本公開涉及變速器，更具體地涉及一種用于使用手動類型換檔機構(gòu)的緊湊型變速器的換檔叉。

背景技術(shù)：

本節(jié)中的陳述僅提供與本公開有關(guān)的背景信息并且可以或者可以不構(gòu)成現(xiàn)有技術(shù)。

具有用于將齒輪連接到軸的同步器的典型多檔手動或標準變速器利用機械換檔機構(gòu)來控制同步器與各自軸的接合。構(gòu)成換檔機構(gòu)的機械構(gòu)件中的一些構(gòu)件包括同步器叉、導(dǎo)軌和換檔指。在一些情況下，任何一個構(gòu)件可用于實現(xiàn)許多不同的設(shè)計目的。例如，在一些用途中會需要具有高耐沖擊性同時具有非常高的尺寸精度的同步器叉。這必須將單個零部件設(shè)計成具有多種特性，即使這些特性會相互減損。

雖然目前的機械換檔機構(gòu)實現(xiàn)了它們的預(yù)期目的，但對于用于制造顯示多個工程參數(shù)的零部件的新的和改進的制造方法的需求基本上是不變的。因此，在本技術(shù)領(lǐng)域中對于具有改進的設(shè)計能力同時提供理想封裝特性的制造方法和變速器換檔機構(gòu)存在著需求。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種具有用于選擇性地與同步器接合的換檔叉組件的變速器；換檔叉組件包括桿、懸套管、換檔指、樞軸支架和同步器叉。桿被變速器的殼體所支撐。懸套管具有第一端和第二端。懸套管被桿所支撐。換檔指具有延伸臂和指部。延伸臂具有第一端和第二端，并且第一端被固定到懸套管的第一端。第二端被固定到指部。指部包括一對突出部，這對突出部選擇性地與變速器的換擋桿接合。樞軸支架被固定到變速器的殼體。同步器叉具有第一端、叉形端、和樞軸點。第一端與換檔指的第二端接合。叉形端與同步器接合。樞軸點可旋轉(zhuǎn)地被樞軸支架所支撐。

在本發(fā)明的另一個實例中，延伸臂的第一端被焊接到懸套管的第一端。

在本發(fā)明的又一個實例中，延伸臂是由具有良好焊接性的鐵合金所形成。

在本發(fā)明的又一個實例中，延伸臂是由含有0.2%的C和余量的Fe的合金所形成。

在本發(fā)明的又一個實例中，換檔指的指部具有高表面硬度。

在本發(fā)明的又一個實例中，換檔指的指部是由含有大約0-2.0%的Cr、大約0-2.0%的Mo、大約0-2%的Cu、大約0-0.8%的C、大約0-1.0%的Ni、和余量的Fe的合金所形成。

在本發(fā)明的又一個實例中，換檔指是在粉末金屬燒結(jié)工藝中使用至少兩種不同的粉末金屬合金而形成。

在本發(fā)明的又一個實例中，換檔指的指部是由第一合金所形成，延伸臂是由第二合金所形成。

在本發(fā)明的又一個實例中，第一合金是含有1.8%的Cr、0.5%的C、和余量的Fe的合金，第二合金是含有0.2%的C和余量的Fe的合金。

本發(fā)明還提供一種變速器的換檔叉組件的換檔指。換檔指包括延伸臂和指部。延伸臂具有第一端和第二端，并且第一端被固定到換檔叉組件的懸套管的第一端。指部被固定到該延伸臂的第二端，并且其中指部包括選擇性地與變速器的換擋桿接合的一對突出部。

在本發(fā)明的一個實例中，延伸臂是由具有良好焊接性的鐵合金所形成。

在本發(fā)明的另一個實例中，延伸臂是由含有0.2%的C和余量的Fe的合金所形成。

在本發(fā)明的又一個實例中，換檔指的指部具有高表面硬度。

在本發(fā)明的又一個實例中，換檔指的指部是由含有1.8%的Cr、0.5%的C、和余量的Fe的合金所形成。

在本發(fā)明的又一個實例中，換檔指是在粉末金屬燒結(jié)工藝中使用至少兩種不同的粉末金屬合金而形成。

在本發(fā)明的又一個實例中，換檔指的指部是由第一合金所形成，延伸臂是由第二合金所形成。

在本發(fā)明的又一個實例中，第一合金是含有1.8%的Cr、0.5%的C、和余量的Fe的合金，第二合金是含有0.2%的C和余量的Fe的合金。

在本發(fā)明的又一個實例中，換檔指是利用粉末金屬燒結(jié)工藝而形成。粉末金屬燒結(jié)工藝包括以下步驟。第一步驟獲取換檔指的模具。第二步驟將模具固定在液壓壓模機中。第三步驟用第一合金粉末填充模具型腔的第一部分并且用第二合金粉末填充模具型腔的第二部分。第四步驟在模具型腔中將第一和第二合金粉末壓實。第五步驟將壓實的合金粉末加熱以完成合金粉末的完全燒結(jié)。

