CN102410343A - 具有倒档齿轮制动器的变速器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及具有倒档齿轮制动器的变速器。公开了具有输入轴和输出轴的变速器，其中输入齿轮与输入轴旋转地固定以进行共同旋转，输出齿轮与输出轴旋转地固定以进行共同旋转，第三轴与输入轴和输出轴大体上平行地布置并且具有包括花键部分和非花键部分的外表面。与第三轴旋转地固定以进行共同旋转的倒档齿轮组件包括倒档齿轮、同步器元件、环形保持元件和同步器弹簧。倒档齿轮布置在第三轴上，并且具有从第一侧伸出的毂。倒档齿轮组件可沿着第三轴选择地轴向移动以啮合输入齿轮和输出齿轮。

Description

具有倒档齿轮制动器的变速器

技术领域

本发明总体上涉及变速器，更具体而言涉及具有倒档齿轮制动器的变速器，该倒档齿轮制动器用来在换档到倒档传动比时减小齿轮撞击。

背景技术

这部分的说明仅仅提供与本发明有关的背景信息，其可能构成或可能不构成现有技术。

典型的手动变速器包括多个轴、齿轮、换档机构、同步器或其他转矩传递机构，它们协作以提供多种前进档和倒档传动比或速比。变速器输入轴可选择地连接到发动机输出轴并且包括若干齿轮，这些齿轮例如利用同步器可选择地连接到输入轴。输入轴的齿轮与可选择地连接到输出轴的相应齿轮啮合。为了获得变速器输入轴和输出轴之间的特定的前进传动比，换档机构，例如手动换档装置，控制了同步器与所需齿轮的啮合。为了从空档换档至倒档传动比，使用倒档齿轮在输入轴齿轮和输出轴齿轮之间滑动以反转输出轴的旋转方向。

倒档齿轮选择地与输入轴倒档齿轮啮合。当啮合时，输入轴倒档齿轮与倒档齿轮两者以大约相同的速度一起旋转。然后，倒档齿轮与输出轴齿轮啮合以将转矩从输入轴传递到输出轴。输出轴通常是静止的或者以与倒档齿轮相反的方向旋转。如果输出轴是静止的或者以相反方向旋转。倒档齿轮与输出齿轮的啮合可能引起冲击或齿轮撞击，这产生吵闹的刮擦和磨削噪音。如果倒档齿轮正相对于输出轴以高速旋转，则这种噪音可能是特别令人不快的。齿轮撞击对于变速器的长期耐久性能是有害的并且可以是昂贵的消费者维修账单的来源。倒档齿轮同步器系统可用来在与输出轴啮合时停止倒档齿轮旋转，然而这种倒档齿轮同步器系统实施起来可能是昂贵的。

因此，在变速器领域中还有发展空间，所述变速器包括成本效率高的机构以在驾驶者换档至倒档传动比时通过降低输入轴和倒档齿轮的旋转速度来减小齿轮撞击。

发明内容

本发明提供了具有输入轴和输出轴的变速器。输入齿轮与输入轴可旋转地固定以进行共同旋转，输出齿轮与输出轴可旋转地固定以进行共同旋转。第三轴与输入轴和输出轴大体上平行地布置，并且具有包括花键部分和非花键部分的外表面。提供了与第三轴旋转地固定以进行共同旋转的倒档齿轮组件。倒档齿轮组件包括倒档齿轮、同步器元件、同步器弹簧和保持元件。倒档齿轮布置在第三轴上并且具有第一侧、与第一侧相反的第二侧和从第一侧伸出的毂。毂包括内齿轮表面和外齿轮表面，其中内齿轮表面具有圆锥形外形。同步器元件布置在第三轴上并且在第三轴的花键部分和非花键部分之间可滑动。同步器元件具有确定了孔的内同步器表面和圆锥形的外同步器表面。外同步器表面与倒档齿轮的毂的内齿轮表面相对并且与其摩擦地接合以减小倒档齿轮和同步器元件之间的相对旋转。内同步器表面具有至少一个径向延伸的突出部，其选择地与第三轴的花键部分接合。环形保持元件布置在第三轴上并且具有内保持表面。内保持表面的一部分与毂的外齿轮表面固定地接合。同步器弹簧布置在第三轴上并且位于保持元件和同步器元件之间。保持元件的内表面与弹簧接触并且对弹簧预加载。弹簧对同步器元件施加偏压力以使同步器从第三轴的花键部分向非花键部分选择地轴向移动。倒档齿轮组件可沿着第三轴选择地轴向移动以接合输入齿轮和输出齿轮。

