齿形对称分布的驻车机构的制作方法

1.本实用新型涉及的是一种汽车变速器领域的技术，具体是一种齿形对称分布的驻车机构，即对称式驻车齿轮、棘爪齿形。


背景技术：

2.自动变速器驻车机构，包括换挡机构、锁止机构、驻车齿轮-棘爪机构。对于驻车齿轮
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棘爪来说，包括：驻车齿轮、棘爪、棘爪轴及棘爪复位弹簧。当入p时，棘爪在换挡机构和锁止机构驱动下，使其底部齿形卡入驻车齿轮齿槽中，实现啮合。一方面，在传统驻车齿轮-棘爪机构中，驻车齿轮齿形由多段圆弧组成，棘爪齿形存在不对称结构，导致加工制造困难；另一方面，在坡道上坡和坡道下坡工况下，由于棘爪齿形两侧与驻车齿轮受力方向不一致，导致两种状态下出p力差异较大，甚至存在棘爪无法从驻车齿轮分离的现象。


技术实现要素：

3.本实用新型针对现有技术存在的上述不足，提出了一种齿形对称分布的驻车机构，设计简单可靠，精度要求低，加工制造简单、各工况受力均匀等优点。
4.本实用新型是通过以下技术方案实现的：
5.本实用新型为对称分布驻车齿轮-棘爪齿形结构，具体包括：设置于减速器输入轴上的可定轴旋转渐开线式驻车齿轮、转动设置于棘爪轴上的三角齿形棘爪以及与棘爪同轴设置的棘爪复位弹簧，该棘爪复位弹簧一端与棘爪相连，另一端与壳体相连。
6.所述的减速器，采用但不限于新能源汽车的减速器。
7.当处于np挡时，为了避免驻车齿轮与棘爪产生干涉，驻车齿轮-棘爪存在间隙m1，当处于p挡时，驻车齿轮-棘爪底部存在间隙m2。
8.所述的可定轴旋转驻车齿轮与棘爪为合金钢制成，其表面设有油膜且摩擦系数μ为 0.09-0.15，从而实现解锁角度β为12
°‑
17
°
。
9.技术效果
10.与现有技术相比，本实用新型采用渐开线式驻车齿轮，棘爪齿形为三角齿形式，且棘爪齿形对称中心线过驻车齿轮回转中心，另为了减小驻车齿轮-棘爪作用力，减小接触应力，渐开线驻车齿轮的压力角小于传统齿轮压力角，在出p挡时，棘爪自动拔出驻车齿轮，其解锁系数 k＝1-5，解锁角度为12-17
°
。
附图说明
11.图1为本实用新型示意图；
12.图2为np挡时驻车齿轮-棘爪机构示意图；
13.图3为驻车齿轮滚动行程示意图
14.图4为驻车齿轮-棘爪齿形示意图；
15.图5为坡道上坡工况p挡下驻车齿轮-棘爪机构布置；
16.图6为坡道上坡工况p挡下驻车齿轮-棘爪机构布置；
17.图7为p挡下驻车齿轮-棘爪受力分析图；
18.图中：1换挡机构、2锁止机构、3驻车齿轮-棘爪机构、4驻车齿轮、5棘爪、6棘爪复位弹簧、7棘爪轴。
具体实施方式
19.如图1、2所示，本实施例中涉及的驻车机构总成包括：换挡机构1、锁止机构2、驻车齿轮-棘爪机构3。
20.所述的驻车齿轮-棘爪机构3包括：驻车齿轮4、棘爪5、棘爪复位弹簧6、棘爪轴7。当入p时，棘爪7在换挡机构1和锁止机构2驱动下，使其底部齿形卡入驻车齿轮齿槽中，实现啮合。
21.如图2所示，当处于np挡时，为了避免驻车齿轮4与棘爪5产生干涉，驻车齿轮4
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棘爪5存在间隙m1。
22.如图4所示，所述的驻车齿轮4的齿形包括：齿顶圆弧41、齿顶倒角42、渐开线43、避让斜面44、避让槽45、齿根圆弧46，其中：棘爪齿形由齿侧斜面51、底部直线端52组成三角齿，且棘爪齿形相对于底部中心线对称分布。当车辆位于坡道上坡或下坡p挡时，驻车齿轮与棘爪齿侧均为点接触，另为了防止其他位置干涉，驻车齿轮需设计避让斜面44和避让槽 45，驻车齿轮-棘爪底部存在间隙m2。
23.如图4所示，所述的驻车齿轮4的齿形的压力角为α2、棘爪5齿形两齿形斜面51形成的齿形角β2，由于驻车齿轮承受的扭矩大于传统的变速器传动齿轮的扭矩，为了减小驻车齿轮
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棘爪作用力，减小接触应力，驻车齿轮压力角α2小于传统齿轮压力角。
24.如图5、图6所示，为了实现驻车齿轮4、棘爪5齿形对称布置，且在坡道上坡和下坡两工况受力均匀等需求，当位于p挡时，驻车齿轮4回转中心a至棘爪5底边直线bc中心点 d应垂直于bc，即ad
⊥
bc，棘爪回转中心e与一侧接触点f形成线段ef应垂直于ad，即 ef
⊥
ad，且棘爪回转中心e与另一侧接触点g形成线段eg应垂直于ad，即eg
⊥
ad，这说明接触点f、g应与e三点共线。
25.如图7所示，当换挡机构出p挡后时，无论驻车齿轮4加载扭矩t多大，棘爪5需自行从驻车齿轮4齿槽中脱离，棘爪5受到驻车齿轮4正压力f有利于棘爪出p挡，摩擦力f不利于其出p挡，且正压力f产生的扭矩需大于摩擦力f，即实现自动解锁。
26.在坡道上坡和下坡两工况下，棘爪5受到驻车齿轮4摩擦系数为μ，解锁角度为棘爪
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驻车齿轮接触点f、g出p运动方向与棘爪受到驻车齿轮摩擦力方向锐角β，由于本驻车齿轮
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棘爪对称分布，其解锁角度β为棘爪齿形角β2的一半，且两种工况的解锁角β相等。则为了实现自动解锁，则要求fsinα＞f cosα，即，由于β越大，出p力越大，导致机械驻车换挡手感较“重”或电驻车驻车电机选型困难，因此解锁系数还需满足5＞k＞1。
27.上述具体实施可由本领域技术人员在不背离本实用新型原理和宗旨的前提下以不同的方式对其进行局部调整，本实用新型的保护范围以权利要求书为准且不由上述具体实施所限，在其范围内的各个实现方案均受本实用新型之约束。


