CN103925309B - 非摩擦式同步器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种非摩擦式同步器，包括主动轮、从动轮Ⅰ、从动轮Ⅱ和同步啮合机构；从动轮Ⅰ和从动轮Ⅱ分别与主动轮同轴套装在一起并转动配合，从动轮Ⅰ和从动轮Ⅱ的转动配合面上设有相应的轮齿Ⅰ和轮齿Ⅱ；同步啮合机构包括径向浮动安装于主动轮的转动配合面上并可与所述轮齿Ⅰ和轮齿Ⅱ切换式啮合传动的浮动块；浮动块与轮齿Ⅰ和轮齿Ⅱ的作用点的切向方向角均连续可变，能产生连续可变的接合力，因此从动轮Ⅰ或从动轮Ⅱ与主动轮接合前能在同步啮合机构产生的由小到大的接合力作用下使从动轮Ⅰ或从动轮Ⅱ转速与主动轮同步，结构轻便、简单，部件少，故障率低，同步过程无摩擦，部件磨损小，使用寿命久，维护周期长，运行成本低。

Description

非摩擦式同步器

技术领域

本发明涉及一种同步器，尤其涉及一种非摩擦式同步器。

背景技术

目前，变速器的同步器多采用摩擦式结构，通过安装于主动轴的主动轮与安装于从动轴上的从动轮之间的摩擦作用来改变从动轮转速是之与主动轮相同，然后利用从动轮将主动轴和从动轴接合，一般变速器在车辆的驾驶过程中需要频繁的操作来实现对车辆的有效控制，并且随着车辆拥有量的逐渐增多，道路交通的通畅性越来越差，更增加了变速器的操作频率，导致摩擦部件摩损严重，检修频繁，而摩擦部件的更换、安装困难，运行费用较高，同时也对同步器摩擦部件的耐磨性、耐高温稳定性和加工精度也提出了更高的要求，导致加工成本升高。

因此，为解决上述问题，需要一种非摩擦式同步器，避免因部件磨损带来的检修频繁、寿命短的问题，降低对零部件的耐磨、耐热性及加工精度的要求，降低运行和加工成本。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种非摩擦式同步器，能够避免因部件磨损带来的检修频繁、寿命短的问题，降低对零部件的耐磨、耐热性及加工精度的要求，降低运行和加工成本。

本发明的非摩擦式同步器，包括主动轮、从动轮Ⅰ、从动轮Ⅱ和同步啮合机构；所述从动轮Ⅰ和从动轮Ⅱ分别与主动轮同轴套装在一起并转动配合，从动轮Ⅰ和从动轮Ⅱ的转动配合面上设有相应的轮齿Ⅰ和轮齿Ⅱ；所述同步啮合机构包括径向浮动安装于主动轮的转动配合面上并可与所述轮齿Ⅰ和轮齿Ⅱ切换式啮合传动的浮动块；所述浮动块与轮齿Ⅰ和轮齿Ⅱ的作用点的切向方向角均连续可变；

进一步，所述浮动块的数量与轮齿Ⅰ和轮齿Ⅱ的数量均不相同且不成整数倍数关系；

进一步，所述轮齿Ⅰ和轮齿Ⅱ的齿顶面沿从动轮Ⅰ和从动轮Ⅱ轴向由相应的从动轮Ⅰ或从动轮Ⅱ的转动配合面逐渐径向凸出；所述从动轮Ⅰ和从动轮Ⅱ还与主动轮轴向滑动配合并通过从动轮Ⅰ和从动轮Ⅱ的轴向滑动实现浮动块与轮齿Ⅰ和轮齿Ⅱ的作用点的切向方向角的连续变化；轮齿Ⅰ和轮齿Ⅱ的基圆半径相同且从动轮Ⅰ和从动轮Ⅱ以轮齿Ⅰ齿高较小端与轮齿Ⅱ的齿高较小端相对设置；