在本发明的实施方案中，倒档齿轮组件选择地布置在第一位置、第二位置、和第三位置中的至少一个中。在第一位置中，倒档齿轮不与输入齿轮和输出齿轮接触。在第二位置中，倒档齿轮与输入齿轮元件啮合。同步器元件的至少一个径向延伸的突出部与第三轴的花键部分接合，以使得同步器元件总体上不能围绕第三轴旋转。在第三位置中，倒档齿轮与输入齿轮和输出齿轮两者啮合。

在本发明的另一个实施方案中，所述至少一个径向延伸的突出部在第三位置中不与第三轴的花键部分接合。同步器元件在第三位置中围绕第三轴旋转。

在本发明的又一个实施方案中，倒档齿轮进一步包括从第二侧伸出的第二毂。第二毂具有径向凹槽，其构形成接收选择地操作的联接元件。

在本发明的实施方案中，同步器元件包括四个径向延伸的突出部。

在本发明的另一个实施方案中，同步器弹簧是波型弹簧。

在本发明的又一个实施方案中，外同步器表面有纹理并提供同步器元件和倒档齿轮之间的摩擦接合。

在本发明的实施方案中，有纹理的表面包括一系列径向定向的凸起的脊。

在本发明的另一个实施方案中，输入轴的倒档齿轮具有第一宽度，输出轴的套筒齿轮具有第二宽度，其中第一宽度大于第二宽度。

本发明提供以下技术方案：

方案1. 一种具有输入轴和输出轴的变速器，所述变速器包括：

与所述输入轴旋转地固定以进行共同旋转的输入齿轮；

与所述输出轴旋转地固定以进行共同旋转的输出齿轮；

与所述输入轴和所述输出轴大体上平行地布置的第三轴，所述第三轴具有包括花键部分和非花键部分的外表面；

与所述第三轴旋转地固定以进行共同旋转的倒档齿轮组件，所述倒档齿轮组件包括：

布置在所述第三轴上的倒档齿轮，所述倒档齿轮具有第一侧、与所述第一侧相反的第二侧和从所述第一侧伸出的毂，其中所述毂包括内齿轮表面和外齿轮表面，所述内齿轮表面具有圆锥形外形；

布置在所述第三轴上并且在所述第三轴的所述花键部分和所述非花键部分之间可滑动的同步器元件，其中所述同步器元件具有确定了孔的内同步器表面和圆锥形的外同步器表面，和其中所述外同步器表面与所述倒档齿轮的所述毂的所述内齿轮表面相对并且与所述内齿轮表面摩擦地接合以减小所述倒档齿轮和所述同步器元件之间的相对旋转，和其中所述内同步器表面具有至少一个径向延伸的突出部，所述突出部可选择地与所述第三轴的所述花键部分接合；

布置在所述第三轴上的环形保持元件，其具有内保持表面，其中所述内保持表面的一部分与所述毂的所述外齿轮表面固定地接合；和

同步器弹簧，其布置在所述第三轴上并且位于所述保持元件和所述同步器元件之间，其中所述保持元件的内表面与所述弹簧接触并且对所述弹簧预加载，和其中所述弹簧对所述同步器元件施加偏压力以选择性地使所述同步器从所述第三轴的花键部分向所述非花键部分轴向移动，和

其中所述倒档齿轮组件沿着所述第三轴选择性地轴向移动以接合所述输入齿轮和所述输出齿轮。

方案2. 如方案1所述的变速器，其中所述倒档齿轮组件选择地布置在第一位置、第二位置、和第三位置中的至少一个中，以及其中：

在所述第一位置中，所述倒档齿轮不与所述输入齿轮和所述输出齿轮接触；

在所述第二位置中，所述倒档齿轮与所述输入齿轮元件啮合，和其中所述同步器元件的至少一个径向延伸的突出部与所述第三轴的所述花键部分接合，以使得所述同步器元件总体上不能围绕所述第三轴旋转；和

