CN109737150B - 汽车变速箱同步器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种汽车变速箱同步器,包括齿毂,齿毂两侧分别布置有档位齿轮,齿毂外滑动套装有滑套,滑套的外花键两端分别设有滑套锁止面,滑套的外表面上固定套装有滑盘,滑盘的内表面上设有偶数个滑盘缺口;滑套的外表面上对应滑盘两侧的位置分别滑动套装有一个同步环,同步环内端面上设有间隔插装在滑盘缺口内的限位凸台;同步环的内表面上设有内花键,内花键与滑盘缺口错位布置,同步环上的内花键内端设有同步环锁止面,同步环的外表面为摩擦锥面;滑套的外表面上卡装有可带动同步环滑动的弹片;两个档位齿轮上分别固定安装有一个摩擦锥盘,摩擦锥盘的内表面为与同步环的摩擦锥面相配合的摩擦锥面。适用于变速箱。
Description
技术领域
本发明涉及同步器领域,特别是涉及一种汽车变速箱同步器。
背景技术
同步器是汽车变速器的重要部件,它使同步器输入、输出部分同步以后再结合,从而减小了换档时的冲击和噪声,减轻换档力,使得换档平顺,轻便,减轻驾驶员的疲劳,延长变速器的寿命,提高汽车行驶安全性和乘坐舒适性、并改善汽车起步时的加速性和经济性起着极其重要的作用。同步器作为变速器的关键部件,其性能直接影响着换挡操纵机构的性能,变速器在挂挡时,如果同步性能不足,会产生挂挡冲击,影响换挡平顺性和驾驶舒适性。
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,希望同步器仍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,这些都对同步器的设计提出了更高的要求。
目前应用最广泛的为滑块式同步器,也称为惯性锁止式同步器,简单来说,此种同步器主要包括齿毂、同步环、齿套以及滑块,齿套套设于齿毂并通过花键与齿毂相连接,滑块通过弹簧等组件设置于齿毂上开设的花键槽内,齿套花键上凹设有滑块槽,滑块内嵌设有钢球,钢球可卡制于滑块槽,通过钢球能够使滑块卡制于滑块槽,常见的同步器,在其圆周上一般开设有三个花键槽,设置有三处上述的滑块与滑块槽配合结构,三个滑块与滑块槽配合结构均匀的分布于同步器的圆周上。同步环套设于档位齿轮的接合齿,其位于齿套内侧并能够通过花键与齿套连接,当换挡时,齿套带动滑块,由滑块推动同步环移动,同步环通过其锥面与档位齿轮接合齿的摩擦配合而能够与档位齿轮达到同步转动,此时齿套已经通过花键与同步环连接,从而使齿套能够顺利的与档位齿轮实现同步转动,完成挂档动作。
传统的同步器摩擦面设置在同步环的内锥面上,摩擦圆直径较小,使同步器的同步容量不足。且传统的同步器需要开设滑块槽,加工过程复杂,且降低了同步器齿毂的强度,造成同步器所能传递的扭矩减小。
中国专利CN201610465362.7公开了一种大扭矩同步器,包括齿毂,齿毂外套有齿套,齿毂的两侧分别布置有一个档位齿轮,两个档位齿轮的内端外壁上分别设有一个结合齿圈,两个结合齿圈外分别套有一个锁止齿圈,两个锁止齿圈外分别套装有一个同步环,同步环的外锥面与齿套的内锥面相配合,同步环的内表面上沿圆周方向设有花键齿,花键齿上分别设有齿侧面和锁止面,锁止齿圈的外表面上设有与花键齿相配合的花键齿槽,花键齿槽内端的侧面上从内向外依次设有花键齿槽限位面和花键齿槽锁止面,锁止齿圈的外表面上设有设有凸台,凸台顶面包括凸台圆弧面和凸台过渡斜面,凸台圆弧面与锁止齿圈的外表面同轴线布置,内锥面上对应弹性压圈的位置设有可带动弹性压圈复位的复位槽。
该大扭矩同步器相比较传统的同步器虽然具有更大的摩擦圆直径,即更大的同步器容量,且去掉了滑块槽,增强了齿毂强度,但由于该大扭矩同步器中的内摩擦锥面设计在齿套上,而齿套的轴向尺寸有限,所以摩擦锥面的宽度较小。
发明内容
本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足,提供一种摩擦锥面宽度大且同步环浮动量小的汽车变速箱同步器。
为了实现以上目的,本发明提供的一种汽车变速箱同步器,包括齿毂,所述齿毂的两侧分别布置有一个档位齿轮,所述齿毂外滑动套装有滑套,所述滑套的内表面上设有与所述齿毂的外花键相配合的内花键,所述滑套的外表面上设有外花键,所述滑套的外花键两端分别设有滑套锁止面,所述滑套的外表面上中部固定套装有滑盘,所述滑盘的内表面上沿圆周方向间隔开设有偶数个滑盘缺口;