进一步，所述浮动块为浮球结构，包括径向滑动连接于主动轮的钢球和用于将钢球径向压紧于从动轮Ⅰ或/和从动轮Ⅱ的转动配合面的弹性件；

进一步，所述轮齿Ⅰ和轮齿Ⅱ各自的齿顶面与各自的齿面衔接形成流线型圆滑过渡曲面；

进一步，所述主动轮上设有供钢球径向滑动的径向通孔；所述弹性件为固定于主动轮上的弹片；

进一步，所述从动轮Ⅰ和从动轮Ⅱ套装于主动轮径向内部；所述弹片沿主动轮折弯并通过与主动轮轴线平行的螺栓固定于主动轮的端面；

进一步，所述主动轮的轮毂内孔设有用于与变速器的相应轴传动连接的键槽Ⅰ；所述从动轮Ⅰ的轮毂内孔设有用于与变速器的相应轴传动连接的键槽Ⅱ；所述从动轮Ⅱ的辐板上设有用于与变速器的相应轴固定连接的连接孔。

本发明的有益效果是：本发明的非摩擦式同步器，其主动轮与从动轮Ⅰ、从动轮Ⅱ之间通过同步啮合机构传动，而同步啮合机构为浮动块与轮齿相配合的传动结构同时使浮动块与轮齿之间作用点的切向方向角在一定范围内连续可变，产生连续可变的接合力，因此从动轮Ⅰ或从动轮Ⅱ与主动轮接合前能在同步啮合机构产生的由小到大的接合力作用下使从动轮Ⅰ或从动轮Ⅱ转速与主动轮同步，结构轻便、简单，部件少，故障率低，同步过程无摩擦，部件磨损小，使用寿命久，维护周期长，运行成本低。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式

图1为本发明的结构示意图，如图所示：本实施例的非摩擦式同步器，包括主动轮1、从动轮Ⅰ2、从动轮Ⅱ3和同步啮合机构；所述从动轮Ⅰ2和从动轮Ⅱ3分别与主动轮1同轴套装在一起并转动配合，从动轮Ⅰ2和从动轮Ⅱ3的转动配合面上设有相应的轮齿Ⅰ4和轮齿Ⅱ5；所述同步啮合机构包括径向浮动安装于主动轮1的转动配合面上并可与所述轮齿Ⅰ4和轮齿Ⅱ5切换式啮合传动的浮动块；所述浮动块与轮齿Ⅰ4和轮齿Ⅱ5的作用点的切向方向角均连续可变；从动轮Ⅰ2、从动轮Ⅱ3的转动配合面是指从动轮Ⅰ2、从动轮Ⅱ3上与主动轮1转动配合的配合面；主动轮1的转动配合面是指主动轮1上与从动轮Ⅰ2和从动轮Ⅱ3转动配合的配合面；主动轮1、从动轮Ⅰ2、从动轮Ⅱ3可以分别是套类零件或盘类零件，从动轮Ⅰ2、从动轮Ⅱ3与主动轮1之间可以整体套装也可以是部分套装；轮齿Ⅰ4、轮齿Ⅱ5固定于相应的从动轮Ⅰ2或从动轮Ⅱ3的转动配合面，轮齿Ⅰ4、轮齿Ⅱ5可与相应的从动轮Ⅰ2或从动轮Ⅱ3一体成型为齿轮结构，径向浮动安装是指通过橡胶、弹簧等弹性体可径向压缩的安装，通过选用一定弹性模量的弹性体使浮动块与轮齿Ⅰ4、轮齿Ⅱ5之间产生一定的接合力并以相应的扭矩进行动力传递；浮动块与轮齿Ⅰ4、轮齿Ⅱ5作用点的切向方向角自0°开始连续可变，当然该角度不大于90°；浮动块为球体或滚子，使浮动块能沿轮齿Ⅰ4或轮齿Ⅱ5齿面和齿顶面滚动；浮动块与轮齿Ⅰ4、轮齿Ⅱ5作用点的切向方向角为相应的轮齿Ⅰ4或轮齿Ⅱ5的齿面上对应该作用点的切线与相应的从动轮Ⅰ2或从动轮Ⅱ3对应该作用点的圆周上该作用点处切线之间的夹角，即相应的轮齿Ⅰ4或轮齿Ⅱ5上对应该作用点的压力角的余角；切换式啮合是指能够在浮动块与轮齿Ⅰ4啮合和浮动块与轮齿Ⅱ5啮合之间相互切换。

