汽车制造技术领域带有倒挡限位的换挡机构探究

DOL ：1O.3969/J.ISSN.1673--632X.2025.04’031 中国分类号 :TV85 文献标识码

1. 一种带有倒挡限位的换挡机构，其特征在于，包括安装底座，所述安装底座上固定安

装有固定底座，所述固定底座设有旋转球体安装孔，所述旋转球体安装孔内安装有旋转球 体，所述旋转球体连接换挡钢管骨架，所述换挡钢管骨架沿轴向贯穿滑动设有变速操纵杆，所述变速操纵杆上设有倒挡限位上滑块，所述换挡钢管骨架上设有倒挡限位下滑块，所述 倒挡限位下滑块设有与所述倒挡限位上滑块配合的导向槽，所述导向槽的延伸方向与所述 变速操纵杆的轴向平行，所述倒挡限位上滑块与换挡钢管骨架之间设有压缩回位弹簧，所 述倒挡限位下滑块连接换挡摇臂；

所述旋转球体的一侧固定连接选挡过渡臂，所述固定底座上位于所述旋转球体的另一 侧固定设有倒挡限位左滑块；

所述固定底座上转动安装有选挡回转轴，所述选挡回转轴的一端连接选挡摇臂，所述 选挡摇臂的一端通过关节轴承连接所述选挡过渡臂，所述选挡摇臂的另一端安装有选挡销 轴，所述选挡摇臂与所述固定底座之间设有选挡回位弹簧。

2. 根据权利要求1 所述的带有倒挡限位的换挡机构，其特征在于，所述旋转球体安装孔内设有球体衬套，所述旋转球体安装孔的底部设有下橡胶垫圈，所述旋转球体安装孔的顶 部设有固定压板，所述固定压板与所述固定底座固定连接。

3. 根据权利要求1 所述的带有倒挡限位的换挡机构，其特征在于，所述换挡钢管骨架的底部设有台阶孔，所述变速操纵杆的底部伸入所述台阶孔内，所述变速操纵杆的底端设有 反向轴用弹性挡圈和卡簧，所述反向轴用弹性挡圈与所述台阶孔的台阶部分相抵。

4. 根据权利要求1 所述的带有倒挡限位的换挡机构，其特征在于，所述倒挡限位左滑块包括向上凸起的弧形的限位滑块本体，所述限位滑块本体上设有用于与所述固定底座固定 连接的连接部，所述限位滑块本体包括外弧形周面和内弧形周面，所述外弧形周面的一侧 边连接左扇环侧面，所述左扇环侧面的底边和所述内弧形周面的一侧边之间连接有内锥滑 道面；

所述倒挡限位上滑块包括与所述变速操纵杆固定连接的固定部，所述固定部连接导向块，所述导向块设有斜下滑面，所述斜下滑面包括平面斜下滑面和位于所述平面斜下滑面 两侧的锥面下滑面；

所述倒挡限位上滑块的导向块的斜下滑面的锥度和弧度与所述倒挡限位左滑块的内锥滑道面的锥度和弧度分别相对应。

5. 根据权利要求1 所述的带有倒挡限位的换挡机构，其特征在于，所述变速操纵杆与所述换挡钢管骨架接触的部分设有POM 材料衬套。

6. 根据权利要求1 所述的带有倒挡限位的换挡机构，其特征在于，所述选挡过渡臂与所述换挡钢管骨架焊接连接，所述换挡钢管骨架和旋转球体为一体注塑结构。

7. 根据权利要求1 所述的带有倒挡限位的换挡机构，其特征在于，所述倒挡限位上滑块为一体注塑结构，所述倒挡限位上滑块设有供所述变速操纵杆穿过的安装孔，所述安装孔 的孔壁上设有注塑限位槽。

8. 根据权利要求1 所述的带有倒挡限位的换挡机构，其特征在于，所述倒挡限位左滑块为塑料倒挡限位左滑块。

9. 根据权利要求1 所述的带有倒挡限位的换挡机构，其特征在于，所述选挡回转轴一端与所述选挡摇臂固定连接，另一端设有垫片和轴用卡簧，所述选挡回转轴上靠近两端分别套设有开口护套，所述开口护套靠近所述选挡回转轴端部的一端设有环形凸起，靠近所述选挡摇臂设置的开口护套上套设有所述选挡回位弹簧。

10. 根据权利要求 1 所述的带有倒挡限位的换挡机构，其特征在于，所述安装底座冲设有减重孔、方便焊接螺栓的鼓包、用于使用螺栓与驾驶室地板固定连接的孔；

所述安装底座下端焊有与变速操纵软轴连接的连接板，所述连接板上开有用于变速操 纵软轴的安装固定的圆孔。

一、一种带有倒挡限位的换挡机构

（一）技术领域

[0001] 本文属于汽车制造技术领域，具体是指一种带有倒挡限位的换挡机构。

背景技术

[0002] 手动挡汽车在行驶过程中，要通过不断的改变挡位来满足不同的行驶路况和行驶速度。挡位的变换都是通过变速操纵器的前后、左右变换来实现各个挡位的切换。特别对于 某6 挡变速箱，其挡位分布如图1 所示，通常易出现挂1 挡和倒挡R 的误挂，对于1 挡是车辆向前行驶，倒挡是车辆向后行驶，当1 挡误挂在倒挡上时，非常容易造成安全事故的发生。

