CN107420452B - 一种退挡增力锁环式惯性同步器 - Google Patents

Abstract

一种退挡增力锁环式惯性同步器，属于惯性同步器技术领域，包括同步器滑套、同步器齿毂、板簧、推动器、同步器锥环和结合齿圈；同步器齿毂外圆面上设置有第一槽口，推动器上设置有推动爪，推动爪上设置有承力面，推动器安装在同步器齿毂的一侧，推动爪卡在第一槽口中；板簧安装在同步器齿毂和推动器之间，板簧的大端和推动器接触；同步器滑套内圆面上设置有花键齿和短锁止齿，短锁止齿用于和推动爪上的承力面配合；同步器锥环位于推动器远离同步器齿毂的一侧，和同步器齿毂同轴安装，结合齿圈位于同步器锥环远离同步器齿毂的一侧，和同步器锥环同轴安装。退挡时，先将能量预存储在板簧中，然后通过板簧释放的能量完成退挡增力。

Description

一种退挡增力锁环式惯性同步器

技术领域

本发明涉及惯性同步器技术领域，具体为一种退挡增力锁环式惯性同步器。

背景技术

同步器是改善机械式汽车变速器换挡性能的主要零部件，对减轻驾驶员的劳动强度，提高操纵轻便性以及变速器传动***零部件的平均寿命有很大的贡献。

目前国内外的同步器种类很多，各种关于加速同步过程、减小挂挡力的挂挡增力同步器的研究也很多，比如自行增力波尔舍式同步器，但缩短退挡时间、减小退挡力的退挡增力同步器研究的较少。然而在变速器实际工作过程中，退挡和挂挡操作一样频繁，因此亟需一种具有退挡增力功能的同步器。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种退挡增力锁环式惯性同步器，可缩短退挡时间并减小退挡力，提升变速器换挡品质。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种退挡增力锁环式惯性同步器，包括同步器滑套、同步器齿毂、板簧、推动器、同步器锥环和结合齿圈；

所述同步器齿毂外圆面上设置有第一槽口，推动器上设置有推动爪，推动爪上设置有承力面，推动器安装在同步器齿毂的一侧，推动爪卡在第一槽口中；

所述板簧安装在同步器齿毂和推动器之间，板簧的大端和推动器接触；

所述同步器滑套为环形结构，同步器滑套内圆面上设置有花键齿和短锁止齿，短锁止齿用于和推动爪上的承力面配合；

所述同步器锥环位于推动器远离同步器齿毂的一侧，和同步器齿毂同轴安装，结合齿圈位于同步器锥环远离同步器齿毂的一侧，和同步器锥环同轴安装。

可选的，所述推动器上设置有矩形齿。

可选的，所述同步器锥环包括外锥环、中间锥环和内锥环；

所述外锥环、中间锥环和内锥环依次同轴安装，安装时，内锥环位于靠近推动器的一侧；

所述内锥环内环面上设置有凹槽，推动器上的矩形齿安装在所述凹槽中；

所述外锥环上设置有锁止凸台，锁止凸台上设置有第一锁止斜面，锁止凸台安装在第一槽口中。

可选的，所述推动器沿外圆周均匀设置有四个推动爪，内锥环上均布有四个凹槽，外锥环上均布有四个锁止凸台。

可选的，所述同步器齿毂上设置有第二槽口；

所述第二槽口中设置有顶销安装孔，顶销安装孔中安装有同步器弹簧和同步器顶销。

可选的，所述同步器齿毂外圆上均匀的设置有八个第一槽口；

所述同步器齿毂外圆上均匀的设置有四个第二槽口。

可选的，所述短锁止齿的两端单边倒角，形成第二锁止斜面和第三锁止斜面。

可选的，所述同步器滑套上内圆周上均匀设置有八组短锁止齿，每组包括两个短锁止齿，该两个短锁止齿上的第二锁止斜面相对设置。

可选的，所述同步器齿毂的两侧对称的设置有板簧、推动器、同步器锥环和结合齿圈。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明提供的一种退挡增力锁环式惯性同步器，退挡时，同步器滑套受变速器拨叉的轴向推力向同步器中心移动，由于惯性力矩的作用，同步器滑套和推动器上的承力面接触，对推动器施加推力，同时推动器阻止同步器滑套继续轴向移动。由于推动器与板簧相邻安装，推动器上受到的推力，经杠杆原理放大，传递到板簧大端的力将成倍大于推动器受到的滑套推力，使板簧产生预压形变。当同步器滑套和推动器承力面在接触挤压过程中速度相同时，同步器滑套作用在推动器上的推力消失，推动器回转一个角度，使同步器滑套脱离推动器继续向退挡方向移动，此时推动器作用在板簧上的力消失，板簧将产生回弹反推力，该反推力作用在推动器上，由于推动器与同步器锥环配合安装，板簧产生的反推力最终由推动器传递到结合齿圈上，该反推力方向与同步滑套运动方向相反，使同步器滑套以较小的轴向力快速脱离结合齿圈，从而获得退挡增力效果，可有效缩短同步器退挡时间并减小退挡力，提升变速器换挡品质；

