摩托車自動換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種摩托車自動換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)，它包括設(shè)置在摩托車上的輸入軸、換擋軸和離合器，輸入軸與換擋電機(jī)連接；輸入軸與換擋軸之間設(shè)有第一齒輪傳動副；輸入軸通過第一棘輪機(jī)構(gòu)與第一棘輪軸相連接，換向軸通過第二棘輪機(jī)構(gòu)與第二棘輪相連接，執(zhí)行換擋時，第一棘輪機(jī)構(gòu)或第二棘輪機(jī)構(gòu)起作用；在換向軸上設(shè)置有扇形齒輪，扇形齒輪與設(shè)置在換擋軸上的換擋軸從動齒輪嚙合，帶動換擋軸轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生換擋動作。本實用新型采用一個電機(jī)對離合器與換擋軸同時進(jìn)行控制，通過在傳動系統(tǒng)的凸輪型線及扇形齒輪安裝位置來保證換擋過程中所需要的延時（離合分離-換擋動作-離合結(jié)合），簡化了控制過程，同時也能保證整個換擋過程的正確執(zhí)行。
【專利說明】摩托車自動換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實用新型涉及摩托車換擋裝置，尤其涉及一種摩托車自動換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]為了實現(xiàn)摩托車的自動換擋以降低駕駛摩托車的難度和達(dá)到節(jié)能減排的目的，目前總體上有兩種技術(shù)方案用于實現(xiàn)摩托車的自動換擋。1、膠帶式CVT自動變速器，這種技術(shù)方案一般應(yīng)用于踏板式摩托車；2、基于齒輪的自動變速器,這種技術(shù)方案一般應(yīng)用于輸出功率較大的重型摩托車，這種技術(shù)方案目前也有兩個技術(shù)分支，第一個分支是傳統(tǒng)的單離合器和換擋系統(tǒng)相互配合實現(xiàn)自動換擋，第二個分支是雙離合器與換擋系統(tǒng)相互配合實現(xiàn)自動換擋。
[0003]關(guān)于基于齒輪的自動變速器中第一個技術(shù)分支，在摩托車上應(yīng)用較為廣泛的齒輪變速器均采用手動換擋，即通過手動控制離合器與換擋軸，使兩者相互配合實現(xiàn)換擋(主要是手腳的配合)，而將汽車自動換擋技術(shù)應(yīng)用于摩托車變速器，成本、體積/重量、布局等將是難以克服的問題，現(xiàn)有的摩托車自動換擋技術(shù)基本都是通過兩個動力部件分別控制離合器與換擋軸，這種自動換擋技術(shù)的缺點在于:當(dāng)通過兩個動力部件分別控制離合器與換擋軸時，系統(tǒng)需要去檢測離合器是否完全分離、換擋軸動作是否完成等信號并加以分析判斷，然后通過對相關(guān)動力部件的控制以達(dá)到離合器與換擋軸動作配合的目的，這種方案需要用到兩個原動機(jī)，一般為電機(jī)，并且要進(jìn)行離合器與換擋軸的時序配合控制，系統(tǒng)較復(fù)雜且成本較高。
實用新型內(nèi)容
[0004]針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，本實用新型要解決的技術(shù)問題是:如何提供一種自動換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)，在簡化控制過程的同時保證離合器和換擋軸的恰當(dāng)配合。
[0005]為解決該技術(shù)問題，本實用新型采用如下技術(shù)方案:摩托車自動換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)，包括設(shè)置在摩托車上的輸入軸、換擋軸和離合器，輸入軸與換擋電機(jī)連接；其特征在于:所述輸入軸設(shè)置有主動齒輪，主動齒輪與設(shè)置在換向軸上的換向齒輪哨合形成第一齒輪傳動副；輸入軸通過第一棘輪機(jī)構(gòu)與第一棘輪軸相連接，換向軸通過第二棘輪機(jī)構(gòu)與第二棘輪軸相連接，執(zhí)行換擋時，第一棘輪機(jī)構(gòu)或第二棘輪機(jī)構(gòu)起作用；在第一棘輪軸與第二棘輪軸上，分別設(shè)置有第一主動錐齒輪和第二主動錐齒輪，第一主動錐齒輪與第二主動錐齒輪分別與設(shè)置在中間軸上的第一被動錐齒輪、第二被動錐齒輪相嚙合，第一被動錐齒輪、第二被動錐齒輪分別帶動中間軸轉(zhuǎn)動；在中間軸上還設(shè)置有第三錐齒輪，第三錐齒輪與設(shè)置在離合器凸輪軸上的離合錐齒輪哨合，帶動設(shè)置在離合器凸輪軸上的離合器凸輪轉(zhuǎn)動，離合器凸輪作用在所述離合器上，產(chǎn)生離合動作；在換向軸上還設(shè)置有扇形齒輪，扇形齒輪與設(shè)置在換擋軸上的換擋軸從動齒輪嚙合，帶動換擋軸轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生換擋動作。
[0006]作為優(yōu)化,所述主動齒輪和換向齒輪為直齒輪。
[0007]作為優(yōu)化,所述換擋軸從動齒輪為直齒輪。[0008]相對于現(xiàn)有技術(shù)，本實用新型具有如下優(yōu)點:
[0009]1、本實用新型提供的摩托車自動換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)中，只有一個電機(jī)對離合器與換擋軸同時進(jìn)行控制，即采用單動力源設(shè)計，通過在傳動系統(tǒng)的凸輪型線及扇形齒輪安裝位置來保證換擋過程中所需要的延時(離合分離-換擋動作-離合結(jié)合)，這樣既簡化了控制過程，同時也能保證整個換擋過程的正確執(zhí)行，同時利用扇形齒輪與離合器凸輪軸相互配合在結(jié)構(gòu)上對換擋過程進(jìn)行配時，還確保系統(tǒng)工作的可靠性。
[0010]2、本實用新型提供的摩托車自動換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)對原變速器系統(tǒng)改動相對較小，從而實用性更強(qiáng)。
[0011]3、本實用新型提供的摩托車自動換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)由于只使用了一個電機(jī)，因此生產(chǎn)成本更低。
[0012]4、本實用新型中離合器凸輪采用全周期凸輪，可根據(jù)不同車輛的特性對離合器的推程角、遠(yuǎn)停角、回程角進(jìn)行調(diào)整以適應(yīng)其工作特性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]圖1為實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖2為不對稱離合器凸輪的凸輪型線。
[0015]圖中，輸入軸10，主動齒輪11，搖桿I 121，棘輪I 122，第一棘輪軸123，第一主動錐齒輪13，第二主動錐齒輪14;換向軸20，換向齒輪21，搖桿II 221，棘輪II 222，第二棘輪軸223，扇形齒輪23，錐齒輪II 24 ;換擋軸30，換擋軸從動齒輪33，中間軸40，第一被動錐齒輪43，第二被動錐齒輪44，第三錐齒輪45，離合器凸輪50，離合器凸輪軸51，離合錐齒輪55。
【具體實施方式】
[0016]下面對本實用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0017]參見圖1，從圖上可以看出，本實用新型摩托車自動換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)，包括設(shè)置在摩托車上的輸入軸10、換擋軸30和離合器，輸入軸10的一端與換擋電機(jī)的輸出軸連接；所述輸入軸10設(shè)置有主動齒輪11，主動齒輪11與設(shè)置在換向軸20上的換向齒輪21嚙合形成第一齒輪傳動副；為了加工簡單，便于安裝和嚙合，主動齒輪11和換向齒輪21最好為直齒輪。
