CN106763277A - 锁销式三锥面同步器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种锁销式三锥面同步器，包括：依次设置的高挡锥环总成、同步器滑动齿套和低挡锥环总成；所述的高挡锥环总成的高挡锁止销与同步器滑动齿套的高挡锁止孔连接；三组锥面摩擦副，分别是摩擦内环总成与摩擦中环形成的第一摩擦副、摩擦中环和摩擦外环形成的第二摩擦副、摩擦外环与低挡齿轮形成的第三摩擦副；所述的摩擦内环总成包括摩擦内环及低挡锁止销，摩擦内环总成的低挡锁止销与同步器滑动齿套上的低挡锁止孔连接；所述的摩擦外环和摩擦内环均相对设置有卡簧槽，设置在卡簧槽内的卡簧对摩擦内环与摩擦外环的相对位置进行限位。本发明通过新的机械结构解决三锥面同步器三个锥面同心差，挂挡锁止不可靠问题。

Description

锁销式三锥面同步器

【技术领域】

本发明属于同步器设计技术领域，特别涉及一种锁销式三锥面同步器。

【背景技术】

锁销式同步器因其结构简单，锁止销强度高，抗冲击性能好，被广泛用作气动换挡的副箱同步器。国内主流车型匹配的变速箱副箱同步器高低挡均采用单锥设计，随着用户对换挡舒适性要求的提高，副箱低挡同步器性能和与高挡的明显差别已让用户感到不满。

原理上，锁销式同步器可以通过增加配合锥面数目，成倍提高同步器性能。国内外也有一些锁销式三锥面同步器的设计思路，其共同点：机械结构保证外环与内环相连，周向无相对运动，轴向自由；中环与齿轮相连，周向无相对运动，轴向自由；在换挡力的作用下，三个摩擦环共同起作用。目前三锥面同步器未见有工程应用。

单锥面同步器结构简单，可靠性好；三锥面同步器可以解决有限设计空间同步器容量不够的问题，但三个锥面因同心差造成同步器可靠性能差，尤其是在一些浮动结构的变速箱上。

【发明内容】

为解决现有技术存在的问题，本发明提供了一种锁销式三锥面同步器，通过新的机械结构解决三锥面同步器三个锥面同心差，挂挡锁止不可靠问题。

本发明目的是通过以下技术方案来实现的：

一种锁销式三锥面同步器，包括：依次设置的高挡锥环总成、同步器滑动齿套和低挡锥环总成；所述的高挡锥环总成的高挡锁止销与同步器滑动齿套的高挡锁止孔连接；所述的低挡锥环总成为锁销式三锥面结构，包括三组锥面摩擦副，分别是摩擦内环总成与摩擦中环形成的第一摩擦副、摩擦中环和摩擦外环形成的第二摩擦副、摩擦外环与低挡齿轮形成的第三摩擦副；所述的摩擦内环总成包括摩擦内环及低挡锁止销，摩擦内环总成的低挡锁止销与同步器滑动齿套上的低挡锁止孔连接；所述的摩擦外环和摩擦内环均相对设置有卡簧槽，设置在卡簧槽内的卡簧对摩擦内环与摩擦外环的相对位置进行限位。

所述的摩擦内环的外圈径向均布有若干凸起，摩擦外环上设有与摩擦内环凸起相配的若干槽；摩擦中环轴向均布若干爪子，装配时，摩擦中环套设在摩擦内环的外锥面上，低挡锁止销与摩擦中环的爪子方向相反；摩擦外环套设在摩擦中环的外锥面上，摩擦内环的凸起设置在摩擦外环的槽内，卡簧挡住摩擦内环的凸起，摩擦外环和摩擦内环同步转动。

所述的高挡锥环总成包括高挡摩擦环，高挡摩擦环的一侧设置有高挡锁止销和弹簧孔，弹簧孔的轴线与锁止销轴线垂直，弹簧孔的一端设置有与弹簧孔轴线垂直的锁止销孔；所述的低挡锁止销包括多个均布的第一锁止销和第二锁止销，第一锁止销和第二锁止销均穿过同步器滑动齿套上的低挡锁止孔，并且第一锁止销插入高挡摩擦环的锁止销孔内，并被弹簧压紧；高挡锁止销穿过同步器滑动齿套的高挡锁止孔；低挡锁止销和高挡锁止销均设有锁止面，分别与同步器滑动齿套的低挡锁止孔和高挡锁止孔的锁止面匹配。

所述的第一锁止销的长度大于第二锁止销的长度。

使用时，同步器滑动齿套设在输出轴上，且设置在高挡齿轮和低挡齿轮之间，高挡锥环总成与高挡齿轮的摩擦锥面匹配接触；摩擦中环的爪子伸入低挡齿轮上轴向均布的槽内，同步器滑动齿套设有与低挡齿轮的啮合齿匹配的内齿，摩擦中环与低挡齿轮同步转动。

