多锥耦合式同步器的制作方法

本发明涉及一种车辆变速箱领域，特别涉及一种应用于变速箱内的同步器。

背景技术：

现有同步器应用较多的是单锥同步器和多锥同步器，其中多锥同步器的同步效果比单锥同步器的同步效果更佳。多锥同步器的工作原理是：靠啮合套的内齿斜面与同步器外齿环的外齿斜面挤压产生轴向压力，摩擦面受到轴向压力后产生摩擦力，获得同步。而多锥同步器中以多锥耦合式应用居多，同步效果最佳。

多锥耦合式同步器主要具有两锥耦合式同步器和三锥耦合式同步器，均包括套接的：外齿环1、内齿环2以及位于外齿环1与内齿环2之间的中间钢环3(也统称为“中间钢环”)。其中，两锥耦合式同步器(请见图1)的外齿环1内表面和中间钢环3外表面、中间钢环3内表面和内齿环2外表面相互接触时产生的两个配合锥面5，当所产生的摩擦力相较于单锥同步器的摩擦力增大，同步效果显著。三锥耦合式同步器(请见图2)的外齿环1内表面和中间钢环3外表面、中间钢环3内表面和内齿环2外表面、内齿环2内表面和齿轮锥面(图中未标出)相互接触时产生的三个配合锥面5，所产生的摩擦力增大，同步效果更加显著。

然而，现有的多锥耦合同步器具有两个弊端：

1)、多锥耦合同步器相对于单锥同步器来说，增大了同步容量，但由于是多个摩擦面同时工作，摩擦解锁力增大，在同步过程结束时，中间钢环不易解锁，导致换挡过程有台阶感，甚至引起换挡不到位，导致脱挡。

2)、多锥耦合同步器由于增加了中间钢环，在变速器工作过程中中间钢环会与齿轮配合部分发生撞击产生较大的敲击声，影响整车的NVH品质。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明提出了一种多锥耦合式同步器，中间钢环容易解锁，换挡顺畅，没有台阶感，有效减小在变速器工作过程中中间钢环与齿轮配合时撞击的敲击声。

为达上述目的，本发明提供一种多锥耦合式同步器，包括套接的：外齿环、内齿环以及位于外齿环与内齿环之间的中间钢环；其中：

所述的中间钢环从外齿环的第一侧进入到外齿环中，外齿环的第二侧设有至少一个挡块，挡块沿外齿环的径向方向延伸，并对内齿环进行限位，所述的挡块朝向中间钢环的方向设有弹性机构，用于顶推中间钢环。

所述的多锥耦合式同步器，其中：所述的弹性机构为弹片或弹簧，弹片或弹簧焊接或卡接于挡块上。

所述的多锥耦合式同步器，其中：所述的弹性机构为弹珠，所述的挡块朝向中间钢环的一侧设有口径小于弹珠直径的凹槽，凹槽内设有所述弹珠以及用于向外顶推弹珠的弹簧。

所述的多锥耦合式同步器，其中：所述的中间钢环与内齿环之间也设有弹性机构。

所述的多锥耦合式同步器，其中：所述的中间钢环与内齿环之间的弹性机构为弹片、弹簧或弹珠。

所述的多锥耦合式同步器，其中：所述的多锥耦合式同步器能够与齿圈结合，所述中间钢环和/或齿圈上设置缓冲机构。

所述的多锥耦合式同步器，其中：所述的中间钢环朝向内齿环第一侧的圆周上固定连接有至少一个中间钢环棘爪，所述的齿圈对应于中间钢环棘爪设有至少一个齿圈棘爪定位槽，中间钢环棘爪能够嵌入到齿圈上的齿圈棘爪定位槽中，所述的缓冲机构为包覆体，其包覆于所述的中间钢环棘爪上。

所述的多锥耦合式同步器，其中：所述的中间钢环朝向内齿环第一侧的圆周上固定连接有至少一个中间钢环棘爪，所述的齿圈对应于中间钢环棘爪设有至少一个齿圈棘爪定位槽，中间钢环棘爪能够嵌入到齿圈上的齿圈棘爪定位槽中，所述的缓冲机构为衬垫，其覆盖于所述的齿圈棘爪定位槽的内表面。

