手动变速器的同步器系统的制作方法

本发明属于变速器技术领域，具体地说，本发明涉及一种手动变速器的同步器系统。

背景技术：

mt变速器(手动变速器)主要由壳体系统、轴齿系统、选换挡系统及附件系统组成。目前，mt变速器的同步器系统，不管是对于钢环贴碳结构，还是对于铜环内锥螺纹结构，考虑到其使用寿命，在设计时，通常在接合齿圈与同步环端面预留一定间隙(同步环后备量)，以预防同步环锥面磨损所带来的可靠性问题。在换档过程中，齿套在同步环后备行程运动过程中，齿套主要受来自于拨叉的轴向力及变速箱油作用的径向力，接合齿圈则主要受变速箱油作用的径向力，由于齿套与接合齿圈自身及相连接系统的惯量差异和变速箱油的作用力，齿套与接合齿圈同步后，会产生新的转速差，同步环后备行程越大，所产生的转速差也越大，由此，会在换挡过程产生明显的二次冲击。

随着用户对换挡品质要求的提高，传统同步器设计已不能满足用户的需求。因此，需要新结构的同步器系统设计来改善换挡二次冲击问题，从而提升mt变速器换挡品质。

技术实现要素：

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提供一种手动变速器的同步器系统，目的是改善换挡二次冲击，提升手动变速器的换挡品质。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：手动变速器的同步器系统，包括滑动齿套、同步环和接合齿圈，所述滑动齿套具有用于拨正所述接合齿圈的拨正齿轮齿和用于与接合齿圈啮合以实现同步锁止的同步齿，同步齿的锁止角大于拨正齿轮齿的锁止角。

所述同步齿的端部设有两个低齿锁止面，两个低齿锁止面为对称分布且两个低齿锁止面相连接形成低齿锁止棱线。

所述拨正齿轮齿的端部设有第一高齿锁止面和第二高齿锁止面，第一高齿锁止面和第二高齿锁止面呈v形分布，第一高齿锁止面和第二高齿锁止面相连接形成高齿锁止棱线。

所述第一高齿锁止面的长度小于所述第二高齿锁止面的长度。

换挡过程中，所述滑动齿套越过所述同步环的瞬间，所述低齿锁止棱线与所述接合齿圈的锁止棱线之间的垂直距离大于所述高齿锁止棱线与接合齿圈的锁止棱线之间的垂直距离。

所述滑动齿套越过所述同步环的瞬间，所述高齿锁止棱线与所述接合齿圈的锁止棱线之间的最小垂直距离为0.2mm。

所述接合齿圈包括相连接的齿圈体和同步锥体，同步锥体具有用于与所述同步环的内锥面贴合的外锥面。

本发明手动变速器的同步器系统，齿套采用高低齿结构及高齿采用偏倒角结构，有效缩短换挡过程齿套自由滑行行程，减小因自由滑行行程及变速箱油作用力所产生的新的转速差；同时,接合齿圈采用偏倒角结构设计,达到增加接合齿圈周向分力的目的。综上所述，本发明专利从降低新转速差和增加接合齿圈周向分力两个方面优化换挡过程二次冲击，提升手动变速箱的换挡品质。

附图说明

本说明书包括以下附图，所示内容分别是：

图1是滑动齿套的结构示意图；

图2是接合齿圈的结构示意图；

图3是拨正齿轮齿和同步齿的结构示意图；

图4是拨正齿轮齿的端部结构示意图；

图5是接合齿圈受力分析图；

图6是图中标记为：1、齿套本体；2、同步齿；201、低齿锁止面；202、低齿锁止棱线；3、拨正齿轮齿；301、第一高齿锁止面；302、第二高齿锁止面；303、高齿锁止棱线；4、接合齿圈；401、齿圈体；402、同步锥体；403、接合齿；404、锁止棱线；405、第一锁止面；406、第二锁止面。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，目的是帮助本领域的技术人员对本发明的构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解，并有助于其实施。

如图1至图6所示，本发明提供了一种手动变速器的同步器系统，包括滑动齿套、同步环和接合齿圈4，滑动齿套具有用于拨正接合齿圈4的拨正齿轮齿3和用于与接合齿圈4啮合以实现同步锁止的同步齿2，同步齿2的锁止角大于拨正齿轮齿3的锁止角。

具体地说，同步环位于滑动齿套和接合齿圈4之间，滑动齿套与齿毂通过花键间隙配合装配在一起。如图2所示，接合齿圈4包括相连接的齿圈体401和同步锥体402，同步锥体402和齿圈体401均为圆环形结构且齿圈体401与同步锥体402为同轴设置，同步锥体402是在齿圈体401的一侧与齿圈体401固定连接且两者为锻造成一体，同步环套设在同步锥体402上，同步锥体402具有用于与同步环的内锥面贴合的外锥面，齿圈体401的外圆面上设有多个接合齿403，所有接合齿403为在齿圈体401的外圆面上沿周向均匀分布，接合齿403用于与滑动齿套啮合。如图1所示，滑动齿套还包括齿套本体1，齿套本体1为圆环形结构，同步齿2和拨正齿轮齿3设置在齿套本体1的内圆面上，同步齿2和拨正齿轮齿3均具有一定的长度，同步齿2和拨正齿轮齿3的长度方向与滑动齿套的轴线(也即齿套本体1的轴线)相平行，同步齿2和拨正齿轮齿3设置多个，所有拨正齿轮齿3在齿套本体1的内圆面上沿齿套本体1的周向分布，所有同步齿2在齿套本体1的内圆面上沿齿套本体1的周向分布，各个同步齿2分别位于周向上相邻的两个拨正齿轮齿3之间，同步齿2和拨正齿轮齿3用于与同步环的接合齿和接合齿圈4的接合齿403啮合。

