一种两档机械式减速器电动换挡执行机构的制作方法

1.本实用新型涉及汽车换挡零部件技术，特别是涉及一种两档机械式减速器电动换挡执行机构。


背景技术：

2.随着纯电动汽车的发展和电机技术的成熟，新能源汽车日益受到人们的关注，由于电机的调速范围宽,具有低速时恒转矩、高速时恒功率的特性,所以目前量产的新能源汽车主要采用电机匹配单档减速机构，但这也带来了汽车中后段加速不足、续航能力不高的问题。为了提高纯电动汽车的动力性和经济性，电机匹配两档减速器，其能明显改善整车性能,如公开号为cn102295000a，专利名称为一种用于纯电动车两挡自动变速器控制系统及控制方法，其公开的换挡执行机构包括一个选挡电机、一个换挡电机、挡位传感器、一个位置传感器以及其它机械传动部分。该换挡执行机构结构复杂，零部件较多，需要两个电机和两个传感器，使得成本较高；同时，零部件的增多会使可靠性下降。


技术实现要素：

3.为了解决现有两挡自动变速器控制系统存在结构复杂、成本较高、可靠性较低的技术问题，本实用新型提供了一种两档机械式减速器电动换挡执行机构。
4.为实现上述目的，本实用新型提供的技术方案是：
5.一种两档机械式减速器电动换挡执行机构，其特殊之处在于：包括换挡执行机构壳体、换挡电机总成、面齿轮、换挡丝杠、换挡拨头、换挡拨叉及传感单元；
6.所述换挡电机总成设置在换挡执行机构壳体上，且换挡电机总成下部的电机穿设在换挡执行机构壳体内，电机的输出轴外表面设有圆周均布的传动齿；
7.所述面齿轮通过第一轴承旋转安装在换挡执行机构壳体上，且面齿轮与电机输出轴外表面的传动齿相啮合，面齿轮的轴线与电机的轴线相垂直；
8.所述换挡丝杠的一端通过第二轴承旋转安装在换挡执行机构壳体上，另一端与面齿轮同轴固连，且换挡丝杠的轴线与电机的轴线垂直；
9.所述换挡拨头通过滚珠套设在换挡丝杠上，换挡拨头具有沿径向向外伸出的推动板；
10.所述换挡拨叉包括顶板、连接在顶板上表面中部的连接部以及对称连接在顶板下表面两端且向下伸出的两个下侧板，连接部具有向上开口的推槽，两个下侧板的中部均开设有固定销通孔，固定销通孔通过与固连于减速器壳体上的固定销配合，实现换挡拨叉旋转安装在减速器壳体上，且换挡拨头的推动板卡装于换挡拨叉的推槽内；
11.所述传感单元用于获取换挡拨头绕固定销转动的角度。
12.进一步地，所述连接部包括平行且对称的两个上侧板；
13.所述推槽为2个，且分别开设在两个上侧板上；
14.所述换挡拨头位于两个上侧板之间，且推动板卡装于两个推槽内。
15.进一步地，所述传感单元包括磁铁、磁铁座以及设置在减速器壳体上且与磁铁配合的位置传感器；
16.所述磁铁安装在磁铁座上，磁铁座安装在其中一个下侧板下部靠近减速器壳体的表面。
17.进一步地，所述两个下侧板下部相对的表面均设有叉脚块。
18.进一步地，所述叉脚块为叉脚铜块。
19.进一步地，所述第一轴承和第二轴承的外侧均设有防尘盖。
20.进一步地，所述第一轴承为球轴承；
21.所述第二轴承为圆柱滚子轴承。
22.进一步地，所述位置传感器为霍尔传感器。
23.与现有技术相比，本实用新型的优点是：
24.1、本实用新型电动换挡执行机构采用一个电机驱动面齿轮转动，面齿轮与换挡丝杠同步转动，换挡丝杠驱动其上的换挡拨头移动，换挡拨头带动换挡拨叉绕固定销转动实现换挡；采用电机驱动，控制方便、灵活，控制精度高，可由变速器控制单元直接驱动；同时，仅在需要换挡时，驱动换挡电机总成的电机，无换挡需求时，电机无需工作，大大地降低了系统的能耗。
25.2、本实用新型换挡拨头绕固定销转动过程中，可通过位置传感器获得磁铁的磁场强度变化，进而获取换挡拨头的准确位置，最终确定是否达到挂挡位置。