所述滑套的外表面上对应所述滑盘两侧的位置分别滑动套装有第一同步环和第二同步环,所述第一同步环的内端面上设有间隔插装在所述滑盘缺口内第一限位凸台,所述第二同步环的内端面上设有间隔插装在所述滑盘缺口内的第二限位凸台,所述第二限位凸台与所述第一限位凸台错位布置;
所述第一同步环的内表面上沿圆周方向间隔设有与所述滑套上的外花键相配合的内花键,所述第一同步环上的内花键与所述滑盘缺口错位布置,所述第一同步环上的内花键内端设有与所述滑套锁止面相配合的第一同步环锁止面,所述第一同步环的外表面为摩擦锥面;
所述第二同步环的内表面上沿圆周方向间隔设有与所述滑套上的外花键相配合的内花键,所述第二同步环上的内花键与所述滑盘缺口错位布置,所述第二同步环上的内花键内端设有与所述滑套锁止面相配合的第二同步环锁止面,所述第二同步环的外表面为摩擦锥面;
所述滑套的外表面上对应所述第一限位凸台的位置卡装有可带动所述第一同步环滑动的第一弹片,所述滑套的外表面上对应所述第二限位凸台的位置卡装有可带动所述第二同步环滑动的第二弹片;
与所述第一同步环对应的所述档位齿轮上固定安装有第一摩擦锥盘,所述第一摩擦锥盘的内表面为与所述第一同步环的摩擦锥面相配合的摩擦锥面;
与所述第二同步环对应的所述档位齿轮上固定安装有第二摩擦锥盘,所述第二摩擦锥盘的内表面为与所述第二同步环的摩擦锥面相配合的摩擦锥面。
通过单独设计摩擦锥盘,这样可通过缩减滑盘的厚度来增大摩擦锥面的宽度,从而可使本同步器具有更大的同步容量,提高了本同步器的抗过载性能;同时,通过弹片来带动同步环滑动来实现预同步功能,这样取消了传统同步器中的推块弹簧部件,从而大大地简化了结构,降低了成本,且这样设计后,齿毂上无需开设容纳推块弹簧部件的孔,从而减少了加工工序,也提高了齿毂的强度;而且,通过将滑套与滑盘设计成拼装结构,这样大大地降低了零件生产难度。
在上述方案中,所述滑套的外表面上中部沿圆周方向设有用于卡装所述滑盘的滑套卡槽,所述滑套卡槽内设有沿径向布置的销孔,所述滑盘的内表面上设有与所述销孔相配合的销口,所述滑盘卡装在所述滑套卡槽内,且所述销口与所述销孔对齐,所述销口与所述销孔内插装有固定销。通过固定销来连接滑盘和滑套,这样方便了滑盘的安装和拆卸。
在上述方案中,所述第一同步环和所述第二同步环之间设有用于将所述第一同步环和所述第二同步环相互拉紧的拉簧结构,所述拉簧结构包括拉簧和布置在所述滑盘上的拉簧穿过孔,所述拉簧穿过孔的孔径与所述拉簧的直径相配合,所述拉簧一端安装在所述第一同步环上,所述拉簧另一端穿过所述拉簧穿过孔安装在所述第二同步环上。在所述拉簧结构的作用下,所述第一限位凸台的端面与所述第二同步环的内端面相抵,所述第二限位凸台的端面与所述第一同步环的内端面相抵。加设的拉簧结构可使第一同步环与第二同步环之间相互约束,从而能防止同步环因没有约束而产生轴向摆动,进而降低了变速箱的噪音,提高了同步环的使用寿命。
在上述方案中,所述第一同步环上设有用于挂接安装所述拉簧的第一挂接孔,所述第二同步环上设有用于挂接安装所述拉簧的第二挂接孔,所述拉簧一端挂装在所述第一挂接孔内,所述拉簧另一端穿过所述拉簧穿过孔挂装在所述第二挂接孔内。通过挂接孔来安装拉簧,这样结构简单且成本低。
在上述方案中,所述第一挂接孔的外端设有用于防止所述拉簧脱落的第一拉簧限位面,所述第二挂接孔的外端设有用于防止所述拉簧脱落的第二拉簧限位面。加设的拉簧限位面能有效地防止拉簧发生松脱。
在上述方案中,所述第一限位凸台与所述第二限位凸台的结构相同,所述滑盘缺口的周向宽度大于所述第一限位凸台的周向宽度,所述滑盘缺口的周向宽度大于所述第二限位凸台的周向宽度,所述第一限位凸台和所述第二限位凸台的内表面均为弧形结构,所述弧形结构的半径与所述滑套的外花键齿顶圆半径相配合。通过将限位凸台的内表面设计成弧形结构,并将该弧形结构的半径设计成与滑套的外花键齿顶圆半径相配合,这样能有效地防止同步环发生周向跳动,从而进一步地降低了变速箱的噪音,提高了同步环的使用寿命。
在上述方案中,所述第一弹片和所述第二弹片均卡装在所述滑套卡槽内。通过将弹片也卡装在滑套卡槽内,这样无需开设额外的卡槽,从而简化了工艺,降低了成本。
