CN114876969A - 一种用于商用车变速箱的新型同步器 - Google Patents

一种用于商用车变速箱的新型同步器 Download PDF

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张鹏雷
柴叶飞
王英睿
耿小虎
张硕
史文理
刘翔宇
高壮
田哲
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Abstract

本发明公开了一种用于商用车变速箱的新型同步器，包括：滑套，其设置在所述变速箱的输入轴上；同步器拨圈，其固定设置在所述滑套的中部；多个方形通孔；低挡同步环，其位于所述同步器拨圈的一侧；至少九个第一凸台；至少三个第一圆柱凸起；高挡同步环，其位于所述同步器拨圈的另一侧；至少九个第二凸台；至少三个第二圆柱凸起；其中，所述第二圆柱凸起的长度小于所述第一圆柱凸起的长度；至少三个圆形通孔；至少三个弹簧支撑机构；其中，所述第二圆柱凸起插入所述方形通孔中，所述第一圆柱凸起穿过所述方形通孔后插入到所述圆形通孔中，并通过所述弹簧支撑机构进行压紧。通过同步器拨圈与弹簧支撑机构配合，实现快速换挡。

Description

一种用于商用车变速箱的新型同步器
技术领域
本发明涉及一种用于商用车变速箱的新型同步器，属于同步器换挡领域。
背景技术
自动变速箱因其具有较高的传动效率，优秀的驾驶体验，以及较高的可靠性等优点而受到各大厂商的青睐，在国外，重型商用车自动变速箱的普及程度已经相当高，国内的使用环境液已经日趋成熟国内的重型商用车自动变速箱已经进入快速发展阶段，同步器的设计是提高换挡效率和换挡品质、减小换挡冲击、延长变速箱使用寿命的因素。
目前，在重型商用车上基本还是采用锁销式同步器和锁环式同步器，在一种增力式同步器设计中，它的主旨设计思想还是以锁销式同步器为主来进行改造，它通过啮合齿座外花键上的三个轴向槽中放着可沿槽移动的滑块，滑块由两个弹簧圈压向啮合齿套，并以啮合套带动滑块推动锁环与被接合齿轮的锥面相靠来传递摩擦力矩。
现有的商用车变速箱中的同步器，很多都存在结构复杂，尺寸和重量大的问题，并且其中的机械零部件多，拆装维修复杂困难，目前换挡机构同步器在转速接近时换挡易出现卡滞现象，同步器磨损严重，可靠性不高。
在现有的同步器设计中，滑套为进入齿轮外吃啮合的外滑套，其径向尺寸大，占用过多的变速箱体积，并且，在同步环上的设计上存在缺陷，容易由于齿轮错位齿的啮合而造成挂不上挡的情况。
发明内容
本发明设计开发了一种用于商用车变速箱的新型同步器，通过同步器拨圈与弹簧支撑机构的配合，减小换挡阻力，实现快速换挡，克服提前进齿而导致的挂不上挡的现象。
本发明提供的技术方案为：
一种用于商用车变速箱的新型同步器，包括：
滑套，其设置在所述变速箱的输入轴上，所述滑套能够沿所述输入轴轴向运动；
同步器拨圈，其固定设置在所述滑套的中部，所述同步器拨圈的外缘连接换挡拨叉；
多个方形通孔，其沿轴向开设在所述同步器拨圈上，所述方形通孔的两侧为具有耐磨性的过渡斜面；
低挡同步环，其设置在所述滑套上，位于所述同步器拨圈的一侧，所述低挡同步环的内缘为摩擦锥面结构；
至少九个第一凸台，其上设置有具有耐磨性的过渡斜面，并设置在所述低挡同步环朝向所述同步器拨圈的一侧，每三个第一凸台为一个第一凸台组，沿所述低挡同步环周向分布；
至少三个第一圆柱凸起，其分别设置在每个第一凸台组中间位置的第一凸台上；
高挡同步环，其设置在所述滑套上，位于所述同步器拨圈的另一侧，所述高挡同步环的内缘为摩擦锥面结构；
至少九个第二凸台，其上设置有具有耐磨性的过渡斜面，并设置在所述高挡同步环朝向所述同步器拨圈的一侧，每三个第二凸台为一个第二凸台组，沿所述高挡同步环周向分布；
至少三个第二圆柱凸起，其分别设置在所述每个第二凸台组中间位置的第二凸台上；
其中，所述第二圆柱凸起的长度小于所述第一圆柱凸起的长度；
至少三个圆形通孔，其分别等间距开设在所述高挡同步环上，位于相邻所述第二凸台组之间；
至少三个弹簧支撑机构，其穿过所述圆形通孔，沿所述高挡同步环的周向设置；
