CN214118798U - 变速器齿轮同步器 - Google Patents

Abstract

根据本公开的变速器齿轮同步器包括滑动套筒、毂部、内部同步环和中间同步环。滑动套筒具有限定套筒花键的内表面。毂部被接纳在滑动套筒内。毂部具有多个齿轮齿，该多个齿轮齿从毂部的齿根直径径向向外延伸。该多个齿轮齿被构造成与套筒花键接合。凹口被设置为靠近毂部的齿根直径并且与多个齿轮齿间隔开。该内部同步环和该中间同步环中的至少一者由热塑性材料形成。

Description

变速器齿轮同步器

技术领域

本公开涉及具有由热塑性材料形成的部件的变速器齿轮同步器。

背景技术

变速器齿轮同步器可用于机械手动变速器、双离合器变速器、自动变速器、顺序变速器或可能需要差速均衡的任何机械装置中。变速器齿轮同步器允许在换挡事件期间平稳地接合齿轮。

发明内容

根据本公开的一个示例的变速器齿轮同步器包括滑动套筒、毂部和内部同步环。滑动套筒具有限定套筒花键的内表面。毂部被接纳在滑动套筒内。毂部具有多个齿轮齿，该多个齿轮齿从毂部的齿根直径径向向外延伸。该多个齿轮齿被构造成与套筒花键接合。凹口被设置为靠近毂部的齿根直径并且与多个齿轮齿间隔开。内部同步环由热塑性材料形成。

根据其他特征，变速器齿轮同步器还包括接合环和阻挡器环。通过阻挡器环防止滑动套筒与接合环接合。阻挡器环被构造成与接合环的锥选择性地摩擦接合。内部同步环通过注射成型、压缩成型和机加工工艺中的一种形成。内部同步环仅由热塑性聚合物形成。内部同步环是无衬里的。内部同步环是无涂层的。变速器齿轮同步器还包括中间同步环。

根据本公开的一个示例的变速器齿轮同步器包括滑动套筒、毂部和中间同步环。滑动套筒具有限定套筒花键的内表面。毂部被接纳在滑动套筒内。毂部具有多个齿轮齿，该多个齿轮齿从毂部的齿根直径径向向外延伸。该多个齿轮齿被构造成与套筒花键接合。凹口被设置为靠近毂部的齿根直径并且与多个齿轮齿间隔开。中间同步环由热塑性材料形成。

根据其他特征，变速器齿轮同步器还包括接合环和阻挡器环。通过阻挡器环防止滑动套筒与接合环接合。阻挡器环被构造成与接合环的锥选择性地摩擦接合。中间同步环通过注射成型、压缩成型和机加工工艺中的一种形成。中间同步环仅由热塑性聚合物形成。中间同步环是无衬里的。中间同步环是无涂层的。变速器齿轮同步器还包括内部同步环。

根据本公开的另一示例构造的变速器齿轮同步器包括聚合物同步器锥组件，该聚合物同步器锥组件包括同步器凸缘、阻挡器环和由聚合物材料形成的同步器锥。同步器凸缘由钢形成。阻挡器环由钢形成。

附图说明

图1是复合手动变速器的透视图，其中壳被部分地移除；

图2是示例性变速器齿轮同步器的透视图，其中滑动套筒组件处于中间位置；

图3是示例性变速器齿轮同步器的透视图，其中滑动套筒与齿轮处于锁定位置；

图4是示例性变速器齿轮同步器的分解透视图；

图5A、图5B是滑动套筒组件与阻挡器环离合器齿处于接合位置的局部剖视图；

图6是滑动套筒组件与阻挡器环离合器齿处于接合位置的局部剖视图；

图7是示例性热塑性阻挡器环的透视图；

图8是示例性热塑性阻挡器环的局部透视图；图9是示例性热塑性阻挡器环的透视图；

图10是根据本公开的另一示例构造的并且结合有由热塑性材料形成的内环的示例性变速器齿轮同步器的分解透视图；

图11是根据本公开的另一示例构造的并且结合有由热塑性材料形成的中间环的示例性变速器齿轮同步器的分解透视图；

图12A是根据本公开的另一示例构造的并且结合有由热塑性材料形成的齿轮锥的示例性变速器齿轮同步器的透视图；

图12B是图12A的齿轮同步器的剖视图；

图12C是图12A的齿轮同步器的分解透视图；

图12D是图12A的钢同步器凸缘的顶部透视图；

图12E是图12A的聚合物同步器锥的顶部透视图；并且

图12F是图12A的钢阻挡器环的顶部透视图。

具体实施方式

本文公开了本发明的详细实施方案；然而，应当理解，所公开的实施方案仅仅是能够以各种形式和替代形式来体现的本发明的示例。附图并不一定是按比例绘制的；一些特征可能被夸大或最小化以显示特定部件的细节。因此，本文所公开的具体结构和功能细节不应被解释为限制性的，而仅仅是作为教导本领域技术人员以各种方式使用本发明的代表性基础。