进一步的，通过推动器上的矩形齿和内锥环上的凹槽配合安装，实现了推动器和同步器锥环的周向定位；

进一步的，通过安装在同步器齿毂上的第二槽口中的同步器顶销和同步器弹簧，实现了空挡时同步器滑套上的定位，使同步器滑套在空挡时保持在同步器齿毂的中间位置；

进一步的，通过短锁止齿上的第二锁止斜面和推动器上的承力面配合，在同步器滑套运动时对板簧预压缩，实现预存储能量。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种退挡增力锁环式惯性同步器处于平衡状态的示意图；

图2为本发明实施例提供的一种退挡增力锁环式惯性同步器处于平衡状态的剖视图；

图3为本发明实施例提供的一种退挡增力锁环式惯性同步器处于挂挡位置的示意图；

图4为本发明实施例提供的一种推动器的主视图；

图5为本发明实施例提供的一种推动器的左视图；

图6为本发明实施例提供的一种推动器的立体图；

图7为本发明实施例提供的一种板簧的主视图；

图8为本发明实施例提供的一种板簧的剖视图；

图9为本发明实施例提供的一种内锥环的主视图；

图10为本发明实施例提供的一种内锥环的剖视图；

图11为本发明实施例提供的一种同步器滑套的示意图；

图12为本发明实施例提供的一种外锥环的示意图；

图13为本发明实施例提供的一种同步器齿毂的主视图；

图14为本发明实施例提供的一种同步器齿毂的剖视图；

图15为本发明实施例提供的一种退挡增力锁环式惯性同步器处于挂挡位置时推动器与同步器滑套的相对位置的示意图；

图16为本发明实施例提供的一种退挡增力锁环式惯性同步器处于挂挡位置时推动器与同步器滑套的相对位置的剖视示意图；

图17为本发明实施例提供的一种退挡增力锁环式惯性同步器退挡时推动器承力面与同步器滑套脱开时的相对位置的示意图；

图18为本发明实施例提供的一种退挡增力锁环式惯性同步器的***示意图。

图中：1.同步器滑套、2.同步器顶销、3.同步器弹簧、4.同步器齿毂、5.结合齿圈、6.外锥环、7.中间锥环、8.内锥环、9.板簧、10.推动器；

11.第二锁止斜面、12.第三锁止斜面、41.第一槽口、42.第二槽口、61.锁止凸台、62.第一锁止斜面、81.凹槽、101.推动爪、102.承力面、103.矩形齿。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。

参见图1至图18，一种退挡增力锁环式惯性同步器，包括同步器滑套1、同步器齿毂4、板簧9、推动器10、同步器锥环和结合齿圈5；

如图13和图14所示，同步器齿毂4外圆面上设置有第一槽口41，如图4至图6所示，推动器10上设置有推动爪101，推动爪101上设置有承力面102，推动器10安装在同步器齿毂4的一侧，推动爪101卡在第一槽口41中；板簧9安装在同步器齿毂4和推动器10之间，板簧9的大端和推动器10接触；同步器滑套1为环形结构，同步器滑套1内圆面上设置有花键齿和短锁止齿，短锁止齿用于和推动爪101上的承力面102以及同步锥环上的锁止面配合；同步器锥环位于推动器10远离同步器齿毂4的一侧，和同步器齿毂4同轴安装，结合齿圈5位于同步器锥环远离同步器齿毂4的一侧，和同步器锥环同轴安装。

其中，推动器10上设置有矩形齿103，所述同步器锥环包括外锥环6、中间锥环7和内锥环8；外锥环6、中间锥环7和内锥环8依次同轴安装，安装时，内锥环8位于靠近推动器10的一侧；内锥环8内环面上设置有凹槽81，推动器10上的矩形齿103安装在所述凹槽81中；外锥环6上设置有锁止凸台61，锁止凸台61上设置有第一锁止斜面62，锁止凸台61安装在第一槽口41中，中间锥环7和结合齿圈5连接。