其中，所述第二圆柱凸起插入所述方形通孔中，所述第一圆柱凸起穿过所述方形通孔后插入到所述圆形通孔中，并通过所述弹簧支撑机构进行压紧。
优选的是，所述输入轴可转动的支撑设置在所述变速箱上，所述输入轴上还设置有：
输入轴高挡齿轮，其空套在所述输入轴的一端；
输入轴低挡齿轮，其空套在所述输入轴的另一端。
优选的是，所述变速箱的前副箱内还包括：
两个中间轴，其分别设置在所述输入轴的两侧，并可旋转支撑在所述变速箱壳体上；
两个中间轴高挡齿轮，其分别对应设置在所述中间轴的一端；
两个中间轴低挡齿轮，其分别对应设置在所述中间轴的另一端。
优选的是，所述滑套包括：
内花键，其沿周向设置在所述滑套的内壁；
多个轮齿，其沿周向设置在所述滑套的外壁；
连接孔，其沿径向设置在所述滑套的中部。
优选的是，所弹簧支撑机构包括：
弹簧孔，其一端穿过所述圆形通孔后并沿所述高挡同步环的周向开设；
同步器圆柱，其设置在所述弹簧孔内，所述同步器圆柱的一端抵靠在所述同步环上；
压紧弹簧，其设置在所述弹簧孔内，一端抵靠在所述同步圆柱的另一端。
优选的是，所述第一凸台的数量为九个，第二凸台的数量为九个，所述方形通孔的数量为十二个。
优选的是，还包括：
定位销；
所述同步器拨圈通过定位销定位于滑套上。
优选的是，所述同步器拨圈的内缘设置有轮齿。
本发明所述的有益效果：
本发明提供的一种用于商用车变速箱的新型同步器，只包括同步器拨圈、低挡同步环、高挡同步环等部件，相较于传统的同步器，使用了更少的机械部件，可以使整个变速箱装置结构简单，尺寸重量小。
本发明提供的用于商用车变速箱的新型同步器，两同步环之间周向布置弹簧，使换挡时对接触齿轮的锥面施加更大的阻力矩，实现更快的换挡速度，并且弹簧的设置，使得两同步环总是相错半个齿，不会出现提前进齿而导致的挂不上挡的现象。
本发明提供的用于商用车变速箱的新型同步器，两个挡位之间的传动比变化不大，因此换挡时的换挡阻力矩不大，并且换挡锥面接合时，弹簧会施加更多的阻力矩，使驱动机构的换挡力减小。
附图说明
图1为本发明所述的变速箱的前副箱的结构示意图。
图2为本发明所述的用于商用车变速箱的新型同步器的结构示意图。
图3为本发明所述图2的A-A剖视图。
图4为本发明所述的同步器拨圈的结构示意图。
图5为本发明所述的滑套的结构示意图。
图6为本发明所述的低挡同步环的结构示意图。
图7为本发明所述的高挡同步环的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
如图1-7所示，本发明提供一种用于商用车变速箱的新型同步器，包括：输入轴高挡齿轮1、输入轴低挡齿轮2、输入轴3、同步器4、中间轴5、中间轴高挡齿轮6、中间轴低挡齿轮7、同步器拨圈8、同步器定位销9、滑套10、连接孔1001、轮齿1002、内花键1003、低挡同步环11、第一摩擦锥面1101、第一凸台1102、第一圆柱凸起1103、高挡同步环12、第二摩擦锥面1201、第二凸台1202、第二圆柱凸起1203、同步器圆柱13、同步器压缩弹簧14。
本发明提供的用于商用车变速箱的新型同步器适用于商用车变速箱的前副箱，如图1所示，前副箱包括：输入轴高挡齿轮1、输入轴低挡齿轮2、输入轴3、同步器4、中间轴5、中间轴高挡齿轮6以及中间轴低挡齿轮7。输入轴3通过轴承可转动设置在变速箱的壳体上，输入轴高挡齿轮1空套在输入轴3的一端，输入轴低挡齿轮空套在输入轴3的另一端，同步器设置在输入轴3上，位于输入轴高挡齿轮1和输入轴低挡齿轮2之间，两个中间轴5分别可转动设置在所述变速箱的壳体上，分别设置在中间轴的两侧，两个中间轴高挡齿轮6分别设置在中间轴5的一端，两个中间轴低挡齿轮7分别设置在中间轴5的另一端。
用于商用车变速箱的新型同步器包括：同步器拨圈8、同步器定位销9、滑套10、连接孔1001、轮齿1002、内花键1003、低挡同步环11、第一摩擦锥面1101、第一凸台1102、第一圆柱凸起1103、高挡同步环12、第二摩擦锥面1201、第二凸台1202、第二圆柱凸起1203、同步器圆柱13、同步器压缩弹簧14。