在所述第三位置中，所述倒档齿轮与所述输入齿轮和所述输出齿轮两者啮合。

方案3. 如方案2所述的变速器，其中所述至少一个径向延伸的突出部在所述第三位置中不与所述第三轴的所述花键部分接合，以使得所述同步器元件围绕所述第三轴旋转。

方案4. 如方案1所述的变速器，其中所述倒档齿轮进一步包括从所述第二侧伸出的第二毂，和其中所述第二毂具有径向凹槽，该凹槽构形成接收选择地操作的联接元件。

方案5. 如方案1所述的变速器，其中所述同步器元件包括四个径向延伸的突出部。

方案6. 如方案1所述的变速器，其中所述同步器弹簧是波型弹簧。

方案7. 如方案1所述的变速器，其中所述外同步器表面有纹理并提供所述同步器元件和所述倒档齿轮之间的摩擦接合。

方案8. 如方案7所述的变速器，其中所述有纹理的表面包括一系列径向取向的凸起脊。

方案9. 如方案1所述的变速器，其中所述输入轴的所述倒档齿轮具有第一宽度，所述输出轴的所述套筒齿轮具有第二宽度，和其中所述第一宽度大于所述第二宽度。

方案10. 一种具有输入轴和输出轴的变速器，所述变速器包括：

与所述输入轴旋转地固定以进行共同旋转的输入齿轮；

与所述输出轴旋转地固定以进行共同旋转的输出齿轮；

与所述输入轴和所述输出轴大体上平行地布置的第三轴，所述第三轴具有包括花键部分和非花键部分的外表面；

与所述第三轴旋转地固定以进行共同旋转的倒档齿轮组件，所述倒档齿轮组件包括：

布置在所述第三轴上的倒档齿轮，所述倒档齿轮具有第一侧、与所述第一侧相反的第二侧和从所述第一侧伸出的毂，其中所述毂包括内齿轮表面和外齿轮表面，所述内齿轮表面具有圆锥形外形；

布置在所述第三轴上并且在所述第三轴的所述花键部分和所述非花键部分之间可滑动的同步器元件，其中所述同步器元件具有确定了孔的内同步器表面和圆锥形的外同步器表面，和其中所述外同步器表面与所述倒档齿轮的所述毂的所述内齿轮表面相对并且与所述内齿轮表面摩擦地接合以减小所述倒档齿轮和所述同步器元件之间的相对旋转，和其中所述内同步器表面具有至少一个径向延伸的突出部，所述突出部可选择地与所述第三轴的所述花键部分接合；

布置在所述第三轴上的环形保持元件，其具有内保持表面，其中所述内保持表面的一部分与所述毂的所述外齿轮表面固定地接合；和

同步器弹簧，其布置在所述第三轴上并且位于所述保持元件和所述同步器元件之间，其中所述保持元件的内表面与所述弹簧接触并且对所述弹簧预加载，和其中所述弹簧对所述同步器元件施加偏压力以使所述同步器从所述第三轴的花键部分向所述非花键部分选择性地轴向移动，

其中所述倒档齿轮组件沿着所述第三轴选择性地轴向移动以接合所述输入齿轮和所述输出齿轮，

其中所述倒档齿轮组件选择地布置在第一位置、第二位置、和第三位置中的至少一个中，其中在所述第一位置中，所述倒档齿轮不与所述输入齿轮和所述输出齿轮接触；

在所述第二位置中，所述倒档齿轮与所述输入齿轮元件啮合，和其中所述同步器元件的至少一个径向延伸的突出部与所述第三轴的所述花键部分接合，以使得所述同步器元件总体上不能围绕所述第三轴旋转；和

在所述第三位置中，所述倒档齿轮与所述输入齿轮和所述输出齿轮两者啮合。

方案11. 如方案10所述的变速器，其中所述至少一个径向延伸的突出部在所述第三位置中不与所述第三轴的所述花键部分接合，以使得所述同步器元件围绕所述第三轴旋转。

方案12. 如方案10所述的变速器，其中所述倒档齿轮进一步包括从所述第二侧伸出的第二毂，和其中所述第二毂具有径向凹槽，该凹槽构形成接收选择地操作的联接元件。

方案13. 如方案10所述的变速器，其中所述同步器元件包括四个径向延伸的突出部。

方案14. 如方案10所述的变速器，其中所述同步器弹簧是波型弹簧。

方案15. 如方案10所述的变速器，其中所述外同步器表面有纹理并提供所述同步器元件和所述倒档齿轮之间的摩擦接合。

方案16. 如方案15所述的变速器，其中所述有纹理的表面包括一系列径向取向的凸起脊。

方案17. 一种具有输入轴和输出轴的变速器，所述变速器包括：

与所述输入轴旋转地固定以进行共同旋转的输入齿轮；

与所述输出轴旋转地固定以进行共同旋转的输出齿轮；

与所述输入轴和所述输出轴大体上平行地布置的第三轴，所述第三轴具有包括花键部分和非花键部分的外表面；

与所述第三轴旋转地固定以进行共同旋转的倒档齿轮组件，所述倒档齿轮组件包括：

布置在所述第三轴上的倒档齿轮，所述倒档齿轮具有第一侧、与所述第一侧相反的第二侧和从所述第一侧伸出的毂，其中所述毂包括内齿轮表面和外齿轮表面，所述内齿轮表面具有圆锥形外形；

