CN106032824A - 同步器组件及具有该同步器组件的变速器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种同步器组件以及具有该同步器组件的变速器，同步器组件包括：齿轮；同步毂，所述同步毂与所述齿轮同轴设置；同步套，所述同步套套设在所述同步毂上且可随所述同步毂同步转动并可相对所述同步毂沿轴向滑动；驱动件，所述驱动件可绕所述同步毂的旋转轴线转动；拨环，所述拨环与所述同步套和所述驱动件均相连、且设置成可在所述驱动件转动时在所述驱动件的驱动下沿与所述旋转轴线平行的移动轴线移动以便所述同步套可选择性地同步所述同步毂与所述齿轮。根据本发明实施例的同步器组件，同步套受力均匀，应用该同步器组件的变速器换挡平顺。

Description

同步器组件及具有该同步器组件的变速器

技术领域

本发明涉及车辆技术领域，尤其涉及一种同步器组件以及具有该同步器组件的变速器。

背景技术

相关技术中，变速器内的拨叉轴与同步毂无法做到同轴，所以拨叉受到一个弯矩，使得同步套在工作时受力不均匀，进一步地使得换挡不平顺，而且影响换挡精度。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明提出一种同步器组件，该同步器组件的同步套受力均匀，应用该同步器组件的变速器换挡平顺。

本发明进一步地提出了一种变速器。

根据本发明实施例的同步器组件，包括：齿轮；同步毂，所述同步毂与所述齿轮同轴设置；同步套，所述同步套套设在所述同步毂上且可随所述同步毂同步转动并可相对所述同步毂沿轴向滑动；驱动件，所述驱动件可绕所述同步毂的旋转轴线转动；拨环，所述拨环与所述同步套和所述驱动件均相连、且设置成可在所述驱动件转动时在所述驱动件的驱动下沿与所述旋转轴线平行的移动轴线移动以便所述同步套可选择性地同步所述同步毂与所述齿轮。

根据本发明的同步器组件，通过将驱动件与同步毂同轴设置，可以实现动力输入和动力输出的同轴，这样驱动件的动力输出可以通过拨环均匀传递到同步套上，使同步套受力均匀，应用该同步器组件的变速器换挡更平顺，控制精度高。

根据本发明另一方面的变速器，包括上述所述的同步器组件。由于上述的同步器组件具有上述的有益效果，所以具有该同步器组件的变速器的换挡过程平顺，而且控制精度高。

附图说明

图1是根据本发明实施例的同步器组件的剖视图，且同步套与齿轮处于分离状态；

图2是根据本发明实施例的同步器组件的剖视图，且同步套与齿轮处于接合状态；

图3是根据本发明实施例的同步器组件的一种拨环的结构示意图；

图4是根据本发明实施例的同步器组件的另一种拨环的结构示意图；

图5是同步套、同步环和齿轮的齿啮合示意图。

附图标记：

同步器组件100；

电机定子101；电机转子102；止推轴承103；拨环104；半环1041；防转杆安装孔1042；子拨环1043；防转杆105；

同步套201；同步毂202；滚针轴承203；齿轮204；齿轮接合齿圈2041；同步环205；同步环接合齿圈2051；预同步弹簧206；

螺纹结构3；凸起4；动力输出轴5。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参考图1-图5描述根据本发明实施例的同步器组件100。根据本发明实施例的同步器组件100包括：齿轮204、同步毂202、同步套201、驱动件和拨环104。

如图1和图2所示，齿轮204套设在动力输出轴5上，可选地，齿轮204与动力输出轴5之间设有滚针轴承203。如图1和图2所示，同步毂202与齿轮204同轴设置，同步套201套设在同步毂202上，而且同步套201可随同步毂202同步转动并可相对同步毂202沿轴向滑动。如图1和图2所示，同步毂202设置在动力输出轴5上，同步套201与同步毂202之间可以通过花键结构连接，而且同步套201与同步毂202可绕动力输出轴5同步转动。如图1所示，当同步套201与齿轮204处于分离状态，同步套201随同步毂202转动，如图2所示，当同步套201向右移动直至与齿轮204接合时，同步套201与齿轮204同步转动，完成变速器的换挡过程。

