一种锁环式同步器的制造方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种锁环式同步器，包括齿毂、滑套、回位弹簧、同步锥环和结合齿圈；滑套套设在齿毂上，同步锥环内壁上均布有若干个锁止凸台，锁止凸台设置有第一锁止斜面，结合齿圈侧壁上设有向轴向延伸的环状凸台，环状凸台上开设有与同步锥环内壁上各锁止凸台适配的锁止凹槽，锁止凹槽设置有第二锁止斜面，滑套从齿毂一侧向结合齿圈滑动、推动同步锥环与结合齿圈贴合，同步锥环在回位弹簧带动下越过结合齿圈，使滑套内花键和结合齿圈外花键啮合，本实用新型整体结构紧凑，轴向尺寸较小，摩擦锥面设计在滑套上，相比较传统的锁环式同步器具有更大的摩擦半径，即更大的同步器容量，变速器具有较高的操纵舒适性和可靠性及较低的成本。
【专利说明】—种锁环式同步器
【技术领域】
[0001]本实用新型属于汽车领域，涉及一种锁环式同步器。
【背景技术】
[0002]随着国内汽车工业的迅速发展，重卡客户也开始对变速器的尺寸、重量和操纵舒适性有了越来越高的要求，其中同步器就是影响变速器尺寸、重量和操纵舒适性的重要因素之一，属于变速器的关键零部件。国内现有同步器距离国外技术还有一定差距，主要体现在同步器寿命、和同步器挂挡手感两个方面。
[0003]现有同步器存在的问题:
[0004]A、同步器安装尺寸大；随着变速器技术的发展，顾客对变速器的尺寸要求越来越高，他们希望在变速器输入扭矩不变的前提下，变速器越紧凑越好。同步器的安装尺寸大会导致整个变速器的长度和材料增加，进而整个变速器的重量增加。在节能环保意识日益增强的今天，重量过大的变速器不仅会影响整车的燃油经济性，而且会导致成本的增加；同时，尺寸偏大的变速器也会使得整车布置更加困难。
[0005]B、同步器容量小；在同步器尺寸不变和不增加成本的前提下，同步器容量的大小就显得尤为重要。大容量同步器不仅可以大大提高变速器的操纵舒适性，而且还可以提高同步器寿命，即同步器可靠性。
[0006]C、结构复杂；现有的同步器由齿毂、滑套、结合齿圈弹簧、内摩擦锥环、外摩擦锥环、顶销和滑块等组成，整个同步器结构较为复杂，轴向尺寸较大，即安装尺寸较大。
实用新型内容
[0007]本实用新型的目的在于克服现有技术缺陷，提供了一种锁环式同步器以解决现有同步器安装尺寸大、结构复杂且同步器容量小的问题。
[0008]为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是:
[0009]一种锁环式同步器，包括齿毂、滑套、回位弹簧、同步锥环和结合齿圈；齿毂的内径设置有与轴上外花键连接的内花键，齿毂的外径设置有外花键；滑套套设在齿毂上，滑套内壁设有与齿毂外花键啮合的内花键，滑套内花键一侧的内圆上设有摩擦锥面；同步锥环位于齿毂和滑套的一侧，同步锥环的外圆设有摩擦锥面，并部分套设于滑套内，同步锥环的摩擦锥面与滑套的摩擦锥面适配，同步锥环内壁上均布有若干个锁止凸台，锁止凸台设置有第一锁止斜面，同步锥环各锁止凸台顶部开设有容纳回位弹簧的第一弹簧卡槽，结合齿圈与第一齿轮连接，结合齿圈设有与滑套内花键啮合的外花键，结合齿圈侧壁上设有向轴向延伸的环状凸台，环状凸台内侧壁为锥面，在该锥面顶部开设有容纳回位弹簧的第二弹簧卡槽，结合齿圈的外圆设置有与同步锥环的锁止凸台对应的锁止凹槽，锁止凹槽将环状凸台分割为不连续状，环状凸台邻接锁止凹槽处设置有与锁止凸台上的第一锁止斜面对应的第二锁止斜面；挂档时，滑套从齿毂一侧向结合齿圈方向轴向移动，滑套的摩擦锥面挤压同步锥环的摩擦锥面，滑套与同步锥环转速同步后，在滑套的挤压下，同步锥环的锁止凸台进入结合齿圈的锁止凹槽底部，回位弹簧受到压缩，从环状凸台的锥面顶部的第一弹簧卡槽滑出，沿着锥面滑动至环状凸台的锥面根部，滑套继续轴向移动，结合齿圈在同步锥环的压力下旋转一个角度，使滑套得内花键和结合齿圈外花键啮合。