技术特征：
1.一种齿形对称分布的驻车机构，其特征在于，为对称分布驻车齿轮-棘爪齿形结构，具体包括：设置于减速器输入轴上的可定轴旋转渐开线式驻车齿轮、转动设置于棘爪轴上的三角齿形棘爪以及与棘爪同轴设置的棘爪复位弹簧，该棘爪复位弹簧一端与棘爪相连，另一端与壳体相连。2.根据权利要求1所述的齿形对称分布的驻车机构，其特征是，当处于np挡时，可定轴旋转驻车齿轮与棘爪的存在最小间隙m1，当处于p挡时，驻车齿轮-棘爪底部存在间隙m2。3.根据权利要求1所述的齿形对称分布的驻车机构，其特征是，所述的可定轴旋转驻车齿轮与棘爪为合金钢制成，其表面设有油膜且摩擦系数μ为0.09-0.15，棘爪齿形解锁角度为12-17
°
。

技术总结
一种齿形对称分布的驻车机构为对称分布驻车齿轮-棘爪齿形结构，具体包括：设置于减速器输入轴上的可定轴旋转渐开线式驻车齿轮、转动设置于棘爪轴上的三角齿形棘爪以及与棘爪同轴设置的棘爪复位弹簧，该棘爪复位弹簧一端与棘爪相连，另一端与壳体相连，本装置设计简单可靠，精度要求低，加工制造简单、各工况受力均匀等优点。均匀等优点。均匀等优点。


技术研发人员：王伟 高歌
受保护的技术使用者：上海汽车变速器有限公司
技术研发日：2021.07.06
技术公布日：2022/2/8