CN107869528A - 同步器系统用轴向弹性组件及同步器系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及同步器领域，具体涉及同步器系统用轴向弹性组件及同步器系统。根据本发明的同步器系统用轴向弹性组件包括：推力轴承；以及弹性部，其设置于所述推力轴承的外圈或内圈中的一方且朝向远离推力轴承的方向延伸。在弹性部产生弹性变形的情况下，弹性部能够产生轴向弹性力。另外，本发明还提供了一种采用该轴向弹性组件的同步器系统。这样，根据本发明的同步系统通过提供额外的轴向力有利于同步环从齿圈脱离，从而降低了换档力在整个换档过程中出现二次冲击的概率，改善了换档舒适性。

Description

同步器系统用轴向弹性组件及同步器系统

技术领域

本发明涉及同步器领域，具体涉及同步器系统用轴向弹性组件及采用该轴向弹性组件的同步器系统。

背景技术

同步器是变速器、特别是汽车变速器中的关键部件之一，同步器的性能直接决定着变速器的换档性能。

图1中示出了现有技术的同步器系统(锁环式惯性同步器系统)的剖视示意图。如图1所示，该同步器系统包括齿套10、齿毂20、同步器滑块30、同步环40和齿圈50。齿套10从径向R的外侧接合于齿毂20并可以受到换档拨叉(未示出)的作用而在轴向A上滑动。齿毂20与输出轴之间采用花键联接，并过盈配合。多个(一般为三个)同步器滑块30等间隔地设置于齿毂20的周面的凹槽中，这些同步器滑块30能够随着齿套10在轴向A上相对于齿毂20滑动。两个同步环40设置在齿毂20的轴向A的两侧，同步环40用于与同侧的齿圈50摩擦接合以逐渐实现转速同步。最终，齿套10与齿圈50实现齿啮合。

在图1所示的现有技术的同步器系统的同步过程中包括如下五个阶段：

1)预同步阶段

在本阶段中，换档拨叉拨动齿套10，齿套10带动同步器滑块30朝向轴向A的一侧滑动，使得同步器滑块30抵接到同步环40，同步环40相对于齿套10转动一定角度(一般为半个花键对应的角度)。

2)同步阶段

在本阶段中，由于同步环40相对于齿套10转动一定角度，因此齿套10与同步环40的齿锁死。而同步环40在轴向A上的移动使得同步环40与齿圈50之间形成摩擦副，通过该摩擦副使得迅速减小同步环40与齿圈50之间的速度差。

3)拨环阶段

在本阶段中，换档拨叉继续拨动齿套10，换档拨叉提供的换档力使齿套10与同步环40的齿脱离锁死，而同步环40将与齿圈50脱离。

进而出现如下两种情况，情况一：在换档拨叉继续拨动齿套10的情况下，使得仅同步环40被拨动而转动一定角度(同步环40与齿圈50存在相对转动)，则同步环40与齿圈50之间的上述摩擦副已经解除；情况二：在换档拨叉继续拨动齿套10的情况下，使得同步环40和齿圈50均被拨动而转动一定角度(同步环40与齿圈50不存在相对转动)，则同步环40与齿圈50之间的上述摩擦副未解除。

4)自由行程阶段

在本阶段中，齿套10与同步环40实现齿啮合且同步环40从齿圈50脱离，但是齿套10未与齿圈50实现齿啮合，齿套10继续在换档拨叉的作用下向齿圈50移动，进而进入啮合阶段。

5)啮合阶段

在本阶段中，齿套10与齿圈50实现齿啮合，完成整个同步过程。如果在拨环阶段和自由行程阶段，同步环40与齿圈50之间的摩擦副未解除的话，齿套10需要在啮合阶段将同步环40与齿圈50之间的摩擦副解除。

在同步器系统中，理想的同步过程的换档力应该只出现一次波峰(即同步阶段换档力最大)。但是，由于在上述现有技术的同步器系统的同步过程中，当同步环40与齿圈50的摩擦副存在在拨环阶段和自由行程阶段未得到解除的情况，这样，如果在啮合阶段开始时可能对换档造成二次冲击，使得换档力在整个换档过程中出现二次波峰，造成换档舒适性不够良好。