参考图1，变速器10可设置在诸如汽车、卡车等车辆上。变速器10可被构造为机械手动变速器、双离合器变速器、自动变速器、顺序变速器或可能需要差速均衡的机械装置。变速器10将动力从动力源诸如内燃机传输到驱动轴。

变速器10可包括输入轴20，该输入轴被构造成经由离合器、液力偶合器或飞轮接合动力源(未示出)。变速器10可包括输出轴22，该输出轴被构造成接合差动构件或驱动构件(未示出)。输入轴20和输出轴22的组合通常被称为变速器主轴。在至少一个实施方案中，输出轴22包括轭 24，该轭联接到差动构件或驱动构件。

变速器10可包括第一齿轮组30、第二齿轮组32和变速器齿轮同步器 34。第一齿轮组30、第二齿轮组32和变速器齿轮同步器34各自可旋转地设置在变速器壳体36内。第一齿轮组30可包括第一多个齿轮40，该第一多个齿轮围绕第一变速器轴42同心地设置，使得第一齿轮组30由第一变速器轴42支撑。第一齿轮组30可轴颈连接在第一变速器轴42上。在至少一个实施方案中，第一多个齿轮40可包括第一齿轮44，该第一齿轮与第二齿轮46间隔开。第一齿轮44和第二齿轮46可设置成基本上垂直于第一变速器轴42的纵向轴线48。第二齿轮组32可包括第二多个齿轮50，该第二多个齿轮围绕第二变速器轴52同心地设置，使得第二齿轮组32由第二变速器轴52支撑。第二变速器轴52通常可被称为副轴。

第一变速器轴42可与第二变速器轴52间隔开并且设置成基本上平行于第二变速器轴。在至少一个实施方案中，第二多个齿轮50可包括第三齿轮54，该第三齿轮与第四齿轮56间隔开。第三齿轮54和第四齿轮56可设置成基本上垂直于第二变速器轴52的纵向轴线48。第二齿轮组32可轴颈连接在第二变速器轴52上。

第一齿轮组30可与第二齿轮组32可旋转地对准。第一齿轮组30中的第一多个齿轮40与第二齿轮组32中的第二多个齿轮50中的对应的齿轮接合，使得第二齿轮组32与第一齿轮组30啮合接合。在至少一个实施方案中，第一齿轮44可保持与第三齿轮54恒定啮合或接合，和/或第二齿轮46 可保持与第四齿轮56恒定啮合或接合。

第一多个齿轮40和第二多个齿轮50可被构造成将扭矩从输入轴20传输到输出轴22。第一多个齿轮40和第二多个齿轮50被构造成提供多个前进挡和/或倒挡齿轮比或扭矩比。结合有变速器10的车辆的操作员可选择性地接合第一齿轮组30中的第一多个齿轮40中的至少一个齿轮和/或第二齿轮组32中的第二多个齿轮50中的至少一个齿轮。齿轮的选择性接合限定了穿过第一齿轮组30和第二齿轮组32的多个扭矩流动路径，以改变变速器10的输出扭矩或齿轮比。

换挡杆60可通过一组连杆(未示出)可操作地连接到至少一个换挡拨叉62。换挡拨叉62使滑动齿轮选择器、套环或滑动套筒70在第一多个齿轮40中的齿轮和/或第二多个齿轮50总的齿轮之间平移。滑动套筒70可围绕第一变速器轴42和/或第二变速器轴52可旋转地设置。

