CN109083941A - 一种变速箱用转速同步器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种变速箱用转速同步器，包括滑块和同步环；齿轮与变速箱的轮系啮合，所述齿轮通过轴承安装在轴上，所述齿轮上设有径向滑动的滑块，所述同步环安装在轴上，通过拨叉使同步环轴向移动；当所述同步环与滑块接触时，径向移动的滑块与轴传动连接，用于使齿轮和轴同步转动。所述齿轮端面设有若干均布的凹槽，每个所述凹槽内放置径向滑动的滑块。还包括复位弹簧装置，所述复位弹簧装置一端与滑块连接，所述复位弹簧装置另一端与所述凹槽连接。本发明结构简单，响应快速，运行便捷，适用于各种手动自动变速器。

Description

一种变速箱用转速同步器

技术领域

本发明涉及同步器技术领域，特别涉及一种变速箱用转速同步器。

背景技术

变速箱的结构内部有一个非常重要的设备，那就是“同步器”。同步器的作用是很显而易见的，那就是换挡时候由于动力输出端齿轮转速要快于马上要换入这个挡位的齿轮，如果没有同步器，把一个慢速旋转的齿轮强行塞入一个高速旋转的齿轮中，肯定会发生打齿的现象。同步器不仅可以保证正常换挡，还能起到缓冲的作用，而锥面摩擦片组的数目与材质则直接影响到了同步器性能的优劣。

同步器有常压式、惯性式、自行增力式等形式。目前广泛采用的是惯性式同步器。它主要由接合套、同步锁环等组成，它的特点是依靠摩擦作用实现同步。

目前市场上的同步器结构复杂，成本较高，并不适用于有简易变速要求的场合。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明提供了一种变速箱用转速同步器，其结构简单，响应快速，运行便捷，适用于各种手动自动变速器。

本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。

一种变速箱用转速同步器，包括滑块和同步环；齿轮与变速箱的轮系啮合，所述齿轮通过轴承安装在轴上，所述齿轮上设有径向滑动的滑块，所述同步环安装在轴上，通过拨叉使同步环轴向移动；当所述同步环与滑块接触时，径向移动的滑块与轴传动连接，用于使齿轮和轴同步转动。

进一步，所述齿轮端面设有若干均布的凹槽，每个所述凹槽内放置径向滑动的滑块。

进一步，还包括复位弹簧装置，所述复位弹簧装置一端与滑块连接，所述复位弹簧装置另一端与所述凹槽连接。

进一步，所述同步环上设内圆锥面，所述滑块上设外圆弧锥面，通过同步环轴向移动，使所述同步环的内圆锥面与滑块的外圆弧锥面接触。

进一步，还包括摩擦片；所述同步环的内圆锥面和滑块的外圆弧锥面分别安装所述摩擦片；与轴配合的所述同步环内孔中设有摩擦片；在所述同步环轴向移动方向上的所述轴表面设有摩擦片。

进一步，所述滑块与轴的传动连接为键连接。

进一步，所述键连接为花键连接，所述滑块上设有内花键，所述轴上设有外花键，当所述同步环与滑块接触时，径向移动滑块的内花键与轴的外花键啮合。

进一步，所述同步环包括内圈、圆锥滚子轴承内圈和外圈；所述内圈安装在轴上，所述内圈上设有内圆锥面，所述内圈上安装圆锥滚子轴承内圈，所述外圈的斜面与圆锥滚子轴承的滚柱接触。