发明内容

基于上述现有技术的缺陷，本发明的发明目的在于提供一种能够降低换档力在整个换档过程出现二次波峰的概率，从而改善换档舒适性的同步器系统及其所采用的轴向弹性组件。

为了实现上述发明目的，本发明采用如下的技术方案。

本发明提供了一种如下的同步器系统用轴向弹性组件，所述同步器系统用轴向弹性组件包括：推力轴承；以及弹性部，所述弹性部设置于所述推力轴承的外圈或内圈中的一方且朝向远离所述推力轴承的方向延伸，在所述弹性部产生弹性变形的情况下，所述弹性部能够产生轴向弹性力。

优选地，所述弹性部从所述一方起相对于轴向倾斜地延伸。

更优选地，所述弹性部从所述外圈的径向内侧端开始向径向外侧延伸，或者所述弹性部从所述内圈的径向外侧端开始向径向内侧延伸。

优选地，所述弹性部沿着周向在所述推力轴承的整周上连续地延伸，或者多个所述弹性部沿着周向均匀间隔配置。

优选地，所述弹性部的自由端具有曲面形状。

优选地，所述推力轴承为全包围式推力滚针轴承。

本发明还提供了一种如下的同步器系统，所述同步器系统包括：同步环；齿圈，所述齿圈位于所述同步环的轴向外侧；以及以上技术方案中任意一项技术方案所述的同步器系统用轴向弹性组件，所述同步器系统用轴向弹性组件位于所述同步环和所述齿圈之间，在所述同步环与所述齿圈在轴向上彼此接近且使所述同步器系统用轴向弹性组件的弹性部产生弹性变形的情况下，所述同步器系统用轴向弹性组件能够产生轴向弹性力。

优选地，所述同步器系统用轴向弹性组件设置于所述同步环和所述齿圈中的一者。

更优选地，所述同步器系统用轴向弹性组件的推力轴承的内圈和外圈中未设置所述弹性部的另一方固定于所述一者，所述内圈和所述外圈中的设置有所述弹性部的一方朝向所述同步环和所述齿圈中的另一者延伸。

进一步，优选地，所述齿圈设置有用于安装所述同步器系统用轴向弹性组件的凹槽。

这样，根据本发明的同步系统通过提供额外的轴向力能够有利于同步环从齿圈脱离，从而降低了在整个换档过程中出现二次波峰的概率，改善了换档舒适性。

附图说明

图1是示出了现有技术的同步器系统的剖视示意图。

图2是示出了根据本发明的同步器系统的剖视示意图。

图3a是示出了图2中的同步器系统所采用的根据本发明的同步器系统用轴向弹性组件的立体结构示意图；图3b是示出了图3a中的同步器系统用轴向弹性组件的剖视示意图；图3c是示出了图3a中的同步器系统用轴向弹性组件的主视示意图；图3d是示出了图3a中的同步器系统用轴向弹性组件的局部剖视示意图。

图4a是示出了图2中的同步器系统所采用的齿圈的立体结构示意图；图4b是示出了图4a中的齿圈的剖视示意图。

图5a至图5c是根据本发明的同步器系统用轴向弹性组件的其它实施例的示意图。

附图标记说明

10齿套 20齿毂 30同步器滑块 40同步环 50齿圈

1齿套 2齿毂 3同步器滑块 4同步环 5齿圈51锥状部 52凹槽 53花键齿 6同步器系统用轴向弹性组件(轴向弹性组件)61外圈 611外圈径向部分 612外圈轴向部分 62内圈63滚针 64保持架 65弹性部 65E自由端

A轴向 R径向 C周向

具体实施方式

以下参照说明书附图来说明本发明的具体实施方式。在附图中，标记“R”表示同步器系统的径向，标记“A”表示同步器系统的中心轴线延伸的方向，标记“C”表示轴向弹性组件(推力轴承)的周向。

