[發(fā)明專利]汽車變速器換擋軸三角形滑槽設計方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201810616614.0
• 申請日: 2018-06-15
• 公開（公告）號: CN108730512A
• 公開（公告）日: 2018-11-02
• 發(fā)明（設計）人: 劉燦昌;劉斌;李磊;周長城;萬磊;孔維旭;劉文曉
• 申請（專利權）人: 山東理工大學
• 主分類號: F16H63/30
• 分類號: F16H63/30;F16H63/34
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明是一種汽車變速器換擋軸三角形滑槽設計方法。直軸滑槽式換擋裝置是一種利用滑槽曲面推動撥叉滑動軸實現(xiàn)變速器檔位的變換的機構，滑槽結構對換擋平順性有著直接的影響，設計適當?shù)幕矍婵梢詼p小驅動扭矩，提高換擋的平順性。設計滑槽驅動結構要確定滑槽結構的尺寸參數(shù)，這些參數(shù)的變化直接影響換擋流暢性。將滑槽軌道設計為三角形形狀,計算在不同設計參數(shù)情況下的換擋軸驅動扭矩數(shù)值，確定三角形滑槽的尺寸參數(shù)，設計滑槽形狀。

技術領域

本發(fā)明涉及一種汽車變速器換擋軸滑槽設計方法，尤其是一種汽車變速器換擋軸三角形滑槽設計方法。

背景技術

在汽車產業(yè)中，變速器換擋性能的優(yōu)劣直接影響汽車的燃油經濟性、換擋平順性和乘坐舒適性等性能。目前的機動車換擋裝置可分為液力自動變速器和電控自動變速器。自動變速器主要是有液力變矩器、行星齒輪組、制動器、離合器、液壓泵和電磁閥組成，結構復雜，而且大都屬于高精密元件，成本高。換擋過程控制的主要目的是為了增加換擋的平順性使駕駛更加舒適，減少傳動系的動載荷,增加零件的使用壽命，減少離合器摩擦片熱負荷，提高離合器的工作可靠性和耐用性，減小換擋時產生換擋沖擊，動力中斷等換擋不平穩(wěn)現(xiàn)象。換擋的過程通常是一個結合元件結合,另一個結合元件分離的過程。如果這兩個結合元件的分離和結合的時間不當會造成換擋不平穩(wěn),搭接過早會造成動力千涉,過晚會產生動力中斷，換擋元件的分離和結合需要機械和控制系統(tǒng)的有效配合，但是，目前的操縱系統(tǒng)存在結構復雜，操縱時間難以精確的控制的問題。本發(fā)明利用直軸滑槽式換擋裝置實現(xiàn)機械式換擋程序性操作，減少駕駛人員的操縱工作量，提高燃油的經濟性，還可廣泛應用于車輛變速器的自動控制工作。換擋設計中，需要考慮換擋軸驅動力矩、撥叉滑動軸摩擦力、換擋軸直徑、換擋軸向力等因素。換擋軸滑槽結構對換擋平順性有著直接的影響，合理設計直軸滑槽曲面換擋結構，會減小換擋驅動力矩，提高換擋的流暢性。

發(fā)明內容

提出一種直軸滑槽式換擋裝置三角形滑槽設計方法，其結構模型圖如圖1-圖5所示。

直軸滑槽式換擋裝置是一種利用滑槽曲面推動撥叉滑動軸實現(xiàn)變速器檔位的變換的機構。直軸滑槽式換擋裝置由撥叉系統(tǒng)和換擋驅動系統(tǒng)組成。撥叉系統(tǒng)由撥叉軸、撥叉和撥叉滑動軸組成，撥叉軸為等截面圓形直桿，兩端與變速箱殼體固定連接，表面光滑，撥叉通過撥叉孔與撥叉軸連接，撥叉可以沿著撥叉軸軸向方向左右移動；撥叉滑動軸為等截面圓形直桿，表面光滑，一端與撥叉固定連接，另一端嵌入曲面滑槽換擋塊三角形滑槽并與曲面滑槽換擋塊三角形滑槽側面接觸。換擋驅動系統(tǒng)由換擋驅動軸和換擋驅動軸驅動齒輪組成，換擋驅動軸兩端通過軸承與變速箱殼體連接，曲面滑槽換擋塊與換擋驅動軸固結，換擋驅動軸驅動齒輪與換擋驅動軸固結。

曲面滑槽換擋塊三角形滑槽由直線滑槽部分和曲線滑槽部分組成，當離合器斷開，換擋驅動軸從空擋位置順時針轉動時，曲面滑槽換擋塊隨著換擋驅動軸旋轉，曲面滑槽換擋塊驅動撥叉滑動軸產生右向的軸向位移，撥叉滑動軸推動與其固結的撥叉產生右向的軸向位移，撥叉推動結合套產生右向的軸向位移，該位移等于換擋撥叉換擋間距與齒輪嚙合間距和時，完成換擋動作，離合器閉合。

設計曲面滑槽換擋塊滑槽驅動結構要確定滑槽結構的尺寸參數(shù)與形狀，這些參數(shù)的變化直接影響換擋流暢性。將曲面滑槽換擋塊滑槽軌道設計為三角形形狀，換擋驅動軸旋轉一周需要掛五個檔位，分別是一至四擋和空擋檔位，曲面滑槽換擋塊的周長是2πr，每個檔位曲面滑槽換擋塊三角形滑槽底邊AC長度為曲面滑槽換擋塊周長的五分之一，所以曲面滑槽換擋塊三角形滑槽底邊的長度為2πr/5，換擋驅動齒輪作用于換擋驅動軸的驅動扭矩為

式中，r是曲面滑槽換擋塊的半徑，h為曲面滑槽換擋塊三角形滑槽的高度，μ是撥叉滑動軸與曲面滑槽換擋塊三角形滑槽側面間的摩擦系數(shù)，F(xiàn)_y是撥叉對換擋驅動軸產生軸向力。計算在不同設計參數(shù)情況下的換擋驅動軸的驅動扭矩數(shù)值，確定曲面滑槽換擋塊三角形滑槽的尺寸參數(shù)，設計曲面滑槽換擋塊滑槽的形狀。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有如下優(yōu)點：