CN103453123B - 一种密封结构及该密封结构的密封圈 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种密封结构和密封圈，尤其涉及一种用于档位齿轮与同步器齿毂相对旋转端面间起润滑作用的密封圈。密封圈的内圆面套设于变速器的转轴或转轴的轴套上，密封圈的外圆面与档位齿轮的内孔相抵，且密封圈轴向方向的两个端面分别与滚针轴承侧面及同步器齿毂侧面相抵，同步器齿毂固定连接于转轴；密封圈布置有在轴向方向延伸的通道，每个通道均将从滚针轴承甩出的润滑剂一部分引至档位齿轮的第一端面与同步器齿毂的第二端面之间，从而润滑第一端面和第二端面，另一部分进入润滑剂存储区内，随转轴的旋转被甩到第一端面和第二端面之间，进一步减小档位齿轮和同步器齿毂相对旋转端面即第一端面和第二端面间的磨损。

Description

一种密封结构及该密封结构的密封圈

技术领域

本发明涉及一种密封结构及密封圈，尤其涉及一种用于档位齿轮与同步器齿毂相对旋转端面间起润滑作用的密封圈。

背景技术

目前，变速器轴总成上普遍存在附图1所示的结构，同步器齿毂与转轴直接花键连接，二者间没有相对转动，紧靠着该同步器齿毂的档位齿轮通过滚针轴承直接套在转轴上或通过轴套套在转轴上，则档位齿轮端面与同步器齿毂端面有相对旋转，存在如图1中所示的左摩擦面A和右摩擦面B，从而造成档位齿轮端面与同步器齿毂端面的磨损。一般同步器齿毂采用粉末冶金制造，其表面硬度较之档位齿轮要低，使得其端面磨损较大。

现有技术中，减小同步器齿毂端面磨损的方法是在档位齿轮或同步器齿毂端面开润滑剂槽或是采用高频淬火等方式提高同步器齿毂端面的表面硬度。开润滑剂槽的方法需要在档位齿轮或同步器齿毂的生产上增加一道工序，从而增加了生产成本；而提高表面硬度方法减小同步器齿毂端面磨损的程度有限，尤其当档位齿轮受到朝向同步器齿毂方向的冲力时，同步器齿毂端面的磨损仍很严重。

发明内容

本发明的目的是为了解决同步器齿毂端面磨损严重的技术问题，提供一种在不增加生产成本的情况下能够有效减小同步器齿毂端面磨损的密封结构及该密封结构的密封圈。

为了实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种密封结构，其特征在于，所述密封结构包括：

档位齿轮；

滚针轴承；

变速器的转轴；

同步器齿毂，所述同步器齿毂固定连接于所述转轴上；

密封圈，所述密封圈的内圆面套设于所述转轴或所述转轴的轴套上，所述密封圈的外圆面与所述档位齿轮的内孔相抵，且所述密封圈轴向方向的两个端面分别用于与所述滚针轴承侧面及所述同步器齿毂侧面相抵；

所述密封圈轴向方向的所述两个端面之间布置有若干条供润滑剂进出的通道；

当所述档位齿轮未挂入时，所述档位齿轮的第一端面与同步器齿毂的第二端面进行相对旋转从而产生离心力，该离心力将润滑剂从滚针轴承甩出，每个所述通道均将从滚针轴承甩出的润滑剂引至所述第一端面与所述第二端面之间。

一种密封圈，所述密封圈的内圆面用于套设于变速器的转轴或所述转轴的轴套上，所述密封圈的外圆面用于与档位齿轮的内孔相抵，且所述密封圈轴向方向的两个端面分别用于与滚针轴承侧面及同步器齿毂侧面相抵，所述同步器齿毂固定连接于所述转轴上；