同步器齿毂4上设置有第二槽口42，第二槽口42中设置有顶销安装孔，顶销安装孔中安装有同步器弹簧3和顶销。同步器齿毂4外圆上均匀的设置有八个第一槽口41；相应的，同步器齿毂4外圆上均匀的设置有四个第二槽口42。

优选的，如图11所示，同步器滑套1上内圆周上均匀设置有八组短锁止齿，每组包括两个短锁止齿，该两个短锁止齿上的第二锁止斜面11相对设置。相应的，推动沿外圆周均匀设置有四个推动爪101。内锥环8上均布有四个凹槽81，外锥环6上均布有四个锁止凸台61。

如图18所示，同步器齿毂4的两侧对称的设置有板簧9、推动器10、同步器锥环和结合齿圈5。

本发明实施例提供的一种退挡增力锁环式同步器，同步器挂挡过程与普通锁环式同步器相同，板簧9和推动器10在同步器挂挡过程中、挂挡位置以及平衡位置均不受到任何轴向挤压力，处于自由状态。在同步器退挡过程中，同步器滑套1对推动器10和板簧9产生推力，该推力随着退挡进程的推进最终消失，板簧9将释放预压力，产生依次作用在推动器10、内锥环8、结合齿圈5上反推力，该反推力方向与滑套运动方向相反，使滑套以较小的轴向力快速脱离结合齿圈5，从而获得退挡增力效果，实现退挡增力功能。

在实际应用中，板簧9面向推动器10安装，板簧9的大端与推动器10内端面接触。推动器10上设有周向均布的四个推动爪101和四个矩形齿103，四个推动爪101上设有与同步器滑套1的第二锁止斜面11配合的承力面102。四个矩形齿103与同步器内锥环8内环面上四个周向均布的凹槽81配合安装，在退挡过程中，可使板簧9作用在推动器10上的力传递到内锥环8上。同步器结合齿圈5的内端面与内锥环8的外端面贴合安装，内锥环8可将受到的力传递到同步器结合齿圈5。

同步器齿毂4上设有四处均布的第二槽口42，第二槽口42中设有顶销安装孔，同步器弹簧3和顶销装于同步器齿毂4的第二槽口42中，同步器顶销22与同步器滑套1上的空挡定位窝配合，使滑套在空挡时保持在同步器齿毂4的中间位置。

同步器齿毂4上同时设有八个第一槽口41，为同步器外锥环6上的锁止凸台61及推动器10上的推动爪101提供安装空间。

同步器滑套1的圆周方向均匀去掉了八个内花键齿，去掉的花键齿两侧相邻的内花键齿加工成短齿，形成八组共十六个短锁止齿，短锁止齿端部单边大倒角，在短锁止齿的两侧分别形成第二锁止斜面11和第三锁止斜面12，第二锁止斜面11或第三锁止斜面12在同步器滑套1向右或向左挂挡过程中，与同步器外锥环6上的第一锁止斜面62配合，完成同步锁止功能；相对方向的第三锁止斜面12或第二锁止斜面11在同步器滑套1向左或向右退挡过程中，与推动器10上的承力面102配合，将滑套受到的向同步器中心方向的退挡轴向推力传递给推动器10，再由推动器10经杠杆原理放大传递给板簧9，使板簧9产生预压形变。

比如，向右挂挡时，同步器滑套1向右运动，第二锁止斜面11和右侧的同步器外锥环6上的第一锁止斜面62配合，完成同步锁止功能；在向左退挡时第三锁止斜面12和推动器10上的承力面102配合将滑套受到的向同步器中心方向的退挡轴向推力传递给推动器10，再由推动器10传递给板簧9，使板簧9受力产生预压形变，最后板簧9恢复弹性形变，释放能量，实现退挡增力。

需要说明的是，同步器滑套1上的八组短锁止齿的齿间距大于推动器10上的推动爪101的宽度，在同步器处于平衡位置时，居于同步器齿毂4两侧的推动器10上的推动爪101处于同步器滑套1短锁止齿的齿间，滑套锁止齿对推动器10起到周向限位的作用。

同步器挂挡过程与普通锁环式同步器相同。板簧9和推动器10在同步器挂挡过程中不受到轴向力。

在同步器处于挂挡位置时，滑套啮入同步器结合齿圈5，轴向位置偏离了同步器齿毂4的中心，这时推动器10上的推动爪101在轴向位置脱开了滑套上的短锁止齿的限制，处于非约束状态，推动器10可相对于同步器齿毂4产生局部转动。因旋转零件惯性力矩作用，推动器10将相对于同步器中心偏转一个角度，使推动器10上的推动爪101的一侧端面与同步器齿毂4上的第一槽口41的一侧端面贴合，如图15所示。

