同步器及变速箱的制作方法

本发明涉及汽车制造领域，更具体而言，涉及一种同步器及一种具有该同步器的变速箱。

背景技术：

为解决换挡品质的问题，同步器被广泛应用于汽车工业中。但近几年，随着用户群体的年轻化，其对变速箱换挡性能的要求越来越高，由于变速箱的中心距不可能做到很大，而现有单锥、双锥同步器的同步力矩不够大，换挡同步时间长，换挡比较吃力，让驾驶员感到劳动强度大，致使现有产品无法满足用户的需求。

技术实现要素：

本发明旨在解决现有技术中存在的技术问题至少之一。

为此，本发明的一个目的在于，提供一种可缩短换挡同步时间、并可降低换挡操作力度的同步器。

本发明的另一个目的在于，提供一种变速箱，包括上述同步器。

为实现上述目的，本发明第一个方面的实施例提供了一种同步器，包括：齿套、齿毂、设有第一内锥面的外锥环、设有第一外锥面和第二内锥面的中间锥环、设有第二外锥面的内锥环、锥体、弹簧和推块，所述第一内锥面能够与所述第一外锥面配合，所述第二内锥面能够与所述第二外锥面配合，所述锥体上设有第三外锥面，所述内锥环上还设有第三内锥面和卡爪，所述第三内锥面能够与所述第三外锥面配合，所述外锥环上还设有凸台，所述齿毂上设有避空部，所述避空部包括沿所述齿毂轴向开设的通槽和/或通孔，所述凸台和所述卡爪伸入所述避空部内。

现有变速箱多采用双锥同步器，双锥同步器在外锥环、中间锥环间以及中间锥环、内锥环间形成两处锥面摩擦，本方案在此基础上，在内锥环和锥体间增设锥面摩擦，构成三锥同步器，这样可在不增大产品径向尺寸的前提下提升同步力矩，从而缩短换挡同步时间。并且本方案在齿毂上开设由通孔和/或通槽构成的避空部，外锥环上的凸台和内锥环上的卡爪伸入避空部内，这样可减小同步器的轴向尺寸，缩小同步器的换挡行程，从而可在保证驾驶室换挡距离不变的情况下，增大总的换挡杠杆比，以达到降低换挡操作力度的目的。

在上述技术方案中，优选地，所述外锥环上沿周向间隔设置多个所述凸台，所述齿毂上沿轴向间隔设置多个所述通槽，多个所述凸台分别伸入多个所述通槽。

本方案在外锥环上设置多个凸台，在齿毂上设置多个通槽，各凸台分别伸入各通槽，这样设计使外锥环与齿毂的配合点增多，可提升外锥环与齿毂配合的可靠性。

在上述任一技术方案中，优选地，所述凸台在所述同步器周向上的宽度A小于所述通槽在所述同步器周向上的宽度B。

本方案中，凸台的宽度A小于通槽的宽度B，在同步器周向上形成宽度为B-A的工作间隙，从而保证外锥环工作时能与齿毂错开约半个外锥环花键齿厚的距离，以使同步过程可以顺利进行。

在上述任一技术方案中，优选地，所述内锥环上沿周向间隔设置多个所述卡爪，所述齿毂上沿周向间隔设置多个所述通孔，多个所述卡爪分别伸入多个所述通孔。

本方案在内锥环上设置多个卡爪，在齿毂上设置多个通孔，各卡爪分别伸入各通孔，这样设计使内锥环与齿毂的配合点增多，可提升内锥环与齿毂配合的可靠性。

在上述任一技术方案中，优选地，所述卡爪在所述同步器周向上的宽度C小于所述通孔在所述同步器周向上的宽度D。

本方案中，内锥环卡爪的宽度C小于通孔的宽度D，在同步器周向上形成宽度为D-C的工作间隙。

在上述任一技术方案中，优选地，D与C的差值大于或等于B与A的差值的二分之一。

本方案中，卡爪与通孔的工作间隙大于或等于凸台与通槽的工作间隙的二分之一，即(D-C)≥1/2(B-A)，以保证同步过程完成后的拨环动作可以顺利进行。

在上述任一技术方案中，优选地，所述外锥环的数量为两个，两个所述外锥环分别设置在所述齿毂的两侧；所述中间锥环的数量为两个，两个所述中间锥环分别设置在所述齿毂的两侧；所述内锥环的数量为两个，两个所述内锥环分别设置在所述齿毂的两侧；所述锥体的数量为两个，两个所述锥体分别设置在所述齿毂的两侧。

在上述任一技术方案中，优选地，两个所述外锥环上的凸台相对设置，且相对的两个所述凸台伸入所述齿毂上的同一通槽。

在上述任一技术方案中，优选地，两个所述内锥环上的卡爪交错设置，且每个所述卡爪伸入所述齿毂上的不同通孔。

本方案中，两内锥环上的卡爪交错设置，齿毂上通孔的数量等于两内锥环上卡爪的数量和，每个通孔插入一个卡爪，这样可增大卡爪插入通孔的深度，避免两内锥环上的卡爪相互干涉，从而最大程度的减小同步器的轴向尺寸，缩小同步器的换挡行程，在保证驾驶室换挡距离不变的情况下，增大总的换挡杠杆比，以达到降低换挡操作力度的目的。

本发明第二方面的实施例提供了一种变速箱，包括如本发明第一方面任一实施例提供的同步器。

本发明第二方面实施例提供的变速箱包括本发明第一方面任一实施例提供的同步器，因此该变速箱具有上述任一实施例提供的同步器的全部有益效果，在此不再赘述。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明一实施例提供的同步器的剖视结构示意图；