滑套10设置在输入轴3上，位于输入轴高挡齿轮1和输入轴低挡齿轮2之间，滑套10的内壁上设置有内花键1003，外壁上设置有轮齿1002，滑套10通过内花键1003安装在输入轴3上，能够沿着输入轴3轴向运动，在轮齿1002的中部沿径向设置有一个圆形通孔1001，同步器定位销9安装在滑套10的圆形通孔1001中。
低挡同步环11的内缘设置有摩擦锥面1101，位于同步器拨圈8的一侧，在低挡同步环11朝向同步器拨圈8的一侧，设置有至少九个第一凸台1102，其为方形结构，第一凸台上设置有具有耐磨性的过渡斜面；其中，每三个第一凸台1102为一个第一凸台组，沿低挡同步环周向分布；至少三个第一圆柱凸起1103分别对应设置在每个第一凸台组中间位置的第一凸台1102上。
高挡同步环12的内缘设置有摩擦锥面1201，位于同步器拨圈8的另一侧，在高挡同步环12朝向同步器拨圈的一侧，设置有至少九个第二凸台1202，其为方形结构，第二凸台1202上设置有具有耐磨性的过渡斜面；其中，每三个第二凸台1202为一个第二凸台组，沿高挡同步环周向分布；至少三个第二圆柱凸起1203分别对应设置在每个第二凸台组中间位置的第二凸台1202上；其中，第二圆柱凸起的长度小于第一圆柱凸起的长度。
至少三个圆形通孔1204分别等间距设置在高挡同步环上，位于相邻的两个第二凸台组之间。至少三个弹簧支撑机构穿过圆形通孔1204，沿高挡同步环12的周向设置，包括：弹簧孔1205、同步器圆柱13和同步器压缩弹簧14，弹簧孔1205穿过圆形通孔1204后在高挡同步环12的内部沿周向开设，弹簧孔1205中设置有同步器圆柱13和同步器压缩弹簧14，圆形通孔1204中插入低挡同步环11的圆柱凸起1103，靠同步器压缩弹簧14的弹力将低挡同步环11的圆柱凸起1103压紧于高挡同步环12圆形通孔1204的一侧。
在本发明中，作为一种，优选，第一凸台和第二凸台的数量为九个，方形通孔802的数量为十二个，圆形通孔的数量为三个，弹簧支撑机构的数量为三个。
同步器拨圈8通过同步器定位销9定位于滑套10上，同步器拨圈8的外缘与换挡拨叉连接，同步器拨圈的内缘设置有轮齿801，多个方形通孔802沿轴向设置在同步器拨圈8上，在方形通孔802的两侧设置有具有耐磨性的过渡斜面；轴向方形通孔802中插入第一圆柱凸起1103和第二圆柱1203凸起，其中，第二圆柱凸起1203插入方形通孔802中，第一圆柱凸起1103穿过方形通孔802后插入到圆形通孔1204中，并通过弹簧支撑机构进行压紧，第二圆柱凸起1203因为同步器压缩弹簧14的弹力，轴向方形通孔802的具有耐磨性的过渡斜面分别与高低挡同步环方形凸台的具有耐磨性的过渡斜面相抵。
工作原理：
当低挡挂高挡时，同步器从输入轴低挡齿轮2挂到输入轴高挡齿轮1，同步器4与输入轴3转速相同，高于输入轴高挡齿轮转速。同步器拨圈8带动滑套10向高挡方向移动，拨圈通孔802脱离低挡的第一凸台1102，在弹簧阻力矩作用下，两挡同步环发生相对转动，拨圈8的过渡斜面与高挡同步环12的第二凸台的过渡斜面顶住，换挡力通过斜面传递至高挡同步环12，高挡同步环12内摩擦锥面1201与输入轴高挡齿轮1锥毂接触产生反向摩擦阻力距，输入轴3转速与输入轴高挡齿轮1转速开始同步；转速差随着同步而减小，转速相同后，摩擦阻力矩消失，同步器拨圈8在换挡力作用下克服弹簧阻力矩，拨圈通孔802向右套入高挡同步环的方形凸台，与拨圈8使用销钉连接的滑套10随之向右移动，滑套10外齿与输入轴高挡齿轮1锥毂内齿接合，完成换挡。
本发明提供的用于商用车变速箱的新型同步器，两同步环之间周向布置弹簧，使换挡时对接触齿轮的锥面施加更大的阻力矩，实现更快的换挡速度，并且弹簧的设置，使得两同步环总是相错半个齿，不会出现提前进齿而导致的挂不上挡的现象；同时两个挡位之间的传动比变化不大，因此换挡时的换挡阻力矩不大，并且换挡锥面接合时，弹簧会施加更多的阻力矩，使驱动机构的换挡力减小。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (8)