布置在所述第三轴上并且在所述第三轴的所述花键部分和所述非花键部分之间可滑动的同步器元件，其中所述同步器元件具有确定了孔的内同步器表面和圆锥形的外同步器表面，和其中所述外同步器表面与所述倒档齿轮的所述毂的所述内齿轮表面相对并且与所述内齿轮表面摩擦地接合以减小所述倒档齿轮和所述同步器元件之间的相对旋转，和其中所述内同步器表面具有至少一个径向延伸的突出部，所述突出部可选择地与所述第三轴的所述花键部分接合；

布置在所述第三轴上的环形保持元件，其具有内保持表面，其中所述内保持表面的一部分与所述毂的所述外齿轮表面固定地接合；和

同步器弹簧，其布置在所述第三轴上并且位于所述保持元件和所述同步器元件之间，其中所述保持元件的内表面与所述弹簧接触并且对所述弹簧预加载，和其中所述弹簧对所述同步器元件施加偏压力以使所述同步器从所述第三轴的花键部分向所述非花键部分选择地轴向移动，

其中所述倒档齿轮组件沿着所述第三轴选择性地轴向移动以接合所述输入齿轮和所述输出齿轮，

其中所述倒档齿轮组件选择地布置在第一位置、第二位置、和第三位置中的至少一个中，其中在所述第一位置中，所述倒档齿轮不与所述输入齿轮和所述输出齿轮接触；

在所述第二位置中，所述倒档齿轮与所述输入齿轮元件啮合，和其中所述同步器元件的至少一个径向延伸的突出部与所述第三轴的所述花键部分接合，以使得所述同步器元件总体上不能围绕所述第三轴旋转；和

在所述第三位置中，所述倒档齿轮与所述输入齿轮和所述输出齿轮两者啮合，且所述至少一个径向延伸的突出部不与所述第三轴的所述花键部分接合以使得所述同步器元件围绕所述第三轴旋转。

方案18. 如方案17所述的变速器，其中所述倒档齿轮进一步包括从所述第二侧伸出的第二毂，和其中所述第二毂具有径向凹槽，其构形成接收选择地操作的联接元件。

方案19. 如方案17所述的变速器，其中所述同步器元件包括四个径向延伸的突出部。

方案20. 如方案17所述的变速器，其中所述同步器弹簧是波型弹簧。

根据这里提供的说明，其它应用领域将变得显而易见。应当理解说明书和具体的实例仅仅是为了说明的目的而不是用来限制本发明的范围。

附图说明

这里描述的附图仅仅是为了说明的目的而不是用来以任何方式限制本发明的范围。

图1是具有输入轴、输出轴和倒档齿轮组件的示例性变速器的透视图；

图2A是图1中所示变速器的倒档齿轮组件的分解图；

图2B是沿着倒档轴的花键部分接合的倒档齿轮组件的透视图；

图2C是不与倒档轴的花键部分接合的倒档齿轮组件的透视图；

图3A是倒档齿轮组件的一部分的横截面图；

图3B是图1中所示的倒档齿轮组件的同步器元件的透视图；

图4A是在第一分离位置中的图1所示的输入轴、输出轴和倒档齿轮组件的平面图；

图4B是在第一分离位置中的倒档齿轮组件的横截面图；

图5A是在第二部分接合位置中的图1所示的输入轴、输出轴和倒档齿轮组件的平面图；

图5B是在第二部分接合位置中的倒档齿轮组件的横截面视图；

图6A是在第三接合位置中的图1所示的输入轴、输出轴和倒档齿轮组件的平面图；

图6B是在第三接合位置中的倒档齿轮组件的横截面图。

具体实施方式

下列说明本质上仅仅是示例性的，而不是用来限制本发明、应用或用途。

参考图1，显示了示例性变速器10的透视图，变速器10具有由变速器外壳（未显示）支撑的输入轴12、主轴或输出轴14、和倒档轴16。输入轴12连接到发动机或原动机输出（未显示），主轴14连接到车辆传动轴（未显示），传动轴给车辆的驱动轮提供转矩。输入轴12和输出轴14各自支撑多个齿轮18，多个齿轮18相互啮合形成多个齿轮组。倒档轴16与输入轴12和输出轴14平行地布置并且由变速器外壳固定地支撑。倒档轴16支撑倒档齿轮组件20，倒档齿轮组件20沿着倒档轴16选择地移动以接合输入轴12的倒档齿轮或元件22以及输出轴14上的套筒齿轮或元件24。当变速器10从空档传动比换档到倒档传动比时，倒档齿轮组件20首先与输入轴12的倒档齿轮22啮合，然后倒档齿轮组件20与输出轴14的套筒齿轮24啮合。

