CN107091283A - 一种变速器同步装置的传扭滑动型花键系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种变速器同步装置的传扭滑动型花键系统，齿套的第一内花键齿数为z＝36，压力角为a＝30°，模数为m＝2，第一内花键2个齿为一组均匀分布，第一内花键包括9组第一正常齿和9组第一减薄齿，齿毂的第二外花键齿数为z＝36，压力角为a＝30°，模数为m＝2，第二外花键2个齿为一组均匀分布，第二外花键包括9组第二正常齿和9组第二减薄齿，同步环的第三外花键齿数为z＝36，压力角为a＝30°，模数为m＝2，第三外花键2个齿为一组均匀分布，第三外花键包括9组第三正常齿和9组第三加厚齿，锥体的第四外花键齿数为z＝36，压力角为a＝30°，模数为m＝2，第四外花键36个齿均匀分布。本发明由于采用大量减薄的渐开线花键，使同步装置的重量减轻。

Description

一种变速器同步装置的传扭滑动型花键系统
技术领域
本发明属于汽车零部件制造技术领域，尤其是涉及一种变速器同步装置的传扭滑动型花键系统。
背景技术
随着汽车行业的飞速发展，双离合自动变速器是中国自主品牌大力发展自动变速箱技术的重点领域，变速器中的核心零部件为同步装置(又名同步器)，其性能的高低直接影响变速箱的整体性能，同步装置的设计制造中始终要求高性能和高可靠性。为了响应国家对节能减排的号召及汽车轻量化的发展趋势，需要对现有的同步装置进行轻量化设计，为了提高同步器的同步性能，也需要对同步装置的齿套、齿毂的花键精度进行技术优化和改进。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种变速器同步装置的传扭滑动型花键系统，该系统涉及高性能的同步装置及渐开线花键系统设计方法，为高精度零部件制造提供一种可选择的技术路线。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种变速器同步装置的传扭滑动型花键系统，包括齿套、齿毂、同步环及锥体，锥体也称结合齿圈，齿套内侧面周向设有第一内花键，齿毂外侧面周向设有第二外花键，同步环外侧面设有第三外花键，锥体外侧面设有第四外花键，齿套的第一内花键与齿毂第二外花键，齿套的第一内花键与同步环第三外花键、锥体第四外花键配合；
齿套的第一内花键齿数为z＝36，压力角为a＝30°，模数为m>1.8，第一内花键2个齿为一组均匀分布，第一内花键包括9组第一正常齿和9组第一减薄齿，9组第一正常齿和9组第一减薄齿间隔设置，齿套倒锥防脱结构设置在第一正常齿上；
齿毂的第二外花键齿数为z＝36，压力角为a＝30°，模数为m>1.8，第二外花键2个齿为一组均匀分布，第二外花键包括9组第二正常齿和9组第二减薄齿，9组第二正常齿和9组第二减薄齿间隔设置；
同步环的第三外花键齿数为z＝36，压力角为a＝30°，模数为m>1.8，第三外花键2个齿为一组均匀分布，第三外花键包括9组第三正常齿和9组第三加厚齿，9组第三正常齿和9组第三加厚齿间隔设置；
锥体的第四外花键齿数为z＝36，压力角为a＝30°，模数为m>1.8，第四外花键的36个齿均匀分布。
进一步的，齿套、齿毂、同步环及锥体的模数为m＝2。
进一步的，第一正常齿为渐开线花键齿，第一减薄齿为渐开线花键减薄齿。
进一步的，第一减薄齿减薄量为0.5-1.0mm。
进一步的，第一正常齿为渐开线花键齿，第一减薄齿为三角形减薄齿。
进一步的，第一正常齿为渐开线花键齿，第一减薄齿为矩形减薄齿。
进一步的，第二正常齿为渐开线花键齿，第二减薄齿为三角形减薄齿。
进一步的，第三正常齿为渐开线花键齿，第三加厚齿为渐开线花键加厚齿。
进一步的，第三加厚齿加厚量为0.5-1.0mm。
进一步的，第一内花键、第二外花键、第三外花键、第四外花键为齿侧定心花键。
相对于现有技术，本发明的传扭滑动型花键系统具有以下优势：本套花键系统适用于小于1200NM的同步装置，应用范围广泛，可适用于双离合变速器、机械式自动变速器、手动变速器等；由于采用大量减薄的渐开线花键，使同步装置的重量减轻，进一步推进了汽车零部件轻量化的科研进程；同步装置齿套与齿毂之间的花键精度得到提高，轴向滑动更加顺畅，同步性能得以提高。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例的齿套的减薄齿的示意图；
图2为本发明实施例的齿套的减薄齿的局部放大示意图；