密封圈轴向方向的所述两个端面之间布置有若干条供润滑剂进出的通道；

当档位齿轮未挂入时，所述档位齿轮的第一端面与同步器齿毂的第二端面进行相对旋转从而产生离心力，该离心力将润滑剂从滚针轴承甩出，每个所述通道均将从滚针轴承甩出的润滑剂引至第一端面与第二端面之间。

优选地，所述密封圈包括：

外圈，所述通道布置于所述外圈上；

内圈；及

连接柱，所述连接柱将所述内圈和外圈固定连接；

所述外圈的内圈面、内圈的外圈面及连接柱共同形成润滑剂存储区，所述润滑剂存储区具有润滑剂存储区开口，从所述通道流出但未流入第一端面与第二端面之间的润滑剂经润滑剂存储区开口进入所述润滑剂存储区。

优选地，所述连接柱一端连接于所述内圈偏向滚针轴承的一侧，另一端连接于所述外圈偏向滚针轴承的一侧；

所述润滑剂存储区开口在润滑剂存储区上位于与所述连接柱相对的一侧。

优选地，所述通道在第一端面到第二端面的方向上逐渐远离所述转轴。

优选地，所述润滑剂存储区的外圈的内圈面在第一端面到第二端面的方向上逐渐远离所述转轴。

优选地，所述内圈连接有若干个凸起，每个所述凸起均向着所述内圈的圆心方向延伸，所述凸起用于与同步器齿毂相抵。

优选地，所述同步器齿毂上设有与所述凸起相配合卡槽。

优选地，所述润滑剂存储区开口的宽度大于通道的宽度。

本发明实施例至少存在以下技术效果：

1）本发明的密封圈布置有若干条在轴向方向延伸的通道，每个所述通道均将从滚针轴承甩出的润滑剂的一部分引至档位齿轮的第一端面与同步器齿毂的第二端面之间，从而润滑第一端面和第二端面，从滚针轴承甩出的润滑剂的另一部分进入润滑剂存储区内，随转轴的旋转被甩到第一端面和第二端面之间，进一步减小档位齿轮和同步器齿毂相对旋转端面间的磨损。

附图说明

图1是目前变速器轴总成上不带密封圈的档位齿轮与同步器齿毂的结构示意图。

图2是变速器轴总成上带有本发明密封圈的档位齿轮与同步器齿毂的结构示意图；

图3是图2的C部放大示意图。

图中标号如下：

1-档位齿轮，2-滚针轴承，3-轴套，4-转轴，5-同步器齿毂；

6-密封圈轴线，7-外圈，8-内圈，9-连接柱，10-通道；

11-凸起，12-卡槽，13-润滑剂存储区；14-轴内孔。

A-左摩擦面；B-右摩擦面；

箭头D、箭头E、箭头F均表示润滑剂的流动方向；

在所有附图中相同的标号指示相似或相应的特征或功能。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对具体实施例进行详细描述。

一种密封圈，该密封圈用于档位齿轮1与同步器齿毂5相对旋转端面间从而起润滑作用，所述密封圈的内圆面用于套设于变速器的转轴4或所述转轴4的轴套3上。如图2所示，转轴4的左侧部分套设有轴套3，转轴4的右侧部分直接连接滚针轴承2。所述密封圈的外圆面用于与档位齿轮1的内孔相抵，所述密封圈轴向方向的两个端面分别用于与滚针轴承2侧面及同步器齿毂5侧面相抵，所述同步器齿毂5固定连接于所述转轴4上；密封圈轴向方向的所述两个端面之间布置有若干条供润滑剂进出的通道10；

当档位齿轮1未挂入时，所述档位齿轮1的第一端面与同步器齿毂5的第二端面进行相对旋转从而产生离心力，该离心力将润滑剂从滚针轴承2甩出，每个所述通道10均将从滚针轴承2甩出的润滑剂引至第一端面与第二端面之间，从而润滑第一端面和第二端面，减小档位齿轮1和同步器齿毂5相对旋转端面即第一端面和第二端面间的磨损。