现在参考图2A-2C，在图2A中倒档齿轮组件20以分解状态显示，而在图2B-2C中以组装状态显示。现在看图2A，倒档齿轮组件20包括倒档齿轮元件30，大体上为圆锥形的同步器元件32，同步器偏压元件或弹簧34，和保持器元件36。倒档齿轮元件30具有外表面40，外表面40具有多个齿轮齿42，齿轮齿42构形成与另一个旋转齿轮可滑动地啮合。倒档齿轮元件30还包括在倒档齿轮30的第一侧48上的第一大体上圆锥形的制动毂46以及在倒档齿轮30的第二侧52上的第二开槽的联接毂50（在图3A中示出）。制动毂46包括内表面54和外表面56。参考图3A，第二开槽的连接毂50具有径向凹槽51，其构形成接收选择地操作的联接装置，例如换档拨叉联接装置。回到图2A，倒档齿轮30还包括接收轴承60的内径58。当倒档齿轮30围绕倒档轴16旋转时，轴承60用来改善旋转损失和磨损。

同步器元件32具有内表面62、外表面64、第一端66和第二端68。在图2A所示的实施例中，同步器元件32的外表面64具有大体上圆锥形的外形，并且有纹理以具有多个径向定向的凸起的脊70。参考图3A，同步器元件32的第一端66具有第一直径D1，第二端68具有第二直径D2，其中第一直径D1小于第二直径D2。同步器32的外表面64的脊70上有纹理，脊70试图摩擦接合倒档齿轮30的制动毂46的内表面60。该接合减小了倒档齿轮30和同步器元件32之间的相对旋转。具体地说，同步器元件32的外表面64大体上对应于制动毂46的内表面60，有纹理的外表面64与倒档齿轮30接触并帮助同步器元件32和倒档齿轮30之间的摩擦接合。虽然图2A和3A示出了具有脊70的同步器元件32外表面64，但本领域技术人员将懂得，也可以使用帮助同步器元件32和倒档齿轮30之间的摩擦接合的其他类型的有纹理的特征。例如，在备选实施例中，同步器元件32的外表面64可以是滚花的。

现在看图3B，同步器元件32的内表面64确定了孔71。内表面64包括至少一个径向延伸的突出部72。在所示的实施例中，同步器元件32包括四个等间隔的突出部72，然而应该懂得，也可以使用任意数量的突出部72。回到图2A，同步器元件32的突出部72用来选择地使同步器元件32与倒档轴16的花键部分74接合。倒档轴16还包括大体上光滑的部分或非花键部分76。同步器元件32沿着倒档轴16在花键部分和非花键部分72和74之间选择地轴向移动。

同步器弹簧34布置在倒档轴16上位于同步器元件32和保持器元件36之间。同步器弹簧34用来对同步器元件32施加偏压力，由此使同步器元件32沿着倒档轴16选择地轴向移动。虽然图2A将同步器弹簧表示为波型弹簧，但本领域技术人员将懂得，也可以使用施加偏压力的任意类型的偏压元件。

环形的保持元件36布置在倒档轴16上，且具有内表面80。看图3A，保持元件36的内表面80的一部分与制动毂46的外表面56固定地接合。在一个实施例中，保持元件36压配合到制动毂46的外表面56，然而应该懂得，也可以用其他方法使保持元件36与制动毂46固定地接合。保持元件36的内表面80接触同步器弹簧34并且与制动毂36固定地接合以给同步器弹簧34预加载。同步器弹簧34由保持元件36预加载以对同步器元件32施加偏压力F。同步器弹簧34的偏压力F沿方向A选择地推倒档齿轮组件20。

看图2B，当同步器元件32的突出部72（图3B）与倒档轴16的花键部分74接合时，倒档齿轮30不能围绕倒档轴16自由旋转。这是因为同步器元件32的突出部72与倒档轴16的花键部分74接合，因此将同步器元件32关于倒档轴16锁定在合适位置中。看图2C，当同步器弹簧34施加的偏压力F（看图3A）沿方向A推倒档齿轮组件20时，同步器元件32的突出部72与倒档轴16的花键部分74分离，且同步器元件32和倒档齿轮30能围绕倒档轴16旋转。通过与倒档齿轮30的径向凹槽51（图3A中示出）接合的选择地操作的联接装置，例如换挡拨叉联接装置，能使倒档齿轮组件20沿着倒档轴16在方向B上轴向地移动。

