CN209977094U - 同步器及车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型适用于车辆技术领域，提供了一种同步器及车辆。同步器包括齿毂、齿套、同步环以及接合齿圈，齿毂套设在齿套内，同步环套接在齿毂的一侧，接合齿圈设置于同步环远离齿毂的另一侧；齿毂的外圈环设有外花键，齿套的内圈环设有与外花键对应的内花键，接合齿圈的外周环设有与内花键啮合的接合外齿，接合外齿靠近齿套的一端为弧形端面，内花键包括第一齿，第一齿靠近接合齿圈的一端为平面结构。车辆包括上述的同步器。本实用新型提供的同步器及车辆，通过将接合外齿靠近齿套的一端设计为弧形端面，从而减少接合外齿根切，提高接合外齿强度，继而使接合齿圈厚度可以设计制造成更薄的尺寸，为同步器整体空间尺寸的小型化和轻量化提供保障度。

Description

同步器及车辆

技术领域

本实用新型属于车辆技术领域，更具体地说，是涉及一种同步器及车辆。

背景技术

车辆的同步器是一种使车辆实现平稳换挡的机械装置。同步器包括同轴设置的齿毂、齿套、同步环和接合齿圈(齿轮)。

现有的同步器为了满足整箱传递扭矩的要求，通常空间尺寸设计较大，尤其是接合齿圈，其为了满足传递扭矩的需求一般会设置的较厚，这样就会限制同步器应用在空间尺寸较小(对空间尺寸有特殊要求)的车辆上。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种同步器，旨在解决现有技术中同步器为满足传递扭矩要求而造成同步器空间尺寸较大的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是，提供一种同步器，包括同轴设置的齿毂、齿套、同步环以及接合齿圈，所述齿毂套设在所述齿套内，所述同步环套接在所述齿毂的一侧，所述接合齿圈设置于所述同步环远离所述齿毂的另一侧；所述齿毂的外圈环设有外花键，所述齿套的内圈环设有与所述外花键对应的内花键，所述接合齿圈的外周环设有与所述内花键啮合的接合外齿，其特征在于，所述接合外齿靠近所述齿套的一端为弧形端面，所述内花键包括第一齿，所述第一齿靠近所述接合齿圈的一端为平面结构。

进一步地，所述内花键还包括第二齿，所述第二齿靠近所述接合齿圈的一端设有锁止角结构，所述第一齿的平面结构距所述弧形端面的距离小于等于所述第二齿的锁止角结构距所述弧形端面的距离。

进一步地，所述内花键还包括第三齿，所述第三齿的齿宽小于所述第一齿或所述第二齿的齿宽，所述同步环设有分别与所述第一齿、第二齿以及所述第三齿啮合的第一齿槽、第二齿槽以及第三齿槽，所述第三齿槽的齿槽宽小于所述第一齿槽或所述第二齿槽的齿槽宽，所述第三齿为直齿结构，所述第三齿槽为直齿槽。

进一步地，所述齿毂和所述齿套之间设有用于沿所述齿套的径向与所述齿套弹性抵接的滑块组件；所述齿毂设有放置所述滑块组件的容置槽，所述齿套的内圈对应所述滑块组件的位置设有与所述滑块组件卡合抵接的滑块槽，所述同步环设有伸入至所述容置槽内的卡爪。

进一步地，所述滑块组件具有三组，所述容置槽对应地具有三个，三个所述容置槽均匀地设置在所述齿毂的外圈。

进一步地，所述齿套的内圈还设有用于防止所述滑块组件从所述齿套上脱落的防脱槽，所述防脱槽和所述滑块槽沿所述齿套的轴向设置。

进一步地，所述同步器还包括齿轮，所述齿轮位于所述接合齿圈远离所述同步环的一侧，所述接合齿圈的中心设有中心孔，所述接合齿圈通过所述中心孔的孔壁与所述齿轮周圈满焊连接。

进一步地，所述同步环和所述接合齿圈分别具有两套，两所述同步环分别套接在所述齿毂的两侧。

进一步地，两所述接合齿圈分别为薄片接合齿圈和带锥面的接合齿圈，两所述同步环分别为单锥同步环和多锥同步环，所述多锥同步环设于所述薄片接合齿圈与所述齿套之间，所述单锥同步环设于所述带锥面的接合齿圈与所述齿套之间。