在同步器退挡时，同步器滑套1受换挡拨叉轴向推力向同步器平衡位置轴向移动，同步器滑套1上的第三锁止斜面12将和推动器10上的承力面102接触，对推动器10施加一定的推力，在推动器10与同步器滑套1旋转速度相同之前，推动器10阻止滑套继续轴向移动。

由于推动器10内端面与板簧9大端相邻，推动器10受到的推力经杠杆原理成倍放大，传递到板簧9大端的力将成倍大于推动器受到的滑套推力，使板簧9产生预压形变。当同步器滑套1锁止斜面和推动器10的承力面102在接触挤压过程中速度相同时，同步器滑套1作用在推动器10上的推力消失，推动器10将回转一个角度，相对于同步器齿毂4中心回正，此时推动器10上的四个推动爪101的中心与同步器齿毂4上的第一槽口41的中心对齐，如图17所示。此时同步器滑套1锁止斜面脱离推动器10的承力面102，继续向退挡方向移动，推动器10作用在板簧9上的压力消失，板簧9将产生回弹反推力，该反推力作用在推动器10上，由于推动器10与同步器摩擦锥环配合安装，板簧9产生的反推力最终由推动器10传递到摩擦锥环与结合齿圈5上，该反推力方向与同步器滑套1退挡时的运动方向相反，使同步器滑套1以较小的轴向力快速脱离同步器结合齿圈5，从而获得退挡增力效果，缩短了同步器退挡时间并减小了退挡力，实现退挡增力功能。

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

Claims (4)

1.一种退挡增力锁环式惯性同步器，其特征在于，包括同步器滑套(1)、同步器齿毂(4)、板簧(9)、推动器(10)、同步器锥环和结合齿圈(5)；

所述同步器齿毂(4)外圆面上设置有第一槽口(41)，推动器(10)上设置有推动爪(101)，推动爪(101)上设置有承力面(102)，推动器(10)安装在同步器齿毂(4)的一侧，推动爪(101)卡在第一槽口(41)中；

所述板簧(9)安装在同步器齿毂(4)和推动器(10)之间，板簧(9)的大端和推动器(10)接触；

所述同步器滑套(1)为环形结构，同步器滑套(1)内圆面上设置有花键齿和短锁止齿，短锁止齿用于和推动爪(101)上的承力面(102)配合；

所述同步器锥环位于推动器(10)远离同步器齿毂(4)的一侧，和同步器齿毂(4)同轴安装，结合齿圈(5)位于同步器锥环远离同步器齿毂(4)的一侧，和同步器锥环同轴安装；

同步器齿毂(4)外圆上均匀的设置有八个第一槽口(41)；

所述同步器齿毂(4)外圆上均匀的设置有四个第二槽口(42)；

同步器滑套(1)上内圆周上均匀设置有八组短锁止齿，每组包括两个短锁止齿；

推动器(10)上设置有矩形齿(103)；

同步器锥环包括外锥环(6)、中间锥环(7)和内锥环(8)；

所述外锥环(6)、中间锥环(7)和内锥环(8)依次同轴安装，安装时，内锥环(8)位于靠近推动器(10)的一侧；

所述外锥环(6)上设置有锁止凸台(61)，锁止凸台(61)上设置有第一锁止斜面(62)，锁止凸台(61)安装在第一槽口(41)中；

推动器(10)周向均布有四个推动爪(101)，内锥环(8)上均布有四个凹槽(81)，外锥环(6)上均布有四个锁止凸台(61)。

2.如权利要求1所述的一种退挡增力锁环式惯性同步器，其特征在于，所述同步器齿毂(4)上设置有第二槽口(42)；

所述第二槽口(42)中设置有顶销安装孔，顶销安装孔中安装有同步器弹簧(3)和同步器顶销(2)。

3.如权利要求1所述的一种退挡增力锁环式惯性同步器，其特征在于，所述短锁止齿单边倒角，形成第二锁止斜面(11)和第三锁止斜面(12)。

4.如权利要求1所述的一种退挡增力锁环式惯性同步器，其特征在于，所述同步器齿毂(4)的两侧对称的设置有板簧(9)、推动器(10)、同步器锥环和结合齿圈(5)。