所述的三组锥面摩擦副之间设置有用于增加摩擦力的摩擦材料。

所述的摩擦内环总成与摩擦中环之间的摩擦副，其摩擦材料设置在摩擦内环总成的摩擦环上；摩擦中环和摩擦外环之间的摩擦副，其摩擦材料设置在摩擦中环上；摩擦外环与低挡齿轮之间的摩擦副，其摩擦材料设置在摩擦外环上。

所述的摩擦外环、摩擦内环与摩擦中环同心设置且相互留有间隙。

相对于现有技术，本发明具有以下优点：

本发明的锁销式三锥面同步器在执行换挡过程中，同步器滑动齿套在换挡力作用下，使得摩擦内环锥面与摩擦中环锥面接触，摩擦中环锥面与摩擦外环锥面相接触，摩擦外环锥面与低挡齿轮锥面相接触，卡簧结构保证三个摩擦锥面有足够的间隙和整个换挡过程中有足够的同心度，从而可靠的实现三锥面同步容量大的作用，降低了换挡力或是缩短了换挡时间。进而解决三锥面同步器三个锥面同心差，挂挡锁止不可靠问题。

进一步，同步器锁止销设置有两种不同的结构，进而有效的保证了换挡过程中的三个锥面同心度，提供同步器可靠性能。

【附图说明】

图1为本发明锁销式三锥面同步器结构图；

图2为低挡锥环总成结构图；

图3为摩擦内环总成外形图；

图4为摩擦中环外形图；

图5为摩擦外环外形图；

图6为卡簧外形图；

图7为高挡摩擦环示意图；

图8为同步器滑动齿套示意图；

其中：1-高挡齿轮；2-高挡锥环总成；3-同步器滑动齿套；4-低挡锥环总成；5-输出轴；6-低挡齿轮；7-摩擦外环；8-摩擦中环；9-摩擦内环总成；10-卡簧；11-第一锁止销；12-第二锁止销；13-摩擦内环；80、爪子；70、槽；130、凸起；14高挡摩擦环；15、高挡锁止销；16、弹簧；140、锁止销孔；141、弹簧孔。

【具体实施方式】

下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细阐述，但本发明不限于该实施例。为了使公众对本发明有彻底的了解，在以下本发明优选施例中详细说明具体的细节。

如图1所示，本发明一种锁销式三锥面同步器，包括高挡锥环总成2、低挡锥环总成4、同步器滑动齿套3、输出轴5、齿轮；同步锥环总成由摩擦外环7、摩擦中环8、摩擦内环总成9和卡簧10组成；摩擦内环总成9由摩擦内环13和同步器锁止销组成。

如图2～5所示，三组锥面摩擦副可以通过摩擦内环13、摩擦中环8、摩擦外环7的外锥面和内锥面设置有摩擦材料组合形成；摩擦材料可以是任何类型的摩擦材料；摩擦外环7有卡簧槽，卡簧10卡于卡簧槽中，将摩擦内环总成9、摩擦中环8、摩擦外环7组成同步锥环总成装配体，外环7和中环8在同步锥环总成轴向上有有限的自由度；摩擦内环13的外圈轴向均布有若干凸起130，摩擦外环7上有与摩擦内环13凸起130相配的若干槽70；摩擦摩擦中环88轴向均布若干爪子80，齿轮上轴向均布有若干槽70与摩擦中环爪子80相配；摩擦内环13上固定有6个沿轴向均匀分布的锁止销11和12，锁止销穿过同步器滑动齿套3上的锁止孔。

所述的摩擦内环总成9与摩擦中环8之间的摩擦副，其摩擦材料设置在摩擦内环总成9的摩擦环上；摩擦中环8和摩擦外环7之间的摩擦副，其摩擦材料设置在摩擦中环8上；摩擦外环7与低挡齿轮6之间的摩擦副，其摩擦材料设置在摩擦外环7上。

第一锁止销11和第二锁止销12设置有锁止面，同步器滑动齿套3上开设有与第一锁止销11和第二锁止销12相配合的第一、第二锁止孔，第一、第二锁止孔的孔端开设有与锁止销的锁止面相配合的锁止面；装配时，第一锁止销11和第二锁止销12穿过同步器滑动齿套3上对应的锁止孔。

