CN102734435B - 螺旋换挡同步装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种螺旋换挡同步装置，每个挡位齿轮的端部均与一个同步轮固定连接，同步轮包括一个锁止部和一个结合部，锁止部的外圆周上设有止逆槽，结合部的外圆周上设有外螺纹；同步滑套与传动轴通过花键连接；同步滑套的外圆周上开设多个外滑槽，每个外滑槽内均设有一个止逆块，止逆块通过双向限位弹簧与同步滑套相连接并可在外滑槽内滑动，拨叉环套在同步滑套的外面并与止逆块固定连接；同步滑套的端部设有结合槽，结合槽内设有内螺纹，当结合部插入结合槽内并产生螺纹配合时，止逆块进入同步轮的止逆槽中。本发明操作轻松，同步结合快速、可靠、无冲击，并且可以实现在不中断动力的情况下完成换挡。

Description

螺旋换挡同步装置

技术领域

本发明涉及一种换挡同步装置，特别适用于手动变速箱或手自动(AMT)变速箱，以及混合动力的耦合等，属于汽车等机械传动装置领域。

背景技术

公知的机械变速器通常采用锥形摩擦环的同步器实现换挡时啮合齿轮的同步。这种类型的同步器在换挡时动力轴须脱离发动机，依靠手动施加的力推动换挡机构，使得同步器压紧摩擦环，从而带动目标齿轮的转速与轴的转速趋同，同步环引导滑套齿和挡位齿轮侧的同步齿缺对应到位，然后同步齿啮合，实现进挡操作，恢复动力连接。这个操作过程可以看出，传统的同步器换挡操作劳动强度比较大，且低挡换挡时转速差相对值大，不易快速同步，换挡平顺性不好。近年来，很多新的设计增加了摩擦环摩擦接触面的数量，如两环式、三环式等，增大了同步时的摩擦面积，从而相对减轻了换挡操作劳动强度，缩短了换挡同步时间。但其换挡同步的基本原理没变，对于换挡同步时间长，低挡平顺性差，换挡操作需同时断开动力连接，导致进挡冲击大、操作强度大等固有缺陷改善有限。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种新型的换挡同步装置，以克服传统技术的上述缺陷，实现不中断动力而快速、可靠的换挡。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种螺旋换挡同步装置，包括拨叉环、传动轴和空套在传动轴上的至少一个挡位齿轮，还包括同步轮和同步滑套，每个挡位齿轮的端部均与一个同步轮固定连接，所述同步轮包括一个直径较大的锁止部和一个直径较小的结合部，所述锁止部的外圆周上设有止逆槽，所述结合部的外圆周上设有外螺纹；所述同步滑套与传动轴通过花键连接并可沿传动轴的轴线方向滑动；同步滑套的外圆周上开设多个外滑槽，每个外滑槽内均设有一个止逆块，所述止逆块通过双向限位弹簧与同步滑套相连接并可在所述外滑槽内滑动，所述拨叉环套在同步滑套的外面并与所述止逆块固定连接；同步滑套的端部设有结合槽，结合槽内设有内螺纹，当同步滑套沿传动轴的轴线方向滑动时，所述同步轮的结合部插入同步滑套的结合槽内并产生螺纹配合；并且，当所述结合部插入结合槽内时，所述止逆块进入同步轮的止逆槽中。

优选地，所述同步轮结合部的中心设有锥形孔，所述同步滑套的中心设有锥形凸台，当所述结合部插入结合槽内时，所述锥形孔与所述锥形凸台相配合。

更优地，所述结合部的锥形孔内设有摩擦缓冲环。

更优地，所述摩擦缓冲环为锥形弹片结构。

优选地，所述同步轮还包括一轴承部，所述轴承部可转动地套在传动轴上，所述挡位齿轮固定地套在所述轴承部的外面。

优选地，所述止逆块与止逆槽的端部均设有倒角。

优选地，所述止逆块的一端设有固定的限位凸台，另一端设有可拆卸的限位止块，所述拨叉环被夹在限位凸台和限位止块之间。

优选地，所述同步滑套与传动轴之间设有弹簧球销定位机构。

优选地，所述止逆块的底部设有两个开口方向相反的弹簧槽，弹簧槽内设有所述双向限位弹簧。

本发明的有益效果是：当同步滑套在拨叉的作用下沿传动轴滑动时，仅需推动它与同步轮的结合部相接触，不需要很大的操作力，两者之间的螺纹就会在轴的旋转作用下自动旋紧，从而使同步轮的结合部插入同步滑套的结合槽内，即实现与挡位齿轮正向结合传递动力。完成上步动作后，同步滑套上的止逆块可以在相对静止的状态下嵌入同步轮的止逆槽中，以确保结合的可靠性。整个同步过程操作轻松，同步结合快速、可靠、无冲击，并且可以方便地实现以简单的转速控制而不必完全分离动力来完成换挡，即传动和挡位结合同时动作，在不脱离离合器的情况下完成换挡，实现先进的AMT功能。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

