CN204664220U - 一种吸附式同步器、变速器以及传动系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种吸附式同步器、变速器以及传动系统，涉及传动技术领域，解决不在挡运转时，同步环在传动轴的轴向和径向出现的偏摆，以及换挡预同步结束时同步环与齿轮锥面不能立刻分离的问题。该吸附式同步器包括依次排布的第一同步环、第一连接组件、齿毂、第二连接组件第二同步环；齿毂上同轴套设有齿套，齿毂与齿套之间安装有与齿套的定位凹槽相接触的同步器滑块总成。不在挡运转时，该吸附式同步器避免了不在挡运转时，同步环旋转在传动轴的轴向和径向出现偏摆的问题，换挡预同步结束时同步环与齿轮锥面能够迅速分离。本实用新型提供的吸附式同步器能够用于汽车中。

Description

一种吸附式同步器、变速器以及传动系统

技术领域

本实用新型涉及传动技术领域，特别涉及一种吸附式同步器、变速器以及传动系统。

背景技术

同步器是一种用于变速器换挡过程中的重要部件，其性能的优劣直接影响换挡过程的平顺性。常见的同步器为惯性同步器，这种惯性同步器的主要特点是依靠摩擦作用实现同步的目的，它主要由齿毂、齿套、同步环、同步器滑块总成组成，同步环位于齿毂和齿轮之间，而且齿轮可以为待接合齿轮或接合齿轮；其中，同步环分别与齿毂和待接合齿轮间之间均存在轴向和径向间隙。

当同步器不在挡运转时，同步环分别与待接合齿轮的锥面和齿毂之间存在相对高速旋转，由于同步环在旋转时，其在传动轴的轴向和径向上均无束缚，因此，在高速旋转时，同步环会沿传动轴的轴向和径向出现偏摆，这种偏摆会造成同步环与其周围零部件碰撞，以致产生异响；尤其是车辆怠速时，这种异响更为明显。而且，由于变速器中存有润滑油，同步环旋转时会搅动润滑油，故同步环偏转会增加拖曳扭矩，降低变速器的传动效率，增加油耗。另外，在齿套与齿轮转速同步后，同步环不能迅速脱离齿轮锥面，同步环与齿轮锥面之间还存在较小的摩擦，这种摩擦加剧了齿套与齿轮转速同步结束到齿套的花键与齿轮的结合齿结合前，齿套与齿轮之间的转速差，增加了换挡冲击感，降低了换挡性能。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种吸附式同步器，以解决不在挡运转时同步环在传动轴的轴向和径向出现的偏摆，以及在齿套与齿轮转速同步后使同步环与齿轮锥面不能迅速分离的问题。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种吸附式同步器，包括沿传动轴的轴向依次排布的第一同步环、齿毂以及第二同步环；所述齿毂上同轴套设有齿套，所述齿毂与所述齿套之间安装有与所述齿套的定位凹槽相接触的同步器滑块总成；所述第一同步环与所述齿毂之间设有第一连接组件，所述第二同步环与所述齿毂之间设有第二连接组件；

在换挡过程中所述齿套与待接合齿轮角速度相等时，或者不在挡运转，所述第一连接组件能够将所述第一同步环连接到与所述第一同步环相对的所述齿毂的端面上，所述第二连接组件能够将所述第二同步环连接到与所述第二同步环相对的所述齿毂的端面上。

优选的，所述第一连接组件设在所述第一同步环与所述齿毂相对的一面；所述第二连接组件设在所述第二同步环与所述齿毂相对的一面。

优选的，所述第一连接组件和第二连接组件均为磁性件或弹性件。

优选的，所述第一同步环和第二同步环均包括同步环基体，以及设在所述同步环基体的大径端的花键齿圈，所述花键齿圈中的花键齿与所述齿毂的外花键相匹配；所述同步环基体的小径端的周向设有至少三个卡爪；

