一种换档机构的制作方法

1.本实用新型属于变速箱技术领域，具体涉及一种换档机构。


背景技术：

2.随着新能源技术的发展，其便利的电力资源使越来越多的汽车、机械采用了自动换档的方式。自动换挡是在手动换档的基础上增加电控元件来实现自动操作，自动换档保留了手动换档变速器齿轮传动高效率、易制造的特点，是非常适合我国国情的机电一体化技术，但自动换挡损坏后需要拆除换档机构进行维修，需要花费大量时间才能使机器重新运作，有的还无法修复。
3.本专利设计了一种包含3种换档方式的换档机构：在原先自动机械式换档机构的基础上增加了手动换档与自动液压式换档，使得换档机构可以应对多种突发情况，自动换挡失效后不至于呼叫拖车或者花费大量时间维修，才能使机器继续工作。
4.经专利检索，与本技术有一定关系的主要有以下专利：
5.1、申请号为“202111459010.8”、申请日为“2021.12 .01”、公开号为“cn114151542a”、公开日为“2022.03 .08”、名称为“一种用于液压驱动农业机械的电液控制自动换挡系统”、申请人为“徐双喜”的中国发明专利，该发明专利属于农业机械变速箱技术领域，涉及一种用于液压驱动农业机械的电液控制自动换挡系统，包括液压缸，固定在变速箱壳体上，其输出轴水平延伸至变速箱壳体内部；轴，一端与液压缸的输出轴连接，另一端穿设在导向结构内；距离测量装置，设置在导向孔内底面上；变速箱输出轴，架设在变速箱壳体内部；三个齿轮，依次间隔的套装固定在变速箱输出轴上；变速箱输入轴，架设在变速箱壳体内部；三联齿轮，套装在变速箱输入轴上；变速拨叉，设置在轴中部，与三联齿轮的其中一个卡接，控制器，通过控制开关与供电电源电连接，供电电源分别与液压缸、距离测量装置电连接。但该专利是通过液压缸移动来带动换挡拨叉进行换挡，只有一种换挡方式，一旦液压缸出现故障就无法换挡，其可靠性不理想。
6.2、申请号为“201720513332.9”、申请日为“2017.05.10”、公开号为“cn206785992u”、公开日为“2017.12.22”、名称为“用于电动汽车两挡机械式自动变速器的液压换挡机构”、申请人为“山东时风(集团)有限责任公司”的中国实用新型专利，该实用新型公开了一种用于电动汽车两挡机械式自动变速器的液压换挡机构。其包括执行油缸、增力油缸、直流电机、滚珠丝杠机构、电磁阀、换挡拨叉、用于检测换挡拨叉位置的拨叉位置传感器、用于检测油门踏板位置的油门踏板传感器、用于检测车轮速度的轮速传感器、控制器，所述电磁阀设置在执行油缸和增力油缸之间并通过液压管路分别与执行油缸和增力油缸连接，所述电磁阀用于控制执行油缸和增力油缸之间的通断，所述滚珠丝杠机构与执行油缸的活塞杆连接，所述滚珠丝杠机构由直流电机驱动，所述换挡拨叉通过与其连接的换挡轴与所述增力油缸的活塞杆连接，所述油门踏板传感器、轮速传感器、拨叉位置传感器、电磁阀、直流电机均与所述控制器电气连接。但该专利是通过执行油缸和直流电机的移动来控制电磁阀换向，再利用电磁阀控制增力油缸移动来带动换挡拨叉进行换挡。事实上只
是采用增力油缸移动这一种换挡方式，其结构复杂、成本高。