在本实施例中所述密封圈包括外圈7、内圈8和连接柱9。本发明所述密封圈，在其它实施例中可以为仅设置通道10的一根普通密封圈。

外圈7，所述通道10布置于所述外圈7上，具体地，所述外圈7的外圈面周向布置若干通道10，同时所述通道10在密封圈轴向方向上延伸；

内圈8；及

连接柱9，所述连接柱9将所述内圈8和外圈7固定连接；

在图2和图3所示的实施例中，所述内圈8的内圈面套设于同步器的轴套3上，外圈7的外圈面与档位齿轮1的内孔相抵。

所述外圈7的内圈面、内圈8的外圈面及连接柱9共同形成润滑剂存储区13，连接柱9与内圈8垂直连接，所述润滑剂存储区13一端开口、一端封闭。所述润滑剂存储区13具有润滑剂存储区开口，从所述通道10流出但未流入第一端面与第二端面之间的润滑剂经润滑剂存储区开口进入所述润滑剂存储区13。当然，从第一端面与第二端面之间回流的润滑剂也会流入所述润滑剂存储区13。润滑剂的流向，下文做具体叙述。

本发明密封圈的连接柱9一端连接于所述内圈8向滚针轴承2的一侧，在图2和图3中为内圈8的左侧；所述连接柱9的另一端连接于所述外圈7偏向滚针轴承2的一侧，在图2和图3中为外圈7的左侧；所述润滑剂存储区开口在润滑剂存储区13上位于与所述连接柱9相对的一侧，且外圈7的内圈面与密封圈轴线6呈一小角度，如图3所示，从整体上看，润滑剂存储区开口一侧的内圈8与外圈7径向距离大于封闭一侧。这样能够形成区域较大的润滑剂存储区13，从而增加润滑剂存储区13的储存量。

第一端面与第二端面相对旋转的转速有快慢，转速的快慢影响离心力的大小，而离心力的大小影响润滑剂的流向，润滑剂按流向大致分为以下部分：

第一部分：随着离心力的变化，每个所述通道10均将从滚针轴承2甩出的全部或部分润滑剂引至第一端面与第二端面之间，该被引至第一端面与第二端面之间的润滑剂的流向以箭头D来表示；

第二部分：流出所述通道10的一部分润滑剂因离心力减小不能流入第一端面与第二端面之间或者从第一端面与第二端面之间回流，上述两种情况下的润滑剂的流向以箭头F来表示，箭头F表示的润滑剂进入所述润滑剂存储区13；

第三部分：当上述第二部分的润滑剂在离心力增大到合适的大小时，第二部分内的部分润滑剂开始逐渐进入第一端面与第二端面之间，该部分的润滑剂的流向以箭头E来表示。

在现有技术中，当离心力不足时，润滑剂不会流入第一端面与第二端面之间，不能进行润滑。本发明的润滑剂存储区开口的宽度大于通道的宽度，润滑剂存储区13内的润滑剂能够在离心力极小的情况下流入第一端面与第二端面之间，从而大大减小第一端面和第二端面间的磨损。

在本实施例中，内圈8整体上与密封圈轴线6平行，外圈7整体上与密封圈轴线6不平行，所述通道10在第一端面到第二端面的方向上逐渐远离所述转轴4。这样的设计有利于从滚针轴承甩出的润滑剂在离心力的作用下被引至档位齿轮1的第一端面与同步器齿毂5的第二端面之间。

所述润滑剂存储区13的外圈7的内圈面在第一端面到第二端面的方向上逐渐远离所述转轴4。这样的设计有利于润滑剂存储区13内的润滑剂在离心力的作用下被重新引至档位齿轮1的第一端面与同步器齿毂5的第二端面之间。

内圈8在润滑剂存储区开口一端的周向均布有若干向着内圈8的圆心方向延伸的凸起11，所述凸起11用于与同步器齿毂5相抵，这样的设计可以增加密封圈与同步器齿毂5相抵的面积。所述同步器齿毂5上设有卡槽12，所述卡槽12与所述凸起11相配合，从而更好的对本发明的密封圈支撑或固定。