所述的多锥耦合式同步器，其中：所述的中间钢环朝向内齿环第一侧的圆周上固定连接有至少一个中间钢环棘爪，所述的齿圈对应于中间钢环棘爪设有至少一个齿圈棘爪定位槽，中间钢环棘爪能够嵌入到齿圈上的齿圈棘爪定位槽中，所述的缓冲机构为减小中间钢环棘爪与齿圈棘爪定位槽的配合间隙50％～90％。

所述的多锥耦合式同步器，其中：所述的多锥耦合式同步器为两锥耦合式同步器或三锥耦合式同步器。

本发明的有益效果是：

1)、在两锥、三锥及多锥耦合同步器的内外齿环和中间钢环之间增加轴向弹性力，在同步过程结束后使锁环(外齿环+中间钢环+内齿环)顺利解环；

2)、在两锥、三锥及多锥耦合同步器的内外齿环和中间钢环之间增加轴向弹性力，使内齿环、外齿环和中间钢环相对压紧，减小松旷量，减少变速箱的敲击音；

3)、中间钢环和齿圈在配合过程中会有撞击声，因此在中间钢环和/或齿圈上设置缓冲机构，减小冲量，并减小碰撞产生的敲击声；

4)可以结合两个实施例的结构，达到更佳的同步效果。

附图说明

在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。其中：

图1为现有的两锥耦合同步器的分解示意图；

图2为现有的三锥耦合同步器的分解示意图；

图3为根据本发明的第一实施例的结构分解图；

图4为外齿环的主视图；

图5为弹性机构为弹片的局部示意图；

图6为弹性机构为弹珠的局部示意图；

图7为根据本发明的第二实施例的结构分解图；

图8为图7的另一视角的结构分解图。

附图标记说明：1-外齿环；11-挡块；12-弹性机构；121-弹片；122-弹珠；2-内齿环；3-中间钢环；31-中间钢环棘爪；4-齿圈；41-齿圈棘爪定位槽41；5-配合锥面。

在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作进一步说明。

第一实施例

请如图3所示，所述的多锥耦合式同步器主要包括套接的：外齿环1、内齿环2以及位于外齿环1与内齿环2之间的中间钢环3。

所述的中间钢环3从外齿环1的第一侧进入到外齿环1中，外齿环1的第二侧设有至少一个挡块11(图中示出三个挡块，但不以此为限)，挡块11沿外齿环1的径向方向延伸，以对内齿环2进行圆周方向限位。

在一优选实施例中，请如图4所示，所述的挡块11朝向中间钢环3的方向设有弹性机构12，用于顶推中间钢环3。无论本发明的同步器采用的是两锥、三锥还是多锥耦合式同步器，弹性机构12都能够在同步结束时向外齿环1和中间钢环3之间增加轴向弹性力，使外齿环1和中间钢环3之间减小摩擦力，从而改善入档台阶感、不易入档、脱档等不良现象。

其中，请如图5所示，所述的弹性机构12可以选用弹片121，所述的弹片121可以采用焊接或卡接等连接方式安装于挡块11上。当然，也可以选用弹簧(图中未示出)，采用焊接或卡接等连接方式安装于挡块11上。

再有，请如图6所示，所述的弹性机构12可以选用弹珠122，具体为挡块11朝向中间钢环3的一侧设有口径小于弹珠122直径的凹槽(图中未详示)，凹槽内设有弹珠122以及用于向外顶推弹珠122的弹簧(图中未详示)，在常态下，弹珠122被弹簧顶出一部分，该结构同样可以向外齿环1和中间钢环3之间增加轴向弹性力。

此外，还可以在中间钢环3与内齿环2之间也设有弹性机构(图中未示)，在同步结束时向内齿环2和中间钢环3之间增加轴向弹性力，使内齿环2和中间钢环3之间减小摩擦力，从而改善入档台阶感、不易入档、脱档等不良现象。

