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技术领域

本发明涉及手动变速器，具体涉及一种手动变速器的换挡装置。

背景技术

汽车技术飞速发展，手动变速器中的换挡装置也日新月异。现有的换挡装置是通过换挡箱里的换挡拨头拨动换挡拨叉来实现换挡，且在一些挡位具有内部反向机构。

现有的换挡装置存在以下问题：1、变速器内部往往需要设置特定的反向机构来满足挡位的布置需求，导致变速器的换挡装置具有比较复杂的结构；2、在对变速器进行设计或进行优化的时候，可能需要改变变速器的挡位布置，例如把变速器的三挡、四挡两个相对挡位的位置相互交换，但是变速器的内部空间比较紧凑，在改变变速器的挡位布置时会导致换挡装置和变速器的其他零部件发生干涉。

发明内容

本发明的目的是提出一种手动变速器的换挡装置，该换挡装置的结构简单、占用空间小，而且能够降低调整手动变速器挡位布置的难度。

本发明所述的一种手动变速器的换挡装置，包括换挡轴、至少一个换挡组件和传动连接在所述换挡轴上的换挡臂，所述换挡组件包括换挡拨头和换挡拨叉，所述换挡拨头的底部固定在所述换挡轴上，所述换挡拨头的顶部凸出于所述换挡轴的外圆面，所述换挡轴的外圆面上还设有与所述换挡拨叉一一对应的凹槽；

所述换挡拨叉上具有两个均能够与所述换挡拨头组成凸轮机构的从动结构，两个所述从动结构分别布置在所述换挡拨头顺时针转动和逆时针转动的轨迹上，且所述换挡拨头位于两个所述从动结构之间；所述换挡拨叉上设有两个用于与所述凹槽配合的限位部，两个所述限位部分别设置在所述凹槽顺时针转动和逆时针转动的轨迹上，所述凹槽位于两个所述限位部之间；

所述换挡拨头顺时针转动时与一个所述从动结构配合而驱动所述换挡拨叉朝一个方向平移，为一个换挡挡位；所述换挡拨头逆时针转动时与另一个所述从动结构配合而驱动所述换挡拨叉朝另一个方向平移，为另一个换挡挡位；在所述换挡拨头顺时针转动时，一个所述限位部与所述凹槽配合，以限制所述换挡拨叉在所述换挡轴轴向上的位移；在所述换挡拨头逆时针转动时，另一个所述限位部与所述凹槽配合，以限制所述换挡拨叉在所述换挡轴轴向上的位移。

进一步，两个所述从动结构相互平面对称，且两者的对称平面垂直于所述换挡拨叉的平移方向。

进一步，两个所述限位部相互平面对称，且两者的对称平面垂直于所述换挡拨叉的平移方向。

进一步，所述凹槽与换挡拨头以所述换挡轴的中心线为中心相对设置。

进一步，所述凹槽沿垂直于所述换挡轴的中心线的方向贯穿所述换挡轴。

进一步，所述换挡拨头呈块状，且其顶部的转角处均倒有圆角。

进一步，包括数个所述换挡组件，数个换挡组件上的所述换挡拨头间隔固定在所述换挡轴上，相邻两个所述换挡拨头的指向相反。

进一步，所述换挡拨叉上设有一个矩形孔，所述矩形孔上两个垂直于所述换挡拨叉的平移方向的侧壁上均设有V形槽，所述换挡轴从两个所述V形槽之间穿过所述矩形孔，所述换挡轴的直径大于所述矩形孔上两个垂直于所述换挡拨叉的平移方向的侧壁之间的距离；所述矩形孔上两个垂直于所述换挡拨叉的平移方向的侧壁均被所述V形槽分隔成第一段侧壁和第二段侧壁，所述第一段侧壁为所述从动结构，所述V形槽的一个侧壁与所述第二段侧壁相交形成所述限位部。