进一步，所述轴承包括推力轴承和向心轴承，所述轴的轴肩与齿轮端面之间安装推力轴承，所述向心轴承外圈安装在所述齿轮的内孔，所述向心轴承内圈安装在轴上。

本发明的有益效果在于：

1.本发明所述的变速箱用转速同步器，通过两对摩擦片的相互作用，可以实现在预同步状态下，轴转速的快速同步；

2.本发明所述的变速箱用转速同步器，通过滑块和轴花键的配合，可以实现在齿啮合状态下，齿轮与轴无转差率的同步运动。

3.本发明所述的变速箱用转速同步器，结构简单，响应快速，运行便捷，适用于各种手动自动变速器，可以很好实现差速轴之间的转速同步。

4.本发明所述的变速箱用转速同步器，通过推力轴承、向心轴承的配合，可以实现齿轮在空档状态下滑行，而不带动轴旋转。

附图说明

图1为本发明所述的变速箱用转速同步器结构图。

图2为本发明所述的齿轮和滑块的装配图。

图3为本发明所述的图2左视图。

图4为本发明所述的同步环结构。

图5为本发明所述的轴零件图。

图6为本发明所述的预同步状态的结构示意图

图7为本发明所述的齿啮合状态的结构示意图。

图8为本发明所述的预离合状态的结构示意图。

图9为本发明所述的离合状态的结构示意图。

图中：

1-齿轮；2-弹簧复位装置；3-滑块；4-同步环；5-轴；6-推力轴承；7-向心轴承；8-轴用挡圈；9-摩擦片；10-内圈；11-圆锥滚子轴承内圈；12-外圈。

具体实施方式

下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。

如图1所示，本发明所述的变速箱用转速同步器，包括滑块3和同步环4；齿轮1与变速箱的轮系啮合，所述齿轮1通过轴承安装在轴5上，所述齿轮1上设有径向滑动的滑块3，所述同步环4安装在轴5上，通过拨叉使同步环4轴向移动；当所述同步环4与滑块3接触时，径向移动的滑块3与轴5传动连接，用于使齿轮1和轴5同步转动。

如图1和如图2所示，所述齿轮1端面上开有4个凸形槽用以安装滑块3，齿轮1轮毂处开有一个轴承槽用以安装向心轴承7，所述向心轴承7为深沟球轴承。所述轴5的轴肩与齿轮1端面之间安装推力轴承6，所述推力轴承6为推力圆柱滚子轴承。所述轴5上安装轴用挡圈8，用于限制向心轴承7轴向窜动。弹簧复位装置2一端与滑块3连接，所述弹簧复位装置2另一端与所述凹槽连接，用于使滑块3初始状态下不与轴5接触，以及当所述同步环4与滑块3脱离时，使滑块3恢复初始状态。

如图2和如图5所示，所述滑块3与轴5的传动连接为键连接。所述键连接为花键连接，所述滑块3上设有内花键，所述轴5上设有外花键，当所述同步环4与滑块3接触时，径向移动滑块3的内花键与轴5的外花键啮合。所述花键可以是矩形花键也可以是渐开线花键。

如图4所示，所述同步环4上设内圆锥面，所述滑块3上设外圆弧锥面，通过同步环4轴向移动，使所述同步环4的内圆锥面与滑块3的外圆弧锥面接触。所述同步环4包括内圈10、圆锥滚子轴承内圈11和外圈12；所述内圈10安装在轴5上，所述内圈10上设有内圆锥面，所述内圈10上安装圆锥滚子轴承内圈11，所述外圈12的斜面与圆锥滚子轴承的滚柱接触。

所述同步环4的内圆锥面和滑块3的外圆弧锥面分别安装所述摩擦片9；与轴5配合的所述同步环4内孔中设有摩擦片9；在所述同步环4轴向移动方向上的所述轴5表面设有摩擦片9。即当拨叉使同步环4轴向移动时，所述同步环4内孔中的摩擦片9逐渐与所述轴5表面的摩擦片9接触。

工作原理：

将滑块3和弹簧复位装置2安装在齿轮1中之后，将推力圆柱滚子轴承、齿轮1、深沟球轴承、轴用挡圈8依次安装于轴5上，最后安装同步环4，完成组装。

本发明所述的变速箱用转速同步器的工作状态主要包括以下五种状态：

1、空档状态；如图1所示，在该状态下，由于齿轮1在变速器中与轮系(未示出)啮合，处于高速旋转的状态。此时同步环4处于最远端，尚未与齿轮1上的滑块3接触，滑块3也尚未与轴5上的花键啮合，因此齿轮1空转，同步环4不转，轴5不转。

2、预同步状态；如图6所示，在该状态下，随着同步环4受到拨叉(未示出)的作用，同步环4向齿轮1移动，开始接触安装在齿轮1上的滑块3，在同步环4内圆锥面的压力作用下，滑块3克服弹簧复位装置2的拉力径向向轴5移动。安装在同步环4内圆锥面上的摩擦片9与滑块3外圆弧锥面上的摩擦片9相互作用，由于摩擦力的作用，此时高速旋转的滑块3开始带动同步环4旋转。与此同时，同步环4的内圆柱面也移动到与轴5上设置摩擦片9的位置。安装在同步环4内圆柱面上的摩擦片9也开始与轴5上的摩擦片9相互作用，由于摩擦力的作用，此时旋转的同步环4也开始带动轴5旋转。在预同步状态下，刚开始齿轮1转速最高，同步环4次之，轴5的转速最低。一段时间之后，随着同步环4和轴5转速的不断增加，齿轮1转速与同步环4和轴5的转速近似相同，此状态下滑块3的花键尚未接触到轴5上的花键。