本实用新型的另一目的是提供一种车辆，包括上述的同步器。

本实用新型提供的同步器及车辆，通过将接合齿圈的接合外齿靠近齿套的一端设计为弧形端面，从而减少接合外齿的根切，提高接合外齿的强度，并增大进挡后接合齿圈与齿套啮合长度，减小掉挡风险，继而使接合齿圈的厚度可以设计制造成更薄的尺寸，为同步器的整体空间尺寸的小型化和轻量化提供保障。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的同步器的分解结构示意图；

图2为图1中A处的放大图；

图3为本实用新型实施例提供的同步器的剖视结构示意图；

图4为图1中齿套的结构示意图；

图5为图4中B处的放大图；

图6为图4中C处的放大图；

图7为图1中接合齿圈(薄片接合齿圈)的结构示意图之一；

图8为图7中D处的放大图；

图9为图1中接合齿圈(薄片接合齿圈)的结构示意图之二；

图10为图9中E处的放大图；

图11为本实用新型实施例提供的同步器中齿套与同步环啮合时的局部示意图；

图12为图1中齿毂的结构示意图；

图13为本实用新型实施例提供的同步器工作时的状态图之一；

图14为本实用新型实施例提供的同步器工作时的状态图之二；

图15为本实用新型实施例提供的同步器工作时的状态图之三；

图16为本实用新型实施例提供的同步器工作时的状态图之四。

图中：10-齿毂；101-容置槽；102-环槽；20-齿套；201-第二齿；2011-锁止角结构；202-第一齿；203-第三齿；204-第四齿；205-滑块槽；206-防脱槽；30-同步环；301-卡爪；302-基体；31-单锥同步环；32-多锥同步环；321-外环；322-中环；323-内环；40-接合齿圈；41-带锥面的接合齿圈；42-薄片接合齿圈；401-接合外齿；4011-弧形端面；4012-倒角；402-中心孔；50-滑块组件；51-球珠；52-壳体；53-弹簧。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

需要说明的是，术语“长度”、“宽度”、“高度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“头”、“尾”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，“安装”、“相连”、“连接”、“固定”、“设置”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。此外，“多个”、“若干”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

请参见图1至图5及图7至图10，现对本实用新型提供的同步器的实施例进行说明。同步器，包括同轴设置的齿毂10、齿套20、同步环30以及接合齿圈40。其中，齿毂10的外圈环设有外花键，齿套20的内圈环设有与外花键对应的内花键，齿毂10套设在齿套20内并相互啮合，同步环30套接在齿毂1的一侧，所述接合齿圈40设置于所述同步环30远离齿毂1的另一侧。上述结构为现有技术，具体结构、连接关系和换挡过程在此不再赘述。

接合齿圈40的外周环设有若干与齿套20的内花键啮合的接合外齿401，接合外齿401靠近齿套20的一端(端面)为弧形端面4011(也可称之为弧形导向面)，在进挡时，弧形端面4011用于与齿套20的内花键接触(碰撞)。现有的接合外齿401靠近齿套20的端面为了便于与齿套20啮合，一般设有锁止角结构，但是锁止角结构会增大接合外齿401的根切，减弱接合齿圈40的强度，所以接合齿圈40必须做厚，这就继而使同步器的整体空间尺寸变大。在本实施例中，将接合外齿401靠近齿套20的一端设计为弧形端面4011，弧形端面4011可以为圆柱弧面、椭圆柱弧面或者其他形状的弧形面。弧形端面4011一方面减少接合外齿401的根切，提高接合强度；另一方面增大进挡后接合齿圈40与齿套20啮合长度，减小掉挡风险。这样，通过设计弧形端面4011，接合齿圈40可以做到4mm左右的极薄尺寸，使本实用新型实施例提供的同步器的整体空间尺寸变小成为可能。

齿套20的内花键包括至少一种齿型，其中的一种齿型为第一齿202，第一齿202靠近接合齿圈40的一端(端面)为平面结构。现有的内花键接近接合齿圈40的一端一般设有锁止角结构2011(即齿端面与齿侧面的倒角结构)，但是锁止角结构2011与弧形端面4011在进挡时会发生激烈碰撞，弧形端面4011可能会损坏锁止角结构2011。因此设计了在换挡时最先与弧形端面4011接触(碰撞)的第一齿202。第一齿202的平面齿型结构使其与弧形端面4011的接触碰撞不严重，可以很好的保护接合外齿401和齿套20的内花键。这里还应当指出的时，在齿套20进挡时，齿套20的第一齿202的平面结构会与弧形端面4011接触，此时因为接合齿圈40与齿套20已基本完成同步，接合齿圈40与齿套20已经没有速差，齿套20会很难与接合齿圈40完成啮合进挡；此时需要离合器完成一个进挡策略(程序)，即在齿套20进挡同时给目标挡位离合器一瞬时小压力电流，控制离合器产生一小扭矩带动轴齿(接合齿圈40)做轻微转动，齿圈40与齿套20形成错位，这样齿套20的第一齿202沿接合外齿401的弧形端面4011滑移进挡。