(根据本发明的同步器系统的整体结构)

参照图2来说明根据本发明的同步器系统的整体结构。如图2所示，根据本发明的同步器系统包括齿套1、齿毂2、同步器滑块3、同步环4、齿圈5以及轴向弹性组件6。

根据本发明的同步器系统的整体结构与图1中所示的现有技术的同步器系统的整体结构类似。齿套1从径向外侧接合于齿毂2并可以受到换档拨叉(未示出)的作用而在轴向A上滑动。齿毂2与输出轴之间采用花键联接，并过盈配合。多个(一般为三个)同步器滑块3等间隔地设置于齿毂2的周面的凹槽中，这些同步器滑块3能够随着齿套1在轴向A上相对于齿毂2滑动。两个同步环4设置在齿毂2的轴向A的两侧，同步环4用于与同侧的齿圈5摩擦接合以逐渐实现转速同步。最终，使得齿套1与齿圈5实现齿啮合。

另外，根据本发明的同步器系统还包括轴向弹性组件6。该轴向弹性组件6位于同步环4和齿圈5之间。随着同步环4在同步器滑块3的带动下朝向齿圈5移动，同步环4与齿圈5在轴向A上彼此接近且使轴向弹性组件6的弹性部65产生弹性变形，轴向弹性组件6能够产生使得同步环4与齿圈5彼此分离的轴向弹性力。

在本实施方式中，由于根据本发明的同步器系统中的齿套1、齿毂2、同步器滑块3和同步环4分别与图1所示的现有技术的同步器系统的齿套10、齿毂20、同步器滑块30和同步环40在结构和功能方面均相同，因此在此对以上这些组件的结构和功能不再赘述了。以下将主要说明根据本发明的同步器系统中的轴向弹性组件6和齿圈5的具体结构。

(轴向弹性组件6)

如图3a至图3d所示，根据本发明的轴向弹性组件6包括作为轴向弹性组件6的主体的推力轴承以及设置于推力轴承的弹性部65。

如图3d所示，在本实施方式中，该推力轴承为全包围式推力滚针轴承。该全包围式推力滚针轴承包括彼此配合的外圈61(座圈)和内圈62(轴圈)，在外圈61和内圈62之间形成的空间内设置有沿着周向C排列的多个滚针63，该多个滚针63安装于保持架64并能够在外圈61和内圈62的滚道上滚动。

外圈61具有沿着径向R延伸的外圈径向部分611和沿着轴向A延伸的外圈轴向部分612，其中外圈径向部分611具有位于其径向最内侧的径向内侧端。在本实施方式中，弹性部65从外圈61的径向内侧端开始相对于轴向倾斜地延伸，该弹性部65在向径向外侧延伸的同时向远离全包围式推力滚针轴承(外圈61)的方向延伸。

另外，弹性部65的位于轴向A上的自由端65E优选地具有曲面形状，例如使得弹性部65的自由端65E形成圆形接触部位，特别地形成圆角。这样，能够使得弹性部65在受到轴向力的作用时防止弹性部65与同步环4接触时卡死，易于弹性变形。

如图3c所示，在本实施方式中，轴向弹性组件6具有多个弹性部65(在图中为六个弹性部65)，多个弹性部65沿着周向C间隔开地配置。优选地，相邻的两个弹性部65之间沿着周向C间隔开的距离相同。与弹性部65沿整周延伸的情况相比，能够进一步使得弹性部65在受到轴向力的作用时易于弹性变形。

在本实施方式中，优选地，弹性部65与外圈61一体地形成。

通过采用上述结构，在使得轴向弹性组件6的弹性部65产生弹性变形的情况下，弹性部65能够产生轴向弹性力。

(齿圈55)

