专利名称：机械式变速器中的同步器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种汽车上的变速器，尤其涉及一种汽车上机械式变速器中的用
于传输动力的同步器。
技术背景随着人们生活水平的提高，汽车市场的逐渐成熟，消费者对汽车换档的舒适性提 出了越来越高的要求，这样对换档系统的重要零部件的同步器的同步性能提出了更高的要 求；另一方面，小型化、轻量化成为变速器发展的必然方向，而小型化、轻量化必然在空间上 限制了变速器同步器的尺寸，使同步器性能受到影响。 目前使用一般的同步器变速，在从高速档换入低速档的过程，分离离合器，输入端 的转速因为各种摩擦阻力转速会下降，而输出端与整车相连，速度在瞬间几乎不会下降，而 要换入低速档位时，同步器的摩擦作用实际就是通过摩擦提高输入端的转速，因此，在摘档 过程中输入端的转速下降对换入低速档不利。 为了提高同步器的同步性能，近年来也出现了在同步器上采用高性能的摩擦材
料，但这样不可避免的带来成本的增加，而且同步性能提高有限，为了进一步提高同步器的
同步能力，设计出一种结构紧凑的新型同步器是一种更为有效的手段。 中国发明专利申请(200310108728.8)中公开了一种三锥面同步器，它的结构包
括两个档位齿轮，齿套和齿毂，在两个档位齿轮之间设置有呈锥面配合的外环、中环和内
环，内环、中环和外环由内向外依次套接在一起而构成齿轮上的摩擦环，在齿套的内壁上设
有滑块槽，该滑块槽内设置有滑块，利用滑块实现外环、中环和内环之间的配合关系来达到
换档过程中同步器两端转速趋于一致性，以增加换档操作的轻便性。但这种同步器只是在
从挂档过程中才会起作用，而退档时不能有效保持输入端的转速，这增加了驾驶过程中退
档操作的难度。
发明内容为克服上述缺陷，本实用新型需要解决的一个技术问题提供一种机械式变速器 中的同步器，其不仅在变速器由低速档向高速档切换时提供方便，而且在变速器由高速档 向低速档切换时，切换操作也显得轻便，增加了汽车驾驶的舒适性。 本实用新型需要解决的另一个技术问题提供一种结构紧凑的机械式变速器中的 同步器。 为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案一种机械式变速器中的同步器，包 括同步齿套、齿毂和同齿毂接在一起的内环、中环和外环，内环、中环和外环之间相互靠近 在一起的周面为锥面，同步齿套间隙地套接在齿毂上，同步齿套与齿毂之间具有相互间隙 配合的齿状凸体，同步齿套与所述的外环之间设有挂档联动机构，其特征在于，在同步齿套 内设有退档联动机构，退档联动机构分别与所述的内环和同步齿套相联接。所述的齿毂一 般是通过花键结构与变速器中的动力输出轴相联接，所述的同步器是位于动力输出轴与档位齿轮之间，同步器中中环的端面上设有突出的传动片，传动片插接在档位齿轮的轮辐位 置处，动力输出轴上的动力会通过同步器而传输到档位齿轮上。在汽车由挂挡过程中，同步 齿套在拨叉的作用下会轴向滑动，同步齿套通过挂档联动机构使外环与中环之间发生相对 轴向运动，从而使外环、中环与内环之间逐渐压紧，同时在圆周方向上旋转定位，在外环与 中环、内环逐渐贴紧过程中，会使动力输出端与输入端的档位齿轮之间的转速会趋于一致， 这为最后成功挂档提供了便利。而在汽车被挂入另外一个档位而需要退出在档档位时，所 述的退档联动机构在同步齿套滑动过程中使所述的内环与中环之间发生相对轴向滑动，互 相压紧起到摩擦作用，使输入端的转速在离合器分离后不由于摩擦阻力而迅速降低，使下 一次挂入档的操作显得轻便。 作为优选，所述的退档联动机构包括退档齿环，退档齿环的外周设有与同步齿套 上所述齿状凸体相配合的齿状凸体，退档齿环与所述内环轴向固定连接。通过退档齿环与 同步齿套之间齿状凸体的作用，在退档过程中，退档齿环参与到动力的传递过程中。 