本实施例中，所述浮动块的数量与轮齿Ⅰ4和轮齿Ⅱ5的数量均不相同且不成整数倍数关系，浮动块的数量大于1；轮齿Ⅰ4和轮齿Ⅱ5的数量以其齿槽宽度刚好能够容纳浮动块或留有少量间隙的方式合理设置；能保证至少有部分浮动块与齿槽位置相对，使轮齿Ⅰ4、轮齿Ⅱ5与浮动块之间立即接合传动，避免惯性打滑。

本实施例中，所述轮齿Ⅰ4和轮齿Ⅱ5的齿顶面沿从动轮Ⅰ2和从动轮Ⅱ3轴向由相应的从动轮Ⅰ2或从动轮Ⅱ3的转动配合面逐渐径向凸出；所述从动轮Ⅰ2和从动轮Ⅱ3还与主动轮1轴向滑动配合并通过从动轮Ⅰ2和从动轮Ⅱ3的轴向滑动实现浮动块与轮齿Ⅰ4和轮齿Ⅱ5的作用点的切向方向角的连续变化；轮齿Ⅰ4和轮齿Ⅱ5的基圆半径相同且从动轮Ⅰ2和从动轮Ⅱ3以轮齿Ⅰ4齿高较小端与轮齿Ⅱ5的齿高较小端相对设置；即轮齿Ⅰ4和轮齿Ⅱ5沿轴向一端的部分齿顶面为与相应的从动轮Ⅰ2或从动轮Ⅱ3的转动配合面(也是相应的轮齿Ⅰ4或轮齿Ⅱ5自身的齿根圆)所在的圆柱面相衔接的斜面，使该部分齿高由0连续渐变，另一端齿顶面沿轴向延伸使该部分形成圆柱齿结构；轮齿Ⅰ4和轮齿Ⅱ5齿顶面与相应的从动轮Ⅰ2或从动轮Ⅱ3的转动配合面衔接处到相应的从动轮Ⅰ2或从动轮Ⅱ3端面留有一定间隙，使浮动块能够脱离于轮齿Ⅰ4和轮齿Ⅱ5在从动轮Ⅰ2或从动轮Ⅱ3的转动配合面上运动，由于轮齿Ⅰ4和轮齿Ⅱ5具有齿高由0连续渐变的部分，因此控制从动轮Ⅰ2、从动轮Ⅱ3轴向滑动使浮动块与轮齿Ⅰ4或轮齿Ⅱ5上不同的点接触能使浮动块与轮齿Ⅰ4或轮齿Ⅱ5之间作用点的切向方向角在一定范围内连续可变，进而产生由小到大的接合力；轮齿Ⅰ4和轮齿Ⅱ5为多个并且沿相应的从动轮Ⅰ2、从动轮Ⅱ3周向轴对称设置，从动轮Ⅰ2和从动轮Ⅱ3的外圆周即是相应的轮齿Ⅰ4和轮齿Ⅱ5的基圆，从动轮Ⅰ2和从动轮Ⅱ3同轴对接以便于轮齿Ⅰ4和轮齿Ⅱ5之间的切换。

本实施例中，所述浮动块为浮球结构，包括径向滑动连接于主动轮1的钢球6和用于将钢球6径向压紧于从动轮Ⅰ2或/和从动轮Ⅱ3的转动配合面的弹性件，钢球6与轮齿Ⅰ4和轮齿Ⅱ5接触配合性能好，能有效保证动力的传递，同时可降低对轮齿Ⅰ4和轮齿Ⅱ5加工精度的要求，节约成本。

本实施例中，所述轮齿Ⅰ4和轮齿Ⅱ5各自的齿顶面与各自的齿面衔接形成流线型圆滑过渡曲面，轮齿Ⅰ4和轮齿Ⅱ5各自的齿面与各自的齿槽底面也衔接形成流线型圆滑过渡曲面，使浮动块与轮齿Ⅰ4和轮齿Ⅱ5之间作用点的切向方向角与相应的从动轮Ⅰ2或从动轮Ⅱ3的轴向位置呈现一定的线性关系，便于产生由小到大的接合力以进行同步，同时使浮动块与轮齿Ⅰ4和轮齿Ⅱ5之间作用柔和，防止浮动块与轮齿Ⅰ4和轮齿Ⅱ5之间发生冲击和碰撞，利于降低噪音和延长寿命。

