伸入拨槽的部分。活动端1322转动，使得活动端1322与拨槽的一侧槽壁抵接，进而活动端1322继续转动，可驱动拨块带动拨叉轴及拨叉沿拨叉轴的轴向滑动，从而实现换挡。

当活动端1322与拨槽的另一侧槽壁抵接，并带动拨叉轴与拨叉反向滑动时，自动换挡装置100可切换至另一挡位。

当活动端1322处于两个挡位之间，且不与拨槽的任意一侧槽壁抵持时，变速器位于空挡。

具体地，操作端1321与丝杆螺母122可通过中间件或者直接传动的方式进行连接。具体在本实施例中，丝杆螺母122相对的两侧突起形成固定柱1221，操作端1321为u形结构，u形结构两侧的末端开设有u形槽13212，丝杆螺母122穿设于u形结构，固定柱1221穿设于u形槽。

具体地，固定柱1221为圆柱状，并沿安装轴131的延伸方向延伸。丝杆121的延伸方向与安装轴131的延伸方向垂直。换挡时，丝杆121带动丝杆螺母122沿丝杆121的延伸方向滑动，进而固定柱1221与u形槽13212的一侧槽壁抵接，并带动摆头132旋转。当需进行另一个挡位的转换时，丝杆螺母122反向运动，并与u形槽13212的另一侧槽壁抵接，并带动摆头132旋转，以实现另一个挡位的变换。当位于空挡时，固定柱1221与u形槽13212之间不存在力的作用，固定柱1221不驱动摆头132旋转。

在丝杆螺母122与摆头132运动的过程中，u形槽13212的槽壁对固定柱1221的运动具有限位作用，以将固定柱1221的运动方向限定在沿丝杆121的延伸方向上，进而，丝杆螺母122的运动方向亦被限位于沿丝杆121的延伸方向。从而可防止丝杆螺母122在运动的过程中发生摆动而影响自动换挡装置100的换挡准确度。

因此，通过设置滑槽13212及固定柱1221，使得丝杆121的旋转运动，可转换为丝杆螺母122的直线运动，进而可转换为摆头132的旋转运动，从而实现变速器换挡。

而且，此种设置方式简单，在降低成本的同时，还可减轻丝杆螺母122与摆头132的重量，使得丝杆螺母122与摆头132的运动更灵活自由。

滑槽在本实施例中，自动换挡装置100还包括轴承组件140。轴承组件140设置于丝杆121的两端，并与传动段1212及限位段1213对应。轴承组件140包括第一轴承座141、第一定位轴承142及第二定位轴承144，传动段1212通过第一轴承座141及第一定位轴承142安装于壳体200，限位段1213通过第二定位轴承144安装于壳体200。

具体地，壳体200设置换挡电机110的一端形成有开口201，第一轴承座141收容于壳体200内，并靠近开口201。换挡电机110的一端穿设于开口201，并与第一轴承座141抵接，以用于第一轴承座141的止口及限位。第一轴承座141具体第一轴承腔，第一定位轴承142收容并安装于第一轴承腔内。丝杆121的传动段1212穿设于第一定位轴承142的中部，并与换挡电机110的输出轴112卡接。靠近限位段1213的壳体200内部凹陷形成限位部，第二定位轴承144安装并收容于限位部，并与限位段1213对应。限位段1213穿设于第二定位轴承144的中部。因此，可实现丝杆121的固定及限位，使得丝杆121可在输出轴112的带动下转动。

进一步地，在本实施例中，轴承组件140还包括第一推力轴承145及第二推力轴承146。丝杆121具有连接于传动段1212与限位段1213之间的螺纹段1214，第一推力轴承145安装于传动段1212并与第一轴承座141的端面及螺纹段1214抵持。第二推力轴承146安装于限位段1213，并与壳体200的内壁及螺纹段1214抵持。

具体地，第一推力轴承145及第二推力轴承146的直径均大于第一轴承腔的内径。螺纹段1214与第一轴承座141之间，以及螺纹段1214与壳体200的内壁之间存在间隙。第一推力轴承145设置于第一轴承座141与螺纹段1214之间的间隙。第二推力轴承146设置于螺纹段1214与壳体200内壁之间的间隙。传动段1212穿设于第一推力轴承145，再与第一定位轴承142安装。限位段1213穿设于第二推力轴承146，再与第二定位轴承144安装。

而第一推力轴承145与第一轴承座141的端面及螺纹段1214抵持，第二推力轴承146与壳体200的内壁及螺纹段1214抵持，由此可见，螺纹段1214夹持于第一推力轴承145及第二推力轴承146之间，故第一推力轴承145及第二推力轴承146可从丝杆121的轴向对丝杆121进行限位，以防止丝杆121在旋转地过程中沿轴向窜动，从而使得丝杆121的运动更稳定，自动换挡装置100换挡的准确度更高。

在本实施例中，自动换挡装置100还包括弹性密封圈150。第一轴承座141的表面开设有环形槽151，环形槽151的轴线与丝杆121的轴线重合。弹性密封圈150设置于环形槽151，用于密封壳体200。