作为优选，所述的退档联动机构还包括卡接在退档齿环上的退档拉圈，退档拉圈 上设有呈L形的卡抓，退档拉圈与同步齿套相联接。这样同步齿套在轴向移动时通过齿套 上的凸块压紧L形的卡抓来带动退档齿环轴向滑动时，该卡抓具有一定的弹性，使退档齿 环的滑动更适应内环与中环之间锥面的逐渐贴紧的动作过程。 作为优选，所述齿毂包括位于其内部的圆筒状轴套和位于轴套外周的弧形连接 体，齿毂上的齿状凸体设在连接体的外周面上。在轴套与连接体之间形成一定的空腔，可使 所述的外环、中环和内环布置在该空腔内。 为提高本机械式变速器中的同步器的结构紧凑性，所述内环、中环和外环位于轴 套和连接体之间形成的空腔内。外环、中环和内环被布置在所述的空腔内，可有效减小本同 步器的轴向尺寸，提高了同步器结构的紧凑性。 作为优选，所述连接体为几块，几块连接体沿齿毂的周向上具有间隔，在所述外环
的外周面上设有若干突出的限位凸体，限位凸体位于所述连接体之间的间隔中，所述外环
可在所述的轴套上发生相对周向偏转，限位凸体可与同步齿套上的齿状凸体啮合。外环可
在所述的轴套上发生周向偏转，是指连接体之间的间隔要大于限位凸体布置在外环上的周
向尺寸，在汽车换挡时，由于速差的原因，外环会与轴套之间发生周向偏转，偏转后的外环
上的限位凸体会通过同步齿套上的齿状凸体而限定同步齿套的进一步轴向滑动，只有在所
述的速差消失时，同步齿套才可以轴向滑动到位，此时才可以完成由低速档到高速档之间
的切换，这使得外环和中环之间的锥面逐渐贴合能够充分起到使速度同步的作用。 作为优选，所述同步齿套上齿状凸体靠近外环一端部呈尖角。在档位齿轮的相应
位置的端面处设有与该尖角相啮合结合齿，这一方面是为了实现同步器输入端输出端转速
未同步时的锁止作用，另一方面增加了挂档后动力传递的稳定性，尖角也便于插接到外环
限位凸体之间的间隙处，在变速器两端的转速近于相等时，便于同步齿套的轴向滑动。 作为优选，所述挂挡联动机构包括挂档拉圈，挂档拉圈套接在所述的外环上，且挂
档拉圈位于限位凸体的内侧，挂档拉圈与齿毂限位，同步齿套通过挂档拉圈使外环与中环
之间发生相对轴向滑动。 作为优选，所述同步齿套的内周面上设有突出的限位块，在挂档拉圈上设有伸向 限位块的呈L形的卡抓，限位块可与卡抓相接触，且它们的周向位置相对应。同步齿套上的
4限位块会通过卡抓、挂档拉圈而使外环动作，呈L形的卡抓本身具有一定的弹性，便于外环 和中环逐渐贴合，充分满足了实际的挂档要求。 作为优选，所述卡抓和限位块均为三个，限位块与卡抓相接触的侧缘处设有倒角， 所述挂档拉圈的周向上具有开口 。限位块上具有倒角，使得限位块在推动卡抓时，拉圈既在 轴向受力又有径向受力，加之挂档拉圈上的开口，使得挂档拉圈能够在被限位块推动时会 紧紧地环抱住外环，提高了挂档操作过程中动力传递的稳定性。 因此，本实用新型的有益效果 由于在本机械变速器中的同步器设有退档联动机构，且退档联动机构分别与同步 齿套和内环相联接，在汽车由高速档向低速档切换时，在高档退档时，可利用退档齿环使内 环与中环、外环的锥面逐渐贴合，使得同步器输入端的转速不会迅速降低，提高了汽车在作 上述切换操作的轻便性。
附图1是本实用新型机械式变速器中的同步器的分解结构示意图。 附图2是本实用新型机械式变速器中的同步器的纵向剖视图。