驱动件可绕同步毂202的旋转轴线L转动，如图1所示，同步毂202的旋转轴线L即为动力输出轴5的中心轴线，驱动件绕动力输出轴5的中心轴线转动。拨环104与同步套201和驱动件均相连，而且拨环104设置成可在驱动件转动时在驱动件的驱动下沿与旋转轴线L平行的移动轴线M移动以便同步套201可选择性地同步同步毂202与齿轮204。

也就是说，如图1和图2所示，拨环104的移动轴线M与驱动件的旋转轴线L平行，驱动件在绕旋转轴线L转动时，驱动件驱动拨环104沿移动轴线M轴向移动，而且轴向移动的拨环104可以控制同步套201选择性地同步同步毂202与齿轮204，也就是说，轴向移动的拨环104可以控制变速器的换挡过程。

根据本发明实施例的同步器组件100，通过将驱动件与同步套201同轴设置，可以实现动力输入和动力输出的同轴，这样驱动件的动力输出可以通过拨环104均匀传递到同步套201上，使同步套201受力均匀，应用该同步器组件100的变速器换挡更平顺，控制精度高。

在本发明的一个实施例中，如图1和图2所示，驱动件可以为电机转子102，电机转子102适于在电机定子101的驱动下绕旋转轴线L转动。也就是说，电机定子101被电流驱动，进一步地驱动电机转子102沿旋转轴线L转动，而且电机转子102驱动拨环104沿移动轴线M移动。可以理解的是，采用电机转子102驱动拨环104，可以简化同步器组件100的结构，使得同步器组件100结构紧凑，而且还可以节约能源。

电机转子102可以构造为中空结构，电机转子102的内周壁与拨环104的外周壁通过螺纹结构3相连。具体地，如图1和图2所示，电机转子102的内周壁上的螺纹与拨环104的外周壁上的螺纹均采用右螺纹，这样当变速器换挡时，电机转子102驱动拨环104沿移动轴线M移动，拨环104和同步套201从左向右移动直至同步套201与齿轮204接合，实现同步套201与齿轮204的同步转动。当变速器变为空挡时，电机转子102驱动拨环104沿移动轴线M移动，拨环104和同步套201从右向左移动直至同步套201与齿轮204分离，实现同步套201与同步毂202同步转动。可以理解的是，在变速器换挡和空挡过程中，当电流停止驱动电机定子101时，电机转子102停止转动时，由于电机转子102的内周壁与拨环104的外周壁之间采用螺纹结构3，从而使得电机转子102锁止拨环104，进一步地使得同步套201与齿轮204接合稳定，可以有效防止脱挡现象的发生。

可以理解的是，采用螺纹结构3相连的电机转子102和拨环104，可以使得电机转子102具有连续驱动拨环104的控制力，进而使得电机转子102和拨环104之间无冲击，噪音小。

进一步地，电机转子102的轴向两侧设有轴向限位件。可选地，轴向限位件可以包括止推轴承103。如图1和图2所示，止推轴承103分别设置在电机转子102的轴向两侧，防止电机转子102轴向移动，使得电机转子102的旋转运动完全转化成同步套201的轴向移动，提高同步器组件100的工作效率，而且保证同步器组件100的工作稳定性。

在本发明的一些具体示例中，拨环104的内周壁上可以设有凸起4和凹槽中的一个，同步套201的外周壁上设有凸起4和凹槽中的另一个，凸起4配合在凹槽内。凸起4和凹槽的配合，可以使得拨环104和同步套201配合稳定，进一步地有利于保证拨环104向同步套201的动力传递。如图1所示，拨环104的内周壁上设有凸起4，同步套201的外周壁上设有凹槽，凸起4与凹槽配合。在另一些可选的示例中，拨环104的内周壁上设有凹槽，同步套201的外周壁上设有凸起4，凹槽与凸起4配合。可以理解的是，凸起4和凹槽可以是多个，但是凹槽的数量与凸起4的数量相等，而且每个凸起4均有一个凹槽配合。