图2是图1中所示齿毂与外锥环及内锥环配合的结构示意图；

图3是图2中所示齿毂的结构示意图。

其中，图1至图3中的附图标记与部件名称之间的对应关系为：

1齿套，2齿毂，21通槽，22通孔，3外锥环，31凸台，4中间锥环，5内锥环，51卡爪，6锥体，7弹簧，8推块。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

现有变速箱多采用双锥同步器，双锥同步器在外锥环、中间锥环间以及中间锥环、内锥环间形成两处锥面摩擦，本方案提供的同步器在此基础上，在内锥环和锥体间增设锥面摩擦，构成三锥同步器，这样可在不增大产品径向尺寸的前提下提升同步力矩，从而缩短换挡同步时间。并且本方案提供的同步器在齿毂上开设由通孔和/或通槽构成的避空部，外锥环上的凸台和内锥环上的卡爪伸入避空部内，这样可减小同步器的轴向尺寸，缩小同步器的换挡行程，从而可在保证驾驶室换挡距离不变的情况下，增大总的换挡杠杆比，以达到降低换挡操作力度的目的。

如图1至图3所示，根据本发明的一个实施例，同步器包括：齿套1、齿毂2、弹簧7、推块8、设置在齿毂2两侧的两个外锥环3、两个中间锥环4、两个内锥环5和两个锥体6，齿毂2上设有推块槽，推块8和弹簧7安装在推块槽内。各外锥环3上设有第一内锥面和三个凸台31，各中间锥环4上设有第一外锥面和第二内锥面，各内锥环5上设有第二外锥面、第三内锥面和三个卡爪51、锥体6上设有第三内锥面，齿毂2上沿周向间隔设置三个通槽21和六个通孔22。其中，第一内锥面能够与第一外锥面配合，第二内锥面能够与第二外锥面配合，第三内锥面能够与第三外锥面配合，形成三处锥面摩擦，以在不增大产品径向尺寸的前提下提升同步力矩，从而缩短换挡同步时间。两个外锥环3上的凸台31相对设置，且相对的两个凸台31伸入齿毂2上的同一通槽21。两个内锥环5上的卡爪51交错设置，且每个卡爪51伸入齿毂2上的不同通孔22，每个通孔22插入一个卡爪51，这样可增大卡爪51插入通孔22的深度，避免两内锥环5上的卡爪51相互干涉，从而最大程度的减小同步器的轴向尺寸，缩小同步器的换挡行程，在保证驾驶室换挡距离不变的情况下，增大总的换挡杠杆比，以达到降低换挡操作力度的目的。

需要说明的是，齿毂2上的三个通槽21、与一侧内锥环5配合的三个通孔22以及与另一侧内锥环5配合的三个通孔22的相对位置无特殊要求。

在上述实施例中，凸台31在同步器周向上的宽度A小于通槽21在同步器周向上的宽度B，在同步器周向上形成宽度为B-A的工作间隙，从而保证外锥环3工作时能与齿毂2错开约半个外锥环3花键齿厚的距离，以使同步过程可以顺利进行。

卡爪51在同步器周向上的宽度C小于通孔22在同步器周向上的宽度D，在同步器周向上形成宽度为D-C的工作间隙，且卡爪51与通孔22的工作间隙大于或等于凸台31与通槽21的工作间隙的二分之一，即(D-C)≥1/2(B-A)，以保证同步过程完成后的拨环动作可以顺利进行。

具体地，同步器的工作原理如下：齿套1和齿毂2通过花键配合，外锥环3凸台31与齿毂2通槽21的槽壁抵触，内锥环5卡爪51与齿毂2通孔22的孔壁抵触，使外锥环3、内锥环5、齿毂2和齿套1的转速相同；锥体6上设有连接孔，中间锥环4穿过连接孔与被同步侧的齿轮连接，且中间锥环4与连接孔的孔壁抵触，使中间锥环4、锥体6和被同步侧的齿轮转速相同。未同步前，上述两转速之间存在一定的差值。挂档时，拨叉拨动齿套1做轴向移动，齿套1带动推块8做轴向移动，推块8端面接触外锥环3，并对其产生轴向力作用，外锥环3在轴向力的作用下，通过锥面压向中间锥环4，中间锥环4通过锥面压向内锥环5，内锥环5通过锥面压向锥体6。外锥环3在中间锥环4和锥体6的带动下相对齿毂2转动，直到外锥环3的凸台31贴向齿毂2通槽21的一侧，此时齿套1上齿端倒角锁止面与外锥环3花键锁止面接触进入锁止状态。由于拨叉的拨动力进一步加大，齿毂2通过锁止面推动外锥环3的轴向力也进一步加大，外锥环3与中间锥环4、中间锥环4与内锥环5、内锥环5与锥体6的摩擦力也进一步加大，摩擦力产生摩擦力矩，即同步力矩，促使上述两个转速相同或基本相同，转速差等于或趋近于零，齿套1通过锁止面拨动外锥环3反转，从而结束锁止状态，齿套1越过外锥环3，与锥体6的花键结合，挂档结束。

本发明第二方面的实施例提供了一种变速箱(图中未示出)，包括如本发明第一方面任一实施例提供的同步器。

本发明第二方面实施例提供的变速箱包括本发明第一方面任一实施例提供的同步器，因此该变速箱具有上述任一实施例提供的同步器的全部有益效果，在此不再赘述。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“轴向”、“周向”、“径向”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发明和简化描述，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发明的限制。术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性，除非另有明确的规定和限定。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“连接”、“安装”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。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发明中的具体含义。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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。