本发明的第一实施例的工作原理是：

在同步结束时，啮合套(图中未示出)要继续穿过外齿环1进而与齿圈4(请见图7)配合以获得动力传递，在这个过程中就需要同步器外齿环1与啮合套产生圆周方向的相对运动，由于多锥耦合结构增加了摩擦面积，获得了更高的同步容量、更快的同步速度，但由于摩擦面积的增加，导致需要较大的力才能抵消摩擦力来获得外齿环与啮合套的圆周向相对运动。本发明通过巧妙在外齿环1与中间钢环3之间和/或中间钢环3与内齿环2之间设置弹性机构12，弹性机构12在同步结束时提供及时的反向轴向力以减小摩擦力，而且可以通过调试弹性力的大小轻松获得需要的外齿环1与啮合套的圆周向相对运动，大大改善了入档台阶感、不易入档、脱档等不良现象。

第二实施例

请如图7和图8所示，所述的中间钢环3朝向内齿环1第一侧的圆周上固定连接有至少一个中间钢环棘爪31(图中示出三个中间钢环棘爪，但不以此为限)。中间钢环3的中间钢环棘爪31与齿圈4上的齿圈棘爪定位槽41相配合，当外齿环1分别与内齿环2、啮合套进行配合，达到同步转动时，中间钢环3与齿圈4也有配合并且同步转动。此时，中间钢环3的中间钢环棘爪31嵌入到齿圈4上的齿圈棘爪定位槽41中。

然而上述两组同步转动的配合在圆周向和轴向都存在间隙(这个间隙是必需的，其大小因不同的变速器设计而不同)，正是由于这个间隙的存在，在变速器传递扭矩的过程中因扭矩波动而引起上述两组配合各自的相互撞击，从而产生变速器敲击噪声。

为了减小噪声，可以在中间钢环3和/或齿圈4上设置缓冲机构。

在一优选实施例中，所述的缓冲机构为包覆体32，其包覆于所述的中间钢环棘爪31上，所述的包覆体32可以是铜套、耐磨效果显著的包胶、或者由其它较软(比钢软)的金属材料或非金属材料制成的包覆体，以缓冲减小碰撞产生的敲击声。

在另一优选实施例中，所述的缓冲机构为衬垫42，其覆盖于所述的齿圈棘爪定位槽41的内表面，所述衬垫42可以是铜套、耐磨效果显著的包胶、或者由其它较软(比钢软)的金属材料或非金属材料制成的衬垫。

在又一优选实施例中，将中间钢环棘爪31与齿圈棘爪定位槽41的配合间隙减小50％～90％，减小冲量，以减小敲击声。

所述的缓冲机构可以采用不同形式(包覆体、衬垫、减小配合间隙等等)同时应用于中间钢环3与齿圈4上。

无论本发明的同步器采用的是两锥、三锥还是多锥耦合式同步器，缓冲机构都能够对同步器与齿圈的结合进行缓冲，减小冲量，并减小碰撞产生的敲击声。

本发明的第二实施例的工作原理是：

当同步器与齿圈结合时，中间钢环棘爪31将嵌入到齿圈棘爪定位槽41中，二者的配合间隙的减小，能够进行缓冲，减小冲量，并减小碰撞产生的敲击声。

需要说明的是，在应用本发明的第二实施例时，也可以结合本发明的第一实施例，借助于弹性机构12的弹性力，使同步器的外齿环1、中间钢环3、内齿环2受到轴向力压紧而不会松旷，可以同步缓解敲击声问题。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1)、在两锥、三锥及多锥耦合同步器的内外齿环和中间钢环之间增加轴向弹性力，在同步过程结束后使锁环(外齿环+中间钢环+内齿环)顺利解环；

2)、在两锥、三锥及多锥耦合同步器的内外齿环和中间钢环之间增加轴向弹性力，使内齿环、外齿环和中间钢环相对压紧，减小松旷量，减少变速箱的敲击音；

3)、中间钢环和齿圈在配合过程中会有撞击声，因此在中间钢环3和/或齿圈4上设置缓冲机构或减小间隙，减小冲量，并减小碰撞产生的敲击声；

4)可以结合两个实施例的结构，达到更佳的同步效果。

虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述，但在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。