具体实施方式见附图，本实用新型机械式变速器中的同步器的结构包括齿毂4、圆筒状的同步齿 套1和同轴套接在一起的内环6、中环7、外环8，同步齿套1间隙地套接在齿毂4上，同步齿 套1与齿毂4之间设有相互啮合的齿状凸体。 同步齿套1的外周面上设有环形的拨叉槽，该拨叉槽用于插接拨叉，在拨叉的带 动下，同步齿套1可在齿毂4上轴向滑动。 齿毂4的结构包括位于其内部的圆筒状的轴套41和位于轴套41外侧的三个连接 体42，三个连接体42均呈弧形，它们在周向上具有间隔43，在连接体42的外周面上设有齿 状凸体。连接体42与轴套41在径向上具有间隔，从而在它们两者之间形成空腔，连接体42 与轴套41连为一体。在轴套41的内周面上设有花键结构，轴套41与变速器中的动力输出 轴周向固定地连接在一起。 所述的内环6、中环7和外环8相互靠近的周面为锥面，内环6和中环7之间，以及 外环8和中环7之间可发生相对轴向滑动。它们之间在发生相对轴向滑动时，之间的锥面 会逐渐贴紧，从而逐渐参与到变速器的动力传递中。内环6、中环7和外环8被设置在上述 连接体42与轴套41之间形成的空腔内。在中环7的外端面上设有与其连为一体的几片传 动片71，传动片71插接在变速器中档位齿轮的轮辐位置处。 在外环8的外周面上分块设有三组限位凸体81，这些限位凸体81插接在所述连 接体42之间的间隔43内，限位凸体81可与同步齿套1内周面所设的齿状凸体12相啮合。 每组限位凸体81在外环8上的周向尺寸均略小于每个间隔43的周向尺寸，在变速器由低 速档向高速档切换时，外环8可相对于齿毂4发生一定角度的偏转，所述的限位凸体81可 阻止同步齿套l向挂档方向滑动。在外环8上套接有挂档拉圈9，挂挡拉圈9上设有呈三个 L形的卡抓91，卡抓91伸向同步齿套l。在同步齿套1的内周面上设有三个突出的限位块 ll，三个限位块11在同步齿套1上的周向位置与挂档拉圈9上的三个卡抓91的周向位置一一对应。卡抓91可与限位块11的侧缘相接触，在限位块11与卡抓91相接触的侧缘处 具有倒角。挂档拉圈9位于外环8上限位凸体的内侧，挂档拉圈9的周向上具有开口92，在 同步齿套1向着挂档方向滑动时，同步齿套1上的限位块11使挂档拉圈9紧紧地扣接在外 环8上，并推动外环8与中环7之间发生相对轴向滑动。 所述同步齿套1上齿状凸体靠近外环8的一端部呈尖角，在档位齿轮端面的相应 位置处设有与该尖角相配合的若干结合齿，这些结合齿周向均布在档位齿轮的端面上。 所述的内环6上设有三个轴向伸出的卡块61，这些卡块61与内环6连为一体，卡 块61插接在连接体42之间的间隔43内。在齿毂4的端侧设有退档齿环2，退档齿环2上 设有三个径向伸出的凸体，该凸体的外周面上设有齿状凸体21，退档齿环2位于同步齿套1 内，并与同步齿套l相啮合。所述的卡块61同时插接到退档齿环2上凸体之间的间隔内， 在卡块61的内侧设有卡槽，在卡槽内设有卡圈5，内环6通过卡圈5与退档齿环2轴向固定 地连接在一起。在退档齿环2上套接有退档拉圈3，在退档拉圈3上设有三个伸向同步齿套 1的卡抓3，卡抓3呈L形。 当变速器由低速档向高速档切换时，同步齿套1在拨叉的带动下轴向滑动，同步 齿套1上的限位块11通过挂档拉圈9上的卡抓91，使挂档拉圈9通过限位凸体81推动外 环8轴向滑动而将内环6压紧在档位齿轮的摩擦锥上，而此时由于外环8与档位齿轮之间 存在速差，外环8与齿毂4之间发生相对周向偏转，限位凸体81会通过同步齿套1上所设 的齿状凸体12阻滞同步齿套1继续滑动，当在外环8与中环7之间锥面配合的作用下，外 环8的转速会与档位齿轮的转速趋于一致，同步齿套1继续滑动，在齿状凸体12端部的尖 角作用下，齿状凸体12会与限位凸体81完合啮合在一起，同步齿套1会滑动到档位齿轮位 置处，而与档位齿轮端面配合。上述的挂档过程是一个渐进的过程，它为变速器的档位切换 提供一个过渡，以方便挂档操作，挂档操作显得轻便省力。在挂档完毕后，动力输出轴上的 动力通过齿毂4、同步齿套1直接传递到档位齿轮上。 当变速器退档，同步齿套1反向滑动，同步齿套1通过退档拉圈3上的卡抓31使 退档拉圈3带动退档齿环2轴向滑动，退档齿环2在滑动时，会通过卡圈5使内环6相对于 中环7进行轴向滑动，两环在相对轴向滑动过程中，它们之间的锥面压紧产生摩擦，使得在 摘档过程中，同步器输入端与变速器输出端相连接，转速基本上不会下降，这样在换入下一 个低速档位时，输入端与输出端的转速差变小，使下一个档位的入档更轻松。