本实施例中，所述主动轮1上设有供钢球6径向滑动的径向通孔；所述弹性件为固定于主动轮1上的弹片7；弹片7弹性稳定，体积小，便于拆装。

本实施例中，所述从动轮Ⅰ2和从动轮Ⅱ3套装于主动轮1径向内部；所述弹片7沿主动轮1折弯并通过与主动轮1轴线平行的螺栓8固定于主动轮1的端面；使主动轮1旋转产生的离心力与螺栓8轴线垂直，利于防止螺栓8松动。

本实施例中，所述主动轮1的轮毂内孔设有用于与变速器的相应轴传动连接的键槽Ⅰ9；所述从动轮Ⅰ2的轮毂内孔设有用于与变速器的相应轴传动连接的键槽Ⅱ10；所述从动轮Ⅱ3的辐板上设有用于与变速器的相应轴固定连接的连接孔11，能够直接应用于现有的变速器结构中，利于在现有资源基础上推广应用。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (7)

1.一种非摩擦式同步器，其特征在于：包括主动轮、从动轮Ⅰ、从动轮Ⅱ和同步啮合机构；所述从动轮Ⅰ和从动轮Ⅱ分别与主动轮同轴套装在一起并转动配合，从动轮Ⅰ和从动轮Ⅱ的转动配合面上设有相应的轮齿Ⅰ和轮齿Ⅱ；所述同步啮合机构包括径向浮动安装于主动轮的转动配合面上并可与所述轮齿Ⅰ和轮齿Ⅱ切换式啮合传动的浮动块；所述浮动块与轮齿Ⅰ和轮齿Ⅱ的作用点的切向方向角均连续可变；所述轮齿Ⅰ和轮齿Ⅱ的齿顶面沿从动轮Ⅰ和从动轮Ⅱ轴向由相应的从动轮Ⅰ或从动轮Ⅱ的转动配合面逐渐径向凸出；所述从动轮Ⅰ和从动轮Ⅱ还与主动轮轴向滑动配合并通过从动轮Ⅰ和从动轮Ⅱ的轴向滑动实现浮动块与轮齿Ⅰ和轮齿Ⅱ的作用点的切向方向角的连续变化；轮齿Ⅰ和轮齿Ⅱ的基圆半径相同且从动轮Ⅰ和从动轮Ⅱ以轮齿Ⅰ齿高较小端与轮齿Ⅱ的齿高较小端相对设置。

2.根据权利要求1所述的非摩擦式同步器，其特征在于：所述浮动块的数量与轮齿Ⅰ和轮齿Ⅱ的数量均不相同且不成整数倍数关系。

3.根据权利要求2所述的非摩擦式同步器，其特征在于：所述浮动块为浮球结构，包括径向滑动连接于主动轮的钢球和用于将钢球径向压紧于从动轮Ⅰ或/和从动轮Ⅱ的转动配合面的弹性件。

4.根据权利要求3所述的非摩擦式同步器，其特征在于：所述轮齿Ⅰ和轮齿Ⅱ各自的齿顶面与各自的齿面衔接形成流线型圆滑过渡曲面。

5.根据权利要求4所述的非摩擦式同步器，其特征在于：所述主动轮上设有供钢球径向滑动的径向通孔；所述弹性件为固定于主动轮上的弹片。

6.根据权利要求5所述的非摩擦式同步器，其特征在于：所述从动轮Ⅰ和从动轮Ⅱ套装于主动轮径向内部；所述弹片沿主动轮折弯并通过与主动轮轴线平行的螺栓固定于主动轮的端面。

7.根据权利要求6所述的非摩擦式同步器，其特征在于：所述主动轮的轮毂内孔设有用于与变速器的相应轴传动连接的键槽Ⅰ；所述从动轮Ⅰ的轮毂内孔设有用于与变速器的相应轴传动连接的键槽Ⅱ；所述从动轮Ⅱ的辐板上设有用于与变速器的相应轴固定连接的连接孔。