在图2中，本发明所述的密封圈用于润滑如图1所示的左摩擦面A，在其它实施例中可设置左右两个密封圈来润滑左摩擦面A和右摩擦面B。在图2中，同步器齿毂5与转轴4花键连接，本发明的密封圈套在轴套3上，凸起11插入同步器齿毂5端面相配合的卡槽12内，所述轴套3直接过盈压装在转轴4上，所述轴套3的一端以同步器齿毂5端面为定位面，滚针轴承2套在轴套3上，档位齿轮1套在滚针轴承2外圆上。变速器在工作中，同步器齿毂5与转轴4一起旋转，无相对运动，当未挂入该档位时，档位齿轮1套在滚针轴承2外空转，档位齿轮1与同步器齿毂5端面间有相对旋转，此时需要润滑滚针轴承2和两相对旋转端面即第一端面和第二端面。转轴4旋转时，润滑剂经过转轴4的轴内孔14和轴套油孔，流入档位齿轮1和滚针轴承2之间，从而润滑滚针轴承2。档位齿轮1的内孔与轴套3的外圆之间的润滑剂随离心力作用流过密封圈的通道10直接润滑档位齿轮1与同步器齿毂5的两相对旋转端面。一部分流过通道10的润滑剂流入润滑剂存储区13内，工作中润滑剂可以从润滑剂存储区13中甩出，进一步优化该两相对旋转端面的润滑，减小档位齿轮1与同步器齿毂5相对旋转端面间的磨损。

本发明还提供一种密封结构，该密封结构包括：

档位齿轮1；

滚针轴承2；

变速器的转轴4；

同步器齿毂5，所述同步器齿毂5固定连接于所述转轴4上；

密封圈，所述密封圈的内圆面套设于所述转轴4或所述转轴4的轴套3上，所述密封圈的外圆面与所述档位齿轮1的内孔相抵，且所述密封圈轴向方向的两个端面分别用于与所述滚针轴承2侧面及所述同步器齿毂5侧面相抵；

所述密封圈轴向方向的所述两个端面之间布置有若干条供润滑剂进出的通道10；

当所述档位齿轮1未挂入时，所述档位齿轮1的第一端面与同步器齿毂5的第二端面进行相对旋转从而产生离心力，该离心力将润滑剂从滚针轴承2甩出，每个所述通道10均将从滚针轴承2甩出的润滑剂引至所述第一端面与所述第二端面之间。

由上述叙述可知，本发明实施例具有以下优势：

1）本发明的密封圈布置有若干条在轴向方向延伸的通道10，每个所述通道10均将从滚针轴承2甩出的润滑剂的一部分引至档位齿轮1的第一端面与同步器齿毂5的第二端面之间，从而润滑第一端面和第二端面，减小档位齿轮1和同步器齿毂5相对旋转端面即第一端面和第二端面间的磨损。

2）本发明提供了一种用于档位齿轮1与同步器齿毂5相对旋转端面间起润滑作用的密封圈，本发明优化了齿轮与齿毂间的润滑结构，从而达到了减小同步器齿毂5端面磨损的目的。

3）在图1所示的传统结构中加入本发明的密封圈后，进入到档位齿轮1的内孔与轴套3的外圆之间润滑滚针轴承的润滑剂，不会直接从档位齿轮1和同步器齿毂5两相对旋转面间甩出，而是一部分润滑剂流过密封圈的通道10直接润滑档位齿轮1和步器齿毂5的相对旋转端面，另一部分润滑剂流入润滑剂存储区13，工作中润滑剂将从润滑剂存储区13中甩出，进一步优化该处相对旋转端面的润滑，减小档位齿轮1和步器齿毂5相对旋转端面间的磨损。并且档位齿轮1和步器齿毂5的端面无需加工润滑剂槽，避免了生产成本的增加。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种密封结构，其特征在于，所述密封结构包括：