在上述方案中,所述第一弹片包括U型结构的第一卡装部、斜向布置的第一支撑部和拱形结构的第一顶压部,所述第一支撑部卡装在所述滑套卡槽内,所述第一卡装部的开口的一端与所述第一支撑部的下端相连,所述第一支撑部的上端与所述第一顶压部相连,所述第一限位凸台的内表面上设有用于防止所述第一弹片周向移动的第一弹片限位槽,所述第一弹片限位槽的内表面中部设有与所述第一顶压部相配合的第一拱形限位面,所述第一弹片限位槽的内表面上朝向所述第一弹片缺口的位置设有第一弹片平滑面,所述第一弹片限位槽的内表面上背向所述第一弹片缺口的位置设有第一弹片压紧面,所述第一弹片压紧面与所述第一拱形限位面的一端过渡连接,所述第一拱形限位面的另一端与所述第一弹片平滑面过渡连接;
所述第二弹片包括U型结构的第二卡装部、斜向布置的第二支撑部和拱形结构的第二顶压部,所述第二支撑部卡装在所述滑套卡槽内,所述第二卡装部的开口的一端与所述第二支撑部的下端相连,所述第二支撑部的上端与所述第二顶压部相连,所述第二限位凸台的内表面上设有用于防止所述第二弹片周向移动的第二弹片限位槽,所述第二弹片限位槽的内表面中部设有与所述第二顶压部相配合的第二拱形限位面,所述第二弹片限位槽的内表面上朝向所述第二弹片缺口的位置设有第二弹片平滑面,所述第二弹片限位槽的内表面上背向所述第二弹片缺口的位置设有第二弹片压紧面,所述第二弹片压紧面与所述第二拱形限位面的一端过渡连接,所述第二拱形限位面的另一端与所述第二弹片平滑面过渡连接;
所述第一弹片的缺口与所述第二弹片的缺口相反布置。
通过弹片与弹片限位槽的配合可实现预同步功能,这样取消了传统同步器中的推块弹簧部件,从而大大地简化了结构,降低了成本,且这样设计后,齿毂上无需开设容纳推块弹簧部件的孔,从而减少了加工工序,也提高了齿毂的强度。
在上述方案中,所述滑盘的两侧面上对应所述第一摩擦锥盘和所述第二摩擦锥盘的位置设有避让槽。通过在滑盘的两侧面上分别加设避让槽,这样可以进一步地将摩擦锥盘的摩擦锥面设计的更宽。
在上述方案中,所述第一同步环的摩擦锥面向所述第一摩擦锥盘的方向延伸有第一摩擦延伸部,所述第一摩擦锥盘上对应所述第一摩擦延伸部的位置设有与所述第一摩擦延伸部相配合的第一摩擦延伸槽;
所述第二同步环的摩擦锥面向所述第二摩擦锥盘的方向延伸有第二摩擦延伸部,所述第二摩擦锥盘上对应所述第二摩擦延伸部的位置设有与所述第二摩擦延伸部相配合的第二摩擦延伸槽。加设的相互配合的摩擦延伸部和摩擦延伸槽,可更进一步地将摩擦锥面设计的更宽。
本发明提供的技术方案带来的有益效果是:
1、通过单独设计摩擦锥盘,这样可通过缩减滑盘的厚度来增大摩擦锥面的宽度,从而可使本同步器具有更大的同步容量,提高了本同步器的抗过载性能;
2、通过弹片来带动同步环滑动来实现预同步功能,这样取消了传统同步器中的推块弹簧部件,从而大大地简化了结构,降低了成本,且这样设计后,齿毂上无需开设容纳推块弹簧部件的孔,从而减少了加工工序,也提高了齿毂的强度;
3、通过将滑套与滑盘设计成拼装结构,这样大大地降低了零件生产难度;
4、通过固定销来连接滑盘和滑套,这样方便了滑盘的安装和拆卸;
5、加设的拉簧结构可使第一同步环与第二同步环之间相互约束,从而能防止同步环因没有约束而产生轴向摆动,进而降低了变速箱的噪音,提高了同步环的使用寿命;
6、通过挂接孔来安装拉簧,这样结构简单且成本低;
7、加设的拉簧限位面能有效地防止拉簧发生松脱;
8、通过将限位凸台的内表面设计成弧形结构,并将该弧形结构的半径设计成与滑套的外花键齿顶圆半径相配合,这样能有效地防止同步环发生周向跳动,从而进一步地降低了变速箱的噪音,提高了同步环的使用寿命;
9、通过将弹片也卡装在滑套卡槽内,这样无需开设额外的卡槽,从而简化了工艺,降低了成本;
10、通过弹片与弹片限位槽的配合可实现预同步功能,这样取消了传统同步器中的推块弹簧部件,从而大大地简化了结构,降低了成本,且这样设计后,齿毂上无需开设容纳推块弹簧部件的孔,从而减少了加工工序,也提高了齿毂的强度;
11、通过在滑盘的两侧面上分别加设避让槽,这样可以进一步地将摩擦锥盘的摩擦锥面设计的更宽;
12、加设的相互配合的摩擦延伸部和摩擦延伸槽,可更进一步地将摩擦锥面设计的更宽。
附图说明
图1为本发明处于空挡状态时的结构示意图;
图2为齿毂、滑套、滑盘和弹片的安装结构示意图;
图3为图2的另一视角结构示意图;
图4为滑套、弹片和同步环的***结构示意图;
图5为滑套的结构示意图;
图6为滑盘的结构示意图;
图7为同步环的结构示意图;
图8为弹片的结构示意图;
图9为摩擦锥盘的结构示意图;
图10为图1的局部放大结构示意图
图11为空挡状态时,同步环的内花键、限位凸台和滑套的外花键的位置关系结构示意图;