图3为本发明实施例的齿毂的减薄齿的示意图；
图4为本发明实施例的齿毂的减薄齿的局部放大示意图；
图5为本发明实施例的同步环的加厚齿的示意图；
图6为本发明实施例的锥体的示意图。
附图标记说明：
10-齿套；11-第一正常齿；12-第一减薄齿；20-齿毂；21-第二正常齿；22-第二减薄齿；30-同步环；31-第三正常齿；32-第三加厚齿；40-锥体；41-第四外花键。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”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”等仅用于描述目的，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”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面将参考附图1-6并结合实施例来详细说明本发明。
本发明所要解决的第一个技术问题是：现有的轿车用同步器花键系统通常采用模数较小的花键系统，如m＝1.5、m＝1.6、m＝1.75、m＝1.8等，通常模数不会超过2，在轿车轻量化发展中，小模数的花键系统在保证单个齿的强度和降低重量的取舍方面难以兼顾，所以现有的同步器花键系统轻量化发展停滞不前。
本技术方案为了解决上述问题，提出了一种模数较大的花键系统，该花键系统采用大模数、少齿数的设计思路，大模数的同步装置可以增强花键系统的强度，少齿数的花键系统可以在保证系统强度的前提下大量设置减薄齿，可实现有效减轻变速器同步装置重量的目的，推动汽车零部件轻量化的进一步发展。
本具体实施例提供了一种变速器同步装置的传扭滑动型花键系统，包括齿套10、齿毂20、同步环30及锥体40，齿套10内侧面周向设有第一内花键，齿毂20外侧面周向设有第二外花键，同步环30外侧面设有第三外花键，锥体40外侧面设有第四外花键41，齿套10的第一内花键与齿毂20第二外花键，齿套10的第一内花键与同步环30第三外花键、锥体40第四外花键配合；
如图1所示，齿套10的第一内花键齿数为z＝36，压力角为a＝30°，模数为m>1.8，第一内花键2个齿为一组均匀分布，第一内花键包括9组第一正常齿11和9组第一减薄齿12，如图2所示，9组第一正常齿11和9组第一减薄齿12间隔设置，齿套倒锥防脱结构设置在第一正常齿11上，齿套倒锥防脱结构设置在第一正常齿11上可保证齿套10防脱功能不受影响。
如图3所示，齿毂20的第二外花键齿数为z＝36，压力角为a＝30°，模数为m>1.8，第二外花键2个齿为一组均匀分布，第二外花键包括9组第二正常齿21和9组第二减薄齿22，如图4所示，9组第二正常齿21和9组第二减薄齿22间隔设置；
如图5所示，同步环30的第三外花键齿数为z＝36，压力角为a＝30°，模数为m>1.8，第三外花键2个齿为一组均匀分布，第三外花键包括9组第三正常齿31和9组第三加厚齿32，9组第三正常齿31和9组第三加厚齿32间隔设置；
同步环30设置第三加厚齿32与本技术方案轻量化的设计思路并不矛盾，同步环30设置第三加厚齿32是为了增强花键系统同步环的强度；同步环30的厚度不及齿套10的10％，同步环30第三加厚齿32的加厚量远小于齿套10及齿毂20的减薄量，不影响花键系统轻量化的设计思路。
如图6所示，锥体40的第四外花键41齿数为z＝36，压力角为a＝30°，模数为m>1.8，第四外花键41的36个齿均匀分布。
第一减薄齿12、第二减薄齿22及第三加厚齿32的减薄方式可以为渐开线花键减薄齿，为了降低成本，还可以是三角形减薄齿或者矩形减薄齿。
第一内花键(包括第一正常齿11，第一减薄齿12)、第二外花键(包括第二正常齿21，第二减薄齿22)、第三外花键(包括第三正常齿31，第三加厚齿32)、第四外花键41为齿侧定心花键。通常花键设计有五种类型：齿侧定心、花键大径定心、花键小径定心、双定心(齿侧定心+花键大径定心)及双定心(齿侧定心+花键小径定心)，其中，齿侧定心是制造成本最低的一种方式，本技术方案中采用齿侧定心可以进一步降低同步装置的生产成本。
在一种优选实施例中:
齿套10的第一内花键齿数为z＝36，压力角为a＝30°，模数为m＝2，第一内花键2个齿为一组均匀分布，第一内花键包括9组第一正常齿11和9组第一减薄齿12，9组第一正常齿11和9组第一减薄齿12间隔设置，齿套倒锥防脱结构设置在第一正常齿11上，第一减薄齿12为渐开线花键齿，第一减薄齿12减薄量为0.5-1.0mm；