在本发明的一些示例中，拨环104可移动地套设在防转杆105上，防转杆105的中心轴线与移动轴线M共线。也就是说拨环104沿防转杆105轴向移动，如图1所示，防转杆105设置在水平方向，防转杆105可以防止拨环104沿旋转轴线L转动，这样可以保证拨环104驱动同步套201在水平方向上移动，从而选择性地同步同步毂202和齿轮204。

作为一种可选的实施方式，如图3所示，拨环104可以构造为套设在同步套201外的整环结构，防转杆105为多个，拨环104上构造有与多个防转杆105一一对应的多个防转杆安装孔1042。防转杆105安装在防转杆安装孔1042内，从而防止拨环104转动且使得拨环104沿防转杆105轴向移动。此外，多个防转杆105的设置可以使得拨环104轴向移动稳定，提高同步器组件100的工作稳定性。具体地，如图3所示，拨环104包括相对设置的两个半环1041，两个半环1041相连以构成整环结构，两个半环1041可以便于装配。

作为另一种可选的实施方式，如图4所示，拨环104可以包括沿周向间隔设置的多个子拨环1043，防转杆105可以为多个，每个子拨环1043上均设有一个用于安装防转杆105的防转杆安装孔1042。每个子拨环1043均可以沿移动轴线M轴向移动，而且每个子拨环1043均可以与同步套201同步转动，这样通过设置多个间隔开的子拨环1043，同样可以保证拨环104与同步套201的配合稳定性。可选地，每个子拨环1043上均可以设有凹槽和凸起4中的一个，同步套201上设有凹槽和凸起4中的另一个，凹槽与凸起4配合。

可选地，如图1和图2所示，齿轮204朝向同步毂202的一侧设置有适于与同步套201接合的齿轮接合齿圈2041，齿轮接合齿圈2041的朝向同步毂202的一侧的部分形成有外锥面。同步毂202的一侧设有同步环205，同步环205的外周壁上设有适于与同步套201接合的同步环接合齿圈2051，同步环205的内周壁形成为适于与外锥面配合的内锥面，同步套201与同步环205之间夹设有预同步弹簧206，预同步弹簧206设置成在同步套201朝向齿轮204移动期间推动同步环205向齿轮204移动并沿径向被压缩。同步环接合齿圈2051上的内锥面与齿轮接合齿圈2041的外锥面配合，可以将同步环接合齿圈2051压紧在齿轮接合齿圈2041上，进一步地使得同步环205与齿轮204配合稳定。预同步弹簧206产生推动同步环接合齿圈2051的推力，推动同步环接合齿圈2051向齿轮接合齿圈2041移动，使得内锥面与外锥面配合。

下面参考附图详细描述一下同步器组件100的同步过程。当变速器空挡时，同步套201与同步毂202同步转动，此时同步套201、同步毂202和同步环205的旋转速度相同，齿轮204的旋转速度与同步毂202的旋转速度不同。需要说明的是，电机转子102在此过程中停止转动。

当变速器换挡时，电机定子101被电流驱动，进一步地驱动电机转子102沿旋转轴线L转动，电机转子102通过拨环104与电机转子102之间的螺纹结构3驱动拨环104从左向右沿轴向移动，同时拨环104驱动同步套201从左向右移动，同步套201的齿与同步环205的尚未啮合，如图5(a)所示。同步套201的端面给予预同步弹簧206一个向右的分力和一个向旋转轴线L的分力，向右的分力推动预同步弹簧206向右移动，向旋转轴线L的分力使得预同步弹簧206径向收缩。预同步弹簧206进一步地向右推动同步环205，使得同步环205的同步环接合齿圈2051的内锥面向齿轮接合齿圈2041的外锥面靠近，促使同步环接合齿圈2051的内锥面与齿轮接合齿圈2041的外锥面达到预同步，当同步环205相对同步套201达到极限位置时，同步环205和同步套201错位半个齿，同步套201继续向右移动时与同步环205的齿错位贴合，如图5(b)所示。

