CN105485204A - 一种摩擦惯性式锁环式同步器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种手动变速器换挡时的同步装置，具体的说是一种车辆手动变速器摩擦惯性式锁环式同步器装置，属于车辆变速器技术领域。其包括档位齿轮、同步环、拨叉、接合套、花键毂和变速器输出轴，变速器输出轴上沿圆周方向设有外花键，变速器输出轴通过外花键连接花键毂，花键毂外圈啮合连接接合套，接合套外圈上设有拨叉槽，拨叉套装在接合套的拨叉槽中。花键毂的左右两侧设有同步环，同步环空套在变速器输出轴上，同步环的外侧设有档位齿轮；同步环包括同步环盆体、同步环盆底和同步环盆面，同步环盆体内圈后端设有同步环盆底，同步环盆体外圈前端设有同步环盆面。

Description

一种摩擦惯性式锁环式同步器

技术领域

本发明涉及一种手动变速器换挡时的同步装置，具体的说是一种车辆手动变速器摩擦惯性式锁环式同步器装置，属于车辆变速器技术领域。

背景技术

同步器有多种结构形式，目前，在公知的轻型车手动变速器同步器中，广泛采用的是摩擦惯性式锁环式同步器，它是依靠摩擦作用实现车辆换挡前的同步。结构上包括有接合套、花键毂、对应齿轮上的接合齿圈和同步环、滑块等装置，换挡时使接合套与对应齿圈的圆周速度迅速达到同步，并且接合部位在未达到同步时不能接触，以达到防止冲击的目的。

锁环式同步器是结构紧凑，有利于减少变速器的体积。但它也具有明显的不足：径向尺寸小；锥面间产生的摩擦力矩不大，滑块容易磨损，导致不能产生推动同步环的推力而失效；依赖于同步环内锥面的螺纹在与接合齿圈外锥面摩擦时起导油作用，由于同步环内锥面螺纹容易磨损，加之随使用时间的推移，油质量容易变稠，会降低导油效果，造成两摩擦锥面不能很好地接触，导致换挡时间延长或换挡失效。由于存在以上不足，所以摩擦惯性式锁环式同步器多用于传递转矩不大的车辆变速器。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足之处，从而提供一种摩擦惯性式锁环式同步器，增大了摩擦接触面积，增加了传递转矩，改善了导油方式，消除了目前广泛使用的摩擦惯性式锁环式同步器存在的不足，而且提高了换挡过程的可靠性，延长了使用寿命，提高了驾驶安全；同时由于增加了传递转矩，所以扩大了摩擦惯性式锁环式同步器的应用范围。

按照本发明提供的技术方案，一种摩擦惯性式锁环式同步器包括档位齿轮、同步环、拨叉、接合套、花键毂和变速器输出轴，其特征是：变速器输出轴上沿圆周方向设有外花键，变速器输出轴通过外花键连接花键毂，花键毂外圈啮合连接接合套，接合套外圈上设有拨叉槽，拨叉套装在接合套的拨叉槽中；接合套内圈中部设有弹簧销顶槽，花键毂的外圈中部设有弹簧销安装槽和锁止销槽，锁止销槽内设有锁止销，锁止销中部设有通孔，弹簧销安装槽内设有弹簧，弹簧前端设有弹簧销，弹簧销穿过锁止销的通孔伸入弹簧销顶槽中；弹簧的后端顶紧弹簧销安装槽后端，弹簧的前端将锁止销的前端顶紧在弹簧销顶槽中；所述花键毂的左右两侧设有同步环，同步环空套在变速器输出轴上，同步环的外侧设有档位齿轮；同步环包括同步环盆体、同步环盆底和同步环盆面，同步环盆体内圈后端设有同步环盆底，同步环盆体外圈前端设有同步环盆面。

进一步的，档位齿轮上设有定位端面。

进一步的，同步环盆体上设有多个第一导油槽，多个第一导油槽沿着同步环盆体圆周方向均匀分布。

进一步的，同步环盆面上设有多个第二导油槽，多个第二导油槽沿着同步环盆面圆周方向均匀分布。

进一步的，同步环盆体沿圆周方向设有多个均匀分布的锁止槽，锁止槽的宽度比锁止销的宽度大出档位齿轮的半个齿的宽度。

进一步的，弹簧销前端为半球形，弹簧销顶槽为与弹簧销匹配的形状。

本发明与已有技术相比具有以下优点：

本发明结构简单、紧凑、合理，采用锁止销、弹簧销和弹簧装置，可使磨损的弹簧销头部在弹簧的作用下自动增补，因而消除了换挡过程中失效的风险，延长了使用寿命，提高了换挡的可靠性，因而也提供了驾驶的安全性；采用浴盆形状的同步环结构设计，增大了同步环内表面与档位齿轮的接合齿圈的接触面积，因而增加了摩擦力，增大的传递转矩，使换挡同步时间更短，换挡更快；同步环盆体上设计有螺旋槽作为导油槽，同时在锁止销槽的共同作用下，导油效果更好，导油时间更短，因而使得同步更快、更可靠；增大了传递转矩，提高了换挡过程的可靠性，提高了驾驶安全性，消除了目前广泛使用的摩擦惯性式锁环式同步器存在的不足，因而可使摩擦惯性式锁环式同步器的应用范围更加广泛。