如图4a至图4b所示，根据本发明的同步器系统所采用的齿圈5包括锥状部51、花键齿53和凹槽52。

锥状部51具有朝向轴向内侧延伸出的形状，该锥状部51的外锥面用于与同步环4的内锥面形成摩擦副。多个花键齿53设置于齿圈5的径向外侧面，用于与齿套1的花键齿啮合。在径向R上，凹槽52位于锥状部51和花键齿53之间，该凹槽52设置于齿圈5的面向轴向内侧(面向同步环4)的轴向端面并用于安装轴向弹性组件6。在本实施方式中，该凹槽52沿着周向C在整周上连续地延伸。

在本实施方式中，当将轴向弹性组件6设置于齿圈5时，轴向弹性组件6的内圈62与齿圈5固定在一起，即内圈62采用过盈装配到凹槽52中；外圈61与齿圈5不固定在一起，即外圈61采用间隙装配到凹槽52中。这样，当同步环4朝向齿圈5移动并压抵到弹性部65时，在同步环4与齿圈5彼此之间存在速度差的情况下，同步环4在使弹性部65产生弹性变形的同时同步环4与外圈61一体地相对于内圈62和齿圈5转动(即同步环4与外圈61一体地转动，而内圈62和齿圈5一体地转动)。需要说明的是，弹性部65产生弹性变形不会影响外圈61与内圈62的滚道，从而不会影响滚针63的滚动。

以下将说明根据本发明的同步器系统的同步过程以及根据本发明的轴向弹性组件6所起的作用。

(根据本发明的同步器系统的同步过程及轴向弹性组件6的作用)

1)预同步阶段

在本阶段中，根据本发明的同步器系统的同步过程与上述现有技术的同步器系统的同步过程是一样的。需要说明的是，在本阶段中，弹性部65已经对同步环4提供弹性力，这样预同步力会稍大。

2)同步阶段

在本阶段中，根据本发明的同步器系统的同步过程与上述现有技术的同步器系统的同步过程是一样的。需要说明的是，在本阶段中，弹性部65始终与同步环4抵接，这样同步力也会稍大。

3)拨环阶段

在本阶段中，根据本发明的同步器系统的同步过程与上述现有技术的同步器系统的同步过程是一样的。此时，同步环4与齿圈5之间的摩擦副不脱离的情况可能会发生。

4)自由行程阶段

在本阶段中，一旦齿套1的梅角面与同步环4的梅角面不再轴向相抵，则在弹性部65对同步环4的轴向力的作用下，同步环4非常容易地从齿圈5脱离，这样将尽可能地减小出现二次冲击的概率，从而改善了换档舒适性。

在本阶段中，同步器系统的各组件的动作也与现有技术的同步器系统的各组件的动作相同，在此不进行赘述了。

5)啮合阶段

在本阶段中，根据本发明的同步器系统的同步过程与上述现有技术的同步器系统的同步过程是一样的，齿套1与齿圈5啮合，完成整个同步过程。

虽然在以上的具体实施方式中对本发明的技术方案进行了详细地阐述，但是还需要说明的是：

1.虽然在上述具体实施方式中说明了推力轴承为全包围式推力滚针轴承，但是本发明不限于此。该推力轴承还可以是其它种类的推力轴承。

2.虽然在上述具体实施方式中说明了弹性部65设置于推力轴承的外圈径向部分611的径向内侧端，但是本发明不限于此，该弹性部65还可以设置于外圈61的其它部位处。另外，在其它情况下，该弹性部65还可以设置于推力轴承的内圈62，例如弹性部65可以从内圈62径向部分的径向外侧端开始向径向内侧倾斜地延伸。

3.虽然在上述具体实施方式中说明了轴向弹性组件6设置有多个弹性部65，但是本发明不限于此，轴向弹性组件6还可以仅包括沿着周向C在推力轴承的整周上连续地延伸的单一弹性部65。

4.虽然在上述具体实施方式中说明了轴向弹性组件6设置于齿圈5的凹槽52中，但是本发明不限于此，可以不设置上述凹槽52。另外，还可以将轴向弹性组件6设置于同步环4。但是应注意，由于同步环4的轴向厚度较薄，结构强度不够，因此当将轴向弹性组件6设置于同步环4上时，最好在同步环4上设置有例如加强筋等的强度加强结构。