滑动套筒70可响应于换挡拨叉62的运动而朝向期望齿轮平移。滑动套筒70可被构造成锁定到与期望齿轮相关联的自由旋转的齿轮或接合环上，以将与期望齿轮相关联的自由旋转的齿轮锁定到变速器轴，使得变速器轴42、52与期望齿轮一起旋转。如果套环的旋转速度与期望齿轮的旋转速度基本上不相似，则滑动套筒70与期望齿轮的接合可能导致咬痕、凹口或其他变速器效应，这可能会对变速器的换挡质量产生负面影响。可设置变速器齿轮同步器34以制动或加速滑动套筒70和/或期望齿轮，使得滑动套筒70和期望齿轮的旋转速度是基本上相似的，以使凹口、咬痕、或其他不期望的变速器换挡影响减弱或最小化。在至少一个实施方案中，变速器齿轮同步器34可调整第一变速器轴42和第二变速器轴52以及期望齿轮中的至少一者的旋转速度。

参考图2，示出了变速器齿轮同步器34，其中滑动套筒70处于第一齿轮44和第二齿轮46之间的中间位置。参考图3，示出了变速器齿轮同步器34，其中滑动套筒70响应于换挡拨叉62的致动而朝向期望齿轮(例如，第一齿轮44)平移。

变速器齿轮同步器34可围绕第一变速器轴42同心地设置，使得变速器齿轮同步器34由第一变速器轴42支撑。变速器齿轮同步器34可设置在第一齿轮组30中的第一多个齿轮40中的第一齿轮44和第二齿轮46之间或邻近。在至少一个实施方案中，变速器齿轮同步器34可围绕第二变速器轴 52同心地设置，使得变速器齿轮同步器34由第二变速器轴52支撑。变速器齿轮同步器34可设置在第二齿轮组32中的第二多个齿轮50中的第三齿轮54和第四齿轮56之间或邻近。

参见图4，示出了示例性变速器齿轮同步器34的分解透视图。变速器齿轮同步器34可以是三锥变速器齿轮同步器，但可以设想其他变速器齿轮同步器构型，诸如单锥、双锥或其他多锥变速器齿轮同步器。变速器齿轮同步器34可包括滑动套筒70、固定毂部72、同步环或阻挡器环74、内部同步器环组件76和接合环78。在至少一个实施方案中，变速器齿轮同步器 34可以是单锥变速器齿轮同步器，其不包括内部同步环组件76。在至少一个实施方案中，变速器齿轮同步器34可以是双锥变速器齿轮同步器，其不包括中间同步环80或内部同步环82中的至少一者。

不管变速器齿轮同步器34的构型如何，在变速器换挡事件期间，变速器齿轮同步过程都遵循相似的步骤。变速器换挡事件可以是当变速器齿轮比从较低齿轮比运动到较高齿轮比(例如，N-1、1-2、2-3、3-4等)时的变速器升挡事件。变速器换挡事件可以是当变速器齿轮比从较高齿轮比运动到较低齿轮比(例如4-3、3-2、2-1、1-N等)时的变速器降挡事件。在变速器换挡事件期间，滑动套筒70通过换挡拨叉62朝向要接合的期望齿轮移动。响应于期望齿轮与滑动套筒70和固定毂部72的组合(其可称为滑动套筒组件84)之间的旋转速度差，通过阻挡器环74防止滑动套筒70与接合环78接合。

阻挡器环74被构造成与接合环78的锥、中间同步环80或与期望齿轮相关联的内部同步环82摩擦地接合。摩擦接合生成摩擦扭矩以制动或加速滑动套筒组件84和/或接合环78的旋转速度，使得滑动套筒组件84和接合环78或期望齿轮的旋转速度同步。响应于旋转速度的同步，滑动套筒70 可进一步平移以与接合环78接合，从而完成变速器换挡事件。

滑动套筒70可被构造为围绕第一变速器轴42的轴线同心地设置的大体圆柱形主体。滑动套筒70可具有外表面90和内表面92。外表面90可限定接合凹槽94，该接合凹槽可接纳换挡拨叉62的至少一部分。换挡拨叉 62在接合凹槽94内的运动可使滑动套筒70远离中间位置或从当前齿轮朝向期望齿轮平移。

滑动套筒70可被构造为内部齿轮，该内部齿轮具有围绕内表面92设置的套筒花键。该套筒花键可被构造为多个套筒齿96，该多个套筒齿从滑动套筒70的内表面92朝向第一变速器轴42径向向内延伸。

多个套筒齿96中的每个套筒齿100具有尖端102。尖端102可相对于第一变速器轴42的纵向轴线48成角度。尖端102可由第一表面104和第二表面106限定。第一表面104可相对于第一变速器轴42的纵向轴线48成第一角度设置。第二表面106可相对于第一变速器轴42的纵向轴线48成第二角度设置。第一表面104和第二表面106可限定角度Θ。