总的参考图4A-6B，示出了当变速器10从空档传动比换档到倒档传动比时与输入轴12和输出轴14中的每一个接合的倒档齿轮组件20的示例性图。图4A、5A和6A是相对于输入轴12和输出轴14处于三个不同位置中的倒档齿轮组件30的图。倒档齿轮30、输入轴12的倒档齿轮22、和输出轴14的套筒齿轮24均采用被设计成彼此可滑动地接合的齿轮齿。具体地说，倒档齿轮30与输入轴12的倒档齿轮22和输出轴14的套筒齿轮24两者可滑动地接合。图4B、5B和6B是在三个不同位置中的每个位置中位于倒档轴16上的倒档齿轮组件20的横截面图。

参考图4A-4B，示出了倒档齿轮组件20的第一分离位置，其中变速器处于空档传动比中。在第一分离位置中，倒档齿轮组件20不与输入轴12的倒档齿轮22或输出轴14的套筒齿轮24接触或啮合。具体参考图4A，输入轴12的倒档齿轮22具有第一宽度W1，输出轴14的套筒齿轮24具有第二宽度W2。第一宽度W1大于第二宽度W2以使得倒档齿轮22比套筒齿轮24位置更靠近倒档齿轮30。当倒档齿轮组件20沿着倒档齿轮轴16在方向A上轴向地移动时，倒档齿轮30在与输出轴16的套筒齿轮24啮合之前，将首先与输入轴12的倒档齿轮22啮合。看图4B，同步器元件32的突出部72与倒档轴16的花键部分74接合。当倒档齿轮组件20处于第一分离位置中时，同步器元件32相对于倒档轴16被锁定在合适位置中。因而，同步器元件32一般不能围绕倒档轴16的轴线A-A旋转。

图5A-5B表示处于第二部分接合位置（部分地接合的第二位置）中的倒档齿轮组件20。同步器弹簧34（在图3A中示出）施加的偏压力F沿着倒档轴16在方向A上将倒档齿轮组件20从第一分离位置（图4A中示出）推到图5A中的第二部分接合位置。倒档齿轮30被沿方向A推压以与输入轴12的倒档齿轮22啮合，但仍未与输出轴14的套筒齿轮24啮合。在所示的实施例中，输入轴12的倒档齿轮22和倒档轴16的倒档齿轮30均包括各自的斜缘80和82。斜缘80和82彼此相对并且可以帮助输入轴12的倒档齿轮22和倒档轴16的倒档齿轮30之间的接合。

现在参考图5B，当倒档齿轮组件20处于第二部分接合位置中时，同步器元件32的突出部72仍与倒档轴16的花键部分74接合。由于突出部72和花键部分74之间的接合，同步器元件32仍不能围绕倒档轴16的轴线A-A旋转。同步器元件32的外表面64与倒档齿轮30的制动毂46的内表面60摩擦地接合。因而，当倒档齿轮30与输入轴12啮合时，同步器元件32的外表面64和倒档齿轮30的制动毂46的内表面60之间的摩擦接合降低了输入轴12的旋转速度。在一个实施例中，输入轴12的旋转速度可以降低到150RPM以下的速度。

图6A-6B表示处于第三完全接合位置中的倒档齿轮组件20。倒档齿轮组件20沿着倒档轴16在方向A上被从图5A中的第二部分接合位置推到图6A中的第三完全接合位置。倒档齿轮与输入轴12的倒档齿轮22和输出轴14的套筒齿轮24两者啮合，且变速器换档到倒档传动比。当倒档齿轮组件20处于第三接合位置中时，同步器元件32的突出部72不再与倒档轴16的花键部分74接合，倒档齿轮30能围绕倒档轴16自由旋转。看图6B，当倒档齿轮组件20处于第三接合位置中时，同步器元件32的突出部72不再与倒档轴16的花键部分74接合。结果，同步器元件32现在能围绕倒档轴16的轴线A-A旋转。

倒档齿轮30、输入轴12的倒档齿轮22和输出轴14的套筒齿轮24均采用被设计成彼此可滑动地接合的齿轮齿。两个齿轮一起滑动以便啮合通常要求各个齿轮以比较类似的速度沿相同方向旋转。如果在齿轮以不同的或沿相反的旋转方向旋转的情况下使齿轮啮合在一起，就可能出现冲击或齿轮撞击。就在输出轴14的套筒齿轮24与倒档轴16的倒档齿轮30接合之前，输出轴14通常是静止的或沿与倒档轴16相反的方向旋转。然而，倒档齿轮30和套筒齿轮24仍能平稳地啮合在一起。这是因为倒档齿轮组件20在第二部分接合位置（图5A-5B中所示）中已经降低了输入轴12的旋转速度。例如，在一个实施例中，当倒档齿轮30与套筒齿轮24啮合时，输入轴12和倒档轴16的旋转速度均降低到大约小于150RPM。倒档齿轮24和套筒齿轮30的平稳啮合减少了冲击或齿轮撞击的发生，特别是当与以高得多的RPM旋转的倒档轴相比时。