其中，所述第一连接组件设在所述第一同步环中所述同步环基体的卡爪上，所述第二连接组件设在所述第二同步环中所述同步环基体的卡爪上。

较佳的，所述同步环基体为单锥面同步环基体或多锥面同步环基体。

较佳的，各所述卡爪均为U型结构。

进一步的，各所述卡爪均伸向所述同步环基体的中心。

优选的，所述同步器滑块总成包括安装在所述齿毂上的滑块，所述滑块内设有带弹簧的定位销，且所述弹簧与所述齿毂相连，所述定位销与所述齿套的定位凹槽相接触。

相对于现有技术，本实用新型所述的吸附式同步器具有以下优势：

本实用新型提供的吸附式同步器中，由于第一同步环与齿毂之间设有第一连接组件，第二同步环与齿毂之间设有第二连接组件；且不在挡运转时，第一连接组件能够将第一同步环连接到与第一同步环相对的齿毂的端面上，第二连接组件能够将第二同步环连接到与第二同步环相对的齿毂的端面上，使同步环在传动轴的轴向和径向上受到与传动轴相连的齿毂的束缚，避免了不在挡运转时，同步环旋转在传动轴的轴向和径向出现偏摆的问题，使同步环与其周围零部件不会发生碰撞而产生异响；而且，在车辆怠速对应的不在挡运转时，第一同步环和第二同步环在传动轴的轴向和径向上受到与传动轴相连的齿毂的束缚，第一同步环和第二同步环不会再在传动轴的轴向和径向上出现偏转，因此，相对于普通惯性同步器中的同步环，本实用新型提供的吸附式同步器中，连接在齿毂端面上的第一同步环和第二同步环降低了搅动润滑油的几率，也避免了因第一同步环和第二同步环在传动轴的轴向和径向上的偏转所导致的拖曳扭矩增加的问题，从而提高了变速器的传动效率。

另外，换挡过程中，齿套与待接合齿轮角速度相等时，第一连接组件将第一同步环连接到与第一同步环相对的齿毂的端面上，且第二连接组件将第二同步环连接到与第二同步环相对的齿毂的端面上；因此，第一同步环和第二同步环中任意一个同步环使齿套与待接合齿轮转速完成同步后，虽然该同步环与待接合齿轮的锥面之间还存在较小的摩擦，但是这种摩擦力比较小，通过第一连接组件或第二连接组件就能将与待接合齿轮锥面还存在较小摩擦的对应同步环连接到齿毂的端面上，从根本上解决了齿套与待接合齿轮转速同步后，同步环与待接合齿轮的锥面之间仍然存在摩擦的问题；相较于现有同步器，本实用新型所提供的吸附式同步器中，由于解决了齿套和待接合齿轮同步后，同步环与待接合齿轮的锥面之间仍然存在摩擦的问题，因此，在齿套与待接合齿轮转速同步结束到齿套的花键与齿轮的结合齿结合这个过程中，齿套与待接合齿轮之间的转速差不会出现加剧现象，缓解了换挡冲击感，提高了换挡性能。

本实用新型的另一目的在于提出一种变速器，以解决在同步器不在挡运转时，同步环在传动轴的轴向和径向出现的偏摆问题，以及在齿套与齿轮转速同步后使同步环与齿轮锥面迅速分离。为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种变速器，所述变速器设置有上述技术方案所述的吸附式同步器。

相对于现有技术，本实用新型所述的吸附式同步器具有以下优势：

本实用新型提供的变速器与上述吸附式同步器相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

本实用新型的另一目的在于提出一种传动系统，以解决在同步器不在挡运转时，同步环在传动轴的轴向和径向出现的偏摆问题，以及在齿套与齿轮转速同步后使同步环与齿轮锥面迅速分离。为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种传动系统，所述传统系统设置有上述技术方案所述的变速器。

相对于现有技术，本实用新型所述的传动系统具有以下优势：

本实用新型提供的传动系统与上述变速器相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例所述的吸附式同步器的剖视图；

图2为本实用新型实施例所述的吸附式同步器的结构爆炸图；

图3为本实用新型实施例所述的第一同步环的结构示意图。

附图标记说明：

1、齿毂，2-1、第一同步环，211、第一连接组件，22、第二同步环，221、第二连接组件，3、齿套，4、同步器滑块总成，51、第一齿轮，52、第二齿轮，6、同步环基体，71、第一卡爪，711、第一磁性件，712、第二磁性件，72、第二卡爪，721、第三磁性件，722、第四磁性件，7-3、第三卡爪，731、第五磁性件，732、第六磁性件。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

请参阅图1-2，本实用新型实施例提供了一种吸附式同步器，包括沿传动轴的轴向依次排布的第一同步环21、齿毂1以及第二同步环22；齿毂1上同轴套设有齿套3，齿毂1与齿套3之间安装有与齿套3的定位凹槽相接触的同步器滑块总成4；第一同步环21与齿毂1之间设有第一连接组件211，第二同步环22与齿毂1之间设有第二连接组件221；