[0018]輸入軸10通過第一棘輪機(jī)構(gòu)與第一棘輪軸123相連接，換向軸20通過第二棘輪機(jī)構(gòu)與第二棘輪軸223相連接，執(zhí)行換擋時，第一棘輪機(jī)構(gòu)或第二棘輪機(jī)構(gòu)起作用；第一棘輪機(jī)構(gòu)與第二棘輪機(jī)構(gòu)安裝方向相同，但是，當(dāng)輸入軸10轉(zhuǎn)動時，主動齒輪11與其嚙合的換向齒輪21的轉(zhuǎn)動方向正好相反，因此，主動齒輪11傳輸給第一棘輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動方向與換向齒輪21傳輸給第二棘輪機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)動方向正好相反，從而保證了，輸入軸10無論是順時針轉(zhuǎn)動還是逆時針轉(zhuǎn)動，第一棘輪機(jī)構(gòu)和第二棘輪機(jī)構(gòu)中只有一個參與運(yùn)動的傳遞，而另一個則由于輸入的運(yùn)動方向與其自身的運(yùn)動方向相反而打滑，不參與運(yùn)動的傳遞；
[0019]具體實施時，在第一棘輪機(jī)構(gòu)可以包括棘輪I 122，搖桿I 121和棘爪I，棘爪I的一端與搖桿I 121活動連接，另一端與棘輪I 122嚙合，還包括一端與棘爪I 122抵接，另一端固定在搖桿I 121上的復(fù)位彈簧I ;搖桿I 121與輸入軸10的另一端固定連接，也就是說輸入軸10—端與換擋電機(jī)的輸出軸連接，另一端與搖桿I 121固定連接，棘輪I 122與第一棘輪軸123固定連接,搖桿I 121為第一棘輪機(jī)構(gòu)的動力輸入,棘輪I 122則為第一棘輪機(jī)構(gòu)的動力輸出。當(dāng)輸入軸10帶動搖桿I 121，搖桿I 121則帶動棘輪I 122轉(zhuǎn)動，從而帶動與棘輪I 122連接的第一棘輪軸123轉(zhuǎn)動，同時，棘輪I 122的轉(zhuǎn)動角度與其嚙合的棘爪I來控制，從而棘輪I 122帶動與其連接的第一棘輪軸123轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)動力輸出。
[0020]在第二棘輪機(jī)構(gòu)可以包括棘輪II 222，搖桿II 221，棘爪II，棘爪II的一端與搖桿II 221活動連接，另一端與棘輪II 222嚙合，還包括一端與棘爪II抵接，另一端固定在搖桿II 221上的復(fù)位彈簧II，搖桿II 221與換向軸20固定連接，棘輪II 222與第二棘輪軸223固定連接，搖桿II 221為第二棘輪機(jī)構(gòu)的動力輸入，棘輪II 222則為第二棘輪機(jī)構(gòu)的動力輸出。當(dāng)
[0021]輸入軸10轉(zhuǎn)動，安裝在其上的主動齒輪11與安裝在換向軸20上的換向齒輪21嚙合，從而帶動換向軸20轉(zhuǎn)動，換向軸20帶動搖桿II 221轉(zhuǎn)動，且當(dāng)搖桿II 221的轉(zhuǎn)動方向與棘輪II 222的轉(zhuǎn)動方向相同時，搖桿II 221帶棘輪II 222轉(zhuǎn)動，棘輪II 222的轉(zhuǎn)動角度與其嚙合的棘爪II來控制，從而實現(xiàn)棘輪II 222帶動與其連接的第二棘輪軸223轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)動力輸出。
[0022]第一棘輪軸123與第二棘輪軸223上分別設(shè)置有第一主動錐齒輪13和第二主動錐齒輪14，第一主動錐齒輪13與第二主動錐齒輪14分別與設(shè)置在中間軸40上的第一被動錐齒輪43、第二被動錐齒輪44相嚙合，當(dāng)?shù)谝患啓C(jī)構(gòu)參與運(yùn)動的傳遞時，第一被動錐齒輪43、帶動中間軸40轉(zhuǎn)動，當(dāng)?shù)诙啓C(jī)構(gòu)參與運(yùn)動的傳遞時，第二被動錐齒輪44帶動中間軸40轉(zhuǎn)動；在中間軸40上還設(shè)置有第三錐齒輪45，第三錐齒輪45與設(shè)置在離合器凸輪軸51上的離合錐齒輪55嚙合，帶動設(shè)置在離合器凸輪軸51上的離合器凸輪50轉(zhuǎn)動，離合器凸輪50作用在所述離合器上，產(chǎn)生離合動作；
[0023]在換向軸20上還設(shè)置有扇形齒輪23，扇形齒輪23與設(shè)置在換擋軸30上的換擋軸從動齒輪33嚙合，帶動換擋軸30轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生換擋動作。換擋軸從動齒輪33最好為直齒輪。