参见图5A、图5B和图6，滑动套筒70的套筒齿100与阻挡器环74 处于接合位置的局部剖视图。在至少一个实施方案中，第一表面104和第二表面106可相对于彼此成钝角Θ_O设置。参见图6，在至少一个实施方案中，第一表面104和第二表面106可相对于彼此成锐角Θ_A设置。

第一表面104可具有第一长度l₁。第二表面106可具有第二长度l₂。如图5A和图5B所示，第二长度l₂可大于第一长度l₁，使得第一表面104和第二表面106是非对称的。如图6所示，第一长度l₁和第二长度l₂可彼此基本上相似，使得第一表面104和第二表面106是对称的。

套筒齿100可具有主体部分110。主体部分110可具有从滑动套筒70 的内表面92延伸到第一表面104的第一侧表面112。主体部分110可具有从滑动套筒70的内表面92延伸到第二表面106的第二侧表面114。第一侧表面112可相对于第一变速器轴42的纵向轴线48成第三角度设置。第二侧表面114可相对于第一变速器轴42的纵向轴线48成第四角度设置。第一侧表面112和第二侧表面114可彼此间隔开并且以非平行关系设置。第一侧表面112和第二侧表面114可沿着套筒齿100而沿轴向方向朝向尖端 102逐渐地远离彼此。

第一侧表面112可具有长度ls₁。第二侧表面114可具有长度ls₂。长度 ls₁和长度ls₂可以是基本上相似的。长度ls₁和长度ls₂可分别大于第一长度 ls₁和第二长度ls₂。

固定毂部72被构造成被可滑动地接纳在滑动套筒70内，该滑动套筒可限定滑动套筒组件84。第一变速器轴42可包括多个花键齿，该多个花键齿围绕第一变速器轴42的外表面设置。固定毂部72可经由围绕固定毂部 72的内径设置的花键齿与第一变速器轴42的多个花键齿中的至少一个花键齿接合。

固定毂部72可具有多个齿轮齿120。多个齿轮齿120从固定毂部72的齿根直径径向向外延伸。多个齿轮齿120可被构造成与套筒花键或多个套筒齿96接合或啮合。固定毂部72可限定凹口122，该凹口被设置为靠近固定毂部72的齿根直径并且与多个齿轮齿120间隔开。

固定毂部72可包括至少一个预增力装置130。预增力装置130可被构造成与多个套筒齿96中的至少一个套筒齿100接合。预增力装置130可包括围绕柱塞设置的辊、撑条或弹簧。预增力装置130可被接纳在从固定毂部72的齿根直径径向向内延伸的腔体内。可通过滑动套筒70或多个套筒齿96的内径将预增力装置130保持在腔体内。

响应于齿轮选择器拨叉62的运动，滑动套筒70可朝向期望齿轮诸如第一齿轮44或第二齿轮46移动。在齿轮同步和接合期间，预增力装置130 帮助滑动套筒70朝向期望齿轮平移。

阻挡器环74可被设置为靠近固定毂部72。阻挡器环74可具有被设置为靠近接合环78的第一端区140。阻挡器环74可具有与第一端区140间隔开的第二端区142以及在第一端区和第二端区之间延伸的大体圆柱形主体 144。大体圆柱形主体144可具有外表面146和内表面148。大体圆柱形主体144可围绕第一变速器轴42的轴线48同心地设置。

阻挡器环74可设置在期望齿轮、接合环78和滑动套筒组件84之间。在至少一个实施方案中，第二阻挡器环可与阻挡器环74间隔开。第二阻挡器环可在另一期望齿轮和另一接合环之间设置在固定毂部72的另一侧上。

响应于齿轮选择器拨叉62和滑动套筒70朝向期望齿轮的运动，阻挡器环74被推向期望齿轮。随着阻挡器环74被推向期望齿轮，阻挡器环74 可与和期望齿轮相关联的接合环78的锥接合。阻挡器环74与和期望齿轮相关联的接合环78的锥的接合可生成摩擦，从而导致阻挡器环74旋转。阻挡器环74与锥的摩擦接合可制动或加速滑动套筒组件84和接合环78中的至少一者以大致匹配期望齿轮的旋转速度，从而完成变速器换挡事件。