齿毂20的第二外花键齿数为z＝36，压力角为a＝30°，模数为m＝2，第二外花键2个齿为一组均匀分布，第二外花键包括9组第二正常齿21和9组第二减薄齿22，9组第二正常齿21和9组第二减薄齿22间隔设置，第二减薄齿22为三角形减薄齿；
同步环30的第三外花键齿数为z＝36，压力角为a＝30°，模数为m＝2，第三外花键2个齿为一组均匀分布，第三外花键包括9组第三正常齿31和9组第三加厚齿32，9组第三正常齿31和9组第三加厚齿32间隔设置，第三加厚齿32为渐开线花键加厚齿，第三加厚齿32加厚量为0.5-1.0mm；
锥体40的第四外花键41齿数为z＝36，压力角为a＝30°，模数为m＝2，第四外花键41的36个齿均匀分布，第四外花键41没有减薄齿。
本实施例还可以解决第二个技术问题：该花键系统可以有效增强花键轴向移动的顺畅性，花键系统的主要要求是保证内、外花键的同轴度，本实施中，采用了大模数、少齿数、多个减薄齿的设计思路，通过18个大模数的正常齿保证花键系统的运行强度，同时，由于设置了18个减薄齿，使得齿套与齿毂、同步环及锥体的实际齿接触面积减少，即仅有18个正常齿有接触，花键系统中，齿接触越多，导致花键轴向移动的顺畅降低的几率会越大，即花键轴向移动顺畅性出问题的几率就越大，所以，本花键系统间接提高了花键轴向移动的顺畅性，对比同类产品，顺畅性至少可以提升15％以上。
本实施例还可以解决第三个技术问题：越小模数的花键，制造越困难，生产成本越高，本实施例采用大模数的花键系统，加工制造更容易，可以降低花键系统的生产成本。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种变速器同步装置的传扭滑动型花键系统，包括齿套、齿毂、同步环及锥体，齿套内侧面周向设有第一内花键，齿毂外侧面周向设有第二外花键，同步环外侧面设有第三外花键，锥体外侧面设有第四外花键，齿套的第一内花键与齿毂第二外花键配合，齿套的第一内花键与同步环第三外花键、锥体第四外花键配合，其特征在于：
齿套的第一内花键齿数为z＝36，压力角为a＝30°，模数为m>1.8，第一内花键2个齿为一组均匀分布，第一内花键包括9组第一正常齿和9组第一减薄齿，9组第一正常齿和9组第一减薄齿间隔设置，齿套倒锥防脱结构设置在第一正常齿上；
齿毂的第二外花键齿数为z＝36，压力角为a＝30°，模数为m>1.8，第二外花键2个齿为一组均匀分布，第二外花键包括9组第二正常齿和9组第二减薄齿，9组第二正常齿和9组第二减薄齿间隔设置；
同步环的第三外花键齿数为z＝36，压力角为a＝30°，模数为m>1.8，第三外花键2个齿为一组均匀分布，第三外花键包括9组第三正常齿和9组第三加厚齿，9组第三正常齿和9组第三加厚齿间隔设置；
锥体的第四外花键齿数为z＝36，压力角为a＝30°，模数为m>1.8，第四外花键的36个齿均匀分布。
2.根据权利要求1的一种变速器同步装置的传扭滑动型花键系统，其特征在于：齿套、齿毂、同步环及锥体的模数为m＝2。
3.根据权利要求1的一种变速器同步装置的传扭滑动型花键系统，其特征在于：第一正常齿为渐开线花键齿，第一减薄齿为渐开线花键减薄齿。
4.根据权利要求3的一种变速器同步装置的传扭滑动型花键系统，其特征在于：第一减薄齿减薄量为0.5-1.0mm。
5.根据权利要求1的一种变速器同步装置的传扭滑动型花键系统，其特征在于：第一正常齿为渐开线花键齿，第一减薄齿为三角形减薄齿。
6.根据权利要求1的一种变速器同步装置的传扭滑动型花键系统，其特征在于：第一正常齿为渐开线花键齿，第一减薄齿为矩形减薄齿。
7.根据权利要求1的一种变速器同步装置的传扭滑动型花键系统，其特征在于：第二正常齿为渐开线花键齿，第二减薄齿为三角形减薄齿。
8.根据权利要求1的一种变速器同步装置的传扭滑动型花键系统，其特征在于：第三正常齿为渐开线花键齿，第三加厚齿为渐开线花键加厚齿。
9.根据权利要求8的一种变速器同步装置的传扭滑动型花键系统，其特征在于：第三加厚齿加厚量为0.5-1.0mm。
10.根据权利要求1的一种变速器同步装置的传扭滑动型花键系统，其特征在于：第一内花键、第二外花键、第三外花键、第四外花键为齿侧定心花键。
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