在换挡过程中齿套3与待接合齿轮角速度相等时，或者不在挡运转，第一连接组件221能够将第一同步环21连接到与第一同步环21相对的齿毂1的端面上，第二连接组件221能够将第二同步环22连接到与第二同步环22相对的齿毂1的端面上；

本实施例提供的吸附式同步器位于第一齿轮51和第二齿轮52之间，且在挂挡开始前，本实施例吸附式同步器不在挡运转，如车辆怠速时，齿套3与第一齿轮51和第二齿轮52均不发生接合；车辆在挡运转时，由于本实施例提供的吸附式同步器位于第一齿轮51和第二齿轮52之间，因此，上述齿套3的内花键会出现两种接合状态：

第一种接合状态：齿套3的内花键与第二齿轮52上的结合齿啮合在一起时，第一齿轮51为待接合齿轮；

第二种接合状态：齿套3的内花键与第一齿轮51上的结合齿啮合在一起，第二齿轮52为待接合齿轮。

虽然本实施例提供的吸附式同步器在车辆在挡运转时，齿套3的内花键存在上述两种接合状态，但是在汽车需要换挡时，本实施例提供的吸附式同步器在两种接合状态下的工作原理相同；为了便于说明，下面以第一种接合状态时吸附式同步器换挡过程为例，来说明本实施例提供的吸附式同步器在换挡过程中的工作原理：

换挡工作时，变速器拨叉轴拨动齿套3，使齿套3带动同步器滑块总成4共同推动第一同步环21向作为待接合第一齿轮51的同步锥面接近，因此，第一同步环21与齿毂1的连接由于变速器拨叉轴拨动齿套3而断开，第二同步环22仍然通过第二连接组件221连接在与第二同步环22相对的齿毂的端面上，当第一同步环21的锥面与第一齿轮51的锥面接触时，由于第一同步环2-1的锥面和第一齿轮51的锥面之间产生摩擦力矩，在摩擦力矩作用下，第一同步环21相对于齿套3超前转过一个角度，使齿套3的内花键所带有的齿端倒角面与第一同步环21的花键齿所带有的齿端倒角面锁止在一起，从而不能使齿套3的内花键与第一齿轮51的结合齿啮合；随着换挡力的不断增大，摩擦力矩不断增加，齿毂1和齿套3最终与第一齿轮51的角速度相等，实现同步器与第一齿轮51的预同步；此时，摩擦力矩为零，在换挡力的继续作用下，所产生的拨环力矩将使第一同步环21向齿轮转动的反方向转动一个角度，从而使锁止在一起的第一同步环21的花键齿所带有的齿端倒角面和齿套3的内花键所带有的齿端倒角面脱开，在脱开后第一连接组件211将第一同步环21重新连接到齿毂1的其中一个端面，在此期间，齿套3即可自由地通过第一同步环21而与第一齿轮51上的结合齿啮合，完成了换挡操作。

从上述吸附式同步器的结构以及工作过程可知，本实用新型提供的吸附式同步器中，由于第一同步环21与齿毂1之间设有第一连接组件221，第二同步环22与齿毂1之间设有第二连接组件221；且不在挡运转时，第一连接组件211能够将第一同步环21连接到与第一同步环相对的齿毂的端面上，第二连接组件221能够将第二同步环22连接到与第二同步环22相对的齿毂的端面上，使同步环在传动轴的轴向和径向上受到与传动轴相连的齿毂的束缚，避免了不在挡运转时，同步环旋转在传动轴的轴向和径向出现偏摆的问题，使同步环与其周围零部件不会发生碰撞而产生异响；而且，在车辆怠速对应的不在挡运转时，第一同步环21和第二同步环22在传动轴的轴向和径向上受到与传动轴相连的齿毂1的束缚，第一同步环21和第二同步环22不会再在传动轴的轴向和径向上出现偏转，因此，相对于普通惯性同步器中的同步环，本实用新型提供的吸附式同步器中，连接在齿毂1端面上的第一同步环21和第二同步环22降低了搅动润滑油的几率，也避免了因第一同步环21和第二同步环22在传动轴的轴向和径向上的偏转所导致的拖曳扭矩增加的问题，从而提高了变速器的传动效率。