阻挡器环74的主要功能与其摩擦特性本质上相关，因为阻挡器环74 用作摩擦构件以加速或制动变速器换挡事件中涉及的变速器10的各种部件。阻挡器环74和接合环78的锥在它们接合时可用作摩擦式离合器。通常，阻挡器环由黄铜、铝或其他铁基合金制成。金属阻挡器环的各种表面可衬有或涂覆有摩擦材料，诸如专用纸、纤维、黄铜或钼，以改善金属阻挡器环的摩擦特性。

可通过采用广泛的机加工、涂层和热处理工艺来制造金属阻挡器环，以获得期望的摩擦特性。一些热塑性材料可同时具有适用于阻挡器环的机械特性和摩擦特性，以能够使用热塑性材料代替铁基合金，并且不需要单独的摩擦衬片或涂层。这样，可通过注射成型工艺以最小的机加工来制造阻挡器环74。

阻挡器环74包含重量比金属阻挡器环更轻的热塑性材料。包含热塑性材料的阻挡器环74可具有与金属阻挡器环相当的强度、刚度和耐久性。包含热塑性材料的阻挡器环74可具有围绕周边设置的附加齿，与金属阻挡器环相比，该附加齿可改善换挡质量和磨损寿命。

热塑性材料可以是高性能聚合物复合材料。该高性能聚合物复合材料可具有由200MPa-500MPa限定的范围内的拉伸强度。高性能聚合物复合材料可具有20％-40％的碳填充，诸如具有碳填充的PEEK级高性能聚合物复合材料。用于碳填充的碳纤维可具有0.5mm至10mm的长度和0.05mm至 1mm的直径。

在至少一个实施方案中，高性能聚合物复合材料可包括0重量％-20重量％的玻璃纤维或芳族聚酰胺纤维或粉末状陶瓷填料。这些填料可改善阻挡器环74的机械特性和摩擦系数。表1中示出了与黄铜相比，高性能聚合物复合材料的典型材料特性。表1可限定阻挡器环74的材料特性的范围。

40％HPCF可以是具有包含40％高性能碳纤维填充的组合物的热塑性塑料。例如，高性能碳纤维可具有3mm的长度和0.4mm的直径。30％CF 可以是具有包含30％碳纤维填充的组合物的热塑性塑料。例如，高性能碳纤维可具有1mm的长度和0.1mm的直径。

由热塑性材料形成的阻挡器环74可具有第一端区140、第二端区142 以及在第一端区140和第二端区142之间延伸的圆柱形主体144。第一端区 140可被设置为靠近接合环78。第二端区142可被设置为靠近套筒组件 84。

第一端区140可设置有多个成型离合器齿150。第二端区142可设置有成型花键或多个成型凹槽152。圆柱形主体144可设置有成型接合垫154。

多个成型离合器齿150可围绕第一区域140的圆周连续地设置。多个成型离合器齿150可从阻挡器环74的齿根直径Rd径向向外延伸。

多个成型离合器齿150中的每个成型离合器齿160具有成角度端面 162。成角度端面162可朝向第一端区140成角度并且远离第二端区142成角度。成角度端面162可由第三表面164和第四表面166限定。第三表面 164和第四表面166可朝向第一端区140成角度并且相对于第二端区142倾斜。第三表面164可相对于第一变速器轴42的纵向轴线48成角度设置。第四表面166可相对于第一变速器轴42的纵向轴线48成角度设置。第三表面164和第四表面166可限定角度Θ。参见图5至图6，第三表面164和第四表面166可相对于彼此成锐角设置。

第三表面164可具有第三长度l₃。第四表面166可具有第四长度l₄。第三长度l₃和第四长度l₄可以是彼此基本上相似的，使得第三表面164和第四表面166是对称的。

多个成型离合器齿150可被构造成在变速器换挡事件期间与多个套筒齿96接合。如图5A所示，在变速器升挡事件期间，成型离合器齿160的第三表面164与套筒齿100的第二表面106接合。第三表面164和第二表面 106之间的接合限定第一接触区域170。如图5B所示，在变速器降挡事件期间，相邻成型离合器齿的第四表面166与套筒齿100的第一表面104接合。第四表面166和第一表面104之间的接合限定第二接触区域172。第一表面104和第二表面106的非对称设计可使得第一接触区域170能够大于第二接触区域172。

如图6所示，在变速器升挡事件和变速器降挡事件期间，第一表面 104和第二表面106的对称设计可使得第一接触区域170能够与第二接触区域172基本上相似。第一表面104和第二表面106的对称设计以及第三表面164和第四表面166的对称设计可改善成型离合器齿160的磨损寿命。