[0003] 在当前的汽车中，手动挡的变速器防误挂倒挡结构多集中在变速箱内部，结构复杂，成本较高。

（二）本文内容

[0004] 本文观点的目的在于提供一种带有倒挡限位的换挡机构，实现了倒挡和相邻前进挡位的防错挂功能，具有选挡左右自动回位功能和上下自动回位功能，解决现有手动挡 变速器容易误挂倒挡和相邻前进挡以及现有防误挂倒挡结构多集中在变速箱内部，结构复 杂，成本高的技术问题。

[0005] 技术方案：

[0006] 一种带有倒挡限位的换挡机构，包括安装底座，所述安装底座上固定安装有固定底座，所述固定底座设有旋转球体安装孔，所述旋转球体安装孔内安装有旋转球体，所述旋 转球体连接换挡钢管骨架，所述换挡钢管骨架沿轴向贯穿滑动设有变速操纵杆，所述变速 操纵杆上设有倒挡限位上滑块，所述换挡钢管骨架上设有倒挡限位下滑块，所述倒挡限位 下滑块设有与所述倒挡限位上滑块配合的导向槽，所述导向槽的延伸方向与所述变速操纵 杆的轴向平行，所述倒挡限位上滑块与换挡钢管骨架之间设有压缩回位弹簧，所述倒挡限 位下滑块连接换挡摇臂；

[0007] 所述旋转球体的一侧固定连接选挡过渡臂，所述固定底座上位于所述旋转球体的另一侧固定设有倒挡限位左滑块；

[0008] 所述固定底座上转动安装有选挡回转轴，所述选挡回转轴的一端连接选挡摇臂，所述选挡摇臂的一端通过关节轴承连接所述选挡过渡臂，所述选挡摇臂的另一端安装有选 挡销轴，所述选挡摇臂与所述固定底座之间设有选挡回位弹簧。

[0009] 作为一种改进，所述旋转球体安装孔内设有球体衬套，所述旋转球体安装孔的底部设有下橡胶垫圈，所述旋转球体安装孔的顶部设有固定压板，所述固定压板与所述固定 底座固定连接。

[0010] 作为进一步地改进，所述换挡钢管骨架的底部设有台阶孔，所述变速操纵杆的底部伸入所述台阶孔内，所述变速操纵杆的底端设有反向轴用弹性挡圈和卡簧，所述反向轴 用弹性挡圈与所述台阶孔的台阶部分相抵。

[0011] 作为进一步地改进，所述倒挡限位左滑块包括向上凸起的弧形的限位滑块本体，所述限位滑块本体上设有用于与所述固定底座固定连接的连接部，所述限位滑块本体包括

外弧形周面和内弧形周面，所述外弧形周面的一侧边连接左扇环侧面，所述左扇环侧面的 底边和所述内弧形周面的一侧边之间连接有内锥滑道面；

[0012] 所述倒挡限位上滑块包括与所述变速操纵杆固定连接的固定部，所述固定部连接导向块，所述导向块设有斜下滑面，所述斜下滑面包括平面斜下滑面和位于所述平面斜下 滑面两侧的锥面下滑面；

[0013] 所述倒挡限位上滑块的导向块的斜下滑面的锥度和弧度与所述倒挡限位左滑块的内锥滑道面的锥度和弧度分别相对应。

[0014] 作为进一步地改进，所述变速操纵杆与所述换挡钢管骨架接触的部分设有 POM材 料衬套。

[0015] 作为进一步地改进，所述选挡过渡臂与所述换挡钢管骨架焊接连接，所述换挡钢管骨架和旋转球体为一体注塑结构。

[0016] 作为进一步地改进，所述倒挡限位上滑块为一体注塑结构，所述倒挡限位上滑块设有供所述变速操纵杆穿过的安装孔，所述安装孔的孔壁上设有注塑限位槽。

[0017] 作为进一步地改进，所述倒挡限位左滑块为塑料倒挡限位左滑块。

[0018] 作为进一步地改进，所述选挡回转轴一端与所述选挡摇臂固定连接，另一端设有垫片和轴用卡簧，所述选挡回转轴上靠近两端分别套设有开口护套，所述开口护套靠近所 述选挡回转轴端部的一端设有环形凸起，靠近所述选挡摇臂设置的开口护套上套设有所述 选挡回位弹簧。