本發(fā)明提供以下技術(shù)方案：

1. 一種用于選擇性地接合變速器中的同步器的換檔叉組件，所述換檔叉組件包括：

由所述變速器的殼體所支撐的桿；

具有第一端和第二端的懸套管，并且其中所述懸套管由所述桿支撐；

具有延伸臂和指部的換檔指，并且其中所述延伸臂具有第一端和第二端，并且所述第一端被固定到所述懸套管的所述第一端，所述第二端被固定到所述指部，并且所述指部包括選擇性地與所述變速器的換擋桿接合的一對突出部；

被固定到所述變速器的殼體的樞軸支架；和

具有第一端、叉形端和樞軸點的同步器叉，其中所述第一端與所述換檔指的第二端接合，所述叉形端與同步器接合，并且所述樞軸點被所述樞軸支架可旋轉(zhuǎn)地支撐。

2. 如方案1所述的換檔叉組件，其中，所述延伸臂的所述第一端被焊接到所述懸套管的所述第一端。

3. 如方案1所述的換檔叉組件，其中，所述延伸臂是由具有良好焊接性的鐵合金所形成。

4. 如方案1所述的換檔叉組件，其中，所述延伸臂是由含有0.2%的C和余量的Fe的合金所形成。

5. 如方案1所述的換檔叉組件，其中，所述換檔指的所述指部具有高表面硬度。

6. 如方案1所述的換檔叉組件，其中，所述換檔指的所述指部是由含有大約0-2.0%的Cr、大約0-2.0%的Mo、大約0-2%的Cu、大約0-0.8%的C、大約0-1.0%的Ni和余量的Fe的合金所形成。

7. 如方案1所述的換檔叉組件，其中，所述換檔指是在粉末金屬燒結(jié)工藝中使用至少兩種不同的粉末金屬合金而形成。

8. 如方案1所述的換檔叉組件，其中，所述換檔指的所述指部是由第一合金所形成，所述延伸臂是由第二合金所形成。

9. 如方案8所述的換檔叉組件，其中，所述第一合金是含有1.8%的Cr、0.5%的C和余量的Fe的合金，所述第二合金是含有0.2%的C和余量的Fe的合金。

10. 一種換檔叉組件的換檔指，所述換檔指包括：

具有第一端和第二端的延伸臂，并且所述第一端被固定到所述換檔叉組件的懸套管的第一端，

被固定到該延伸臂的所述第二端的指部，并且其中所述指部包括選擇性地與變速器的換擋桿接合的一對突出部。

11. 如方案10所述的換檔指，其中，所述延伸臂是由具有良好焊接性的鐵合金所形成。

12. 如方案10所述的換檔指，其中，所述延伸臂是由含有大約0-2.0%的Cr、大約0-2.0%的Mo、大約0-2%的Cu、大約0-0.8%的C、大約0-1.0%的Ni和余量的Fe的合金所形成。

13. 如方案10所述的換檔指，其中，所述換檔指的所述指部具有高表面硬度。

14. 如方案10所述的換檔指，其中，所述換檔指的所述指部是由含有1.8%的Cr、0.5%的C和余量的Fe的合金所形成。

15. 如方案10所述的換檔指，其中，所述換檔指是在粉末金屬燒結(jié)工藝中使用至少兩種不同的粉末金屬合金而形成。

16. 如方案10所述的換檔指，其中，所述換檔指的所述指部是由第一合金所形成，所述延伸臂是由第二合金所形成。

17. 如方案17所述的換檔指，其中，所述第一合金是含有1.8%的Cr、0.5%的C和余量的Fe的合金，所述第二合金是含有0.2%的C和余量的Fe的合金。

18. 如方案10所述的換檔指，其中，所述換檔指是利用粉末金屬燒結(jié)工藝而形成，所述粉末金屬燒結(jié)工藝包括以下步驟：

獲取所述換檔指的模具的第一步驟；

將所述模具固定在液壓壓模機中的第二步驟；

用第一合金粉末填充所述模具型腔的第一部分并且用第二合金粉末填充所述模具型腔的第二部分的第三步驟；

將所述第一和第二合金粉末在所述模具型腔中壓實的第四步驟；和

將所述壓實的合金粉末加熱從而獲得所述合金粉末的完全燒結(jié)的第五步驟。

19. 如方案10所述的換檔指，其中，所述換檔指包括所述第一合金與第二合金接觸的界面，并且所述界面具有完全燒結(jié)的微觀結(jié)構(gòu)的特性。

20. 一種用于選擇性地接合變速器中的同步器的換檔叉組件，所述換檔叉組件包括：

被所述變速器的殼體所支撐的桿；

具有第一端和第二端的懸套管，并且其中所述懸套管由所述桿支撐；

具有延伸臂和指部的換檔指，并且其中所述延伸臂具有第一端和第二端，并且所述第一端被固定到所述懸套管的所述第一端，所述第二端被固定到所述指部，并且所述指部包括選擇性地與所述變速器的換擋桿接合的一對突出部；

