CN110985616A - 一种变速器的三锥同步器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及变速器技术领域，具体公开了一种变速器的三锥同步器，包括齿座、齿套、结合齿圈、同步环、中间环和内环，所述齿套设置在齿座外部，齿座的圆周上开设有滑槽，滑槽内设有弹簧和推块，弹簧套设在推块外部，推块与齿套的内侧相抵，结合齿圈分别固定在齿座的两侧，同步环、中间环和内环从外至内依次空套在结合齿圈与齿套之间，结合齿圈的外锥面与内环的内锥面之间形成摩擦锥面Ⅰ，内环的外锥面与中间环的内锥面形成摩擦锥面Ⅱ，中间环的外锥面与同步环的内锥面形成摩擦锥面Ⅲ。采用本专利中的技术方案缩短了换档时间和换档力，进而提高了换档的舒适性。

Description

一种变速器的三锥同步器

技术领域

本发明涉及变速器技术领域，特别涉及一种变速器的三锥同步器。

背景技术

现代机械式齿轮传动变速器换档过程中，同步器得到普遍的应用。由于在各档位齿轮之间设置了同步器，可保证换档时齿轮的啮合不受冲击，清除了换档噪声，延长了齿轮的寿命。另外随着人们对汽车节能环保和轻量化要求的提高，同时受变速器的尺寸和质量的限制，希望同步器能够快速可靠地进行同步啮合、平顺换档，同时具有更大的同步容量。

目前常用滑块式同步器一般只有一个或两个锥面，这样的同步器在换档时产生的摩擦力矩不足，导致换档时间增加，换档力增大，造成换档舒适性降低，同步器使用寿命降低。因此，缩短同步时间，降低换档力，提高换档舒适性，提升同步器使用寿命，是目前我司对同步器研发的重点方向。

发明内容

本发明提供了一种变速器的三锥同步器，以解决现有的同步器在换档时产生的摩擦力矩不足，导致换档时间增加，换档力增大，同时使得同步器使用寿命降低的问题。

为了达到上述目的，本发明的技术方案为：

一种变速器的三锥同步器，包括齿座、齿套、结合齿圈、同步环、中间环和内环，所述齿套设置在齿座外部，齿座的圆周上开设有滑槽，滑槽内设有弹簧和推块，弹簧套设在推块外部，推块与齿套的内侧相抵，结合齿圈分别固定在齿座的两侧，同步环、中间环和内环从外至内依次空套在结合齿圈与齿套之间，结合齿圈的外锥面与内环的内锥面之间形成摩擦锥面Ⅰ，内环的外锥面与中间环的内锥面形成摩擦锥面Ⅱ，中间环的外锥面与同步环的内锥面形成摩擦锥面Ⅲ。

本技术方案的技术原理和效果在于：

1、相比较于传统的单锥或双锥同步器，本方案中设置了三个摩擦锥面，即形成了三个摩擦副，这就使得在换档时摩擦力矩提高了近3倍，缩短了换档时间和换档力，进而提高了换档的舒适性。

2、另外由于摩擦副的增加，摩擦副的面积增加，单个摩擦副的接触应力就相应的降低，从而提升了整个同步器使用寿命；本方案结构简单，加工方便，换档性能好且换档时间短，同步器寿命明显提高。

进一步，所述滑槽开设有多个，且多个滑槽沿齿座的周向均布。

有益效果：多个滑槽的设置，使得推块对齿圈抵紧作用更加稳定，且多个滑槽周向均布，使得推块对齿圈的作用力均匀分布。

进一步，所述结合齿圈的圆周面上开设有方孔，中间环的外周沿其轮廓线设有凸台，凸台插入到方孔内。

有益效果：这样通过凸台插入方孔，使得工作时结合齿圈与中间环之间形成一个整体，两者转速一致。

进一步，所述方孔与凸台均设有多个，多个方孔沿着结合齿圈周向均布，多个凸台沿着中间环的周向均布。

有益效果：多个方孔与凸台的设置提高了结合齿圈与中间环之间的连接稳定性。

进一步，所述齿座的圆周面上还设有限位孔，限位孔位于滑槽之间，限位孔内卡紧有联接块，联接块上分别开设有槽Ⅰ和槽Ⅱ，所述同步环的内侧固定有套入槽Ⅰ中卡块，所述内环的内侧固定有套入槽Ⅱ卡台。