图1是本发明螺旋换挡同步装置的结构剖面图。

图2是本发明螺旋换挡同步装置中同步滑套与一个挡位齿轮结合状态的示意图。

图3是本发明螺旋换挡同步装置的立体示意图。

图4是止逆块的立体示意图。

图5是图4中A向的示意图。

图中：1.轴承，2.挡圈，3.挡位齿轮，4.同步轮，41.锁止部，42.止逆槽，43.倒角，44.结合部，45.锥形孔，46.轴承部，5.摩擦缓冲环，6.限位止块，7.拨叉环，8.传动轴，9.滚针轴承，10.同步滑套，101.外滑槽，102.限位弹簧挡座，103.锥形凸台，104.结合槽，11.止逆块，111.限位凸台，112、113.弹簧槽，114.倒角，12.摩擦缓冲环，13.同步轮，14.挡位齿轮，15.滚针轴承，16.双向限位弹簧

具体实施方式

如图1-3所示，本发明螺旋换挡同步装置包括拨叉环7、传动轴8和空套在传动轴上的至少一个挡位齿轮3、14，传动轴8上还设有同步滑套10，同步滑套10与传动轴8通过花键连接并可沿传动轴8的轴线方向滑动，并连同传动轴8同步转动。根据传动轴上挡位齿轮的数量，同步滑套10也可以有多个，每个同步滑套10最多可以同步两个挡位齿轮。

在图1-3中示出了两个挡位齿轮3、14和一个同步滑套10，同步滑套10位于两个挡位齿轮3、14的中间。其中挡位齿轮3的端部与一个同步轮4固定连接，该同步轮4包括一个直径较大的锁止部41和一个直径较小的结合部44，所述锁止部41(见图3)的外圆周上设有多个止逆槽42，所述结合部44(见图2)的外圆周上设有外螺纹。同步滑套10的外圆周上开设多个外滑槽101，每个外滑槽101内均设有一个止逆块11，止逆块11可在外滑槽101内滑动。如图5所示，止逆块11的底部设有两个开口方向相反的弹簧槽112、113，两根所述双向限位弹簧16设置在弹簧槽112、113内。在同步滑套10上，对应于弹簧槽112、113开口端的位置设有限位弹簧挡座102，使弹簧槽112、113形成封闭槽，限定双向限位弹簧16的动作空间，起到限制止逆块11滑动的轴向范围的功能。

同步滑套10的端部设有结合槽104，结合槽104内设有内螺纹，当同步滑套10沿传动轴8的轴线方向滑动时，所述同步轮的结合部44可插入同步滑套的结合槽104内并产生螺纹配合；并且，当所述结合部44插入结合槽104内时，所述止逆块11可以进入同步轮4的止逆槽42中。优选地，止逆槽42的端部在螺纹旋紧的相同方向设计有单边倒角43(如图3所示)，止逆块11的端部设计有倒角114(如图5所示)，以避免止逆块11在螺纹旋紧到底之前卡死在止逆槽42中。

如图1、图2所示，作为一种优选结构，同步轮4还包括一轴承部46，轴承部46通过滚针轴承9可转动地套在传动轴8上，挡位齿轮3固定地套在所述轴承部46的外面。传动轴8的端部还设有轴承1和用于轴向限位的挡圈2。

同步轮结合部44的中心设有锥形孔45，而同步滑套10的中心对应地设有锥形凸台103，当结合部44插入结合槽104内时，所述锥形孔45与锥形凸台103相配合。优选地，所述结合部的锥形孔45内还设有摩擦缓冲环5，该摩擦缓冲环5优选为锥形弹片结构，在同步轮与同步滑套结合时可起到缓冲作用，在退挡时起到分离的作用。

拨叉环7套在同步滑套10的外面并与所述止逆块11固定连接。如图4所示，止逆块11的一端设有固定的限位凸台111，另一端设有可拆卸的限位止块6，所述拨叉环7被夹在限位凸台111和限位止块6之间。