被固定到所述變速器的殼體的樞軸支架；和

具有第一端、叉形端和樞軸點的同步器叉，其中所述第一端與所述換檔指的所述第二端接合，所述叉形端與同步器接合，并且所述樞軸點可旋轉(zhuǎn)地被所述樞軸支架支撐，并且

其中，所述換檔指是利用粉末金屬燒結(jié)工藝而形成，所述粉末金屬燒結(jié)工藝包括以下步驟：

獲取所述換檔指的模具的第一步驟；

將所述模具固定在液壓壓模機中的第二步驟；

用第一合金粉末填充所述模具型腔的第一部分并且用第二合金粉末填充所述模具型腔的第二部分的第三步驟；

將所述第一和第二合金粉末在所述模具型腔中壓實的第四步驟；和

將所述壓實的合金粉末加熱以獲得所述合金粉末的完全燒結(jié)的第五步驟。

結(jié)合附圖從對用于實施本發(fā)明的最佳方式的以下詳細說明，將容易地明了本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點及其它特征和優(yōu)點。

附圖說明

本文中所描述的附圖是為了說明的目的，而并非意圖以任何方式限制本公開的范圍。

圖1是根據(jù)本發(fā)明的用于手動變速器的示例性齒輪傳動和換擋組件的透視圖。

圖2是根據(jù)本發(fā)明的用于手動變速器的換擋組件的分解透視圖。

圖3A是根據(jù)本發(fā)明的手動變速器的一部分的透視圖。

圖3B是根據(jù)本發(fā)明的用于手動變速器的換檔組件的一部分的透視圖。

圖4是根據(jù)本發(fā)明的用于手動變速器的換檔叉和懸套殼組件的俯視圖。

圖5是根據(jù)本發(fā)明的用于手動變速器的換檔叉的側(cè)視圖。

圖6A是根據(jù)本發(fā)明的用于手動變速器的換檔叉的指的制造工具的前截面圖。

圖6B是根據(jù)本發(fā)明的用于手動變速器的換檔叉的指的制造工具的仰視圖。

圖6C是根據(jù)本發(fā)明的用于手動變速器的換檔叉的指的制造工具的截面?zhèn)纫晥D。

圖7是根據(jù)本發(fā)明的手動變速器的組件中的換檔叉和懸套管的截面圖。

具體實施方式

現(xiàn)在將參照圖1和圖2，對在組裝的各種階段中的變速器10進行說明和描述。變速器10包括通常用附圖標記10標示的多檔手動變速器，并且現(xiàn)在將對該變速器進行描述。變速器10包括變速器輸入軸12、變速器輸出軸14、和至少部分地被殼體20所支撐的齒輪傳動裝置18。輸入構(gòu)件12可與變速器10分離，并且輸入構(gòu)件12可經(jīng)由手動致動離合器（未圖示）選擇性地連接到發(fā)動機的輸出構(gòu)件。輸出構(gòu)件14與主減速器（未圖示）直接地連接從而與其共同旋轉(zhuǎn)，主減速器將來自輸出構(gòu)件14的扭矩傳遞至一組車輪（未圖示）。

現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖3A和圖3B并且繼續(xù)參照圖1 和圖2，齒輪傳動裝置18包括：各種軸或構(gòu)件、共面的相互嚙合的齒輪組、可選擇性接合的同步器和用于同步器操縱的叉系統(tǒng)，如將在本文中描述的。例如，齒輪傳動裝置18包括：變速器輸入軸12、輸出軸14、惰輪軸24、和包括多個導(dǎo)軌和叉的同步器操縱裝置26。同步器操縱裝置26利用多個導(dǎo)軌和叉來轉(zhuǎn)換由操作者所操縱的換擋桿28的運動，從而使各種同步器因此與特定的齒輪接合和分離。例如，同步器操縱裝置26包括第一換檔機構(gòu)30，該第一換擋機構(gòu)30是用于使第一同步器32與第一齒輪34接合和分離使得第一齒輪34選擇性地與輸出軸14共同旋轉(zhuǎn)。第一換檔機構(gòu)30包括指組件36、樞軸支架38、同步器叉40和桿42。指組件36被桿42所支撐，以便在與輸出軸14平行的方向上做軸向運動。指組件36包括換檔指48、樞軸槽50和懸套管（flyer tube）52。懸套管52具有第一端44和第二端46，并且換檔指48被設(shè)置在懸套管52的第一端44的附近并且選擇性地接合換擋桿28。樞軸槽50被設(shè)置在懸套管52的第二端46的附近并且接納同步器叉40的叉桿54。當指組件36沿桿42軸向地平移時，樞軸槽50與同步器叉40的叉桿54接合并且使同步器叉40圍繞樞軸支架38樞轉(zhuǎn)。