[0010]所述同步锥环的锁止凸台沿同步锥环圆周方向分布，锁止凸台的两侧设置有第一锁止斜面；结合齿圈的环状凸台上开设有与同步锥环锁止凸台的第一锁止斜面对应的第二锁止斜面。
[0011]所述同步锥环第一锁止斜面的两端还分别设有第一平面和第二平面。
[0012]所述回位弹簧为开口的环形弹簧，回位弹簧一端固定于同步锥环的一锁止凸台上。
[0013]所述同步锥环的一个锁止凸台内设有开孔，回位弹簧一端挂接在该锁止凸台的开孔内。
[0014]所述结合齿圈与空套在轴上的齿轮联动，结合齿圈与齿轮通过花键啮合传动或销传动，或结合齿圈与齿轮连为一体。
[0015]所述同步器包括齿毂和滑套，所述齿毂和滑套两侧分别设置一组同步锥环、结合齿圈和回位弹黃。
[0016]所述的结合齿圈还设有对滑套轴向移动限位的限位凸台。
[0017]本实用新型具有以下优点:
[0018]A、本实用新型所用零件减少，除去齿轮外，共计5种零件，而且整体结构紧凑，轴向尺寸较小，具有的较小的安装尺寸。同步器安装尺寸小可使整个变速器的长度和材料减小，整个变速器的重量减轻，成本降低，尺寸更加紧凑也使得整车布置更加容易。
[0019]B、本实用新型将摩擦锥面设计在滑套上，相比较传统的锁环式同步器的摩擦中间环具有更大的摩擦半径，即更大的同步器容量。大容量同步器不仅可以大大提高变速器的操纵舒适性，而且还可以提高同步器寿命，即同步器可靠性。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1:本实用新型的结构示意图；
[0021]图2:本实用新型结构示意图的局部放大图；
[0022]图3-1:本实用新型中同步锥环的结构示意图；
[0023]图3-2:本实用新型中同步锥环的锁止凸台的截面示意图；
[0024]图4-1:本实用新型中接合齿圈的立体图结构示意图；
[0025]图4-2:本实用新型中接合齿圈结构示意图的局部放大图；
[0026]图4-3:本实用新型中接合齿圈的结构示意图；
[0027]图5:本实用新型预同步阶段各部件的位置关系示意图局部放大图；
[0028]图6-1:本实用新型同步后各部件的位置关系示意图；
[0029]图6-2:本实用新型同步后各部件的位置关系示意图局部放大图；
[0030]图中:1、第一齿轮；2、结合齿圈；201锁止凹槽；202环状凸台；3、回位弹簧；4、同步锥环；401、锁止凸台；5、齿毂；6、滑套；7、第二齿轮；a、第一弹簧卡槽；a’、第二弹簧卡槽；b、第一锁止斜面；b’、第二锁止斜面；nl、第一平面；n2、第二平面。
【具体实施方式】
[0031]下面结合附图对本实用新型进行详细说明。
[0032]本实用新型的锁环式同步器包括齿毂5、滑套6、回位弹簧3、同步锥环4和结合齿圈2 ;齿毂5内径设置有与轴上外花键连接的内花键，齿毂5外径设置有外花键；滑套6套设在齿毂5上，滑套6内壁设有与齿毂5外花键啮合的内花键，滑套6内花键一侧的内圆上设有摩擦锥面；如图1所示，同步锥环4位于齿毂I和滑套6的一侧，同步锥环4的外圆设有摩擦锥面，并部分或完全套设与滑套6内，同步锥环4的摩擦锥面与滑套6的摩擦锥面适配，如图3-1所示，同步锥环4内壁上均布有若干个锁止凸台401，同步锥环4各锁止凸台401顶部开设有容纳回位弹簧3的第一弹簧卡槽a，如图3-1和3_2所示，锁止凸台401的一侧设置有第一锁止斜面b ;如图4-3所示，结合齿圈2侧壁上设有向轴向延伸的环状凸台202，如图4-1、4-2所示，环状凸台202内侧壁为锥面，在该锥面顶部开设有容纳回位弹簧3的第二弹簧卡槽a’，结合齿圈2的外圆设置有与同步锥环4的锁止凸台对应的锁止凹槽201，锁止凹槽201将环状凸台202分割为不连续状，环状凸台202邻接锁止凹槽501处设置有与锁止凸台的第一锁止斜面b对应的第二锁止斜面b’;如图3-2所示，锁止凸台401的第一锁止斜面b —端还设置有第一平面nl，当同步器处于空档位置时，第一平面nl部分处于锁止凹槽501内，主要是为了防止同步锥环4与接合齿圈2之间发生冲击时，防止同步锥环4的第一锁止斜面b受到结合齿圈2第二锁止斜面b’分力时，设置在同步锥环4第一弹簧卡槽a中的弹簧被顶出结合齿圈2的第二弹簧卡槽a’，当同步器预同步时候，第一平面nl挤压锁止凹槽501的侧壁，第一平面nl在预同步时候能够承担部分锁止压力，减小对同步锥环4的轴向反作用力，使得对滑套2的反作用力减小，使司机感到换挡力较轻；锁止凸台401的第一锁止斜面b另一端还设置有第二平面n2，第二平面n2是非必要的，第二平面n2主要是为了减轻磨损而设置的。
[0033]滑套6从齿毂5 —侧向结合齿圈5方向轴向移动，滑套6的摩擦锥面挤压同步锥环4的摩擦锥面，在滑套6的挤压下，同步锥环4的锁止凸台401进入结合齿圈2的锁止凹槽201的底部，回位弹簧3从环状凸台202的锥面顶部的第二弹簧卡槽a’滑出沿着锥面滑动至环状凸台202的锥面根部，滑套6继续轴向移动，使滑套6得内花键和结合齿圈2外花键啮合。
[0034]进一步，如图2所示，所述同步器包括齿毂5和滑套6，所述齿毂5和滑套6两侧分别设置一组同步锥环4、结合齿圈2和回位弹簧3 ;两侧的结合齿圈2均设有内花键，两结合齿圈2分别通过内花键与安装在输出轴上的第一齿轮I和第二齿轮7啮合传动。
[0035]进一步，所述结合齿圈2与空套在轴上的一起齿轮联动，结合齿圈2与齿轮通过花键啮合传动、销传动或与齿轮连为一体，回位弹簧3为开口的环形弹簧，同步锥环4的一个锁止凸台401内设有开孔，回位弹簧3 —端挂接在该锁止凸台401的开孔内、另一端自由，安装结构简单，方便对弹簧进行拆卸。
[0036]该同步器挂档时，滑套2从齿毂I 一侧向结合齿圈2方向轴向移动，滑套2的摩擦锥面挤压同步锥环4的摩擦锥面，在摩擦力矩的作用下，同步锥环4相对结合齿圈2旋转一个角度，推动同步锥环4锁止凸台401的第一锁止斜面b与结合齿圈2锁止凹槽201的第二锁止斜面b’贴合，锁止凸台401的第一平面nl与锁止凹槽501的侧壁贴合，此时由于结合齿圈2的锁止凹槽201的第二锁止斜面b’挤压同步锥环4锁止凸台401的第一锁止斜面b，同步锥环4不能继续轴向移动，阻止了滑套2继续轴向移动，直至同步锥环4转速与同步锥环4转速同步以后，同步锥环4在滑套2的挤压下，在第一锁止斜面b和第二锁止斜面b’的分力作用下，使结合齿圈2相对同步锥环4旋转一个角度，此时同步锥环4的锁止凸台401进入结合齿圈2的锁止凹槽201的底部，同步锥环4向结合齿圈2轴向靠近一定距离，回位弹簧3从环状凸台202的锥面顶部的第二弹簧卡槽a’滑出沿着锥面滑动至环状凸台202的锥面根部，由于同步锥环轴向移动，不再阻碍滑套6轴向移动，使滑套6继续轴向移动一段距离，滑套6的内花键和结合齿圈5的外花键啮合，挂档结束。