图12为本发明处于预同步阶段时的局部放大结构示意图;
图13为预同步阶段时,同步环的内花键、限位凸台和滑套的外花键的位置关系结构示意图;
图14为本发明处于锁止阶段时的局部放大结构示意图;
图15为锁止阶段时,同步环的内花键、限位凸台和滑套的外花键的位置关系结构示意图;
图16为本发明处于同步阶段时的局部放大结构示意图;
图17为同步阶段时,同步环的内花键、限位凸台和滑套的外花键的位置关系结构示意图;
图18为本发明处于结合阶段时的局部放大结构示意图;
图19为结合阶段时,同步环的内花键、限位凸台和滑套的外花键的位置关系结构示意图。
图中:齿毂1,档位齿轮2,滑套3,滑套锁止面3a,滑套卡槽3b,销孔3c,滑盘4,滑盘缺口4a,销口4b,避让槽4c,第一同步环5,第一限位凸台5a,第一同步环锁止面5b,第一挂接孔5c,第一拉簧限位面5c1,第一弹片限位槽5d,第一拱形限位面5d1,第一弹片平滑面5d2,第一弹片压紧面5d3,第一摩擦延伸部5e,第二同步环6,第二限位凸台6a,第二同步环锁止面6b,第二挂接孔6c,第二拉簧限位面6c1,第二弹片限位槽6d,第二拱形限位面6d1,第二弹片平滑面6d2,第二弹片压紧面6d3,第二摩擦延伸部6e,第一弹片7,第一卡装部7a,第一支撑部7b,第一顶压部7c,第二弹片8,第二卡装部8a,第二支撑部8b,第二顶压部8c,第一摩擦锥盘9,第一摩擦延伸槽9a,第二摩擦锥盘10,第二摩擦延伸槽10a,固定销11,拉簧结构12,拉簧12a,拉簧穿过孔12b。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步的详细描述,但该实施例不应理解为对本发明的限制。
实施例:一种汽车变速箱同步器,包括齿毂1,所述齿毂1的两侧分别布置有一个档位齿轮2,所述齿毂1外滑动套装有滑套3,所述滑套3的内表面上设有与所述齿毂1的外花键相配合的内花键,所述滑套3的外表面上设有外花键,所述滑套3的外花键两端分别设有滑套锁止面3a,所述滑套3的外表面上中部固定套装有滑盘4,所述滑盘4的内表面上沿圆周方向间隔开设有偶数个滑盘缺口4a;所述滑套3的外表面上对应所述滑盘4两侧的位置分别滑动套装有第一同步环5和第二同步环6,所述第一同步环5的内端面上设有间隔插装在所述滑盘缺口4a内第一限位凸台5a,所述第二同步环6的内端面上设有间隔插装在所述滑盘缺口4a内的第二限位凸台6a,所述第二限位凸台6a与所述第一限位凸台5a错位布置;所述第一同步环5的内表面上沿圆周方向间隔设有与所述滑套3上的外花键相配合的内花键,所述第一同步环5上的内花键与所述滑盘缺口4a错位布置,所述第一同步环5上的内花键内端设有与所述滑套锁止面3a相配合的第一同步环锁止面5b,所述第一同步环5的外表面为摩擦锥面;所述第二同步环6的内表面上沿圆周方向间隔设有与所述滑套3上的外花键相配合的内花键,所述第二同步环6上的内花键与所述滑盘缺口4a错位布置,所述第二同步环6上的内花键内端设有与所述滑套锁止面3a相配合的第二同步环锁止面6b,所述第二同步环6的外表面为摩擦锥面;所述滑套3的外表面上对应所述第一限位凸台5a的位置卡装有可带动所述第一同步环5滑动的第一弹片7,所述滑套3的外表面上对应所述第二限位凸台6a的位置卡装有可带动所述第二同步环6滑动的第二弹片8;与所述第一同步环5对应的所述档位齿轮2上固定安装有第一摩擦锥盘9,所述第一摩擦锥盘9的内表面为与所述第一同步环5的摩擦锥面相配合的摩擦锥面;与所述第二同步环6对应的所述档位齿轮2上固定安装有第二摩擦锥盘10,所述第二摩擦锥盘10的内表面为与所述第二同步环6的摩擦锥面相配合的摩擦锥面。
通过单独设计摩擦锥盘,这样可通过缩减滑盘4的厚度来增大摩擦锥面的宽度,从而可使本同步器具有更大的同步容量,提高了本同步器的抗过载性能;同时,通过弹片来带动同步环滑动来实现预同步功能,这样取消了传统同步器中的推块弹簧部件,从而大大地简化了结构,降低了成本,且这样设计后,齿毂1上无需开设容纳推块弹簧部件的孔,从而减少了加工工序,也提高了齿毂1的强度;而且,通过将滑套3与滑盘4设计成拼装结构,这样大大地降低了零件生产难度。