現(xiàn)在參照圖4和圖5，圖中示出了包括換檔指48和懸套管52的指組件36并且現(xiàn)在作進一步描述。換檔指48包括指部56和延伸臂部58。更具體地，延伸臂58包括第一端60和第二端62，并且第一端被固定到懸套管52。換檔指48被固定到延伸臂58的第二端62，并且換檔指48包括從延伸臂58中延伸出的一對突出部64。突出部64各自具有內(nèi)磨損表面66、68，這兩個內(nèi)磨損表面被間隙70分開，換檔桿28的突出部經(jīng)過該間隙70并且選擇性地與磨損表面66、68接觸。理想地，突出部64的磨損表面64、68具有非常高的表面硬度，該高表面硬度提供磨損表面的延長的壽命。同樣地，有利的是利用安裝到可用于連接的封裝空間中的方法，將延伸臂58固定到懸套管52。將延伸臂58組裝到懸套管52的一種這樣的方法是將延伸臂58焊接到懸套管52。該方法包括以下優(yōu)點：非常強的連接以及需要小的封裝空間。然而，因為換檔指48預(yù)期是由一種類型材料所制成的單件，所以需要額外的操作來實現(xiàn)磨損表面66、68的高表面硬度同時保留換檔指48對懸套管52的焊接性。該高表面硬度是利用誘導(dǎo)操作而實現(xiàn)。通過使表面66、68暴露于高溫，然后通過具有較高冷卻速率的淬火使磨損表面66、68冷卻，因此保留被加熱的磨損表面66、68的微觀結(jié)構(gòu)，誘導(dǎo)操作局部地作用于突出部的磨損表面66、68。

另一種制造指組件36的方法包括將第一粉末金屬合金71和第二粉末金屬合金73燒結(jié)以形成換檔指46。例如，將第一粉末金屬合金71用于形成指部56，將第二粉末金屬合金73用于形成延伸部58。第一粉末金屬合金71包括一定比例的、導(dǎo)致非常高的表面光潔度的金屬。通常，由大約0-2.0%的Cr、大約0-2.0%的Mo、大約0-2%的Cu、大約0-0.8%的C、大約0-1.0%的Ni和余量的Fe所組成的合金對于該用途是理想的。更具體地，例如含有1.8%的Cr、0.5%的C和余量的Fe的合金將會導(dǎo)致該用途所需的高表面硬度。此外，包含0.2%的C和余量的Fe的合金適合于焊接。第一和第二合金71、73的另一個要求是它們必須在換檔指56與延伸臂58之間的分劃線72處燒結(jié)到一起。

現(xiàn)在參照圖6A、圖6B和圖6C，圖中示出了用于在單個零部件中對第一和第二粉末金屬合金進行燒結(jié)的制造工藝，并且現(xiàn)在將描述該工藝。例如，圖6A圖解說明了單合金工藝74和雙合金工藝76。單合金工藝74包括將單一的粉末金屬合金78經(jīng)由單個吹管82導(dǎo)入工具腔80?？商娲?，雙合金工藝76包括將第一粉末金屬合金71經(jīng)過第一吹管88導(dǎo)入工具腔86，同時將第二金屬合金73經(jīng)過與第一吹管88間隔定位的第二吹管92導(dǎo)入同一工具腔86從而填充需要第二金屬合金90的工具腔86的一部分。分劃線72形成于第一粉末金屬合金71與第二粉末金屬合金73相遇的位置。在將粉末金屬合金71、73吹入工具腔86之后，將工具腔86加熱以促進合金71、73的燒結(jié)，兩者獨立地或者在合金內(nèi)部以及在分劃線72處在合金71、73它們自身之間。

現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖7，圖中示出指組件36是在變速器殼體94的內(nèi)部，圖中說明了當采用上述制造工藝時可能的緊密度容限。

雖然已詳細描述了用于實施本發(fā)明的最佳方式，但與本發(fā)明相關(guān)的領(lǐng)域中的技術(shù)人員將認識到在所附權(quán)利要求范圍內(nèi)用于實施本發(fā)明的各種替代的設(shè)計和例子。