倒档齿轮组件20用来在与输出轴14啮合之前首先降低输入轴12和倒档齿轮30的速度，由此减少齿轮撞击和部件损坏的发生。此外，倒档齿轮组件20是紧凑的，可与不采用倒档齿轮组件20的变速器互换，并且还典型地比实施倒档齿轮同步器系统便宜。倒档齿轮组件20被预加载，因而倒档齿轮30不需要更费力的将变速器10从空档传动比换档到倒档传动比。

本发明的描述本质上仅仅是示例性的，不背离本发明要旨的变型也包括在本发明的范围内。这些变型不应被看作对本发明的精神和范围的背离。

Claims (10)

1.一种具有输入轴和输出轴的变速器，所述变速器包括：

与所述输入轴旋转地固定以进行共同旋转的输入齿轮；

与所述输出轴旋转地固定以进行共同旋转的输出齿轮；

与所述输入轴和所述输出轴大体上平行地布置的第三轴，所述第三轴具有包括花键部分和非花键部分的外表面；

与所述第三轴旋转地固定以进行共同旋转的倒档齿轮组件，所述倒档齿轮组件包括：

布置在所述第三轴上的倒档齿轮，所述倒档齿轮具有第一侧、与所述第一侧相反的第二侧和从所述第一侧伸出的毂，其中所述毂包括内齿轮表面和外齿轮表面，所述内齿轮表面具有圆锥形外形；

布置在所述第三轴上并且在所述第三轴的所述花键部分和所述非花键部分之间可滑动的同步器元件，其中所述同步器元件具有确定了孔的内同步器表面和圆锥形的外同步器表面，和其中所述外同步器表面与所述倒档齿轮的所述毂的所述内齿轮表面相对并且与所述内齿轮表面摩擦地接合以减小所述倒档齿轮和所述同步器元件之间的相对旋转，和其中所述内同步器表面具有至少一个径向延伸的突出部，所述突出部可选择地与所述第三轴的所述花键部分接合；

布置在所述第三轴上的环形保持元件，其具有内保持表面，其中所述内保持表面的一部分与所述毂的所述外齿轮表面固定地接合；和

同步器弹簧，其布置在所述第三轴上并且位于所述保持元件和所述同步器元件之间，其中所述保持元件的内表面与所述弹簧接触并且对所述弹簧预加载，和其中所述弹簧对所述同步器元件施加偏压力以选择性地使所述同步器从所述第三轴的花键部分向所述非花键部分轴向移动，和

其中所述倒档齿轮组件沿着所述第三轴选择性地轴向移动以接合所述输入齿轮和所述输出齿轮。

2.如权利要求1所述的变速器，其中所述倒档齿轮组件选择地布置在第一位置、第二位置、和第三位置中的至少一个中，以及其中：

在所述第一位置中，所述倒档齿轮不与所述输入齿轮和所述输出齿轮接触；

在所述第二位置中，所述倒档齿轮与所述输入齿轮元件啮合，和其中所述同步器元件的至少一个径向延伸的突出部与所述第三轴的所述花键部分接合，以使得所述同步器元件总体上不能围绕所述第三轴旋转；和

在所述第三位置中，所述倒档齿轮与所述输入齿轮和所述输出齿轮两者啮合。

3.如权利要求2所述的变速器，其中所述至少一个径向延伸的突出部在所述第三位置中不与所述第三轴的所述花键部分接合，以使得所述同步器元件围绕所述第三轴旋转。

4.如权利要求1所述的变速器，其中所述倒档齿轮进一步包括从所述第二侧伸出的第二毂，和其中所述第二毂具有径向凹槽，该凹槽构形成接收选择地操作的联接元件。

5.如权利要求1所述的变速器，其中所述同步器元件包括四个径向延伸的突出部。

6.如权利要求1所述的变速器，其中所述同步器弹簧是波型弹簧。

7.如权利要求1所述的变速器，其中所述外同步器表面有纹理并提供所述同步器元件和所述倒档齿轮之间的摩擦接合。

8.如权利要求7所述的变速器，其中所述有纹理的表面包括一系列径向取向的凸起脊。

9.一种具有输入轴和输出轴的变速器，所述变速器包括：

与所述输入轴旋转地固定以进行共同旋转的输入齿轮；

与所述输出轴旋转地固定以进行共同旋转的输出齿轮；

与所述输入轴和所述输出轴大体上平行地布置的第三轴，所述第三轴具有包括花键部分和非花键部分的外表面；

与所述第三轴旋转地固定以进行共同旋转的倒档齿轮组件，所述倒档齿轮组件包括：

布置在所述第三轴上的倒档齿轮，所述倒档齿轮具有第一侧、与所述第一侧相反的第二侧和从所述第一侧伸出的毂，其中所述毂包括内齿轮表面和外齿轮表面，所述内齿轮表面具有圆锥形外形；