有益效果：通过联接块将同步环、内环与齿座连为一个整体，使得工作时这三者的转速一致。

进一步，所述限位孔设有多个，且均布在齿座的圆周面上，各限位孔内均卡紧有联接块，同步环上设有多个与槽Ⅰ位置相对的卡块，内环上设有多个与槽Ⅱ位置相对的卡台。

有益效果：多个限位孔与联接块的设置，提高了同步环和内环与齿座之间的连接稳定性。

进一步，所述齿套内周的周向设有花键内齿，同步环与结合齿圈的外周均沿周向设有花键外齿，齿座、同步环、结合齿圈与齿套通过花键方式连接。

有益效果：这样设置以便于齿套可以在齿座、同步环与结合齿圈上滑动。

进一步，所述齿套的花键内齿上设有锁止面Ⅰ，同步环的花键外齿上设有锁止面Ⅱ，结合齿圈的花键外齿上设有锁止面Ⅲ。

有益效果：这样在换档时，换档拨叉拨动齿套向外侧进行轴向的移动，齿套上的锁止面Ⅰ与同步环上的锁止面Ⅱ接触，产生一个正压力，该正压力可分解为一个轴向分力和一个周向分力，周向分力产生拨动同步环转动的拨环力矩，但由于输入端惯性扭矩的存在，拨环力矩无法使齿套和同步环产生相对转动，导致同步环不能沿轴向向外滑动。

而拨叉继续对齿套施加轴向推力，使同步环、结合齿圈、中间环、内环的锥面压紧产生摩擦力矩，随着轴向推力的不断加大，锥面产生摩擦力矩不断增加，当摩擦力矩的最大值等于输入端惯性扭矩，两者相互抵消，拨环力矩使齿套和同步环产生相对转动，锁止面Ⅰ与锁止面Ⅱ脱开，齿套即可自由通过同步环。而齿套通过同步环后，继续与结合齿圈的锁止面Ⅲ接触，再次产生拨环力矩，齿套继续通过结合齿圈，完成稳定换档。

进一步，所述滑槽的底部开设有直径小于滑槽的盲孔，推块包括推杆与圆柱头，推杆位于盲孔内，所述盲孔内设有对推杆周向进行限位的限位机构。

有益效果：由于换档时，齿套在滑动过程中，推块会在齿套的作用下产生一定的周向偏移，因此设置盲孔与限位机构可以有效的减少推块的周向偏移，提高换档的稳定性。

进一步，所述限位机构包括抱圈与支撑条，抱圈套设在推杆外部，抱圈内壁上粘接有橡胶层，橡胶层与推杆的外壁紧贴，支撑条一端固定在抱圈外壁上，另一端固定在盲孔内壁上。

有益效果：这样设置对推杆的周向移动起到限制作用，同时又不影响推杆的轴向移动，另外橡胶层的设置降低推杆与抱圈之间的磨损，提高使用寿命。

附图说明

图1为本发明三锥同步器安装在高档齿轮与低档齿轮之间的剖视图；

图2为本发明三锥同步器剖视图；

图3本发明三锥同步器爆炸图；

图4为本发明中齿套的立体图；

图5为本发明中同步环的立体图；

图6为本发明中结合齿圈的立体图；

图7为本发明中齿套与齿座的连接立体图；

图8为本发明中同步环与结合齿圈的立体图；

图9为本发明中联接块的立体图；

图10为本发明实施例2中盲孔的示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：齿套1、锁止面Ⅰ1a、环槽1b、同步环2、卡块2a、锁止面Ⅱ2b、结合齿圈3、锁止面Ⅲ3b、中间环4、凸台4a、内环5、卡台5a、弹簧6、推块7、齿座8、滑槽8a、高档齿轮9、低档齿轮10、连接块11、槽Ⅰ11a、槽Ⅱ11b、摩擦锥面Ⅰ21、摩擦锥面Ⅱ22、摩擦锥面Ⅲ23、盲孔24、推杆25、抱圈26、支撑条27。