大体圆柱形主体144的内表面148可具有由内表面148限定的多个成型凹槽152。多个成型凹槽152中的每个成型凹槽可沿着圆柱形主体144的内表面148在轴向方向上延伸。每个成型凹槽可被设置成基本上平行于第一变速器轴42的轴线48。

多个成型凹槽152可被构造为摩擦表面。响应于滑动套筒70在变速器事件期间将阻挡器环74朝向接合环78的锥平移，多个成型凹槽152响应于期望齿轮与套筒组件84之间的旋转速度差而与接合环78的锥接合。与接合环78的锥接合的多个成型凹槽152连同与多个套筒齿96接合的多个成型离合器齿150一起使得阻挡器环74能够使期望齿轮和套筒组件84的旋转速度同步。

外表面146可具有成型接合垫154，该成型接合垫从圆柱形主体144的外表面146径向向外延伸。成型接合垫154可与第一端区140间隔开。成型接合垫154可被设置为靠近第二端区142。在至少一个实施方案中，外表面146的外径可小于第一端区140的齿根直径Rd，使得第一端区140和圆柱形主体144相对于彼此成阶梯状。

成型接合垫154可被构造成嵌套在滑动套筒组件84的固定毂部72的凹口122内或与凹口配合。成型接合垫154使多个成型离合器齿150相对于套筒花键96的多个套筒齿98大致对准。嵌套在凹口122内的成型接合垫154允许阻挡器环74和滑动套筒组件84(其包括滑动套筒70和固定毂部72)之间的相对运动。另外，圆柱形主体144的第二端部142可限定凹陷部180。凹陷部180可被设置为靠近成型接合垫154并且被构造为分度槽。该分度槽将阻挡器环74相对于滑动套筒组件84计时。

阻挡器环74可通过包括注射成型的工艺来形成。阻挡器环74可形成为整体式主体，该整体式主体包括诸如成型离合器齿150、多个成型凹槽 152、成型接合垫154和凹陷部180的成型特征。该注射成型工艺可通过至少三个注口200将热塑性材料注射到模具腔中。

至少一个注口200可定位成靠近成型接合垫154。在至少一个注射成型工艺中，注口200可均匀地间隔开，使得所得的成型接合垫154以120 度的间隔均匀地间隔开。注口200和所得的成型接合垫154的均匀间隔可改善阻挡器环74的机械特性诸如刚度、强度等，并且使几何变形最小化。

接合环78可设置在期望齿轮和阻挡器环74之间。接合环78具有多个齿轮齿190，该多个齿轮齿从接合环78的齿根直径Re径向向外延伸。多个套筒齿96可被构造成在变速器换挡事件期间，在期望齿轮和滑动套筒组件 84的旋转速度大致同步之后或同时与多个齿轮齿190接合。

接合环78可具有锥192，该锥远离接合环78的表面194轴向延伸。接合环78的锥192可朝向滑动套筒组件84的固定毂部72渐缩延伸。多个成型凹槽152和接合环78的锥192之间的摩擦接合限定锥式离合器。

现在转到图10，示出了根据附加特征构造的变速器齿轮同步器，并且其一般以附图标记234标识。除非本文另外描述，否则可使用变速器齿轮同步器234取代上述变速器10中的变速器齿轮同步器34。第一齿轮244与第二齿轮246间隔开。变速器齿轮同步器234可包括滑动套筒70(见图 3)、固定毂部72(见图3)、同步环或阻挡器环274、内部同步器环组件276和接合环278。

响应于期望齿轮与滑动套筒70和固定毂部72的组合(其可称为滑动套筒组件284)之间的旋转速度差，通过阻挡器环274防止滑动套筒70与接合环278接合。阻挡器环274被构造成与接合环278的锥、中间同步环 280或与期望齿轮相关联的内部同步环282摩擦地接合。在图10中，根据本公开的附加特征，内部同步环82被示出为由内部同步环282取代。内部同步环282由聚合物材料形成。

摩擦接合生成摩擦扭矩以制动或加速滑动套筒组件284和/或接合环 278的旋转速度，使得滑动套筒组件284和接合环278或期望齿轮的旋转速度同步。响应于旋转速度的同步，滑动套筒70可进一步平移以与接合环 278接合，从而完成变速器换挡事件。