26.3、本实用新型换挡执行机构采用滚珠丝杠传动，定位精度高，工作时克服阻力小。与传统气动换挡执行机构相比，采用电机驱动，换挡响应速度快，无外置独立气罐和连接气管、整车布置更简单，整车可靠性更高；与液压换挡执行机构相比，电动换挡执行机构结构更简单且成本低。
27.4、本实用新型电动换挡执行机构采用电动换挡，改善汽车驾驶舒适性，降低驾驶员疲劳强度，并增加汽车挂挡的可靠性，具有传动平稳、效率高、可靠性高的特点。
28.5、本实用新型换挡拨叉上设有叉脚块，能够有效改善拨叉受弯矩产生变形时对同步器挂档的不利影响。
29.6、本实用新型电动换挡执行机构具有结构紧凑、成本低廉、换挡迅速且平稳的特点。
附图说明
30.图1为本实用新型两档机械式减速器电动换挡执行机构的立体示意图；
31.图2为本实用新型两档机械式减速器电动换挡执行机构的结构示意图；
32.图3为图2的右视图；
33.图4为图3的a
‑
a向剖视图；
34.图5为图3的b
‑
b向剖视图；
35.图6为本实用新型面齿轮、换挡丝杠、换挡拨头、换挡拨叉相配合的结构示意图；
36.图7为本实用新型换挡电机总成结构示意图；
37.其中，附图标记如下：
[0038]1‑
换挡电机总成，15
‑
电机，16
‑
传动齿，2
‑
换挡执行机构壳体，3
‑
第一轴承，4
‑
第二
轴承，5
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面齿轮，6
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换挡拨叉，61
‑
顶板，62
‑
连接部，621
‑
上侧板，622
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推槽，63
‑
下侧板，631
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固定销通孔，7
‑
叉脚块，8
‑
磁铁座，9
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铁块，10
‑
磁铁，11
‑
换挡拨头，111
‑
推动板，12
‑
换挡丝杠，13
‑
滚珠，14
‑
固定销。
具体实施方式
[0039]
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。
[0040]
如图1至图6所示，一种两档机械式减速器电动换挡执行机构由换挡执行机构壳体2、换挡电机总成1、面齿轮5、换挡丝杠12、换挡拨头11、换挡拨叉6以及传感单元组成，本实用新型电动换挡执行机构采用电机15驱动面齿轮5转动，面齿轮5与换挡丝杠12同步转动，换挡丝杠12驱动其上的换挡拨头11移动，换挡拨头11带动换挡拨叉6转动实现换挡，具有传动平稳、效率高、可靠性高的特点。
[0041]
换挡电机总成1与换挡执行机构壳体2通过螺栓连接在一起，且换挡电机总成1下部的电机15穿设在换挡执行机构壳体2内，如图7所示，电机15的输出轴外表面设有圆周均布且与面齿轮5相配合的传动齿16，电机15与换挡执行机构壳体2之间装有o型圈保证密封；面齿轮5通过第一轴承3旋转安装在换挡执行机构壳体2上，且面齿轮5与电机15输出轴外表面的传动齿16相啮合实现传递动力，面齿轮5的轴线与电机15的轴线相垂直；本年实施例中第一轴承3为免润滑球轴承，第一轴承3的两端均设有防尘盖。
[0042]
换挡丝杠12的一端通过第二轴承4旋转安装在换挡执行机构壳体2上，第二轴承4可为圆柱滚子轴承，第二轴承4的外侧设有防尘盖，换挡丝杠12的另一端与面齿轮5同轴固连，且换挡丝杠12的轴线与电机15的轴线垂直，面齿轮5和换挡丝杠12过盈配合，换挡丝杠12在面齿轮5的带动下与面齿轮5同速转动；换挡拨头11与换挡丝杠12通过滚珠13配合在一起，从而使换挡丝杠12的旋转运动转化为换挡拨头11的轴向运动，换挡拨头11具有沿径向向外伸出的推动板111。