进一步，所述V形槽与所述第一段侧壁之间的转角处倒有圆弧倒角，所述圆弧倒角由所述换挡拨头的顶部至所述换挡拨头的底部的方向朝所述V形槽的底部弯曲。

本发明结构简单，占用空间小且能够实现手动变速器的换挡功能；在对手动变速器的换挡方案进行调整时，将与需要调整挡位布置对应的换挡拨头的指向反转，并且相应的翻转换挡拨叉，使得换挡拨叉上的从动结构和限位部与反转后的换挡拨头和凹槽对应设置即可，不需要更换换挡拨叉，不需要调整换挡拨叉的指向，也不需要设置复杂的反向机构，在不改变手动变速器上其他零部件的前提下实现了相对挡位的互换，花费较短的时间和较少的加工就能够实现手动变速器上相对挡位的互换，降低了调整手动变速器挡位布置的难度。

附图说明

图1为本发明的结构示意图之一；

图2为本发明的结构示意图之二；

图3为换挡拨头和换挡拨叉配合处的结构示意图；

图4为换挡拨叉的结构示意图。

图中：1—换挡轴；2—换挡臂；3—换挡拨头；4—换挡拨叉；5—矩形孔；6—V形槽；7—圆弧倒角；8—凹槽；9—限位部；10—第一段侧壁；11—第二段侧壁；12—实线箭头。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图1和图2所示的一种手动变速器的换挡装置，包括换挡轴1、至少一个换挡组件和传动连接在换挡轴1上的换挡臂2，换挡组件包括换挡拨头3和换挡拨叉4，换挡拨头3的底部固定在换挡轴1上，换挡拨头3的顶部凸出于换挡轴1的外圆面，换挡轴1的外圆面上还设有与换挡拨叉4一一对应的凹槽8，具体的，凹槽8与换挡拨头3以换挡轴1的中心线为中心相对设置，且凹槽8沿垂直于换挡轴1的中心线的方向贯穿换挡轴1；

换挡拨叉4上具有两个均能够与换挡拨头3组成凸轮机构的从动结构，两个从动结构分别布置在换挡拨头3顺时针转动和逆时针转动的轨迹上，且换挡拨头3位于两个从动结构之间，作为一种优选，两个从动结构相互平面对称，且两者的对称平面垂直于换挡拨叉4的平移方向；换挡拨叉4上设有两个用于与凹槽8配合的限位部9，两个限位部9分别设置在凹槽8顺时针转动和逆时针转动的轨迹上，凹槽8位于两个限位部9之间，作为一种优选，两个限位部9相互平面对称，且两者的对称平面垂直于换挡拨叉4的平移方向；

换挡拨头3顺时针转动时与一个从动结构配合而驱动换挡拨叉4朝一个方向平移，为一个换挡挡位；换挡拨头3逆时针转动时与另一个从动结构配合而驱动换挡拨叉4朝另一个方向平移，为另一个换挡挡位；在换挡拨头3顺时针转动时，一个限位部9与凹槽8配合，以限制换挡拨叉4在换挡轴1轴向上的位移；在换挡拨头3逆时针转动时，另一个限位部9与凹槽8配合，以限制换挡拨叉4在换挡轴1轴向上的位移；设置凹槽8能够确保换挡拨叉4不会沿换挡轴1轴向移动，保证了换挡的准确性；特别的，通过调整凹槽8的底面与换挡拨头3顶部之间的距离，并对应调整从动结构和限位部9之间的位置关系，可以通过凹槽8来限制换挡拨头3顺时针转动和逆时针转动的最大角度；特别的，当换挡轴1处于初始位置时，凹槽8不与限位部9配合，只有在换挡轴1旋转时，凹槽8才能够与限位部9配合，利用凹槽8配合限位部9来进行限位，具有占用空间小的优点。

作为一种优选，换挡拨头3呈块状，且其顶部的转角处均倒有圆角；换挡拨头3转动时，换挡拨头3顶部与从动结构接触并推着换挡拨叉4平移，换挡拨头3顶部的圆角是为了提升换挡的流畅性。