本实用新型实施例提供的同步器，通过将接合齿圈的接合外齿靠近齿套的一端设计为弧形端面，从而减少接合外齿的根切，提高接合外齿的强度，并增大进挡后接合齿圈与齿套啮合长度，减小掉挡风险，继而使接合齿圈的厚度可以设计制造成更薄的尺寸，为同步器的整体空间尺寸的小型化和轻量化提供保障。

请参见图7至图10，作为本实用新型提供的同步器的一种具体实施方式，接合外齿401的弧形端面4011与接合外齿401的齿侧面之间设有倒角4012，以避免啮合时与内花键的干涉。

请参见图10，作为本实用新型提供的同步器的一种具体实施方式，接合外齿401为倒锥型齿结构，接合外齿401的弧形端面4011一端为大端，另一端为小端。

请参见图4至图6，作为本实用新型提供的同步器的一种具体实施方式，内花键还包括第二齿201。第二齿201靠近接合齿圈40的一端设有锁止角结构2011(即齿端面与齿侧面的倒角结构)。为了避免第二齿201的锁止角结构2011与弧形端面4011激烈碰撞，第一齿202的平面结构距弧形端面4011的距离小于等于第二齿201的锁止角结构2011距弧形端面4011的距离，即，第一齿202的平面结构要与弧形端面4011更接近一点，或者说第一齿202的平面结构与锁止角结构2011同弧形端面4011的距离一样，这样可以保证进挡时，第一齿202的平面结构与弧形端面4011先接触。

这里还应当指出的是，第一齿202和第二齿201在齿套20内圈的分布位置不作限定。

请参见图4至图6及图11，作为本实用新型提供的同步器的一种具体实施方式，内花键还包括第三齿203，第三齿203的齿宽小于第二齿201或第一齿202的齿宽，同步环30设有分别与第一齿202、第二齿201以及第三齿203啮合的第一齿槽、第二齿槽以及第三齿槽，第三齿槽的齿槽宽小于第一齿槽或第二齿槽的齿槽宽。同步环30设有多种规格同步环外齿，这些同步环外齿之间就形成了第一齿槽、第二齿槽以及第三齿槽。

第三齿203为直齿结构，第三齿槽也为直齿槽。第三齿203和第三齿槽为进挡啮合的导向结构，因为第三齿203无倒锥角度，所以第三齿203通体与第三齿槽间隙一致，所以进挡时齿套20将沿第三齿203(第三齿槽)稳定向前移动，从而避免了同步环30左右晃动、偏摆，避免同步环30卡在齿套20反倒锥面处而导致的进挡卡滞现象。

这里还应当指出的是，第三齿203在齿套20内圈的分布位置不作限定。

请参见图6及图11，作为本实用新型提供的同步器的一种具体实施方式，内花键还包括第四齿204，对应地，同步环30上设有与第四齿204啮合的第四齿槽，第四齿204比其他齿型高，第四齿槽比其他齿槽深，第四齿204和对应第四齿槽的设置是为了确认同步环30与齿套20的进挡到位成功。

作为本实用新型提供的同步器的一种具体实施方式，第二齿201和第一齿202除了端面结构不同外，其他结构和尺寸(如齿高、齿宽、齿型等)大体相同，这样第一齿202和第二齿201、第一齿槽和第二齿槽的分布位置均可以不作特定限制。第三齿203和第三齿槽的分布位置(相对于第一齿202和第二齿201或第一齿槽和第二齿槽而言)也可以不作特定限定。

请参见图4，作为本实用新型提供的同步器的一种具体实施方式，内花键具有三组第一齿202组，每组第一齿202组都包括连续设置的三个第一齿202。可选地，相邻第一齿202组之间间隔120度设置。

请参见图4至图6，作为本实用新型提供的同步器的一种具体实施方式，第三齿203或第四齿靠近接合齿圈40的一端设有锁止角结构2011。

请参见图1至图5及图12，作为本实用新型提供的同步器的一种具体实施方式，齿毂10和齿套20之间还设有用于沿齿套20的径向与齿套20弹性抵接的滑块组件50。

齿毂10设有放置滑块组件50的容置槽101，齿套20的内圈对应滑块组件50的位置设有与滑块组件50卡合且抵接的滑块槽205，同步环30设有伸入至容置槽101内的卡爪301。通过将同步环30的卡爪301与滑块组件50共槽(共滑块槽205)使用设计，减少齿毂10上开槽数量从而提升齿毂10的强度，为进一步实现同步器***的小型化和轻量化提供保障。滑块组件50具有多种结构，在此不再赘述。