[0019] 作为进一步地改进，所述安装底座冲设有减重孔、方便焊接螺栓的鼓包、用于使用螺栓与驾驶室地板固定连接的孔；

[0020] 所述安装底座下端焊有与变速操纵软轴连接的连接板，所述连接板上开有用于变速操纵软轴的安装固定的圆孔。

[0021] 由于采用上述技术方案，本实用新型的有益效果：

[0022] 本实用新型提供的带有倒挡限位的换挡机构，操纵杆上设有倒挡限位上滑块，换挡钢管骨架上设有倒挡限位下滑块，固定底座上设有倒挡限位左滑块，当向左摆动挂倒挡 时，必须要下压换挡杆，才能避过限位装置，挂入倒挡，摘下倒挡后，内部的压缩装置内的压 缩弹簧使换挡杆向上自动回位，且该操纵器加有选挡回位弹簧，具有左右自动回位功能，实 现了倒挡和1 挡挡位的防错挂功能，具有选挡左右自动回位功能和上下自动回位功能，解决 现有手动挡变速器容易误挂倒挡和相邻前进挡以及现有防误挂倒挡结构多集中在变速箱 内部，结构复杂，成本高的技术问题。

[0023] 为描述方便，以设置倒挡限位左滑块的位置为左侧，具体地，当变速操纵杆选挡时，选挡过渡臂绕换挡钢管骨架上的旋转球体上下摆动，并带动选挡摇臂绕选挡回转轴转 动，选挡销轴对软轴做出推拉动作，实现选换挡动作，此时，因为有倒挡限位滑块的存在，选 上1 挡后，选挡摇臂无法再继续动作；当需要挂倒挡时，需要下压变速操纵杆，使倒挡限位上 滑块沿着倒挡限位下滑块下压到底部后，继续向左摆动变速操纵杆，使倒挡限位上滑块和 倒挡限位左滑块相贴合，并向前推动变速操纵杆，顺利挂上倒挡。此时，选挡回位弹簧被压 缩，由于选挡回位弹簧发生弹性变形，使其对变速操纵杆产生一个恢复弹性形变的回位力， 同时变速操纵杆因为下压，使换挡钢管骨架内部的压缩弹簧产生压缩变形，使其对变速操

纵杆产生一个向上的回位力，摘下倒挡后，在选挡回位弹簧的回位力的作用下，变速操纵杆自动向右回位，在压缩弹簧的回位力的作用下，变速操纵杆自动向上回位。

（三）具体实施方式

[0030] 下面结合具体实施方式对本实用新型作进一步的说明。其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本实 用新型的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领 域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

[0031] 本实用新型实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本实用新型的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为 基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示 或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描 述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技 术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

3. 根据权利要求1 所述的带有倒挡限位的换挡机构，其特征在于，所述换挡钢管骨架的底部设有台阶孔，所述变速操纵杆的底部伸入所述台阶孔内，所述变速操纵杆的底端设有 反向轴用弹性挡圈和卡簧，所述反向轴用弹性挡圈与所述台阶孔的台阶部分相抵。

4. 根据权利要求1 所述的带有倒挡限位的换挡机构，其特征在于，所述倒挡限位左滑块包括向上凸起的弧形的限位滑块本体，所述限位滑块本体上设有用于与所述固定底座固定 连接的连接部，所述限位滑块本体包括外弧形周面和内弧形周面，所述外弧形周面的一侧 边连接左扇环侧面，所述左扇环侧面的底边和所述内弧形周面的一侧边之间连接有内锥滑 道面；

二、结束语

当变速操纵杆选挡时，选挡过渡臂绕换挡钢管骨架上的旋转球体上下摆动，并带 动选挡摇臂绕选挡回转轴转动，选挡销轴对软轴做出推拉动作，实现选换挡动作，此时，因 为有倒挡限位滑块的存在，选上1挡后，选挡摇臂无法再继续动作；当需要挂倒挡时，需要下 压变速操纵杆，使倒挡限位上滑块沿着倒挡限位下滑块下压到底部后，继续向左摆动变速 操纵杆，使倒挡限位上滑块和倒挡限位左滑块相贴合，并向前推动变速操纵杆，顺利挂上倒 挡。此时，选挡回位弹簧被压缩，由于选挡回位弹簧发生弹性变形，使其对变速操纵杆产生 一个恢复弹性形变的回位力，同时变速操纵杆因为下压，使换挡钢管骨架内部的压缩弹簧 产生压缩变形，使其对变速操纵杆产生一个向上的回位力，摘下倒挡后，在选挡回位弹簧的 回位力的作用下，变速操纵杆自动向右回位，在压缩弹簧的回位力的作用下，变速操纵杆自 动向上回位。

所谓带有倒挡限位的换挡机构，其特征在于，所述变速操纵杆与所 述换挡钢管骨架接触的部分设有 POM 材料衬套。其特征在于，所述倒挡限位上滑块 为一体注塑结构，所述倒挡限位上滑块设有供所述变速操纵杆穿过的安装孔，所述安装孔 的孔壁上设有注塑限位槽。

参考文献：

[1] 哈尔滨成功汽车有限公司发展战略案例 哈尔滨工程大学2007中国优秀硕士论文全文数据库