3、齿啮合状态；如图7所示，在该状态下，由于齿轮1转速与同步环4和轴5的转速近似相同，齿啮合的打齿问题已消除。在拨叉(未示出)的继续作用下，同步环4继续移动，在同步环4内圆锥面的压力作用下，滑块3继续克服弹簧复位装置2拉力径向向轴移动。由于此时滑块3转速和轴5相同，滑块3上的花键位置和轴5上的花键位置相对静止，随着滑块3移动，滑块3上的花键开始与轴5上的花键相啮合。滑块3继续径向向轴移动，滑块3完成与轴5的啮合，此时滑块3移动到极限位置，同步环4也停止移动。在此状态下，齿轮1通过花键带动轴5旋转，实现无转差率的同步转动，同时同步环4在摩擦片9的作用下也同步旋转，同步过程完成。同步环4在工作中仅仅内圈10旋转，外圈12不转。

4、预离合状态；如图8所示，在该状态下，各部件位置及状态和第二种状态预同步状态相同。此时，拨叉(未示出)反向作用下，同步环4开始远离齿轮1，齿轮1上的滑块3在弹簧复位装置2的拉力下，径向远离轴5，滑块3上的花键与轴5上的花键脱离啮合。此时在弹簧复位装置2的拉力下，滑块3依旧与同步环4紧密接触，滑块3以及同步环4上的摩擦片继续作用，同步环4继续随着滑块3的旋转而转动。同步环4的内圆柱面上的摩擦片与轴上的摩擦片相互作用，同步环4带动轴5转动。

5、离合状态；如图9所示，在该状态下，各部件位置及状态和第一种状态空档状态相同。此时，在拨叉(未示出)反向作用下，同步环4彻底脱离滑块3，同时同步环4与轴5的摩擦部位也脱离，同步环4及轴5的转速逐渐下降至静止。此时，齿轮1空转，同步环4不转，轴5不转。

所述实施例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种变速箱用转速同步器，其特征在于，包括滑块(3)和同步环(4)；齿轮(1)与变速箱的轮系啮合，所述齿轮(1)通过轴承安装在轴(5)上，所述齿轮(1)上设有径向滑动的滑块(3)，所述同步环(4)安装在轴(5)上，通过拨叉使同步环(4)轴向移动；当所述同步环(4)与滑块(3)接触时，径向移动的滑块(3)与轴(5)传动连接，用于使齿轮(1)和轴(5)同步转动。

2.根据权利要求1所述的变速箱用转速同步器，其特征在于，所述齿轮(1)端面设有若干均布的凹槽，每个所述凹槽内放置径向滑动的滑块(3)。

3.根据权利要求2所述的变速箱用转速同步器，其特征在于，还包括弹簧复位装置(2)，所述弹簧复位装置(2)一端与滑块(3)连接，所述弹簧复位装置(2)另一端与所述凹槽连接。

4.根据权利要求1所述的变速箱用转速同步器，其特征在于，所述同步环(4)上设内圆锥面，所述滑块(3)上设外圆弧锥面，通过同步环(4)轴向移动，使所述同步环(4)的内圆锥面与滑块(3)的外圆弧锥面接触。

5.根据权利要求4所述的变速箱用转速同步器，其特征在于，还包括摩擦片(9)；所述同步环(4)的内圆锥面和滑块(3)的外圆弧锥面分别安装所述摩擦片(9)；与轴(5)配合的所述同步环(4)内孔中设有摩擦片(9)；在所述同步环(4)轴向移动方向上的所述轴(5)表面设有摩擦片(9)。

6.根据权利要求1所述的变速箱用转速同步器，其特征在于，所述滑块(3)与轴(5)的传动连接为键连接。

7.根据权利要求6所述的变速箱用转速同步器，其特征在于，所述键连接为花键连接，所述滑块(3)上设有内花键，所述轴(5)上设有外花键，当所述同步环(4)与滑块(3)接触时，径向移动滑块(3)的内花键与轴(5)的外花键啮合。

8.根据权利要求1-7任一项所述的变速箱用转速同步器，其特征在于，所述同步环(4)包括内圈(10)、圆锥滚子轴承内圈(11)和外圈(12)；所述内圈(10)安装在轴(5)上，所述内圈(10)上设有内圆锥面，所述内圈(10)上安装圆锥滚子轴承内圈(11)，所述外圈(12)的斜面与圆锥滚子轴承的滚柱接触。

9.根据权利要求1-7任一项所述的变速箱用转速同步器，其特征在于，所述轴承包括推力轴承(6)和向心轴承(7)，所述轴(5)的轴肩与齿轮(1)端面之间安装推力轴承(6)，所述向心轴承(7)外圈安装在所述齿轮(1)的内孔，所述向心轴承(7)内圈安装在轴(5)上。