上述滑套3的外表面上中部沿圆周方向设有用于卡装所述滑盘4的滑套卡槽3b,所述滑套卡槽3b内设有沿径向布置的销孔3c,所述滑盘4的内表面上设有与所述销孔3c相配合的销口4b,所述滑盘4卡装在所述滑套卡槽3b内,且所述销口4b与所述销孔3c对齐,所述销口4b与所述销孔3c内插装有固定销11。通过固定销11来连接滑盘4和滑套3,这样方便了滑盘4的安装和拆卸。
上述第一同步环5和所述第二同步环6之间设有用于将所述第一同步环5和所述第二同步环6相互拉紧的拉簧结构12,所述拉簧结构12包括拉簧12a和布置在所述滑盘4上的拉簧穿过孔12b,所述拉簧穿过孔12b的孔径与所述拉簧12a的直径相配合,所述拉簧12a一端安装在所述第一同步环5上,所述拉簧12a另一端穿过所述拉簧穿过孔12b安装在所述第二同步环6上。在所述拉簧结构12的作用下,所述第一限位凸台5a的端面与所述第二同步环6的内端面相抵,所述第二限位凸台6a的端面与所述第一同步环5的内端面相抵。加设的拉簧结构12可使第一同步环5与第二同步环6之间相互约束,从而能防止同步环因没有约束而产生轴向摆动,进而降低了变速箱的噪音,提高了同步环的使用寿命。
上述第一同步环5上设有用于挂接安装所述拉簧12a的第一挂接孔5c,所述第二同步环6上设有用于挂接安装所述拉簧12a的第二挂接孔6c,所述拉簧12a一端挂装在所述第一挂接孔5c内,所述拉簧12a另一端穿过所述拉簧穿过孔12b挂装在所述第二挂接孔6c内。通过挂接孔来安装拉簧12a,这样结构简单且成本低。所述第一挂接孔5c的外端设有用于防止所述拉簧12a脱落的第一拉簧限位面5c1,所述第二挂接孔6c的外端设有用于防止所述拉簧12a脱落的第二拉簧限位面6c1。加设的拉簧限位面能有效地防止拉簧12a发生松脱。
上述第一限位凸台5a与所述第二限位凸台6a的结构相同,所述滑盘缺口4a的周向宽度大于所述第一限位凸台5a的周向宽度,所述滑盘缺口4a的周向宽度大于所述第二限位凸台6a的周向宽度,所述第一限位凸台5a和所述第二限位凸台6a的内表面均为弧形结构,所述弧形结构的半径与所述滑套3的外花键齿顶圆半径相配合。通过将限位凸台的内表面设计成弧形结构,并将该弧形结构的半径设计成与滑套3的外花键齿顶圆半径相配合,这样能有效地防止同步环发生周向跳动,从而进一步地降低了变速箱的噪音,提高了同步环的使用寿命。
上述第一弹片7和所述第二弹片8均卡装在所述滑套卡槽3b内。通过将弹片也卡装在滑套卡槽3b内,这样无需开设额外的卡槽,从而简化了工艺,降低了成本。
上述第一弹片7包括U型结构的第一卡装部7a、斜向布置的第一支撑部7b和拱形结构的第一顶压部7c,所述第一支撑部7b卡装在所述滑套卡槽3b内,所述第一卡装部7a的开口的一端与所述第一支撑部7b的下端相连,所述第一支撑部7b的上端与所述第一顶压部7c相连,所述第一限位凸台5a的内表面上设有用于防止所述第一弹片7周向移动的第一弹片限位槽5d,所述第一弹片限位槽5d的内表面中部设有与所述第一顶压部7c相配合的第一拱形限位面5d1,所述第一弹片限位槽5d的内表面上朝向所述第一弹片7缺口的位置设有第一弹片平滑面5d2,所述第一弹片限位槽5d的内表面上背向所述第一弹片7缺口的位置设有第一弹片压紧面5d3,所述第一弹片压紧面5d3与所述第一拱形限位面5d1的一端过渡连接,所述第一拱形限位面5d1的另一端与所述第一弹片平滑面5d2过渡连接;
所述第二弹片8包括U型结构的第二卡装部8a、斜向布置的第二支撑部8b和拱形结构的第二顶压部8c,所述第二支撑部8b卡装在所述滑套卡槽3b内,所述第二卡装部8a的开口的一端与所述第二支撑部8b的下端相连,所述第二支撑部8b的上端与所述第二顶压部8c相连,所述第二限位凸台6a的内表面上设有用于防止所述第二弹片8周向移动的第二弹片限位槽6d,所述第二弹片限位槽6d的内表面中部设有与所述第二顶压部8c相配合的第二拱形限位面6d1,所述第二弹片限位槽6d的内表面上朝向所述第二弹片8缺口的位置设有第二弹片平滑面6d2,所述第二弹片限位槽6d的内表面上背向所述第二弹片8缺口的位置设有第二弹片压紧面6d3,所述第二弹片压紧面6d3与所述第二拱形限位面6d1的一端过渡连接,所述第二拱形限位面6d1的另一端与所述第二弹片平滑面6d2过渡连接;所述第一弹片7的缺口与所述第二弹片8的缺口相反布置。
通过弹片与弹片限位槽的配合可实现预同步功能,这样取消了传统同步器中的推块弹簧部件,从而大大地简化了结构,降低了成本,且这样设计后,齿毂1上无需开设容纳推块弹簧部件的孔,从而减少了加工工序,也提高了齿毂1的强度。