档位齿轮(1)；

滚针轴承(2)；

变速器的转轴(4)；

同步器齿毂(5)，所述同步器齿毂(5)固定连接于所述转轴(4)上；

密封圈，所述密封圈的内圆面套设于所述转轴(4)或所述转轴(4)的轴套(3)上，所述密封圈的外圆面与所述档位齿轮(1)的内孔相抵，且所述密封圈轴向方向的两个端面分别用于与所述滚针轴承(2)侧面及所述同步器齿毂(5)侧面相抵；

所述密封圈轴向方向的所述两个端面之间布置有若干条供润滑剂进出的通道(10)；

当所述档位齿轮(1)未挂入时，所述档位齿轮(1)的第一端面与同步器齿毂(5)的第二端面进行相对旋转从而产生离心力，该离心力将润滑剂从滚针轴承(2)甩出，每个所述通道(10)均将从滚针轴承(2)甩出的润滑剂引至所述第一端面与所述第二端面之间。

2.一种权利要求1所述密封结构的密封圈，其特征在于：

所述密封圈的内圆面用于套设于同步器的所述转轴(4)或所述转轴(4)的所述轴套(3)上，所述密封圈的外圆面用于与所述档位齿轮(1)的内孔相抵，且所述密封圈轴向方向的两个端面分别用于与所述滚针轴承(2)侧面及所述同步器齿毂(5)侧面相抵，所述同步器齿毂(5)固定连接于所述转轴(4)上；

所述密封圈轴向方向的所述两个端面之间布置有若干条供润滑剂进出的通道(10)；

当所述档位齿轮(1)未挂入时，所述档位齿轮(1)的第一端面与同步器齿毂(5)的第二端面进行相对旋转从而产生离心力，该离心力将润滑剂从滚针轴承(2)甩出，每个所述通道(10)均将从所述滚针轴承(2)甩出的润滑剂引至所述第一端面与所述第二端面之间。

3.根据权利要求2所述的密封圈，其特征在于，所述密封圈包括：

外圈(7)，所述通道(10)布置于所述外圈(7)上；

内圈(8)；及

连接柱(9)，所述连接柱(9)将所述内圈(8)和外圈(7)固定连接；

所述外圈(7)的内圈面、内圈(8)的外圈面及连接柱(9)共同形成润滑剂存储区(13)，所述润滑剂存储区(13)具有润滑剂存储区开口，从所述通道(10)流出但未流入第一端面与第二端面之间的润滑剂经润滑剂存储区开口进入所述润滑剂存储区(13)。

4.根据权利要求3所述的密封圈，其特征在于，

所述连接柱(9)一端连接于所述内圈(8)偏向滚针轴承(2)的一侧，另一端连接于所述外圈(7)偏向滚针轴承(2)的一侧；

所述润滑剂存储区开口在润滑剂存储区(13)上位于与所述连接柱(9)相对的一侧。

5.根据权利要求2-4之一所述的密封圈，其特征在于，

所述通道(10)在第一端面到第二端面的方向上逐渐远离所述转轴(4)。

6.根据权利要求3-4之一所述的密封圈，其特征在于，

所述润滑剂存储区(13)的外圈(7)的内圈面在第一端面到第二端面的方向上逐渐远离所述转轴(4)。

7.根据权利要求3-4之一所述的密封圈，其特征在于，

所述内圈(8)连接有若干个凸起(11)，每个所述凸起(11)均向着所述内圈(8)的圆心方向延伸，所述凸起(11)用于与同步器齿毂(5)相抵。

8.根据权利要求7所述的密封圈，其特征在于，

所述同步器齿毂(5)上设有与所述凸起(11)相配合卡槽(12)。

9.根据权利要求3-4之一所述的密封圈，其特征在于，

所述润滑剂存储区开口的宽度大于通道(10)的宽度。