请参见图1至图5及图12，作为本实用新型提供的同步器的一种具体实施方式，滑块组件50具有三组，容置槽101相应地具有三个，三个容置槽101均匀地分布在齿毂10上，这样滑块组件50也就均匀地围绕齿毂10的轴向分布。

请参见图1、图3及图13至图16，作为本实用新型提供的同步器的一种具体实施方式，滑块组件50包括设置在容置槽101内的壳体52、设置在壳体52内的弹簧53以及能够伸出壳体52并与齿套20弹性抵接球珠51。弹簧53位于球珠51和壳体52之间。

请参见图1、图3及图12至图16，作为本实用新型提供的同步器的一种具体实施方式，容置槽101包括位于上部的大槽部和位于大槽部下面的小槽部，大槽部与小槽部连通，壳体52包括位于上部的宽壳部和位于宽壳部下面的窄壳部，宽壳部与窄壳部相连。安装滑块组件50时，窄壳部设置在小槽部内，宽壳部设置于大槽部内，同时卡爪301伸入至大槽部内。

请参见图3至图5及图13至图16，作为本实用新型提供的同步器的一种具体实施方式，齿套20的内圈还设有防脱槽206。在换挡时，齿套20与齿毂10发生相对移动，此时滑块组件50容易从齿套20内脱落。通过增设与球珠51卡合的防脱槽206，可以防止滑块组件50从齿套20内脱落。可选地，防脱槽206和滑块槽205沿齿套20的轴向设置，例如滑块槽205设置位于内花键的一个齿的中间部位，防脱槽206也位于内花键的该齿上，且防脱槽206靠近该齿的一端面。可选地，一个滑块槽205所在内花键的齿上对应设置两个防脱槽206，滑块槽205位于该齿的中间部位，两个防脱槽206位于该齿的两端。

请参见图5，作为本实用新型提供的同步器的一种具体实施方式，滑块槽205位于第一齿202上。

请参见图5，作为本实用新型提供的同步器的一种具体实施方式，滑块槽205和防脱槽206均为弧面凹槽，且防脱槽206的曲率小于滑块槽205的曲率。

请参见图7和图9，作为本实用新型提供的同步器的一种具体实施方式，本实用新型实施例提供同步器还包括齿轮(未示出)，齿轮与变速器轴相连。齿轮位于接合齿圈40远离同步环30的一侧，接合齿圈40的中心设有中心孔402，中心孔402由孔壁围合形成，接合齿圈40的孔壁与齿轮采用周圈满焊实现接合齿圈40与齿轮的连接。在本实施例中，接合齿圈40直接与齿轮采用全圆周圈焊接方式进行连接，加强了接合齿圈40的强度，为进一步实现同步器***的小型化和轻量化提供保障。可选地，接合齿圈40可不再设置供同步环***的窗口，窗口可设置在齿轮上。

请参见图1、图3及图13至图16，作为本实用新型提供的同步器的一种具体实施方式，同步环3和接合齿圈4分别具有两套，两同步环3分别套接在齿毂1的两侧。

请参见图1、图3及图13至图16，作为本实用新型提供的同步器的一种具体实施方式，两接合齿圈40分别为薄片接合齿圈42和带锥面的接合齿圈41，两同步环30分别为单锥同步环31和多锥同步环32，多锥同步环32设于薄片接合齿圈42与齿套20之间，单锥同步环31设于带锥面的接合齿圈41与齿套20之间。这里需要指出的是，薄片接合齿圈42和带锥面的接合齿圈41上可以各自单独设置弧形端面4011，也可以薄片接合齿圈42和带锥面的接合齿圈41上同时设置弧形端面4011。

请参见图1、图3及图13至图16，作为本实用新型提供的同步器的一种具体实施方式，多锥同步环32为三锥同步环，其包括外环321、中环322和内环323，外环321套接在中环322外侧，中环322套接在内环323外侧，三者靠锥面进行定位。卡爪301和同步环外齿设置在外环321上。

请参见图2和图12，作为本实用新型提供的同步器的一种具体实施方式，单锥同步环31或外环321包括基体302，同步环外齿和卡爪301设置在基体上。齿毂设有供基体302***的环槽102，实现对齿毂10的轴向限位。