附图说明

图1为本发明主视图。

图2为同步环主视图。

图3为同步环半剖图。

图4为档位齿轮主视图。

图5为花键毂主视图。

图6为接合套主视图。

附图标记说明：1-档位齿轮、2-同步环、3-拨叉、4-接合套、5-弹簧销、6-弹簧、7-锁止销、8-花键毂、9-外花键、10-变速器输出轴、11-拨叉槽、12-锁止销顶槽、13-弹簧销安装槽、14-锁止销槽、15-通孔、16-同步环盆体、17-同步环盆底、18-同步环盆面、19-锁止槽、20-第一导油槽、21-第二导油槽、22-定位端面。

具体实施方式

下面本发明将结合附图中的实施例作进一步描述：

如图1~6所示，本发明主要包括档位齿轮1、同步环2、拨叉3、接合套4、花键毂8和变速器输出轴10。

变速器输出轴10上沿圆周方向设有外花键9，变速器输出轴10通过外花键9连接花键毂8，花键毂8外圈啮合连接接合套4。接合套4外圈上设有拨叉槽11，拨叉3套装在接合套4的拨叉槽11中。在使用时，拨叉安装于接合套的拨叉槽中，因此拨叉能够推动接合套向档位齿轮一侧移动。

如图6所示，接合套4内圈中部设有弹簧销顶槽12。如图5所示，花键毂8的外圈中部设有弹簧销安装槽13和锁止销槽14，锁止销槽14内设有锁止销7，锁止销7中部设有通孔15。弹簧销安装槽13内设有弹簧6，弹簧6前端设有弹簧销5，弹簧销5穿过锁止销7的通孔15伸入弹簧销顶槽12中。弹簧6的后端顶紧弹簧销安装槽13后端，弹簧6的前端将锁止销7的前端顶紧在弹簧销顶槽12中。在接合套移动时，弹簧销推动锁止销移动，锁止销推动花键毂向档位齿轮移动。

所述弹簧销5前端为半球形，弹簧销顶槽12为与弹簧销5匹配的形状。在接合套4推力的带动下，对弹簧销5的前端产生一个向下的分力，压迫弹簧销5向下并压缩弹簧6，直至从弹簧销顶槽12中脱出，此时接合套4继续向前移动，而花键毂8和锁止销7停止移动。

所述花键毂8的左右两侧设有同步环2，同步环2空套在变速器输出轴10上，并不随变速器输出轴10同步转动。同步环2的外侧设有档位齿轮1。

如图2所示，同步环2包括同步环盆体16、同步环盆底17和同步环盆面18，同步环盆体16内圈后端设有同步环盆底17，同步环盆体16外圈前端设有同步环盆面18。

同步环盆体16沿圆周方向设有多个均匀分布的锁止槽19，锁止槽19的宽度比锁止销7的宽度大出档位齿轮1的半个齿的宽度。由于同步环与换挡齿轮的齿轮齿圈接触初期，速度不同步，同步环的转速慢，因此同步环随换挡齿轮齿圈旋转，当转过半个齿时，锁止销与锁止槽侧壁接触，带动锁止销旋转，锁止销带动花键毂旋转，由于花键毂和接合套啮合，因此带动接合套旋转，同时花键毂通过内花键与变速器输出轴啮合，因而带动变速器输出轴跟着旋转，由此实现动力输出。

所述同步环盆体16上设有多个第一导油槽20，多个第一导油槽20沿着同步环盆体16圆周方向均匀分布。所述同步环盆面18上设有多个第二导油槽21，多个第二导油槽21沿着同步环盆面18圆周方向均匀分布。当同步环与换挡齿轮相接触时，第一导油槽和二导油槽可将换挡齿轮上的油直接导出，以增加摩擦力矩。