技术实现要素：

7.本实用新型要解决的技术问题是针对现有技术中存在的缺陷，提供一种换档机构。
8.为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案为：一种换档机构，包括换挡部件及电动部件，电动部件带动换挡部件移动，实现换挡。还包括液动部件，液动部件与换挡部件连接，液动部件能够带动换挡部件移动，实现换挡。本换档机构具备三种换挡方式，当电动部件出现故障时，能够通过液动部件进行换挡，操作人员还可以通过拨动换挡部件实现手动换挡，能够应对多种突发情况，提高了换档机构的可靠性。
9.进一步地，换挡部件包括齿套和拨叉，拨叉卡在齿套上，带动齿套移动，拨叉上设置有活塞杆孔、拨槽、换挡叉轴及换挡定位座，换挡定位座与换挡叉轴配合，用来锁定挡位。
10.进一步地，电动部件包括：拨齿、连杆、连杆座、滚珠螺母、丝杆及电机，连杆的一端固定在连杆座上，连杆的另一端设置有拨齿，拨齿卡在拨槽内，连杆座内设置有滚珠螺母；电机带动丝杆转动，从而使与丝杆配合的滚珠螺母沿丝杆移动，并通过连杆座带动连杆和拨齿移动，拨齿通过拨槽带动换挡部件移动，实现换挡。
11.进一步地，电动部件还包括角度传感器，角度传感器与丝杆转动连接，用来检测丝杆转动圈数及角度。以便检测挡位，并传递到显示器和控制器。
12.进一步地，液动部件包括：导向套、缸筒、端盖、活塞杆及活塞，缸筒设有圆筒形的缸孔，缸孔为直径不变的通孔，在缸孔中部的孔壁上设置有缸孔定位槽，限位圈二，限位圈二卡在缸孔定位槽内，导向套和端盖装配在缸筒两端，缸筒上设置有通液口一、通液口二和通液口三，活塞及活塞杆设置在缸筒内。限位圈二采用卡接的方式，既简化了缸孔的加工工艺、降低成本，又便于限位圈二安装和更换。
13.进一步地，液动部件还包括挡位传感器，活塞杆一端与挡位传感器连接。以便检测挡位，并传递到显示器和控制器。
14.进一步地，所述活塞由内活塞、外活塞一及外活塞二组合而成，内活塞密封固定在活塞杆上，外活塞一和外活塞二同轴设置在内活塞的外周上，外活塞一和外活塞二处在限位圈二两侧，外活塞一和外活塞二在限位圈二两侧能够沿内活塞的外周轴向滑动。利用内活塞、外活塞一及外活塞二将缸孔分隔成三个液腔，通过控制三个液腔内的介质压力，从而保持活塞杆在中间挡位；同时通过挡位传感器检测活塞杆的位置，利用挡位传感器的反馈信号来控制液压介质流向，从而控制活塞两侧的压力差，来实现挡位的精确定位。
15.进一步地，内活塞的外周上中部设置有限位圈一，外活塞一和外活塞二分别设置在限位圈一两侧。利用限位圈一作为止挡，来限制外活塞一和外活塞二的移动范围；同时利用限位圈一在内活塞与外活塞一和外活塞二传递轴向力。
16.进一步地，内活塞的外周上设置有活塞定位槽，限位圈一卡接在活塞定位槽内。限位圈一采用卡接的方式，便于限位圈一安装和更换。
17.进一步地，外活塞一和外活塞二的外周面上与缸孔之间设置有平衡流道。液压介质通过平衡流道在相邻的液腔中之间保持稳定流动，使得在相邻的液腔之间形成稳定的压差，从而使液腔之间的压差控制在预定范围内。以减小活塞的轴向力，避免活塞撞击限位圈
二造成位移、减少活塞与限位圈二之间的弹性变形和塑性变形，以提高中间挡位的定位精度。
18.本实用新型的有益效果为：本换档机构具备三种换挡方式，当电动部件出现故障时，能够通过液动部件进行换挡，操作人员还可以通过拨动换挡部件实现手动换挡，能够应对多种突发情况，提高了换档机构的可靠性。
附图说明
19.图1为拖拉机变速箱立体结构示意图，
20.图2为换挡机构立体结构示意图，
21.图3为齿套立体结构示意图，
22.图4为液压缸立体结构示意图，
23.图5为液压缸剖视示意图，
24.图6为电动换挡部分立体结构示意图，
25.图中：100—换挡部件：101—齿套、102—拨叉、103—活塞杆孔、104—拨槽、105—换挡叉轴、106—换挡定位座；
26.200—液动部件：201—活塞杆、202—导向套、203—缸筒、204—内活塞、205—外活塞一、206—限位圈一、207—限位圈二、208—通液口一、209—外活塞二、210—端盖、211—螺栓、212—挡位传感器、213—传感器拨块、214—销钉、215—密封圈、216—弹性挡圈、217—液腔一、218—通液口二、219—平衡流道、220—液腔二、221—通液口三、222—液腔三；
27.300—电动部件：301—拨齿、302—连杆、303—连杆座、304—角度传感器、305—滚珠螺母、306—丝杆、307—电机。
具体实施方式
28.下面通过具体的实施例并结合附图对本实用新型做进一步的描述：
29.如图1和2所示：换档机构包括：换挡部件100、液动部件200及电动部件300。
30.如图3所示：换挡部件100包括齿套101和拨叉102，拨叉102卡在齿套101上，带动齿套101移动，拨叉102上设置有活塞杆孔103、拨槽104、换挡叉轴105及换挡定位座106，换挡定位座106与换挡叉轴105配合，用来锁定挡位。