实施例1基本如附图1、图2和图3所示：

一种变速器的三锥同步器，包括位于高档齿轮9与低档齿轮10之间的齿座8、齿套1、两个结合齿圈3、两个同步环2、两个中间环4和两个内环5，其中齿套1设置在齿座8的外部，结合图7所示，在齿座8的圆周上开设有三个滑槽，三个滑槽沿齿座8的周向均布，滑槽内设有弹簧6和推块7，弹簧6套设在推块7外部，推块7与齿套1的内侧相抵。

两个结合齿圈3分别设置在齿座8的两侧，两个结合齿圈3分别通过花键或焊接的方式与高档齿轮9和低档齿轮10固定，同步环2、中间环4和内环5从外至内依次空套在结合齿圈3与齿套1之间，即内环5空套在结合齿圈3上，中间环4空套在内环5上，而同步环2空套在中间环4上，这样中间环4的外锥面与同步环2的内锥面形成摩擦锥面Ⅰ21，内环5的外锥面与中间环4的内锥面形成摩擦锥面Ⅱ，结合齿圈3的外锥面与内环5的内锥面之间形成摩擦锥面Ⅲ23。

结合图6所示，在结合齿圈3的圆周面上开设有六个方孔，六个方孔均布在结合齿圈3的端面上，在中间环4的外周沿其轮廓线设有六个凸台4a，结合图8所示，六个凸台4a分别套在结合齿圈3的六个方孔内，这样在工作时，中间环4与结合齿圈3以及高档齿轮9(或低档齿轮10)连为一个整体，转速一致。

结合图7所示，在齿座8的圆周面上还开设有三个限位孔，各限位孔内卡紧有联接块，结合图9所示，在联接块上开设有槽Ⅰ11a和槽Ⅱ11b，在同步环2的内侧上固定有多个卡块2a，在内环5的内侧上固定有多个卡台5a，其中卡块2a套入槽Ⅰ11a中，而卡台5a套入槽Ⅱ11b中，这样在工作时，同步环2、内环5与联接块连为一个整体，转速一致。

结合图4所示，在齿套1的内周沿其周向设有花键内齿，花键内齿上设有锁止面Ⅰ1a，结合图5所示，在同步环2的外周沿其周向设有花键外齿，在花键外齿上设有锁止面Ⅱ2b，结合图6所示，在结合齿圈3的外周沿其周向也设有花键外齿，在花键外齿上设有锁止面Ⅲ3b。即上述齿座8、同步环2、结合齿圈3与齿套1通过花键方式连接，同时采用了间隙配合，齿套1可以在齿座8、同步环2与结合齿圈3上滑动。

空档时：同步环2、结合齿圈3、中间环4与内环5的各个锥面处于分离状态，即空套状态。

换档时，换档拨叉位于环槽1b内，并拨动齿套1向外侧进行轴向的移动，齿套1上的锁止面Ⅰ1a与同步环2上的锁止面Ⅱ2b接触，产生一个正压力，该正压力可分解为一个轴向分力和一个周向分力，周向分力产生拨动同步环2转动的拨环力矩，但由于输入端惯性扭矩的存在，拨环力矩无法使齿套1和同步环2产生相对转动，导致同步环2不能沿轴向向外滑动。

拨叉继续对齿套1施加轴向推力，使同步环2、结合齿圈3、中间环4、内环5的锥面压紧产生摩擦力矩，随着轴向推力的不断加大，锥面产生摩擦力矩不断增加，当摩擦力矩的最大值等于输入端惯性扭矩，两者相互抵消，拨环力矩使齿套1和同步环2产生相对转动，锁止面Ⅰ1a与锁止面Ⅱ2b脱开，齿套1即可自由通过同步环2。