[0037]当同步器摘挡时，滑套6轴向反向移动，脱开与接合齿圈2的啮合，回位弹簧3作用于结合齿圈2的环形凸台的锥面上，产生使同步锥环4远离结合齿圈2的一个分力，使同步锥环4轴向反向移动，直至回位弹簧滑入结合齿圈2环形凸台上的锥面顶部的第二弹簧卡槽a’中，此时锁止凸台401上的第二平面n2与第一锁止斜面b退出结合齿圈2的锁止凹槽201，锁止凸台401上的第一平面nl部分退出接合齿圈2的锁止凹槽201，摘挡结束。
[0038]以下通过同步器向右挂档的几种工作状态，详细说明本实用新型的工作过程:
[0039]一、空档位置状态
[0040]空档位置状态如图2所示，此时同步器滑套6处于同步器齿毂5中心位置，回位弹簧3处于结合齿圈2的第二弹簧卡槽a’中和同步锥环4的第一弹簧卡槽a中。同步锥环4与结合齿圈2同步转动，锥环上的3个锁止凸台401上的第一平面nl部分处于锁止凹槽201内。同步器结合齿圈2内花键与同步齿轮外花键处于啮合状态。
[0041]二、进入锁止状态
[0042]如图6-1所示，同步器滑套2在变速器拨叉的推动下，离开中间位置向同步器右侧结合齿圈2方向移动。这时，同步器滑套的摩擦内锥面与同步锥环4外锥面贴合。由于同步器滑套与同步锥环以不同的角速度运转，滑套6与同步锥环4之间产生的摩擦力矩使同步锥环4相对于结合齿圈2转动一个角度，同步锥环4上的第一锁止斜面b和第一平面nl分别与结合齿圈5上的第二锁止斜面b’和锁止凹槽侧壁接触，进入锁止状态。
[0043]三、同步阶段
[0044]在继续向滑套6施加向右的轴向力作用下，同步锥环4锥面上的压力不断加大，同步锥环4与滑套6之间的摩擦力矩也在不断增大，在摩擦力矩的作用下，使得同步锥环4与滑套2的转速最终达到同步，同步过程完成。
[0045]四、脱锁过程
[0046]同步阶段结束后，同步器齿毂I与目标挡齿轮之间的转速差变为零，滑套2和同步锥环4不再产生相对转动，之间的摩擦力消失，滑套6上的轴向力仍作用在同步锥环4上，使同步锥环4的第一锁止斜面b挤压结合齿圈2的第二锁止斜面b’，在两锁止斜面的作用下，同步锥环4对结合齿圈2的正压力分成一个圆周的拨环力矩和一个轴向分力；拨环力矩使结合齿圈2相对同步锥环4相对转动一个角度，使同步锥环上的锁止凸台401第一锁止斜面b与接合齿圈上的锁止凹槽201的第二锁止斜面b’分开，此时结合齿圈2的外花键的齿顶正对滑套6内花键的齿底；同步锥环4对结合齿圈2的轴向分力使回位弹簧3在接合齿圈2的环形凸台202锥面的作用下收缩，同步锥环4靠近接合齿圈2移动一段距离，同步锥环4上的锁止凸台401更深插入结合齿圈2的锁止凹槽201内，回位弹簧3被压紧在接合齿圈2的环形凸台锥面的根部，脱锁过程完成。
[0047]五、挂挡完成
[0048]由于脱锁过程中推动同步锥环4轴向向右移动了一个距离，不再阻挡滑套6的轴向向右移动，在拨叉推力作用下，滑套6继续向右移动，直至滑套6触碰到设置在接合齿圈上的限位凸起，此时滑套6内花键同时与齿毂5和接合齿圈2的外花键啮合，挂档过程完成，如图6-2所示。
[0049]六、摘挡
[0050]滑套6在拨叉作用下向左做轴向移动，同时同步锥环4也在回位弹簧3对接合齿圈上环形凸台内锥面的作用下也向左轴向移动，直至所有零件回到如图4所示位置，完成摘挡。
[0051]本实用新型相对于传统锁环式同步器，具有结构紧凑，安装尺寸小，同步器容量大，可靠性高等优点。可使变速器具有紧凑的尺寸，较低的成本，较高的操纵舒适性以及较高的可靠性。
【权利要求】