[0024]工作過程具體如下:自動換擋系統(tǒng)的兩種運(yùn)轉(zhuǎn)方式:換擋軸逆時針旋轉(zhuǎn)為加擋，順時針旋轉(zhuǎn)為減擋。
[0025]1.、加檔過程
[0026]當(dāng)控制系統(tǒng)發(fā)出加檔指令后，輸入軸10所連接的換擋電機(jī)開始逆時針旋轉(zhuǎn)，這時裝配
[0027]在輸入軸10上的第一棘輪機(jī)構(gòu)參與傳動，安裝在其上的主動齒輪11逆時針旋轉(zhuǎn)，與主動齒輪11嚙合的安裝在換向軸20上換向齒輪21順時針旋轉(zhuǎn)，作為第二棘輪機(jī)構(gòu)動力輸入的換向軸20為順時針旋轉(zhuǎn)，由于第一棘輪機(jī)構(gòu)與第二棘輪是同向安裝的，輸入軸10逆時針旋轉(zhuǎn)與第一棘輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動方向相同時，則此時裝配在換向軸20上的第二棘輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動方向與輸入的運(yùn)動方向相反而打滑，不參與傳動。第一棘輪軸123通過安裝在其上的第一主動錐齒輪13與安裝在中間軸40上的第一被動錐齒輪43嚙合帶動中間軸40轉(zhuǎn)動，安裝在中間軸40上的第三錐齒輪45與安裝在離合器凸輪軸51上的離合錐齒輪55嚙合，帶動凸輪軸凸輪50將離合器頂開；此時安裝在換向軸20上的扇形齒輪23進(jìn)入嚙合區(qū)域，扇形齒輪23與安裝在換擋軸30上的換擋軸從動齒輪33進(jìn)行嚙合，換向軸20順時針轉(zhuǎn)動，安裝在其上的扇形齒輪23順時針旋轉(zhuǎn)，與該扇形齒輪23嚙合的換擋軸從動齒輪33逆時針旋轉(zhuǎn)，從而換擋軸30逆時針旋轉(zhuǎn)直到換擋動作完成，扇形齒輪23嚙合結(jié)束，換擋軸30由于回位彈簧的作用回到中間位置。這時離合器凸輪軸51上的凸輪遠(yuǎn)停結(jié)束，離合器開始結(jié)合直至離合器完全結(jié)合。整個加檔過程完成。
[0028]2、減擋過程
[0029]當(dāng)控制系統(tǒng)發(fā)出加檔指令后，輸入軸10所連接的換擋電機(jī)開始順時針旋轉(zhuǎn)，此時，作
[0030]為第一棘輪機(jī)構(gòu)動力輸入的輸入軸10為順時針旋轉(zhuǎn)，輸入軸10的旋轉(zhuǎn)方向與第一棘輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動方向相反，因此裝配在輸入軸10上的第一棘輪機(jī)構(gòu)打滑不參與傳動，安裝在輸入軸10上的主動齒輪11順時針旋轉(zhuǎn)，與主動齒輪11嚙合的安裝在換向軸20上換向齒輪21逆時針旋轉(zhuǎn)，從而作為第二棘輪機(jī)構(gòu)動力輸入的換向軸20為逆時針旋轉(zhuǎn)，裝配在換向軸20上的第二棘輪機(jī)構(gòu)由于運(yùn)動方向與動力輸入方向相同參與傳動,第二棘輪軸223通過安裝在其上的第二主動錐齒輪14與安裝在中間軸40上的第二被動錐齒輪44嚙合帶動中間軸40轉(zhuǎn)動，安裝在中間軸40上的第三錐齒輪45與安裝在離合器凸輪軸51上的離合錐齒輪55嚙合，帶動凸輪軸凸輪50將離合器頂開；此時安裝在換向軸20上的扇形齒輪23進(jìn)入嚙合區(qū)域與安裝在換擋軸30上的換擋軸從動齒輪33進(jìn)行嚙合，換向軸20逆時針轉(zhuǎn)動，安裝在其上的扇形齒輪23逆時針旋轉(zhuǎn)，與該扇形齒輪23嚙合的換擋軸從動齒輪33順時針旋轉(zhuǎn)，從而換擋軸30順時針旋轉(zhuǎn)直到換擋動作完成，扇形齒輪23嚙合結(jié)束，換擋軸30由于回位彈簧的作用回到中間位置。這時凸輪軸上的凸輪遠(yuǎn)停結(jié)束，離合器開始結(jié)合直至離合器完全結(jié)合。整個減檔過程完成。
[0031]本實用新型機(jī)構(gòu)的特點在于能使用單一原動機(jī)對換擋系統(tǒng)中的離合器與換擋軸同時進(jìn)行控制。無論輸入軸的是正向或是反向旋轉(zhuǎn)，由于雙棘輪裝置與設(shè)置在中間軸上的第一被動錐齒輪，第二被動錐齒輪，第三錐齒輪的作用，可以保證與離合器凸輪軸嚙合的中間軸始終延單一方向旋轉(zhuǎn)，加檔過程和減檔過程中間軸旋轉(zhuǎn)方向相反。