布置在所述第三轴上并且在所述第三轴的所述花键部分和所述非花键部分之间可滑动的同步器元件，其中所述同步器元件具有确定了孔的内同步器表面和圆锥形的外同步器表面，和其中所述外同步器表面与所述倒档齿轮的所述毂的所述内齿轮表面相对并且与所述内齿轮表面摩擦地接合以减小所述倒档齿轮和所述同步器元件之间的相对旋转，和其中所述内同步器表面具有至少一个径向延伸的突出部，所述突出部可选择地与所述第三轴的所述花键部分接合；

布置在所述第三轴上的环形保持元件，其具有内保持表面，其中所述内保持表面的一部分与所述毂的所述外齿轮表面固定地接合；和

同步器弹簧，其布置在所述第三轴上并且位于所述保持元件和所述同步器元件之间，其中所述保持元件的内表面与所述弹簧接触并且对所述弹簧预加载，和其中所述弹簧对所述同步器元件施加偏压力以使所述同步器从所述第三轴的花键部分向所述非花键部分选择性地轴向移动，

其中所述倒档齿轮组件沿着所述第三轴选择性地轴向移动以接合所述输入齿轮和所述输出齿轮，

其中所述倒档齿轮组件选择地布置在第一位置、第二位置、和第三位置中的至少一个中，其中在所述第一位置中，所述倒档齿轮不与所述输入齿轮和所述输出齿轮接触；

在所述第二位置中，所述倒档齿轮与所述输入齿轮元件啮合，和其中所述同步器元件的至少一个径向延伸的突出部与所述第三轴的所述花键部分接合，以使得所述同步器元件总体上不能围绕所述第三轴旋转；和

在所述第三位置中，所述倒档齿轮与所述输入齿轮和所述输出齿轮两者啮合。

10.一种具有输入轴和输出轴的变速器，所述变速器包括：

与所述输入轴旋转地固定以进行共同旋转的输入齿轮；

与所述输出轴旋转地固定以进行共同旋转的输出齿轮；

与所述输入轴和所述输出轴大体上平行地布置的第三轴，所述第三轴具有包括花键部分和非花键部分的外表面；

与所述第三轴旋转地固定以进行共同旋转的倒档齿轮组件，所述倒档齿轮组件包括：

布置在所述第三轴上的倒档齿轮，所述倒档齿轮具有第一侧、与所述第一侧相反的第二侧和从所述第一侧伸出的毂，其中所述毂包括内齿轮表面和外齿轮表面，所述内齿轮表面具有圆锥形外形；

布置在所述第三轴上并且在所述第三轴的所述花键部分和所述非花键部分之间可滑动的同步器元件，其中所述同步器元件具有确定了孔的内同步器表面和圆锥形的外同步器表面，和其中所述外同步器表面与所述倒档齿轮的所述毂的所述内齿轮表面相对并且与所述内齿轮表面摩擦地接合以减小所述倒档齿轮和所述同步器元件之间的相对旋转，和其中所述内同步器表面具有至少一个径向延伸的突出部，所述突出部可选择地与所述第三轴的所述花键部分接合；

布置在所述第三轴上的环形保持元件，其具有内保持表面，其中所述内保持表面的一部分与所述毂的所述外齿轮表面固定地接合；和

同步器弹簧，其布置在所述第三轴上并且位于所述保持元件和所述同步器元件之间，其中所述保持元件的内表面与所述弹簧接触并且对所述弹簧预加载，和其中所述弹簧对所述同步器元件施加偏压力以使所述同步器从所述第三轴的花键部分向所述非花键部分选择地轴向移动，

其中所述倒档齿轮组件沿着所述第三轴选择性地轴向移动以接合所述输入齿轮和所述输出齿轮，

其中所述倒档齿轮组件选择地布置在第一位置、第二位置、和第三位置中的至少一个中，其中在所述第一位置中，所述倒档齿轮不与所述输入齿轮和所述输出齿轮接触；

在所述第二位置中，所述倒档齿轮与所述输入齿轮元件啮合，和其中所述同步器元件的至少一个径向延伸的突出部与所述第三轴的所述花键部分接合，以使得所述同步器元件总体上不能围绕所述第三轴旋转；和

在所述第三位置中，所述倒档齿轮与所述输入齿轮和所述输出齿轮两者啮合，且所述至少一个径向延伸的突出部不与所述第三轴的所述花键部分接合以使得所述同步器元件围绕所述第三轴旋转。

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