另外，换挡过程中，齿套3与待接合齿轮角速度相等时，第一连接组件211将第一同步环21连接到与第一同步环21相对的齿毂1的端面上；且第二连接组件221将第二同步环22连接到与第二同步环22相对的齿毂1的端面上；因此，第一同步环21和第二同步环22中任意一个同步环使齿套3与待接合齿轮转速完成同步后，虽然该同步环与待接合齿轮的锥面之间还存在较小的摩擦，但是这种摩擦力比较小，通过第一连接组件211或第二连接组件221就能将与待接合齿轮锥面还存在较小摩擦的对应同步环连接到齿毂的端面上，从根本上解决了齿套与待接合齿轮转速同步后，同步环与待接合齿轮的锥面之间仍然存在摩擦的问题；相较于现有同步器，本实用新型所提供的吸附式同步器中，由于解决了齿套和待接合齿轮同步后，同步环与待接合齿轮的锥面之间仍然存在摩擦的问题，因此，在齿套3与待接合齿轮转速同步结束到齿套的花键与齿轮的结合齿结合这个过程中，齿套3与待接合齿轮之间的转速差不会出现加剧现象，缓解了换挡冲击感，提高了换挡性能。

为了避免上述第一连接组件211和第二连接组件221影响同步器的性能，上述实施例提供的吸附式同步器中，第一连接组件211固定在第一同步环21与齿毂1相对的一面；第二连接组件221固定在第二同步环22与齿毂1相对的一面；这种设置方式能够使第一同步环21和/或第二同步环22在自由转动或是与齿套3的内花键所带有的齿端倒角面脱出后，只要在第一连接组件211和/或第二连接组件221所能实现连接的范围内，就能主动的将第一同步环21连接到与第一同步环21相对的齿毂1的端面上；和/或主动的将第二同步环22连接到与第二同步环22相对的齿毂1的端面上。

上述实施例中的第一连接组件211和第二连接组件221均采用弹性件或磁性件。

其中，弹性件为弹簧，但不排除其他具有弹力作用的连接件。在选用弹簧时，由于拉伸力比较强的情况下，弹簧会因为拉伸过紧而导致第一同步环21或第二同步环22无法被推向对应的第一齿轮51或第二齿轮52，影响第一同步环21或第二同步环22与对应的待接合齿轮的同步，因此，弹簧拉力的选择尤其重要，需要通过反复试验才能选取合适的弹簧作为第一连接组件211和第二连接组件221。

磁性件为磁石，但不排除其他能够使第一连接组件211和第二连接组件221能够吸附到齿毂1端面的磁性件。在选用磁性件时，由于磁性件是通过磁力作用使第一连接组件211和第二连接组件221吸附到齿毂1端面的，而磁力作用比较弱，因此，采用磁性件作为第一连接组件211和第二连接组件221不会影响第一同步环或第二同步环被推向对应的第一齿轮或第二齿轮的过程，同时，又能在需要对第一同步环21和/或第二同步环22进行约束时，使第一同步环21和/或第二同步环22以吸附的方式连接在齿毂1的端面。

进一步，作为对上述实施例提供的吸附式同步器中第一同步环21和第二同步环22的结构改进，请参阅图3，第一同步环21和第二同步环22的结构相同，且第一同步环21包括同步环基体6，以及设在同步环基体6大径端的花键齿圈，花键齿圈中的花键齿与齿毂1的外花键相匹配；同步环基体6的小径端的周向设有至少三个卡爪；其中，第一连接组件211设在第一同步环21中同步环基体6的卡爪上，第二连接组件221设在第二同步环22中中同步环基体6的卡爪上。

上述实施例中的同步环基体6可以为单锥面同步环基体，也可以从同步环的锥面与齿轮的锥面更好接触并发生摩擦的角度出发，使同步环基体6的结构优选为多锥面同步环基体，且当同步环基体6的结构优选为多锥面同步环基体时，卡爪还可以对多锥面同步环基体中位于最内部的摩擦面起到固定作用。至于多锥面同步环基体的锥面数量选择，可以根据实际情况选取，不受限制。

另外，不管是单锥面同步环基体还是多锥面同步环基体，上述卡爪的结构均为U型，每个U型的卡爪上具有两个伸出端，且各卡爪的伸出端均伸向同步环基体的中心，以保证第一同步环21和第二同步环22的稳定性。

上述实施例中的第一连接组件211和第二连接组件221均是由若干连接件组成的，连接件和卡爪的数量可根据实际情况而定，下面以同步环基体上设有三个卡爪，六个连接件时的第一同步环说明第一连接组件是如何设在卡爪上的。