如图2～8所示，同步器包括低挡锥环总成4、高挡锥环总成2、同步器滑动齿套3、锁止销；低挡锥环总成4包括低挡摩擦内环13、摩擦中环8、摩擦外环7；低挡摩擦内环13设置有三组低挡锁止销，每组包含一个较长低挡锁止销11和一个较短低挡锁止销12，这三组锁止销均布在低挡摩擦环13上，低挡摩擦内环13外周设置有摩擦材料，摩擦中环8套设在低挡摩擦内环13外周；摩擦中环8设置有均布的9个爪80，9个爪80分别伸入低挡齿轮6侧面均布的9个槽中，摩擦中环8与低挡齿轮6同步转动，摩擦中环8外周设置有摩擦材料；低挡摩擦外环套设在低挡摩擦中环8外周，并且设有9个凹槽70，低挡内环设有9个凸起130，伸入低挡外环的9个凹槽70中，低挡内环9个凸起130的作用下，低挡外环与低挡内环同步转动，低挡外环7的外周设置有摩擦材料，与低挡齿轮的摩擦锥面匹配；低挡外环7内径还设置有卡环槽，通过设置的卡环10对低挡内环13与低挡外环7的相对位置进行限位；高挡锥环总成2内周设置有摩擦材料，与高挡齿轮1的摩擦锥面匹配；高挡摩擦环14的一侧还均布3个高挡锁止销15和三个弹簧孔141，弹簧孔141的轴线与锁止销15轴线垂直，弹簧孔141的一端设置有与弹簧孔轴线垂直的锁止销孔140；低挡摩擦内环的低挡锁止销穿过同步器滑动齿套3的低挡锁止销孔，并且低挡较长锁止销11插入在高挡摩擦环锁止销孔140内，并被压缩弹簧16压紧；高挡锁止销15穿过同步器滑动齿套3的高挡锁止销孔；低挡锁止销和高挡锁止销15均设有锁止面，分别与同步器滑动齿套3的低挡锁止销孔和高挡锁止销孔的锁止面匹配；同步器滑动齿套3设有内齿，与和低挡齿轮6啮合齿匹配。

本发明的基本原理为：设同步器处于高挡位置，司机挂低挡时候，低挡拨叉波动同步器滑动齿套3向右移动，并与高挡齿轮1分离，此时同步器滑动齿套3到达空挡位置，在弹簧的作用下，高挡摩擦环14与低挡摩擦内环13发生相对转动，使得低挡锁止销15的锁止面与同步器滑动齿套3的低挡锁止销孔的锁止面处于预锁止状态，当同步器滑动齿套3继续移动，同步器滑动齿套3的低挡锁止销孔的锁止面向低挡锁止销施加压力，推动低挡摩擦内环13，低挡摩擦内环13压紧低挡摩擦中环8，低挡摩擦中环8压紧低挡摩擦外环9，低挡摩擦外环9的摩擦锥面压紧低挡齿轮6的摩擦锥面，因为低挡摩擦内环13和摩擦外环9的转速与低挡摩擦中环8和低挡齿轮6转速不同，在摩擦力的作用下，最终趋于同步，当转速达到一致时候，在同步器滑动齿套3的压力和低挡锁止销与同步器滑动齿套的低挡锁止销孔的锁止面作用下低挡同步内环相对同步器滑动齿套3反转一个角度，此时同步器滑动齿套3继续向右移动，同步器滑动齿套3与低挡齿轮的啮合齿结合，此时挂入低挡。

从高挡齿轮1摘挡，同步器滑动齿套3的结合齿与高挡齿轮1的结合齿脱离，高挡锥环总成2中的压簧作用于锁止销11，使得锁止销11和锁止销12与同步器滑动齿套3锁止孔中的锁止面保持接触状态，同时卡簧10使得摩擦外环7、摩擦中环8、摩擦内环13同心，并和低挡齿轮6内锥面紧密接触，三组摩擦锥面同时起作用，锁止销11和锁止销12可靠锁止，同步完成后进入挡位，同步器滑动齿套3的结合齿与低挡齿轮6的结合齿完成结合。

在高挡向低挡转换过程中，卡环10对低挡摩擦内环13和低挡摩擦外环9的相对位置进行限位，使它们之间的同轴度保证在一定范围，避免了因为低挡摩擦内环13和低挡摩擦外环9过度倾斜造成的低挡锁止销与同步器滑动齿套3锁止销孔的匹配失效，保证了同步器的同步性能和挂挡的可靠性。低挡挂入高挡的过程远离相似。

锁销式三锥面同步器在执行换挡过程中，同步器滑动齿套3在换挡力作用下，使得摩擦内环13锥面与摩擦中环8锥面接触，摩擦中环8锥面与摩擦外环7锥面相接触，摩擦外环7锥面与低挡齿轮6锥面相接触，卡簧10结构保证三个摩擦锥面有足够的间隙和整个换挡过程中有足够的同心度，从而可靠的实现三锥面同步容量大的作用，降低了换挡力或是缩短了换挡时间。