权利要求一种机械式变速器中的同步器，包括同步齿套、齿毂和同轴套接在一起的内环、中环和外环，内环、中环和外环之间相互靠近在一起的周面为锥面，同步齿套间隙地套接在齿毂上，同步齿套与齿毂之间具有相互间隙配合的齿状凸体，同步齿套与所述的外环之间设有挂档联动机构，其特征在于，在同步齿套(1)内设有退档联动机构，退档联动机构分别与所述的内环(8)和同步齿套(1)相联接。
2. 根据权利要求1所述的机械式变速器中的同步器，其特征在于，所述的退档联动机构包括退档齿环(2)，退档齿环(2)的外周设有与同步齿套(1)上所述齿状凸体(12)相配合的齿状凸体(21)，退档齿环(21)与所述内环(6)轴向固定连接。
3. 根据权利要求2所述的机械式变速器中的同步器，其特征在于，所述的退档联动机构还包括卡接在退档齿环(2)上的退档拉圈(3)，退档拉圈(3)上设有呈L形的卡抓(31)，退档拉圈(3)与同步齿套(1)相联接。
4. 根据权利要求1或2或3所述的机械式变速器中的同步器，其特征在于，所述齿毂(4)包括位于其内部的圆筒状轴套(41)和位于轴套(41)外周的弧形连接体(42)，齿毂(4)上的齿状凸体设在连接体(42)的外周面上。
5. 根据权利要求4所述的机械式变速器中的同步器，其特征在于，所述内环(6)、中环(7)和外环(8)位于轴套(41)和连接体(42)之间形成的空腔内。
6. 根据权利要求5所述的机械式变速器中的同步器，其特征在于，所述连接体(42)为几块，几块连接体(42)沿齿毂(4)的周向上具有间隔(43)，在所述外环(8)的外周面上设有若干突出的限位凸体(81)，限位凸体(81)位于所述连接体(42)之间的间隔(43)中，所述外环(8)可在所述的轴套(41)上发生相对周向偏转，限位凸体(81)可与同步齿套(1)上的齿状凸体(12)啮合。
7. 根据权利要求6所述的机械式变速器中的同步器，其特征在于，所述同步齿套(1)上齿状凸体(12)靠近外环(8) —端部呈尖角。
8. 根据权利要求6所述的机械式变速器中的同步器，其特征在于，所述挂挡联动机构包括挂档拉圈(9)，挂档拉圈(9)套接在所述的外环(8)上，且挂档拉圈(9)位于限位凸体(12)的内侧，挂档拉圈(9)与同步齿套(1)相联接。
9. 根据权利要求8所述的机械式变速器中的同步器，其特征在于，所述同步齿套(1)的内周面上设有突出的限位块(ll)，在挂档拉圈(9)上设有伸向限位块(11)的呈L形的卡抓(91)，限位块(11)可与卡抓(91)相接触，且它们的周向位置相对应。
10. 根据权利要求9所述的机械式变速器中的同步器，其特征在于，所述卡抓(91)和限位块(11)均为三个，限位块(11)与卡抓(91)相接触的侧缘处设有倒角，所述挂档拉圈(9)的周向上具有开口 (92)。
专利摘要本实用新型公开了一种机械式变速器中的同步器。其解决了现有在汽车驾驶过程中退档操作时显得不便的问题。所采取的技术方案一种机械式变速器中的同步器，包括同步齿套、齿毂和同轴套接在一起的内环、中环和外环，内环、中环和外环之间相互靠近在一起的周面为锥面，同步齿套间隙地套接在齿毂上，同步齿套与齿毂之间具有相互间隙配合的齿状凸体，同步齿套与所述的外环之间设有挂档联动机构，其特征在于，在同步齿套内设有退档联动机构，退档联动机构分别与所述的内环和同步齿套相联接。
文档编号F16D23/06GK201496427SQ200920302898
公开日2010年6月2日 申请日期2009年5月7日 优先权日2009年5月7日
发明者余子林, 李书福, 杨健, 范钰琢, 赵福全, 陈勇 申请人:浙江吉利汽车研究院有限公司;浙江吉利控股集团有限公司