31.如图3和4所示：液动部件200包括：导向套202、缸筒203、端盖210、活塞杆201、活塞及挡位传感器212，缸筒203设有圆筒形的缸孔，缸孔为直径不变的通孔，在缸孔中部的孔壁上设置有缸孔定位槽，限位圈二207，限位圈二207卡在缸孔定位槽内，导向套202和端盖210装配在缸筒203两端，缸筒203上设置有通液口一208、通液口二218和通液口三221，活塞及活塞杆201设置在缸筒203内。限位圈二207采用卡接的方式，既简化了缸孔的加工工艺、降低成本，又便于限位圈二207安装和更换。活塞杆201一端与挡位传感器212连接。以便检测挡位，并传递到显示器和控制器。
32.所述活塞由内活塞204、外活塞一205及外活塞二209组合而成，内活塞204密封固定在活塞杆201上，内活塞204的外周上中部有活塞定位槽，限位圈一206卡接在活塞定位槽内。外活塞一205和外活塞二209同轴设置在内活塞204的外周上，外活塞一205和外活塞二
209处在限位圈一206和限位圈二207两侧，外活塞一205和外活塞二209在限位圈二207两侧能够沿内活塞204的外周轴向滑动。利用内活塞204、外活塞一205及外活塞二209将缸孔分隔成三个液腔，通过控制三个液腔内的介质压力，从而保持活塞杆201在中间挡位；同时通过挡位传感器212检测活塞杆201的位置，利用挡位传感器212的反馈信号来控制液压介质流向，从而控制活塞两侧的压力差，来实现挡位的精确定位。利用限位圈一206作为止挡，来限制外活塞一205和外活塞二209的移动范围；同时利用限位圈一206在内活塞204与外活塞一205和外活塞二209传递轴向力。
33.本实用新型中的缸孔内壁与外活塞一205及外活塞二209的外周之间没有密封装置，而是在缸孔内壁与外活塞一205及外活塞二209的外周之间留有间隙作为平衡流道219。平衡流道219还包括外活塞一205和外活塞二209外周面上的凹槽，所述凹槽为多道环形凹槽或螺旋形凹槽。平衡流道219既能够使相邻的液腔之间形成稳定的压差，又能够起到润滑和散热的作用。液压介质通过平衡流道219在相邻的液腔中之间保持稳定流动，使得在相邻的液腔之间形成稳定的压差，从而使液腔之间的压差控制在预定范围内。以减小活塞的轴向力，避免活塞撞击限位圈二207造成位移、减少活塞与限位圈二207之间的弹性变形和塑性变形，以提高中间挡位的定位精度。
34.如图6所示：电动部件300包括：拨齿301、连杆302、连杆座303、角度传感器304、滚珠螺母305、丝杆306及电机307。连杆302的一端固定在连杆座303上，连杆302的另一端设置有拨齿301，拨齿301卡在拨槽104内，连杆座303内设置有滚珠螺母305。电机307带动丝杆306转动，从而使与丝杆306配合的滚珠螺母305沿丝杆306移动，并通过连杆座303带动连杆302和拨齿301移动，拨齿301通过拨槽104带动换挡部件100移动，实现换挡。角度传感器304与丝杆306转动连接，用来检测丝杆306转动圈数及角度。以便检测挡位，并传递到显示器和控制器。
35.本换档机构具备下述三种换挡方式：
36.1、电动换挡：先将液动部件200液压油路断开泄压。然后利用电机307带动丝杆306转动，滚珠螺母305沿丝杆306移动，并通过连杆座303带动连杆302和拨齿301移动，拨齿301通过拨槽104带动带动拨叉102拨动齿套101，实现换挡。同时角度传感器301控制连杆302移动范围。
37.2、液动换挡：先转动连杆302，使拨齿301脱离拨槽104。然后通液口一208、通液口二218和通液口三221与液动源连通，通过控制液腔一217、液腔二220和液腔三222内的液压，使得活塞杆201沿轴向液动，从而带动拨叉102拨动齿套101，实现换挡。同时挡位传感器212检测和控制活塞杆201的位置。
38.3、手动换档：当上述两种方式都失效时，先将液动部件200液压油路断开泄压，再转动连杆302，使拨齿301脱离拨槽104。然后手动拨动换挡叉轴105进行紧急换档，如果只是电机损坏也可直接转动电机307端的丝杆306进行换挡。
39.综上所述，本实用新型的有益效果为：本换档机构具备三种换挡方式，当电动部件出现故障时，能够通过液动部件进行换挡，操作人员还可以通过拨动换挡部件实现手动换挡，能够应对多种突发情况，提高了换档机构的可靠性。
40.以上实施例仅供说明本实用新型之用，而非对本实用新型的限制，有关技术领域的技术人员在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化或变换，因
此所有等同的技术方案也应该属于本实用新型的保护范围，本实用新型的保护范围应该由各权利要求限定。