上述滑盘4的两侧面上对应所述第一摩擦锥盘9和所述第二摩擦锥盘10的位置设有避让槽4c。通过在滑盘4的两侧面上分别加设避让槽4c,这样可以进一步地将摩擦锥盘的摩擦锥面设计的更宽。
上述第一同步环5的摩擦锥面向所述第一摩擦锥盘9的方向延伸有第一摩擦延伸部5e,所述第一摩擦锥盘9上对应所述第一摩擦延伸部5e的位置设有与所述第一摩擦延伸部5e相配合的第一摩擦延伸槽9a;所述第二同步环6的摩擦锥面向所述第二摩擦锥盘10的方向延伸有第二摩擦延伸部6e,所述第二摩擦锥盘10上对应所述第二摩擦延伸部6e的位置设有与所述第二摩擦延伸部6e相配合的第二摩擦延伸槽10a。加设的相互配合的摩擦延伸部和摩擦延伸槽,可更进一步地将摩擦锥面设计的更宽。
本同步器的安装过程如下:
首先,将两个摩擦锥盘分别固定在两个档位齿轮2上;然后,依次将右侧的档位齿轮2(已装上摩擦椎盘)和齿毂1安装在变速箱轴上;接着,将滑盘4固定安装在滑套3上,将弹片分别卡装在滑套3的滑套卡槽3b内;再接着,将两个同步环插装在滑盘4内,并用拉簧结构12将两个同步环拉紧;紧接着,将已经组装好的同步器总成(包括滑套3、滑盘4、2个同步环和弹片)整体套装在齿毂1上;最后,将左侧的档位齿轮2(已装上摩擦椎盘)安装在变速箱轴上即可。当然,也可先装左侧档位齿轮2,最后装右侧档位齿轮2,根据变速箱轴的设计而定。
本同步器的工作过程如下:
在空挡状态时,滑套3的内花键与齿毂1的外花键啮合,摩擦锥盘的摩擦锥面与同步环的摩擦锥面处于分离状态,弹片的顶压部与同步环的限位凸台内表面上的拱形限位面贴合,弹片的顶压部处于未被压缩的自由状态。
预同步阶段,换挡拨叉拨动滑盘4,滑盘4带动滑套3和第二弹片8一同向外(右)侧进行轴向移动,第二弹片8的第二顶压部8c上产生的轴向分力推动第二同步环6向相同的方向移动,使第二同步环6的摩擦锥面逐渐靠上第二摩擦锥盘10的摩擦锥面,在轴向力作用下两摩擦锥面之间产生摩擦扭矩,第二同步环6在摩擦扭矩的作用下产生旋转,直至第二同步环6的第二限位凸台6a的侧面与滑盘4上的对应的滑盘缺口4a的侧壁相抵,旋转停止,此时,第二同步环6的第二同步环锁止面6b与滑套3上的滑套锁止面3a相对。
锁止阶段,在换挡力的作用下,第二同步环6的第二同步环锁止面6b与滑套3上的滑套锁止面3a相抵,两个锁止面之间产生正压力,该正压力可分解为一个轴向分力和一个周向分力,周向分力产生拨动第二同步环6转动的拨环力矩,由于摩擦扭矩的存在,拨环力矩无法使滑套3和第二同步环6产生相对转动,导致第二同步环6不能沿轴向向外滑动。
同步阶段,在摩擦锥面的摩擦力作用下,第二摩擦锥盘10与第二同步环6的转速逐渐趋于同步,两摩擦锥面之间的摩擦力逐渐减小,当拨环力矩大于摩擦力矩时,在拨环力矩的作用下第二同步环6和滑套3产生相对转动,锁止解除,在轴向力作用下,滑套3的外花键滑入第二同步环6的内花键,同时,第二弹片8在轴向力的作用下与第二同步环6发生轴向相对移动,第二弹片8的第二顶压部8c被向下压缩,离开第二限位凸台6a的第二拱形限位面6d1并滑向第二弹片压紧面6d3。
结合阶段,锁止解除之后,滑套3在换挡力的作用下继续向外滑动,滑套3的外花键与第二同步环6的内花键啮合,同时,滑套3的内花键滑入档位齿轮2上的外花键并形成啮合,直到滑盘4的侧面与第二同步环6的内端面接触,不能继续向外轴向移动,挂挡结束,此时,第二弹片8的第二顶压部8c在压缩的状态下与第二限位凸台6a的第二弹片压紧面6d3相抵。
摘挡阶段,换挡拨叉带动滑盘4,滑盘4带动滑套3和第二弹片8一同向内(左)侧进行轴向移动,回到空挡位置,此时,第二弹片8的第二顶压部8c滑入第二限位凸台6a的第二拱形限位面6d1,第二顶压部8c恢复到自由状态并与第二拱形限位面6d1贴合,摘挡完成。
第一同步环5的同步过程与第二同步环6的同步过程一致,再次不再赘述。
本实施例通过单独设计摩擦锥盘,这样可通过缩减滑盘4的厚度来增大摩擦锥面的宽度,从而可使本同步器具有更大的同步容量,提高了本同步器的抗过载性能;通过弹片来带动同步环滑动来实现预同步功能,这样取消了传统同步器中的推块弹簧部件,从而大大地简化了结构,降低了成本,且这样设计后,齿毂1上无需开设容纳推块弹簧部件的孔,从而减少了加工工序,也提高了齿毂1的强度;通过将滑套3与滑盘4设计成拼装结构,这样大大地降低了零件生产难度。