以上，仅为本发明的较佳实施例，并非仅限于本发明的实施范围，凡依本发明专利范围的内容所做的等效变化和修饰，都应为本发明的技术范畴。

Claims (8)

1.一种锁销式三锥面同步器，其特征在于，包括：依次设置的高挡锥环总成(2)、同步器滑动齿套(3)和低挡锥环总成(4)；所述的高挡锥环总成(2)的高挡锁止销(15)与同步器滑动齿套(3)的高挡锁止孔连接；所述的低挡锥环总成(4)为锁销式三锥面结构，包括三组锥面摩擦副，分别是摩擦内环总成(9)与摩擦中环(8)形成的第一摩擦副、摩擦中环(8)和摩擦外环(7)形成的第二摩擦副、摩擦外环(7)与低挡齿轮(6)形成的第三摩擦副；所述的摩擦内环总成(9)包括摩擦内环(13)及低挡锁止销，摩擦内环总成(9)的低挡锁止销与同步器滑动齿套(3)上的低挡锁止孔连接；所述的摩擦外环(7)和摩擦内环(13)均相对设置有卡簧槽，设置在卡簧槽内的卡簧(10)对摩擦内环(13)与摩擦外环(7)的相对位置进行限位。

2.根据权利要求1所述的一种锁销式三锥面同步器，其特征在于，所述的摩擦内环(13)的外圈径向均布有若干凸起(130)，摩擦外环(7)上设有与摩擦内环(13)凸起(130)相配的若干槽(70)；摩擦中环(8)轴向均布若干爪子(80)，装配时，摩擦中环(8)套设在摩擦内环(13)的外锥面上，低挡锁止销与摩擦中环(8)的爪子(80)方向相反；摩擦外环(7)套设在摩擦中环(8)的外锥面上，摩擦内环(13)的凸起(130)设置在摩擦外环(7)的槽(70)内，卡簧(10)挡住摩擦内环(13)的凸起(130)，摩擦外环(7)和摩擦内环(13)同步转动。

3.根据权利要求2所述的一种锁销式三锥面同步器，其特征在于，所述的高挡锥环总成(2)包括高挡摩擦环(14)，高挡摩擦环(14)的一侧设置有高挡锁止销(15)和弹簧孔(141)，弹簧孔(141)的轴线与锁止销(15)轴线垂直，弹簧孔(141)的一端设置有与弹簧孔轴线垂直的锁止销孔(140)；所述的低挡锁止销包括多个均布的第一锁止销(11)和第二锁止销(12)，第一锁止销(11)和第二锁止销(12)均穿过同步器滑动齿套(3)上的对应的低挡锁止孔，并且第一锁止销(11)插入高挡摩擦环(14)的锁止销孔(140)内，并被弹簧(16)压紧；高挡锁止销(15)穿过同步器滑动齿套(3)的高挡锁止孔；低挡锁止销和高挡锁止销(15)均设有锁止面，分别与同步器滑动齿套(3)的低挡锁止孔和高挡锁止孔的锁止面匹配。

4.根据权利要求2所述的一种锁销式三锥面同步器，其特征在于，使用时，同步器滑动齿套(3)设在输出轴(5)上，且设置在高挡齿轮(1)和低挡齿轮(6)之间，高挡锥环总成(2)与高挡齿轮(1)的摩擦锥面匹配接触；摩擦中环(8)的爪子(80)伸入低挡齿轮(6)上轴向均布的槽内，同步器滑动齿套(3)设有与低挡齿轮(6)的啮合齿匹配的内齿，摩擦中环(8)与低挡齿轮(6)同步转动。

5.根据权利要求2所述的一种锁销式三锥面同步器，其特征在于，所述的第一锁止销(11)的长度大于第二锁止销(12)的长度。

6.根据权利要求1所述的一种锁销式三锥面同步器，其特征在于，所述的三组锥面摩擦副之间设置有用于增加摩擦力的摩擦材料。

7.根据权利要求6所述的一种锁销式三锥面同步器，其特征在于，所述的摩擦内环总成(9)与摩擦中环(8)之间的摩擦副，其摩擦材料设置在摩擦内环总成(9)的摩擦环上；摩擦中环(8)和摩擦外环(7)之间的摩擦副，其摩擦材料设置在摩擦中环(8)上；摩擦外环(7)与低挡齿轮(6)之间的摩擦副，其摩擦材料设置在摩擦外环(7)上。

8.根据权利要求1所述的一种锁销式三锥面同步器，其特征在于，所述的摩擦外环(7)、摩擦内环(13)与摩擦中环(8)同心设置且相互留有间隙。