同理，齿套1通过同步环2后，继续与结合齿圈3的锁止面Ⅲ3b接触，再次产生拨环力矩，齿套1继续通过结合齿圈3，完成换档。

实施例2基本如附图10所示：

与实施例1的区别在于：在滑槽的底部开设有盲孔24，盲孔24的孔径小于滑槽的孔径，即盲孔24与滑槽之间形成台阶，推块7包括推杆25与圆柱头，圆柱头的直径大于推杆25的直径，推杆25一端伸入盲孔24内，一端与圆柱头固定，其中弹簧6套设在推杆25外部，即弹簧6一端与圆柱头的底部相抵，另一端与台阶相抵，在盲孔24内设有限位机构，其中限位机构包括抱圈26和支撑条27，其中抱圈26套设在推杆25外部，在抱圈26的内壁上粘接有橡胶层，橡胶层与推杆25的外壁紧贴，支撑条27设有多根，支撑条27一端固定在抱圈26外壁，另一端固定在盲孔24内壁上。

这样换档时，齿套1在滑动过程中，由于抱圈26对推杆25的周向限位作用，以减小推块7在周向上的偏移。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (10)

1.一种变速器的三锥同步器，包括齿座、齿套、结合齿圈、同步环、中间环和内环，其特征在于：所述齿套设置在齿座外部，齿座的圆周上开设有滑槽，滑槽内设有弹簧和推块，弹簧套设在推块外部，推块与齿套的内侧相抵，结合齿圈分别固定在齿座的两侧，同步环、中间环和内环从外至内依次空套在结合齿圈与齿套之间，结合齿圈的外锥面与内环的内锥面之间形成摩擦锥面Ⅰ，内环的外锥面与中间环的内锥面形成摩擦锥面Ⅱ，中间环的外锥面与同步环的内锥面形成摩擦锥面Ⅲ。

2.根据权利要求1所述的一种变速器的三锥同步器，其特征在于：所述滑槽开设有多个，且多个滑槽沿齿座的周向均布。

3.根据权利要求2所述的一种变速器的三锥同步器，其特征在于：所述结合齿圈的圆周面上开设有方孔，中间环的外周沿其轮廓线设有凸台，凸台插入到方孔内。

4.根据权利要求3所述的一种变速器的三锥同步器，其特征在于：所述方孔与凸台均设有多个，多个方孔沿着结合齿圈周向均布，多个凸台沿着中间环的周向均布。

5.根据权利要求4所述的一种变速器的三锥同步器，其特征在于：所述齿座的圆周面上还设有限位孔，限位孔位于滑槽之间，限位孔内卡紧有联接块，联接块上分别开设有槽Ⅰ和槽Ⅱ，所述同步环的内侧固定有套入槽Ⅰ中卡块，所述内环的内侧固定有套入槽Ⅱ卡台。

6.根据权利要求5所述的一种变速器的三锥同步器，其特征在于：所述限位孔设有多个，且均布在齿座的圆周面上，各限位孔内均卡紧有联接块，同步环上设有多个与槽Ⅰ位置相对的卡块，内环上设有多个与槽Ⅱ位置相对的卡台。

7.根据权利要求6所述的一种变速器的三锥同步器，其特征在于：所述齿套内周的周向设有花键内齿，同步环与结合齿圈的外周均沿周向设有花键外齿，齿座、同步环、结合齿圈与齿套通过花键方式连接。

8.根据权利要求7所述的一种变速器的三锥同步器，其特征在于：所述齿套的花键内齿上设有锁止面Ⅰ，同步环的花键外齿上设有锁止面Ⅱ，结合齿圈的花键外齿上设有锁止面Ⅲ。

9.根据权利要求1～8任意一项所述的一种变速器的三锥同步器，其特征在于：所述滑槽的底部开设有直径小于滑槽的盲孔，推块包括推杆与圆柱头，推杆位于盲孔内，所述盲孔内设有对推杆周向进行限位的限位机构。

10.根据权利要求9所述的一种变速器的三锥同步器，其特征在于：所述限位机构包括抱圈与支撑条，抱圈套设在推杆外部，抱圈内壁上粘接有橡胶层，橡胶层与推杆的外壁紧贴，支撑条一端固定在抱圈外壁上，另一端固定在盲孔内壁上。

Images