1.一种用于商用车变速箱的新型同步器，其特征在于，包括：
滑套，其设置在所述变速箱的输入轴上，所述滑套能够沿所述输入轴轴向运动；
同步器拨圈，其固定设置在所述滑套的中部，所述同步器拨圈的外缘连接换挡拨叉；
多个方形通孔，其沿轴向开设在所述同步器拨圈上，所述方形通孔的两侧为具有耐磨性的过渡斜面；
低挡同步环，其设置在所述滑套上，位于所述同步器拨圈的一侧，所述低挡同步环的内缘为具有摩擦锥面结构；
至少九个第一凸台，其上设置有具有耐磨性的过渡斜面，并设置在所述低挡同步环朝向所述同步器拨圈的一侧，每三个第一凸台为一个第一凸台组，沿所述低挡同步环周向分布；
至少三个第一圆柱凸起，其分别设置在每个第一凸台组中间位置的第一凸台上；
高挡同步环，其设置在所述滑套上，位于所述同步器拨圈的另一侧，所述高挡同步环的内缘为摩擦锥面结构；
至少九个第二凸台，其上设置有具有耐磨性的过渡斜面，并设置在所述高挡同步环朝向所述同步器拨圈的一侧，每三个第二凸台为一个第二凸台组，沿所述高挡同步环周向分布；
至少三个第二圆柱凸起，其分别设置在所述每个第二凸台组中间位置的第二凸台上；
其中，所述第二圆柱凸起的长度小于所述第一圆柱凸起的长度；
至少三个圆形通孔，其分别等间距开设在所述高挡同步环上，位于相邻所述第二凸台组之间；
至少三个弹簧支撑机构，其穿过所述圆形通孔，沿所述高挡同步环的周向设置；
其中，所述第二圆柱凸起插入所述方形通孔中，所述第一圆柱凸起穿过所述方形通孔后插入到所述圆形通孔中，并通过所述弹簧支撑机构进行压紧。
2.根据权利要求1所述的用于商用车变速箱的新型同步器，其特征在于，所述输入轴可转动的支撑设置在所述变速箱上，所述输入轴上还设置有：
输入轴高挡齿轮，其空套在所述输入轴的一端；
输入轴低挡齿轮，其空套在所述输入轴的另一端。
3.根据权利要求2所述的用于商用车变速箱的新型同步器，其特征在于，所述变速箱的前副箱内还包括：
两个中间轴，其分别设置在所述输入轴的两侧，并可旋转支撑在所述变速箱壳体上；
两个中间轴高挡齿轮，其分别对应设置在所述中间轴的一端；
两个中间轴低挡齿轮，其分别对应设置在所述中间轴的另一端。
4.根据权利要求1所述的用于商用车变速箱的新型同步器，其特征在于，所述滑套包括：
内花键，其沿周向设置在所述滑套的内壁；
多个轮齿，其沿周向设置在所述滑套的外壁；
连接孔，其沿径向设置在所述滑套的中部。
5.根据权利要求4所述的用于商用车变速箱的新型同步器，其特征在于，所弹簧支撑机构包括：
弹簧孔，其一端穿过所述圆形通孔后并沿所述高挡同步环的周向开设；
同步器圆柱，其设置在所述弹簧孔内，所述同步器圆柱的一端抵靠在所述同步环上；
压紧弹簧，其设置在所述弹簧孔内，一端抵靠在所述同步圆柱的另一端。
6.根据权利要求5所述的用于商用车变速箱的新型同步器，其特征在于，所述第一凸台的数量为九个，第二凸台的数量为九个，所述方形通孔的数量为十二个。
7.根据权利要求6所述的用于商用车变速箱的新型同步器，其特征在于，还包括：
定位销；
所述同步器拨圈通过定位销定位于滑套上。
8.根据权利要求7所述的用于商用车变速箱的新型同步器，其特征在于，所述同步器拨圈的内缘设置有轮齿。
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Inventor after: Geng Xiaohu

Inventor after: Zhang Shuo

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Inventor before: Liu Xiangyu

Inventor before: Gao Zhuang

Inventor before: Tian Zhe

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