作为一种优选，如图3和4所示，换挡拨叉4上设有一个矩形孔5，矩形孔5上两个垂直于换挡拨叉4的平移方向的侧壁上均设有V形槽6，换挡轴1从两个V形槽6之间穿过矩形孔5，换挡轴1的直径大于矩形孔5上两个垂直于换挡拨叉4的平移方向的侧壁之间的距离；矩形孔5上两个垂直于换挡拨叉4的平移方向的侧壁均被V形槽6分隔成第一段侧壁10和第二段侧壁11，第一段侧壁10为从动结构，V形槽6的一个侧壁与第二段侧壁11相交形成限位部9。V形槽6与第一段侧壁10之间的转角处倒有圆弧倒角7，圆弧倒角7由换挡拨头3的顶部至换挡拨头3的底部的方向朝V形槽6的底部弯曲。圆弧倒角7能够提升换挡的流畅性。并且通过设置V形槽6，使得在换挡轴1的直径大于矩形孔5上两个垂直于换挡拨叉4的平移方向的侧壁之间的距离的情况下，换挡轴1能够顺利的穿过矩形孔5，以实现换挡拨叉4与换挡拨头3之间的配合，具有占用空间小的优点。

作为一种优选，手动变速器的换挡装置包括数个换挡组件，数个换挡组件上的换挡拨头3间隔固定在换挡轴1上，相邻两个换挡拨头3的指向相反。采用这种优选方案，只需要在装配时转动换挡轴1和翻转每一块换挡拨叉4即可实现每个换挡组件所对应的两个挡位的互换，并且在这个过程中换挡拨叉4的指向不变。需要注意的时，手动变速器的换挡装置包括数个换挡组件时，在该手动变速器的换挡装置中同一时间只有一组换挡组件能够处于配合状态，通过换挡轴1的轴向移动来实现各个换挡组件之间的切换。

本发明调整变速器挡位布置的原理为：

假设图1为调整前的手动变速器的换挡装置的结构示意图，图2为调整后的手动变速器的换挡装置的结构示意图，以靠近换挡臂2的换挡组件为例进行说明，为了方便描述将两个从动结构分别命名为第一从动结构和第二从动结构，将该换挡组件对应的两个换挡挡位分别命名为第一挡和第二挡，将该换挡组件上的换挡拨叉4的两个平移方向分别命名为第一方向和第二方向，如图1所示，两个实线箭头12分别用于表示换挡拨叉4的两个平移方向，两个实线箭头12分别指向第一方向和第二方向。

调整前：如图1所述，顺时针转动换挡轴1，换挡拨头3顺时针转动，换挡拨头3与第一从动结构接触并推动换挡拨叉4朝第一方向平移，实现挂入第一挡；换挡拨头3逆时针转动，换挡拨头3与第二从动结构接触并推动换挡拨叉4朝第二方向平移，实现挂入第二挡。

调整过程为：将图1所示的手动变速器的换挡装置调整成图2中所示的手动变速器的换挡装置，其中换挡拨头3的指向翻转180度，其安装位置调整至以换挡轴1的中心线为中心与原位置相对的位置上，以换挡拨叉4上沿换挡拨叉4平移方向延伸的中心线为中心翻转换挡拨叉4，这个过程中不改变换挡拨叉4的指向，翻转后的换挡拨叉4上的第一从动结构和第二从动结构与翻转后的换挡拨头3对应布置，这是由于两个从动结构分别布置在换挡拨头3顺时针转动和逆时针转动的轨迹上，且换挡拨头3位于两个从动结构之间，所以翻转后的换挡拨叉4上的第一从动结构和第二从动结构依然能够与翻转后的换挡拨头3对应。

调整后：如图2所述，顺时针转动换挡轴1，换挡拨头3顺时针转动，换挡拨头3与第二从动结构接触并推动换挡拨叉4朝第二方向平移，实现挂入第二挡；换挡拨头3逆时针转动，换挡拨头3与第一从动结构接触并推动换挡拨叉4朝第一方向平移，实现挂入第一挡。

在上述调整过程中，凹槽8和两个限位部9的位置也对应发生变化，在调整后凹槽8依然能够与两个限位部9配合来限制换挡拨叉4在换挡轴1轴向上的位移，这是由于两个限位部9分别设置在凹槽8顺时针转动和逆时针转动的轨迹上，凹槽8位于两个限位部9之间。

通过上述例子可知，本发明能够实现两个相对挡位的随意交换，且换挡拨叉4也不需要重新加工，根据需要调整换挡轴1上换挡拨头3的指向并翻转相应的换挡拨叉4即可，更不需要改变手动变速器上其他零部件的设计。在设计新的换挡装置的过程中只需要做出小的改动即可实现每一组相对挡位间的互换，十分方便快捷，节省了研发成本，缩短了研发周期。