上述实施例提供的同步器的工作原理如下：

请参见图13，预同步阶段：齿套20受换挡力作用，带着滑块组件50一起向左移动，滑块组件50接触并压紧同步环30，使同步环30向左靠向接合齿圈40，同步环30与接合齿圈40的摩擦锥面接触并产生摩擦扭矩，使同步环30相对于齿套20转过一定角度；

请参见图14，同步阶段：同步环30在转过一定角度后，齿套20继续向左移动，齿套20的锁止面(内花键)与同步环30的锁止面(同步环外齿)接触，换挡力由齿套20经同步环30传递到摩擦锥面，产生较大的摩擦力矩从而快速减小齿轮和齿套20的速差；

请参见图15，自由飞行阶段：在速差减小为零后，齿套20穿越同步环30继续向左移动，穿越同步环30与接合齿圈40的中间空隙；

请参见图16，进挡阶段：齿套20的内花键与接合齿圈40的接合外齿401接触并最终交错啮合，完成进挡。

本实用新型还提供了一种车辆，包括上述实施例中的同步器。

本实用新型实施例提供的车辆，通过将接合齿圈的接合外齿靠近齿套的一端设计为弧形端面，从而减少接合外齿的根切，提高接合外齿的强度，并增大进挡后接合齿圈与齿套啮合长度，减小掉挡风险，继而使接合齿圈的厚度可以设计制造成更薄的尺寸，为同步器的整体空间尺寸的小型化和轻量化提供保障。

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、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.同步器，包括同轴设置的齿毂、齿套、同步环以及接合齿圈，所述齿毂套设在所述齿套内，所述同步环套接在所述齿毂的一侧，所述接合齿圈设置于所述同步环远离所述齿毂的另一侧；所述齿毂的外圈环设有外花键，所述齿套的内圈环设有与所述外花键对应的内花键，所述接合齿圈的外周环设有与所述内花键啮合的接合外齿，其特征在于，所述接合外齿靠近所述齿套的一端为弧形端面，所述内花键包括第一齿，所述第一齿靠近所述接合齿圈的一端为平面结构。

2.如权利要求1所述的同步器，其特征在于，所述内花键还包括第二齿，所述第二齿靠近所述接合齿圈的一端设有锁止角结构，所述第一齿的平面结构距所述弧形端面的距离小于等于所述第二齿的锁止角结构距所述弧形端面的距离。

3.如权利要求2所述的同步器，其特征在于，所述内花键还包括第三齿，所述第三齿的齿宽小于所述第一齿或所述第二齿的齿宽，所述同步环设有分别与所述第一齿、第二齿以及所述第三齿啮合的第一齿槽、第二齿槽以及第三齿槽，所述第三齿槽的齿槽宽小于所述第一齿槽或所述第二齿槽的齿槽宽，所述第三齿为直齿结构，所述第三齿槽为直齿槽。

4.如权利要求1至3任一项所述的同步器，其特征在于，所述齿毂和所述齿套之间设有用于沿所述齿套的径向与所述齿套弹性抵接的滑块组件；所述齿毂设有放置所述滑块组件的容置槽，所述齿套的内圈对应所述滑块组件的位置设有与所述滑块组件卡合抵接的滑块槽，所述同步环设有伸入至所述容置槽内的卡爪。

5.如权利要求4所述的同步器，其特征在于，所述滑块组件具有三组，所述容置槽对应地具有三个，三个所述容置槽均匀地设置在所述齿毂的外圈。

6.如权利要求4所述的同步器，其特征在于，所述齿套的内圈还设有用于防止所述滑块组件从所述齿套上脱落的防脱槽，所述防脱槽和所述滑块槽沿所述齿套的轴向设置。

7.如权利要求1至3任一项所述的同步器，其特征在于，所述同步器还包括齿轮，所述齿轮位于所述接合齿圈远离所述同步环的一侧，所述接合齿圈的中心设有中心孔，所述接合齿圈通过所述中心孔的孔壁与所述齿轮周圈满焊连接。

8.如权利要求1至3任一项所述的同步器，其特征在于，所述同步环和所述接合齿圈分别具有两套，两所述同步环分别套接在所述齿毂的两侧。

9.如权利要求8所述的同步器，其特征在于，两所述接合齿圈分别为薄片接合齿圈和带锥面的接合齿圈，两所述同步环分别为单锥同步环和多锥同步环，所述多锥同步环设于所述薄片接合齿圈与所述齿套之间，所述单锥同步环设于所述带锥面的接合齿圈与所述齿套之间。

10.车辆，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的同步器。

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