请继续参阅图3，第一同步环21包括在同步环基体6的周向均匀设置的第一卡爪71、第二卡爪72和第三卡爪73；

其中，第一卡爪71的两个伸出端上对应设有第一连接件711和第二连接件712；第二卡爪72的两个伸出端上对应设有第三连接件721和第四连接件722；第三卡爪73的两个伸出端上对应设有第五连接件731和第四连接件732。

请参阅图1，上述实施例提供的吸附式同步器中，同步器滑块总成4包括安装在齿毂1上的滑块，滑块内设有带弹簧的定位销，且弹簧与齿毂1相连，定位销与齿套3的定位凹槽相接触。虽然给出了同步器滑块总成4的具体结构，但其不仅限于此，也可采用其他现有的同步器滑块总成实现其作用，只要根据实际情况选择即可。

需要说明的是，第一同步环21和第二同步环22的花键齿对着齿套3的一端都有倒角面，且与齿套3的齿端的倒角面相同。第一同步环21和第二同步环22均具有与第一齿轮51和第二齿轮52上的摩擦面锥度相同的内锥面，内锥面上制出细牙的螺旋槽，以便两锥面接触后破坏油膜，增加锥面间的摩擦。

本实用新型实施例还提供了一种变速器，变速器设置有上述技术方案的吸附式同步器。本实施例提供的变速器具体功能实现请参见上述吸附式同步器的描述，在此不再赘述。

本实用新型实施例还提供了一种传动系统，传统系统设置有上述技术方案的变速器。本实施例提供的传动系统具体功能实现请参见上述吸附式同步器的描述，在此不再赘述。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种吸附式同步器，其特征在于，包括沿传动轴的轴向依次排布的第一同步环(21)、齿毂(1)以及第二同步环(22)；所述齿毂(1)上同轴套设有齿套(3)，所述齿毂(1)与所述齿套(3)之间安装有与所述齿套(3)的定位凹槽相接触的同步器滑块总成(4)；所述第一同步环(21)与所述齿毂(1)之间设有第一连接组件(211)，所述第二同步环(22)与所述齿毂(1)之间设有第二连接组件(221)；

在换挡过程中所述齿套(3)与待接合齿轮角速度相等时，或者不在挡运转，所述第一连接组件(211)能够将所述第一同步环(21)连接到与所述第一同步环(21)相对的所述齿毂(1)的端面上，所述第二连接组件(221)能够将所述第二同步环(22)连接到与所述第二同步环(22)相对的所述齿毂(1)的端面上。

2.根据权利要求1所述的吸附式同步器，其特征在于，所述第一连接组件(211)设在所述第一同步环(21)与所述齿毂(1)相对的一面；所述第二连接组件(221)设在所述第二同步环(22)与所述齿毂(1)相对的一面。

3.根据权利要求1或2所述的吸附式同步器，其特征在于，所述第一连接组件(211)和第二连接组件(221)均为磁性件或弹性件。

4.根据权利要求1或2所述的吸附式同步器，其特征在于，所述第一同步环(21)和第二同步环(22)均包括同步环基体(6)，以及设在所述同步环基体(6)的大径端的花键齿圈，所述花键齿圈中的花键齿与所述齿毂(1)的外花键相匹配；

所述同步环基体(6)的小径端的周向设有至少三个卡爪；其中，所述第一连接组件(211)固定在所述第一同步环(21)中所述同步环基体(6)的卡爪上，所述第二连接组件(221)固定在所述第二同步环(22)中所述同步环基体(6)的卡爪上。

5.根据权利要求4所述的吸附式同步器，其特征在于，所述同步环基体(6) 为单锥面同步环基体或多锥面同步环基体。

6.根据权利要求4所述的吸附式同步器，其特征在于，各所述卡爪均为U型结构。

7.根据权利要求6所述的吸附式同步器，其特征在于，各所述卡爪均伸向所述同步环基体(6)的中心。

8.根据权利要求1所述的吸附式同步器，其特征在于，所述同步器滑块总成(4)包括安装在所述齿毂(1)上的滑块，所述滑块内设有带弹簧的定位销，且所述弹簧与所述齿毂(1)相连，所述定位销与所述齿套(3)的定位凹槽相接触。

9.一种变速器，其特征在于，所述变速器设置有如权利要求1～8中任意一项所述的吸附式同步器。

10.一种传动系统，其特征在于，所述传动系统设置有如权利要求9所述的变速器。