[0043]
换挡拨叉6包括顶板61、连接在顶板61上表面中部的连接部62以及对称连接在顶板61下表面两端且向下伸出的两个下侧板63，连接部62包括平行且对称的两个上侧板621，两个上侧板621均具有向上开口的推槽622；两个下侧板63的中部均开设有固定销通孔631，换挡拨叉6通过两个固定销14旋转安装在减速器壳体上，具体为两个固定销14的一端分别穿设在换挡拨叉6的两个固定销通孔631内，另一端均与减速器壳体固连，且换挡拨头11位于两个上侧板621之间，换挡拨头11的推动板111卡装于两个推槽622内，推动板111与推槽622为间隙配合，换挡拨叉6在换挡拨头11的作用下绕固定销14转动实现换挡。
[0044]
换挡拨叉6两个下侧板63下部相对的表面(换挡拨叉6的叉脚位置)均设有叉脚块7，本实施例中叉脚块7为叉脚铜块，叉脚块7能够有效改善换挡拨叉受弯矩产生变形时对同步器挂档的不利影响。
[0045]
传感单元用于获取换挡拨头11绕固定销14转动的角度，传感单元包括磁铁座总成和位置传感器；磁铁座总成固定连接在换挡拨叉6上，磁铁座总成包括两块磁铁10、一块小铁块9和磁铁座8，小铁块9和两块磁铁10通过螺栓固定在磁铁座8上，磁铁座8通过螺栓固定在换挡拨叉6其中一个下侧板63下部靠近减速器壳体的表面；位置传感器固定在减速器壳体上与磁铁10相对的位置，本实施例中位置传感器为霍尔传感器。
[0046]
位置传感器的输入端与磁铁座总成为非接触式连接，位置传感器的输出端与变速
器控制单元连接，当换挡过程中换挡拨叉6移动时，会使换挡拨头11绕固定销14发生旋转，进而磁铁10与位置传感器的相对位置发生变化，位置传感器监测磁铁10的磁场强度变化并将测得信号传递给变速器控制单元，变速器控制单元根据该测得信号计算出换挡拨头11相应直线位移的数值，实现对变速器状态的判断。
[0047]
本实施例电动换挡执行机构的工作过程：
[0048]
在需要换挡时，电机15接收来自减速器控制单元的指令开始转动，由于电机15输出的传动齿16与面齿轮5啮合在一起，在电机15的转动下面齿轮5也发生转动，进而带动换挡丝杠12转动，在滚珠13的作用下带动换挡拨头11轴向移动，从而带动换挡拨叉6绕固定销14转动，实现换挡。由于磁铁座8固定在换挡拨叉6上，则磁铁座总成与换挡拨头11转过相同的角度，磁铁10与位置位置传感器配合工作，通过位置传感器获得磁铁10的磁场强度变化信号，并传给变速器控制单元，变速器控制单元根据磁场强度变化信号获得换挡拨头11的移动位移，即可获取换挡拨头11的准确位置，从而确定是否达到挂挡位置。在挂挡完成后，减速器控制单元控制电机15停止工作。
[0049]
本实施例电动换挡执行机构采用电机15驱动，控制方便、灵活，控制精度高，可由变速器控制单元直接驱动。同时，仅在需要换挡时，由变速器控制单元驱动换挡电机总成1的电机15，无换挡需求时，电机15无需工作，大大地降低了系统的能耗。
[0050]
本实施例采用滚珠13丝杠传动，定位精度高，工作时克服阻力小，较传统采用梯形丝杠传动的方式可靠性更高；与传统气动换挡执行机构相比，本实施例采用电机15驱动，换挡响应速度快，无需外置独立气罐和连接气管、整车布置更简单，整车可靠性更高；与液压换挡执行机构相比，本实施例电动换挡执行机构结构更简单且成本低。
[0051]
以上仅是对本实用新型的优选实施方式进行了描述，并不将本实用新型的技术方案限制于此，本领域技术人员在本实用新型主要技术构思的基础上所作的任何变形都属于本实用新型所要保护的技术范畴。