1.一种锁环式同步器，其特征在于:包括齿毂(5)、滑套￠)、回位弹簧(3)、同步锥环(4)和结合齿圈(2);齿毂(5)的内径设置有与轴上外花键连接的内花键，齿毂(5)的外径设置有外花键；滑套(6)套设在齿毂(5)上，滑套(6)内壁设有与齿毂(5)外花键啮合的内花键，滑套￠)内花键一侧的内圆上设有摩擦锥面；同步锥环(4)位于齿毂(5)和滑套(6)的一侧，同步锥环(4)的外圆设有摩擦锥面，并部分套设于滑套￠)内，同步锥环(4)的摩擦锥面与滑套￠)的摩擦锥面适配，同步锥环(4)内壁上均布有若干个锁止凸台(401)，锁止凸台设置有第一锁止斜面(b)，同步锥环(4)各锁止凸台(401)顶部开设有容纳回位弹簧(3)的第一弹簧卡槽(a)，结合齿圈(2)与第一齿轮连接，结合齿圈(2)设有与滑套(6)内花键啮合的外花键，结合齿圈(2)侧壁上设有向轴向延伸的环状凸台(202)，环状凸台(202)内侧壁为锥面，在该锥面顶部开设有容纳回位弹簧(3)的第二弹簧卡槽(a’)，结合齿圈(2)的外圆设置有与同步锥环⑷的锁止凸台(401)对应的锁止凹槽(201)，锁止凹槽(201)将环状凸台(202)分割为不连续状，环状凸台(202)邻接锁止凹槽(201)处设置有与锁止凸台(401)上的第一锁止斜面(b)对应的第二锁止斜面(b’ );挂档时，滑套(6)从齿毂(5)一侧向结合齿圈(2)方向轴向移动，滑套(6)的摩擦锥面挤压同步锥环(4)的摩擦锥面，滑套(6)与同步锥环⑷转速同步后，在滑套(6)的挤压下，同步锥环⑷的锁止凸台(401)进入结合齿圈(2)的锁止凹槽(201)底部，回位弹簧(3)受到压缩，从环状凸台(202)的锥面顶部的第二弹簧卡槽(a’ )滑出，沿着锥面滑动至环状凸台(202)的锥面根部，滑套(6)继续轴向移动，结合齿圈(2)在同步锥环的压力下旋转一个角度，使滑套(6)得内花键和结合齿圈(2)外花键啮合。
2.如权利要求1所述的锁环式同步器，其特征在于:所述同步锥环(4)的锁止凸台(401)沿同步锥环(4)圆周方向分布，锁止凸台(401)的两侧设置有第一锁止斜面(b);结合齿圈(2)的环状凸台(202)上开设有与同步锥环(4)锁止凸台的第一锁止斜面(b)对应的第二锁止斜面(b’)。
3.如权利要求2所述的锁环式同步器，其特征在于:所述同步锥环(4)第一锁止斜面(b)的两端还分别设有第一平面(nl)和第二平面(n2)。
4.如权利要求1所述的锁环式同步器，其特征在于:所述回位弹簧(3)为开口的环形弹簧，回位弹簧(3) —端固定于同步锥环(4)的一锁止凸台(401)上。
5.如权利要求4所述的锁环式同步器，其特征在于:所述同步锥环(4)的一个锁止凸台(401)内设有开孔，回位弹簧(3) —端挂接在该锁止凸台(401)的开孔内。
6.如权利要求1-5任一项所述的锁环式同步器，其特征在于:所述结合齿圈(5)与空套在轴上的齿轮联动，结合齿圈(2)与齿轮通过花键啮合传动或销传动，或结合齿圈(2)与齿轮连为一体。
7.如权利要求1-5任一项所述的锁环式同步器，其特征在于:所述同步器包括齿毂(5)和滑套￠)，所述齿毂(5)和滑套(6)两侧分别设置一组同步锥环(4)、结合齿圈(2)和回位弹黃⑶。
8.如权利要求1-5任一项所述的锁环式同步器，其特征在于:所述的结合齿圈(2)还设有对滑套(6)轴向移动限位的限位凸台。
【文档编号】F16D23/04GK203948511SQ201420333696
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2014年6月20日 优先权日:2014年6月20日
【发明者】张国英, 强革涛, 王魏 申请人:陕西法士特汽车传动集团有限责任公司