同时,本实施例通过固定销11来连接滑盘4和滑套3,这样方便了滑盘4的安装和拆卸;加设的拉簧结构12可使第一同步环5与第二同步环6之间相互约束,从而能防止同步环因没有约束而产生轴向摆动,进而降低了变速箱的噪音,提高了同步环的使用寿命;通过挂接孔来安装拉簧12a,这样结构简单且成本低;加设的拉簧限位面能有效地防止拉簧12a发生松脱。
而且,本实施例通过将限位凸台的内表面设计成弧形结构,并将该弧形结构的半径设计成与滑套3的外花键齿顶圆半径相配合,这样能有效地防止同步环发生周向跳动,从而进一步地降低了变速箱的噪音,提高了同步环的使用寿命;通过将弹片也卡装在滑套卡槽3b内,这样无需开设额外的卡槽,从而简化了工艺,降低了成本;通过弹片与弹片限位槽的配合可实现预同步功能,这样取消了传统同步器中的推块弹簧部件,从而大大地简化了结构,降低了成本,且这样设计后,齿毂1上无需开设容纳推块弹簧部件的孔,从而减少了加工工序,也提高了齿毂1的强度。
最后,本实施例通过在滑盘4的两侧面上分别加设避让槽4c,这样可以进一步地将摩擦锥盘的摩擦锥面设计的更宽;加设的相互配合的摩擦延伸部和摩擦延伸槽,可更进一步地将摩擦锥面设计的更宽。
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 (10)
1.一种汽车变速箱同步器,包括齿毂(1),所述齿毂(1)的两侧分别布置有一个档位齿轮(2),其特征在于,所述齿毂(1)外滑动套装有滑套(3),所述滑套(3)的内表面上设有与所述齿毂(1)的外花键相配合的内花键,所述滑套(3)的外表面上设有外花键,所述滑套(3)的外花键两端分别设有滑套锁止面(3a),所述滑套(3)的外表面上中部固定套装有滑盘(4),所述滑盘(4)的内表面上沿圆周方向间隔开设有偶数个滑盘缺口(4a);
所述滑套(3)的外表面上对应所述滑盘(4)两侧的位置分别滑动套装有第一同步环(5)和第二同步环(6),所述第一同步环(5)的内端面上设有间隔插装在所述滑盘缺口(4a)内第一限位凸台(5a),所述第二同步环(6)的内端面上设有间隔插装在所述滑盘缺口(4a)内的第二限位凸台(6a),所述第二限位凸台(6a)与所述第一限位凸台(5a)错位布置;
所述第一同步环(5)的内表面上沿圆周方向间隔设有与所述滑套(3)上的外花键相配合的内花键,所述第一同步环(5)上的内花键与所述滑盘缺口(4a)错位布置,所述第一同步环(5)上的内花键内端设有与所述滑套锁止面(3a)相配合的第一同步环锁止面(5b),所述第一同步环(5)的外表面为摩擦锥面;
所述第二同步环(6)的内表面上沿圆周方向间隔设有与所述滑套(3)上的外花键相配合的内花键,所述第二同步环(6)上的内花键与所述滑盘缺口(4a)错位布置,所述第二同步环(6)上的内花键内端设有与所述滑套锁止面(3a)相配合的第二同步环锁止面(6b),所述第二同步环(6)的外表面为摩擦锥面;
所述滑套(3)的外表面上对应所述第一限位凸台(5a)的位置卡装有可带动所述第一同步环(5)滑动的第一弹片(7),所述滑套(3)的外表面上对应所述第二限位凸台(6a)的位置卡装有可带动所述第二同步环(6)滑动的第二弹片(8);
与所述第一同步环(5)对应的所述档位齿轮(2)上固定安装有第一摩擦锥盘(9),所述第一摩擦锥盘(9)的内表面为与所述第一同步环(5)的摩擦锥面相配合的摩擦锥面;
与所述第二同步环(6)对应的所述档位齿轮(2)上固定安装有第二摩擦锥盘(10),所述第二摩擦锥盘(10)的内表面为与所述第二同步环(6)的摩擦锥面相配合的摩擦锥面。
2.如权利要求1所述的汽车变速箱同步器,其特征在于,所述滑套(3)的外表面上中部沿圆周方向设有用于卡装所述滑盘(4)的滑套卡槽(3b),所述滑套卡槽(3b)内设有沿径向布置的销孔(3c),所述滑盘(4)的内表面上设有与所述销孔(3c)相配合的销口(4b),所述滑盘(4)卡装在所述滑套卡槽(3b)内,且所述销口(4b)与所述销孔(3c)对齐,所述销口(4b)与所述销孔(3c)内插装有固定销(11)。
3.如权利要求1所述的汽车变速箱同步器,其特征在于,所述第一同步环(5)和所述第二同步环(6)之间设有用于将所述第一同步环(5)和所述第二同步环(6)相互拉紧的拉簧结构(12),所述拉簧结构(12)包括拉簧(12a)和布置在所述滑盘(4)上的拉簧穿过孔(12b),所述拉簧穿过孔(12b)的孔径与所述拉簧(12a)的直径相配合,所述拉簧(12a)一端安装在所述第一同步环(5)上,所述拉簧(12a)另一端穿过所述拉簧穿过孔(12b)安装在所述第二同步环(6)上。