如图4所示，所述档位齿轮1上设有定位端面22，定位端面22阻止接合套继续前移。

本发明的工作原理是：在使用时，驾驶员操作换挡手柄从某一档位推向另一档位。如图1所示，操纵手柄带动拨叉向左侧移动，拨叉安装于接合套的拨叉槽中，因此拨叉推动接合套向左侧移动。在接合套移动的同时，弹簧销推动锁止销向左侧移动，锁止销推动花键毂向左侧移动，当花键毂前移接触到同步环盆底时，推动同步环盆底向左侧移动，因为花键毂的端面与同步环盆底的接触面积比较大，因此同步环得到单位面积推力比目前公知的小，工作可靠，寿命延长。当同步环向左侧移动到与档位齿轮的齿圈相接触时，即同步环盆体端面与档位齿轮的齿圈端面相接触，同步环盆体与档位齿轮的齿圈端面相接触，同步环盆底与齿圈盆底相接触，因为档位齿轮的转速比同步环转速高，因此二者相接触的面积产生摩擦力矩，又因为接触面积总和远比目前公知的同步器大的多，因此产生很大的摩擦力矩，可以缩短二者同步的时间。当同步环与档位齿轮齿圈接触产生摩擦力矩时，阻止花键毂向前移动，由于接合套在拨叉的推力下仍然向前移动，弹簧销的顶端为半球形，弹簧销顶槽与弹簧销顶端相匹配，因此，在接合套推力的带动下，对弹簧销顶端产生一个向下的分力，压迫弹簧销向下并压缩弹簧，直至从弹簧销顶槽中脱出，此时接合套继续向前移动，而花键毂和锁止销停止移动。由于同步环与档位齿轮齿圈接触初期，速度不同步，同步环的转速慢，因此同步环随三档齿轮齿圈旋转，当转过半个齿时，锁止销与锁止销槽侧壁接触，带动锁止销旋转，锁止销带动花键毂旋转，由于花键毂和接合套啮合，因此带动接合套旋转，同时花键毂与变速器输出轴的外花键啮合，因而带动变速器输出轴跟着旋转，由此实现动力输出。在拨叉的推力下，接合套继续向前移动，当接合套内啮合齿与同步环啮合齿接触时，由于两个啮合齿结构相同，具有相同的结构参数，又因为同步环已随档位档齿轮齿圈转过半个齿。因此，此时接合套内啮合齿不能与同步环啮合齿相啮合，且由于两齿相邻侧的齿形为三角形，因此互相抵住，起到锁止作用。当同步环、接合套、花键毂、变速器输出轴与档位齿轮转速达到相同时，接合套内啮合齿与同步环啮合齿啮合，接合套继续向左移动，最终与档位齿轮齿圈的啮合齿相啮合，完成挂上档位的过程。档位齿轮的定位端面起到限位作用，使得接合套不能继续前移。

Claims (6)

1.一种摩擦惯性式锁环式同步器，包括档位齿轮（1）、同步环（2）、拨叉（3）、接合套（4）、花键毂（8）和变速器输出轴（10），其特征是：变速器输出轴（10）上沿圆周方向设有外花键（9），变速器输出轴（10）通过外花键（9）连接花键毂（8），花键毂（8）外圈啮合连接接合套（4），接合套（4）外圈上设有拨叉槽（11），拨叉（3）套装在接合套（4）的拨叉槽（11）中；接合套（4）内圈中部设有弹簧销顶槽（12），花键毂（8）的外圈中部设有弹簧销安装槽（13）和锁止销槽（14），锁止销槽（14）内设有锁止销（7），锁止销（7）中部设有通孔（15），弹簧销安装槽（13）内设有弹簧（6），弹簧（6）前端设有弹簧销（5），弹簧销（5）穿过锁止销（7）的通孔（15）伸入弹簧销顶槽（12）中；弹簧（6）的后端顶紧弹簧销安装槽（13）后端，弹簧（6）的前端将锁止销（7）的前端顶紧在弹簧销顶槽（12）中；所述花键毂（8）的左右两侧设有同步环（2），同步环（2）空套在变速器输出轴（10）上，同步环（2）的外侧设有档位齿轮（1）；同步环（2）包括同步环盆体（16）、同步环盆底（17）和同步环盆面（18），同步环盆体（16）内圈后端设有同步环盆底（17），同步环盆体（16）外圈前端设有同步环盆面（18）。

2.如权利要求1所述的一种摩擦惯性式锁环式同步器，其特征是：所述档位齿轮（1）上设有定位端面（22）。

3.如权利要求1所述的一种摩擦惯性式锁环式同步器，其特征是：所述同步环盆体（16）上设有多个第一导油槽（20），多个第一导油槽（20）沿着同步环盆体（16）圆周方向均匀分布。

4.如权利要求1所述的一种摩擦惯性式锁环式同步器，其特征是：所述同步环盆面（18）上设有多个第二导油槽（21），多个第二导油槽（21）沿着同步环盆面（18）圆周方向均匀分布。

5.如权利要求1所述的一种摩擦惯性式锁环式同步器，其特征是：所述同步环盆体（16）沿圆周方向设有多个均匀分布的锁止槽（19），锁止槽（19）的宽度比锁止销（7）的宽度大出档位齿轮（1）的半个齿的宽度。

6.如权利要求1所述的一种摩擦惯性式锁环式同步器，其特征是：所述弹簧销（5）前端为半球形，弹簧销顶槽（12）为与弹簧销（5）匹配的形状。