挡位齿轮14的端部与一个同步轮13固定连接，同步轮13与同步轮4的结构相同并对称地布置在同步滑套10的两侧。

如图1所示，空挡时，同步滑套10处于与两侧挡位齿轮3、14均不结合的中间位置，同步滑套10与传动轴8之间设有弹簧球销定位机构，使得空挡位置清晰。

换挡操作时，拨叉拨动拨叉环7，带动止逆块11轴向滑动，驱动力通过限位弹簧16推动同步滑套10与一个同步轮的结合部44接触，在传动轴8的旋转作用下，同步滑套10结合槽的内螺纹与同步轮4结合部的外螺纹自动旋合；螺纹旋合接近底部时，同步滑套10与同步轮4的摩擦锥面(锥形孔45与锥形凸台103)分别与摩擦缓冲环5的内外侧弹片接触，缓冲螺纹旋到底时的冲击；螺纹旋合到底即完成动力结合，实现传动。

如图2所示，同步滑套和同步轮4完成结合后，止逆块11继续滑动并进入同步轮4的止逆槽中，这样可以使得在车辆在滑行等动力中断的状态下，通过止逆块的连接，螺纹不会在反向旋转力的作用下自动脱开，从而实现车辆对动力系统的反拖。上述止逆块11和拨叉环7构成换挡止逆装置，执行换挡驱动操作，并完成倒拖锁止功能。双向限位弹簧16的设计使得换挡止逆装置和同步滑套轴向运动可以不同步。

退挡的操作过程如下：拨叉反向拨动拨叉环7，带动止逆块11脱离同步轮4的止逆槽42，同步滑套10和同步轮4随即在传动轴8的旋转作用下自动脱开螺纹连接，回到空挡位置，等待下一步进挡操作。

与同组的两挡挡位齿轮3、14相连接的同步轮4、13的结构相同，如果同组的两挡挡位方向相同(均为前进挡)，则两个同步轮4、13上具有旋向相反的外螺纹；如果同组的两挡挡位方向相反(一前进挡一倒挡)，则两个同步轮4、13上具有旋向相同的外螺纹。

上述实施例中，一组同步机构配置两个挡位齿轮，实现不同的挡位，不结合的齿轮则处于空挡状态。很明显，可以在传动轴上配置多组这样的同步机构，以实现更多的挡位；如果只在同步滑套的单边配置一个挡位齿轮，亦能实现相同的换挡效果。因此，这些应用情形也在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种螺旋换挡同步装置，包括拨叉环、传动轴和空套在传动轴上的至少一个挡位齿轮，还包括同步轮和同步滑套，每个挡位齿轮的端部均与一个同步轮固定连接，所述同步轮包括一个直径较大的锁止部和一个直径较小的结合部，其特征是，所述锁止部的外圆周上设有止逆槽，所述结合部的外圆周上设有外螺纹；所述同步滑套与传动轴通过花键连接并可沿传动轴的轴线方向滑动；同步滑套的外圆周上开设多个外滑槽，每个外滑槽内均设有一个止逆块，所述止逆块通过双向限位弹簧与同步滑套相连接并可在所述外滑槽内滑动，所述拨叉环套在同步滑套的外面并与所述止逆块固定连接；同步滑套的端部设有结合槽，结合槽内设有内螺纹，当同步滑套沿传动轴的轴线方向滑动时，所述同步轮的结合部插入同步滑套的结合槽内并产生螺纹配合；并且，当所述结合部插入结合槽内时，所述止逆块进入同步轮的止逆槽中。

2.根据权利要求1所述的螺旋换挡同步装置，其特征是，所述同步轮结合部的中心设有锥形孔，所述同步滑套的中心设有锥形凸台，当所述结合部插入结合槽内时，所述锥形孔与所述锥形凸台相配合。

3.根据权利要求2所述的螺旋换挡同步装置，其特征是，所述结合部的锥形孔内设有摩擦缓冲环。

4.根据权利要求3所述的螺旋换挡同步装置，其特征是，所述摩擦缓冲环为锥形弹片结构。

5.根据权利要求1所述的螺旋换挡同步装置，其特征是，所述同步轮还包括一轴承部，所述轴承部可转动地套在传动轴上，所述挡位齿轮固定地套在所述轴承部的外面。

6.根据权利要求1所述的螺旋换挡同步装置，其特征是，所述止逆块与止逆槽的端部均设有倒角。

7.根据权利要求1所述的螺旋换挡同步装置，其特征是，所述止逆块的一端设有固定的限位凸台，另一端设有可拆卸的限位止块，所述拨叉环被夹在限位凸台和限位止块之间。

8.根据权利要求1所述的螺旋换挡同步装置，其特征是，所述同步滑套与传动轴之间设有弹簧球销定位机构。

9.根据权利要求1所述的螺旋换挡同步装置，其特征是，所述止逆块的底部设有两个开口方向相反的弹簧槽，各弹簧槽内均设有一所述双向限位弹簧。