具体地，自动换挡装置100的壳体200内还填充有润滑油，以对轴及轴承起到润滑的作用。当第一轴承座141设置于壳体200内时，为防止第一轴承座141与壳体200的内壁之间存在与开口201连通的安装间隙，导致润滑油从间隙中流出而污染工作环境，故在第一轴承座141与壳体200的内壁之间设置弹性密封圈150。安装时，弹性密封圈150卡持于环形槽151内，并与壳体200的内壁抵接。因此，通过弹性密封圈150的变形，可与安装间隙适配，以将润滑油密封于壳体200内。

进一步地，在本实施例中，自动换挡装置100还包括环形油封191。环形油封191套设于传动段1212，并收容于第一轴承腔内。

通过设置环形油封191，可密封第一定位轴承142、传动段1212与第一轴承腔的内壁之间的缝隙，可避免润滑油从该缝隙流出，因而使得变速器及其自动换挡装置100具有较佳的密封及润滑效果。

在本实施例中，自动换挡装置100还包括安装轴承160及限位件170。活动端1322上开设有贯穿孔13221，安装轴131穿设于贯穿孔13221，并通过安装轴承160与活动端1322可转动地连接，限位件170安装于安装轴131，并位于安装轴承160相对的两侧，以用于限位安装轴承160。

安装轴承160相较于其他转动连接方式而言，设置更为简单，便于提高自动换挡装置100的安装效率。通过设置安装轴承160，可实现安装轴131与活动端1322之间的转动连接。因此，当丝杆螺母122带动操作端1321沿丝杆121的轴线滑动时，活动端1322相对安装轴131转动，可实现换挡。

此外，活动端1322上开设有贯穿孔13221，安装轴131穿设于贯穿孔13221，安装轴131对摆头132的转动还具有支撑及导向作用。具体地，活动端1322转动时，可沿着安装轴131的圆弧表面转动，以实现换挡。因此，通过将安装轴131穿设于贯穿孔13221，使得摆头132的转动更平稳，自动换挡装置100的换挡精准度更高。

进一步地，在本实施例中，自动换挡装置100还包括限位件170，限位件170至少为两个。两个限位件170安装于安装轴131，并位于安装轴承160相对的两侧，使得安装轴承160可夹持于两个限位件170之间并可相对安装轴131固定。因此，通过设置限位件170可防止安装轴承160沿安装轴131的轴向滑动，从而使得摆头132与安装轴131之间的可转动连接方式更稳定。

具体地，限位件170可以为设置于安装轴131上的凸柱、挡块、卡簧或者其他形式，具体在本实施例中，限位件170为卡簧。

卡簧相对凸柱、挡块或者其他方式来说，操作更简单，便于降低自动换挡装置100的生产成本。而且，卡簧设置于安装轴承160的两侧，还具有可拆卸地特点，从而便于卡簧的装卸及可重复利用。

在本实施例中，自动换挡装置100还包括摆臂180、控制器及传感器190。摆臂180与摆头132传动连接，传感器190及换挡电机110与控制器电连接，传感器190用于探测摆臂180的位置信息，控制器用于根据位置信息控制换挡电机110启动。

因此，摆头132可带动摆臂180一起运动。传感器190探测摆臂180的位置信息，并发送给控制器。控制器根据摆臂180的位置信息，转换成摆头132的位置参数。当位置参数与预设位置不重合时，控制器控制换挡电机110启动，并带动摆头132的活动端1322转动，直至摆头132运动至预设位置。进而控制器控制换挡电机110关闭，换挡完成。

因此，通过设置传感器190、控制器及摆臂180，可对摆头132的位置进行实时监控，从而便于实现自动换挡装置100的智能化。而且，传感器190对于位置信息的监控相对于手动和人工来说，准确度更高，从而可提升自动换挡装置100换挡的精准性。

具体地，摆臂180可通过中间件或者直接连接的方式与摆头132连接，具体在本实施例中，摆臂180上开设有限位槽181，摆头132与限位槽181相位的位置形成柱状凸起1323，柱状凸起1323与限位槽181配合，以实现摆头132与摆臂180的连接。具体地，限位槽181、柱状凸起1323之间的配合传动方式与固定柱1221、u形槽13212之间的传动方式相同，因此，在此处不再赘述。

通过设置柱状凸起1323及限位槽181，使得摆头132与摆臂180之间在未使用紧固件的情况下便可实现传动连接，从而使得摆头132与摆臂180的安装较为简单，便于提高自动换挡装置100的安装效率。

上述变速器及其自动换挡装置100，换挡时，换挡电机110驱动丝杆121旋转，进而丝杆螺母122沿丝杆121的轴向滑动，可带动摆头132相对安装轴131转动，以实现换挡。而换挡电机110的输出轴112与丝杆121的传动方式为卡接，因此，换挡电机110的动力在无需使用外部连接件的情况下，可直接传递至丝杆121，传动方式较为简单，可有效的提升变速器及其自动换挡装置100的传动效率。因此，上述变速器及其自动换挡装置100具有较高的传动效率。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。