现在回到内部同步环282，内部同步环282可由热塑性聚合物通过注射成型、压缩成型或机加工工艺制成。内部同步环282可用于双锥和三锥或任何多个同步器锥。内部同步环82通常由黄铜或铁基合金形成。内部同步器环的主要功能与其摩擦特性本质上相关。为了具有耐久性，内部同步器环通常衬有摩擦材料，如碳纤维、钼、专用纸、黄铜或其他材料。一些热塑性塑料等级既具有机械特性又具有摩擦特性。就这一点而言，热塑性材料可消除对衬片和/或涂层的需要。内部同步环282可仅由热塑性聚合物形成。换句话讲，内部同步环282可以是无衬里的或无涂层的。

内部同步环282提供了优于常规内部同步环的成本优势。此外，热塑性内部同步环282减轻了重量并且具有更高的抗扭转振动性，并且提供了噪声振动粗糙度(NVH)的改善，诸如减轻了阻挡器环的咯咯声。热塑性内部同步环282的教导内容不限于机械手动变速器。例如，内部同步环282 可用于双离合器变速器、自动变速器、顺序变速器以及需要差速均衡的任何机械装置中。

现在转到图11，示出了根据附加特征构造的变速器齿轮同步器，并且其一般以附图标记334标识。除非本文另外描述，否则可使用变速器齿轮同步器334取代上述变速器10中的变速器齿轮同步器34。第一齿轮344与第二齿轮346间隔开。变速器齿轮同步器334可包括滑动套筒70(见图 3)、固定毂部72(见图3)、同步环或阻挡器环374、内部同步器环组件376和接合环378。响应于期望齿轮与滑动套筒70和固定毂部72的组合(其可称为滑动套筒组件384)之间的旋转速度差，通过阻挡器环374防止滑动套筒70与接合环378接合。阻挡器环374被构造成与接合环378的锥、中间同步环380或与期望齿轮相关联的内部同步环382摩擦地接合。在图11中，根据本公开的附加特征构造中间同步环380。

中间同步环380由聚合物材料形成。中间同步环380可由热塑性聚合物通过注射成型、压缩成型或机加工工艺制成。由聚合物材料构造中间同步环380的优点与上面相对于内部同步环282所描述的优点相似。

中间同步环380可用于双锥和三锥或任何多个同步器锥。中间同步环 380通常由黄铜或铁基合金形成。中间同步环的主要功能与其摩擦特性本质上相关。为了具有耐久性，内部同步器环通常衬有摩擦材料，如碳纤维、钼、专用纸、黄铜或其他材料。一些热塑性塑料等级既具有机械特性又具有摩擦特性。就这一点而言，热塑性材料可消除对衬片和/或涂层的需要。

中间同步环380可仅由热塑性聚合物形成。换句话讲，中间同步环 380可以是无衬里的或无涂层的。中间同步环380提供了优于常规中间同步环的成本优势。此外，热塑性中间同步环380减轻了重量并且具有更高的抗扭转振动性，并且提供了噪声振动粗糙度(NVH)的改善，诸如减轻了阻挡器环的咯咯声。热塑性中间同步环380的教导内容不限于机械手动变速器。例如，中间同步环380可用于双离合器变速器、自动变速器、顺序变速器以及需要差速均衡的任何机械装置中。

现在转到图12A至图12F，示出了根据本公开的另一示例构造的聚合物同步器锥组件，并且其一般以附图标记410标识。聚合物同步器锥组件 410一般包括同步器凸缘420、阻挡器环430和同步器锥440。在聚合物同步器锥组件410中，同步器凸缘420和阻挡器环430由钢形成，然而同步器锥440由聚合物材料形成。由于传输扭矩所需的应力极限，利用爪式离合器将金属保留在凸缘中。同步器锥440可通过注射成型、压缩成型或机加工工艺来形成。所得的硬件可作为摩擦元件而采用单锥、双锥和三锥或任何多个设计的一部分。

聚合物同步器锥440将具有两种不同的功能；结构功能和摩擦功能。作为摩擦元件，不再需要经珩磨的表面来保持合适的粗糙度，如上述金属锥中那样。此外，不需要摩擦衬片，诸如在对应部件处的碳基条带，因为某些热塑性塑料既具有机械特性又具有摩擦特性。聚合物同步器锥440与其他聚合物部件一起提供了如上所述的类似优点。应当理解，本文所述的各种聚合物部件可单独地或以多种组合的形式用于本文所述的任何变速器齿轮同步器中。