[0032]如圖2所示的不對稱離合器凸輪的凸輪型線，離合器凸輪為全周期凸輪，可根據(jù)不同車輛發(fā)動機(jī)與變速器的工作特性而對凸輪的推程角與回程角進(jìn)行調(diào)整；可具體測算變速器換擋時的大致同步時間而確定凸輪的遠(yuǎn)停角，最后以近停角作為封閉環(huán)。且在離合器凸輪軸、離合器凸輪與扇形齒輪進(jìn)行正確的配時之后，就能在系統(tǒng)運(yùn)行時正確的做出換擋軸延后旋轉(zhuǎn)和換擋完成后(換擋軸由回位彈簧推回原位)離合器緩慢結(jié)合，從而達(dá)到自動換擋的目的。
[0033]還可以將動力從離合器凸輪軸輸入，即離合器凸輪軸與換擋電機(jī)連接，離合器凸輪采用推程角、回程角對稱設(shè)計(推程回程角相同)。
[0034]最后說明的是，以上實施例僅用以說明本實用新型的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本實用新型進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本實用新型的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本實用新型技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本實用新型的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【權(quán)利要求】
1.摩托車自動換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)，包括設(shè)置在摩托車上的輸入軸(10)、換擋軸(30)和離合器，輸入軸(10)與換擋電機(jī)連接；其特征在于:所述輸入軸(10)設(shè)置有主動齒輪(11)，主動齒輪(11)與設(shè)置在換向軸(20)上的換向齒輪(21)嚙合形成第一齒輪傳動副； 輸入軸(IO )通過第一棘輪機(jī)構(gòu)與第一棘輪軸(123 )相連接，換向軸(20 )通過第二棘輪機(jī)構(gòu)與第二棘輪軸(223)相連接，執(zhí)行換擋時，第一棘輪機(jī)構(gòu)或第二棘輪機(jī)構(gòu)起作用； 在第一棘輪軸(123)與第二棘輪軸(223)上，分別設(shè)置有第一主動錐齒輪(13)和第二主動錐齒輪(14)，第一主動錐齒輪(13)與第二主動錐齒輪(14)分別與設(shè)置在中間軸(40)上的第一被動錐齒輪(43)、第二被動錐齒輪(44)相嚙合，第一被動錐齒輪(43)、第二被動錐齒輪(44)分別帶動中間軸(40)轉(zhuǎn)動；在中間軸(40)上還設(shè)置有第三錐齒輪(45)，第三錐齒輪(45)與設(shè)置在離合器凸輪軸(51)上的離合錐齒輪(55)哨合,帶動設(shè)置在離合器凸輪軸(51)上的離合器凸輪(50)轉(zhuǎn)動，離合器凸輪(50)作用在所述離合器上，產(chǎn)生離合動作； 在換向軸(20 )上還設(shè)置有扇形齒輪(23 )，扇形齒輪(23 )與設(shè)置在換擋軸(30 )上的換擋軸從動齒輪(33)嚙合，帶動換擋軸(30)轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生換擋動作。
2.如權(quán)利要求1所述的摩托車自動換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述主動齒輪(11)和換向齒輪(21)為直齒輪。
3.如權(quán)利要求1所述的摩托車自動換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述換擋軸從動齒輪(33)為直齒輪。
【文檔編號】B62M11/00GK203450313SQ201320518467
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年8月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月23日
【發(fā)明者】張君, 王偉, 屈翔, 廖林清, 劉維 申請人:重慶理工大學(xué)