4.如权利要求3所述的汽车变速箱同步器,其特征在于,所述第一同步环(5)上设有用于挂接安装所述拉簧(12a)的第一挂接孔(5c),所述第二同步环(6)上设有用于挂接安装所述拉簧(12a)的第二挂接孔(6c),所述拉簧(12a)一端挂装在所述第一挂接孔(5c)内,所述拉簧(12a)另一端穿过所述拉簧穿过孔(12b)挂装在所述第二挂接孔(6c)内。
5.如权利要求4所述的汽车变速箱同步器,其特征在于,所述第一挂接孔(5c)的外端设有用于防止所述拉簧(12a)脱落的第一拉簧限位面(5c1),所述第二挂接孔(6c)的外端设有用于防止所述拉簧(12a)脱落的第二拉簧限位面(6c1)。
6.如权利要求1所述的汽车变速箱同步器,其特征在于,所述第一限位凸台(5a)与所述第二限位凸台(6a)的结构相同,所述滑盘缺口(4a)的周向宽度大于所述第一限位凸台(5a)的周向宽度,所述滑盘缺口(4a)的周向宽度大于所述第二限位凸台(6a)的周向宽度,所述第一限位凸台(5a)和所述第二限位凸台(6a)的内表面均为弧形结构,所述弧形结构的半径与所述滑套(3)的外花键齿顶圆半径相配合。
7.如权利要求2所述的汽车变速箱同步器,其特征在于,所述第一弹片(7)和所述第二弹片(8)均卡装在所述滑套卡槽(3b)内。
8.如权利要求7所述的汽车变速箱同步器,其特征在于,所述第一弹片(7)包括U型结构的第一卡装部(7a)、斜向布置的第一支撑部(7b)和拱形结构的第一顶压部(7c),所述第一支撑部(7b)卡装在所述滑套卡槽(3b)内,所述第一卡装部(7a)的开口的一端与所述第一支撑部(7b)的下端相连,所述第一支撑部(7b)的上端与所述第一顶压部(7c)相连,所述第一限位凸台(5a)的内表面上设有用于防止所述第一弹片(7)周向移动的第一弹片限位槽(5d),所述第一弹片限位槽(5d)的内表面中部设有与所述第一顶压部(7c)相配合的第一拱形限位面(5d1),所述第一弹片限位槽(5d)的内表面上朝向所述第一弹片(7)缺口的位置设有第一弹片平滑面(5d2),所述第一弹片限位槽(5d)的内表面上背向所述第一弹片(7)缺口的位置设有第一弹片压紧面(5d3),所述第一弹片压紧面(5d3)与所述第一拱形限位面(5d1)的一端过渡连接,所述第一拱形限位面(5d1)的另一端与所述第一弹片平滑面(5d2)过渡连接;
所述第二弹片(8)包括U型结构的第二卡装部(8a)、斜向布置的第二支撑部(8b)和拱形结构的第二顶压部(8c),所述第二支撑部(8b)卡装在所述滑套卡槽(3b)内,所述第二卡装部(8a)的开口的一端与所述第二支撑部(8b)的下端相连,所述第二支撑部(8b)的上端与所述第二顶压部(8c)相连,所述第二限位凸台(6a)的内表面上设有用于防止所述第二弹片(8)周向移动的第二弹片限位槽(6d),所述第二弹片限位槽(6d)的内表面中部设有与所述第二顶压部(8c)相配合的第二拱形限位面(6d1),所述第二弹片限位槽(6d)的内表面上朝向所述第二弹片(8)缺口的位置设有第二弹片平滑面(6d2),所述第二弹片限位槽(6d)的内表面上背向所述第二弹片(8)缺口的位置设有第二弹片压紧面(6d3),所述第二弹片压紧面(6d3)与所述第二拱形限位面(6d1)的一端过渡连接,所述第二拱形限位面(6d1)的另一端与所述第二弹片平滑面(6d2)过渡连接;
所述第一弹片(7)的缺口与所述第二弹片(8)的缺口相反布置。
9.如权利要求1所述的汽车变速箱同步器,其特征在于,所述滑盘(4)的两侧面上对应所述第一摩擦锥盘(9)和所述第二摩擦锥盘(10)的位置设有避让槽(4c)。
10.如权利要求1所述的汽车变速箱同步器,其特征在于,所述第一同步环(5)的摩擦锥面向所述第一摩擦锥盘(9)的方向延伸有第一摩擦延伸部(5e),所述第一摩擦锥盘(9)上对应所述第一摩擦延伸部(5e)的位置设有与所述第一摩擦延伸部(5e)相配合的第一摩擦延伸槽(9a);
所述第二同步环(6)的摩擦锥面向所述第二摩擦锥盘(10)的方向延伸有第二摩擦延伸部(6e),所述第二摩擦锥盘(10)上对应所述第二摩擦延伸部(6e)的位置设有与所述第二摩擦延伸部(6e)相配合的第二摩擦延伸槽(10a),加设的摩擦延伸部和摩擦延伸槽。
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