5.虽然在上述具体实施方式中说明了弹性部65与外圈61一体形成，但是本发明不限于此，可以通过焊接等手段将一个或多个弹性部65接合于外圈61。

6.以上具体实施方式中说明了根据本发明的轴向弹性组件6的一个实施例，但是本发明不限于此。根据本发明的轴向弹性组件6至少还可以包括如图5a至图5c中示出的实施例。其中，图5a至图5c是与图2中的轴向弹性组件6的图2的右上角部分对应的图。根据图5a，当根据本发明的轴向弹性组件6安装于齿圈5的情况下，可以使外圈61与齿圈5固定在一起，并使弹性部65从内圈62的径向外侧端开始向径向内侧和轴向内侧延伸；根据图5b，当根据本发明的轴向弹性组件6安装于同步环4的情况下，可以使外圈61与同步环4固定在一起，并使弹性部65从内圈62的径向外侧端开始向径向内侧和轴向外侧延伸；根据图5c，当根据本发明的轴向弹性组件6安装于同步环4的情况下，还可以使内圈62与同步环4固定在一起，并使弹性部65从外圈61的径向内侧端开始向径向外侧和轴向外侧延伸。

通过采用上述技术方案，根据本发明的同步系统通过提供附加的轴向力使同步环4从齿圈5迅速脱离，从而降低了换档力在整个换档过程中出现二次冲击的概率，改善了换档舒适性。

另外，本发明的保护范围不限于上述具体实施方式中说明的具体实施例，而是只要满足本发明的权利要求的特征的组合就落入了本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种同步器系统用轴向弹性组件，其特征在于，所述同步器系统用轴向弹性组件包括：

推力轴承；以及

弹性部，所述弹性部设置于所述推力轴承的外圈或内圈中的一方且朝向远离所述推力轴承的方向延伸，

在所述弹性部产生弹性变形的情况下，所述弹性部能够产生轴向弹性力。

2.根据权利要求1所述的同步器系统用轴向弹性组件，其特征在于，所述弹性部从所述一方起相对于轴向倾斜地延伸。

3.根据权利要求2所述的同步器系统用轴向弹性组件，其特征在于，

所述弹性部从所述外圈的径向内侧端开始向径向外侧延伸，或者

所述弹性部从所述内圈的径向外侧端开始向径向内侧延伸。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的同步器系统用轴向弹性组件，其特征在于，

所述弹性部沿着周向在所述推力轴承的整周上连续地延伸，或者

多个所述弹性部沿着周向均匀间隔配置。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的同步器系统用轴向弹性组件，其特征在于，所述弹性部的自由端具有曲面形状。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的同步器系统用轴向弹性组件，其特征在于，所述推力轴承为全包围式推力滚针轴承。

7.一种同步器系统，其特征在于，所述同步器系统包括：

同步环；

齿圈，所述齿圈位于所述同步环的轴向外侧；以及

权利要求1至6中任一项所述的同步器系统用轴向弹性组件，所述同步器系统用轴向弹性组件位于所述同步环和所述齿圈之间，

当所述同步环与所述齿圈在轴向上彼此接近且使所述同步器系统用轴向弹性组件的弹性部产生弹性变形时，所述同步器系统用轴向弹性组件能够产生轴向弹性力。

8.根据权利要求7所述的同步器系统，其特征在于，所述同步器系统用轴向弹性组件设置于所述同步环和所述齿圈中的一者。

9.根据权利要求8所述的同步器系统，其特征在于，所述同步器系统用轴向弹性组件的推力轴承的内圈或外圈中未设置所述弹性部的另一方固定于所述一者，所述内圈和所述外圈中的设置有所述弹性部的一方朝向所述同步环和所述齿圈中的另一者延伸。

10.根据权利要求9所述的同步器系统，其特征在于，所述齿圈设置有用于安装所述同步器系统用轴向弹性组件的凹槽。