尽管上面描述了示例性实施方案，但并不意味着这些实施方案描述了本发明的所有可能形式。相反，说明书中使用的词语是描述性的词语而不是限制性的词语，并且应当理解，在不脱离本发明的实质和范围的情况下可做出各种改变。另外，各种实施的实施方案的特征可组合以形成本发明的其他实施方案。例如，虽然已在单独的示例中描述了内部同步环282、中间同步环380和聚合物同步器锥440，但这些部件中的两个或全部可在单个变速器齿轮同步器中使用。

应当理解，本文中可能明确设想了各种示例之间的特征、元件、方法和/或功能的混合和匹配，使得本领域技术人员可从本发明的公开内容中理解到，除非上面另外描述，否则一个示例的特征、元件和/或功能可视情况结合到另一示例中。

Claims (19)

1.一种变速器齿轮同步器，其特征在于，包括：

滑动套筒，所述滑动套筒具有限定套筒花键的内表面；

毂部，所述毂部被接纳在所述滑动套筒内，所述毂部具有多个齿轮齿和凹口，所述多个齿轮齿从所述毂部的齿根直径径向向外延伸，所述多个齿轮齿被构造成与所述套筒花键接合，并且所述凹口被设置为靠近所述毂部的所述齿根直径并且与所述多个齿轮齿间隔开；和

内部同步环，所述内部同步环包含热塑性材料。

2.根据权利要求1所述的变速器齿轮同步器，其特征在于，还包括：

接合环和阻挡器环，其中通过所述阻挡器环防止所述滑动套筒与所述接合环接合。

3.根据权利要求2所述的变速器齿轮同步器，其特征在于，所述阻挡器环被构造成与所述接合环的锥选择性地摩擦接合。

4.根据权利要求1所述的变速器齿轮同步器，其特征在于，所述内部同步环通过注射成型、压缩成型和机加工工艺中的一种形成。

5.根据权利要求1所述的变速器齿轮同步器，其特征在于，所述内部同步环仅由所述热塑性聚合物形成。

6.根据权利要求1所述的变速器齿轮同步器，其特征在于，所述内部同步环是无衬里的。

7.根据权利要求1所述的变速器齿轮同步器，其特征在于，所述内部同步环是无涂层的。

8.根据权利要求1所述的变速器齿轮同步器，其特征在于，还包括中间同步环。

9.一种变速器齿轮同步器，其特征在于，包括：

滑动套筒，所述滑动套筒具有限定套筒花键的内表面；

毂部，所述毂部被接纳在所述滑动套筒内，所述毂部具有多个齿轮齿和凹口，所述多个齿轮齿从所述毂部的齿根直径径向向外延伸，所述多个齿轮齿被构造成与所述套筒花键接合，并且所述凹口被设置为靠近所述毂部的所述齿根直径并且与所述多个齿轮齿间隔开；和

中间同步环，所述中间同步环包含热塑性材料。

10.根据权利要求9所述的变速器齿轮同步器，其特征在于，还包括：

接合环和阻挡器环，其中通过所述阻挡器环防止所述滑动套筒与所述接合环接合。

11.根据权利要求10所述的变速器齿轮同步器，其特征在于，所述阻挡器环被构造成与所述接合环的锥选择性地摩擦接合。

12.根据权利要求9所述的变速器齿轮同步器，其特征在于，所述中间同步环通过注射成型、压缩成型和机加工工艺中的一种形成。

13.根据权利要求9所述的变速器齿轮同步器，其特征在于，所述中间同步环仅由热塑性聚合物形成。

14.根据权利要求9所述的变速器齿轮同步器，其特征在于，所述中间同步环是无衬里的。

15.根据权利要求9所述的变速器齿轮同步器，其特征在于，所述中间同步环是无涂层的。

16.根据权利要求9所述的变速器齿轮同步器，其特征在于，还包括内部同步环。

17.一种变速器齿轮同步器，其特征在于，包括：

聚合物同步器锥组件，所述聚合物同步器锥组件包括：

同步器凸缘；

阻挡器环；和

同步器锥，所述同步器锥由聚合物材料形成。

18.根据权利要求17所述的变速器齿轮同步器，其特征在于，所述同步器凸缘由钢形成。

19.根据权利要求17所述的变速器齿轮同步器，其特征在于，所述阻挡器环由钢形成。

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