由于齿轮204相对同步环205有相对运动速度W，同步环205上受到齿轮204提供的摩擦力F，W＞0时F＞0，W＝0时F＝0，摩擦力F保持同步环205与同步套201错位半个齿，直至摩擦力F使相对运动速度W减小，这样同步环205与同步套201之间无保持力，使得同步套201的齿插入同步环205。由于同步套201和齿轮204的齿端部均为楔形，同步套201的齿继而插入齿轮204，如图5(c)所示，同步完成。

当电机转子102停止转动时，拨环104不能轴向移动，同步套201也不能轴向移动，从而防止变速器出现脱挡的现象。

当同步套201和齿轮204需要分离时，只需将电机转子102逆向旋转即可分离。

根据本发明第二方面实施例的变速器，包括上述实施例的同步器组件100。由于上述实施例的同步器组件100具有上述的有益效果，所以具有该同步器组件100的变速器的换挡过程平顺，而且控制精度高。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (11)

1.一种同步器组件，其特征在于，包括：

齿轮；

同步毂，所述同步毂与所述齿轮同轴设置；

同步套，所述同步套套设在所述同步毂上且可随所述同步毂同步转动并可相对所述同步毂沿轴向滑动；

驱动件，所述驱动件可绕所述同步毂的旋转轴线转动；

拨环，所述拨环与所述同步套和所述驱动件均相连、且设置成可在所述驱动件转动时在所述驱动件的驱动下沿与所述旋转轴线平行的移动轴线移动以便所述同步套可选择性地同步所述同步毂与所述齿轮。

2.根据权利要求1所述的同步器组件，其特征在于，所述驱动件为电机转子，所述电机转子适于在电机定子的驱动下绕所述旋转轴线转动；

所述电机转子构造为中空结构，所述电机转子的内周壁与所述拨环的外周壁通过螺纹结构相连。

3.根据权利要求2所述的同步器组件，其特征在于，所述电机转子的轴向两侧设有轴向限位件。

4.根据权利要求3所述的同步器组件，其特征在于，所述轴向限位件包括止推轴承。

5.根据权利要求1所述的同步器组件，其特征在于，所述拨环的内周壁上设有凸起和凹槽中的一个，所述同步套的外周壁上设有所述凸起和所述凹槽中的另一个，所述凸起配合在所述凹槽内。

6.根据权利要求1所述的同步器组件，其特征在于，所述拨环可移动地套设在防转杆上，所述防转杆的中心轴线与所述移动轴线共线。

7.根据权利要求6所述的同步器组件，其特征在于，所述拨环构造为套设在所述同步套外的整环结构，所述防转杆为多个，所述拨环上构造有与多个所述防转杆一一对应的多个防转杆安装孔。

8.根据权利要求7所述的同步器组件，其特征在于，所述拨环包括相对设置的两个半环，两个半环相连以构成所述整环结构。

9.根据权利要求6所述的同步器组件，其特征在于，所述拨环包括沿周向间隔设置的多个子拨环，所述防转杆为多个，每个所述子拨环上均设有一个用于安装所述防转杆的防转杆安装孔。

10.根据权利要求1-9中任一项所述的同步器组件，其特征在于，所述齿轮朝向所述同步毂的一侧设置有适于与所述同步套接合的齿轮接合齿圈，所述齿轮接合齿圈的朝向所述同步毂的一侧的部分形成有外锥面；

所述同步毂的一侧设有同步环，所述同步环的外周壁上设有适于与所述同步套接合的同步环接合齿圈，所述同步环的内周壁形成为适于与所述外锥面配合的内锥面，所述同步套与所述同步环之间夹设有预同步弹簧，所述预同步弹簧设置成在所述同步套朝向所述齿轮移动期间推动所述同步环向所述齿轮移动并沿径向被压缩。

11.一种变速器，其特征在于，包括根据权利要求1-10中任一项所述的同步器组件。