如图1、图3和图4所示，同步齿2的长度小于拨正齿轮齿3的长度，同步齿2的端部(该端部是指同步齿2的长度方向上的端部)设有两个低齿锁止面201，两个低齿锁止面201为对称分布且两个低齿锁止面201相连接形成低齿锁止棱线202。两个低齿锁止面201之间具有夹角且该夹角为钝角，低齿锁止面201为与滑动齿套的轴线相平行的平面，其中一个低齿锁止面201的一端与另一个低齿锁止面201的一端相连接，从而在同步齿2的端部形成一个尖端，该尖端的顶点位置形成低齿锁止棱线202，低齿锁止棱线202为与滑动齿套的轴线相平行的直线。而且低齿锁止棱线202位于同步齿2的宽度方向(同步齿2的宽度方向与滑动齿套的轴线在空间上相垂直，同步齿2的宽度方向与同步齿2的长度方向相垂直)的中线上，同步齿2为对称齿结构，两个低齿锁止面201分别朝向同步齿2的宽度方向的中线的一侧延伸，同步齿2的长度方向上的两端部的结构相同。

如图1、图3和图4所示，拨正齿轮齿3的端部(该端部是指拨正齿轮齿3的长度方向上的端部)设有第一高齿锁止面301和第二高齿锁止面302，第一高齿锁止面301和第二高齿锁止面302呈v形分布，第一高齿锁止面301和第二高齿锁止面302相连接形成高齿锁止棱线303。第一高齿锁止面301和第二高齿锁止面302之间具有夹角且该夹角为锐角，第一高齿锁止面301和第二高齿锁止面302为与滑动齿套的轴线相平行的平面，第一高齿锁止面301一端与第二高齿锁止面302的一端相连接，从而在拨正齿轮齿3的端部形成一个尖端，该尖端的顶点位置形成高齿锁止棱线303，高齿锁止棱线303为与滑动齿套的轴线相平行的直线。而且高齿锁止棱线303位于拨正齿轮齿3的宽度方向(拨正齿轮齿3的宽度方向与滑动齿套的轴线在空间上相垂直，拨正齿轮齿3的宽度方向与拨正齿轮齿3的长度方向相垂直)的中线上，拨正齿轮齿3为非对称齿结构，第一高齿锁止面301的长度小于第二高齿锁止面302的长度，第一高齿锁止面301的长度方向与拨正齿轮齿3的长度方向之间具有夹角且该夹角为锐角，第一高齿锁止面301的长度方向与拨正齿轮齿3的长度方向之间的夹角小于低齿锁止面201与同步齿2的长度方向之间的夹角，第二高齿锁止面302的长度方向与拨正齿轮齿3的长度方向之间具有夹角且该夹角为锐角，第一高齿锁止面301的长度方向与拨正齿轮齿3的长度方向之间的夹角小于第二高齿锁止面302的长度方向与拨正齿轮齿3的长度方向之间的夹角，第一高齿锁止面301和高齿锁止棱线303位于拨正齿轮齿3的宽度方向的中线的同一侧，第二高齿锁止面302的两端分别位于拨正齿轮齿3的宽度方向的中线的一侧，拨正齿轮齿3的长度方向上的两端部的结构相同。

滑动齿套设计有高低齿，拨正齿轮齿3起拨正接合齿圈作用，同步齿2起同步锁止作用，本发明旨在缩小滑动齿套越过同步环后，滑动齿套的锁止角与接合齿圈4的锁止角之间的间隙，从而减小新产生的转速差，以达到改善换挡二次冲击的目的。如图6所示，在换挡过程中，滑动齿套沿周向朝向接合齿圈4处移动，滑动齿套越过同步环的瞬间，低齿锁止棱线202与接合齿圈4的锁止棱线404之间的垂直距离(该垂直距离是指在滑动齿套的轴向上，低齿锁止棱线202与接合齿圈4的锁止棱线404之间的距离y，现有技术中手动变速箱的滑动齿套自由滑移距离与y相同)大于高齿锁止棱线303与接合齿圈4的锁止棱线404之间的垂直距离(该垂直距离是指在滑动齿套的轴向上，高齿锁止棱线303与接合齿圈4的锁止棱线404之间的距离x，也即滑动齿套的自由滑移距离)，高齿与低齿高度差为y-x(也即本发明与传统变速箱相比，所优化的自由滑移距离。接合齿圈4的锁止棱线404为设置在接合齿403的端部的一条直线，该锁止棱线404与接合齿圈4的轴线相平行，第一高齿锁止面301用于与接合齿圈4的接合齿403接触。

作为优选的，滑动齿套越过同步环的瞬间，高齿锁止棱线303与接合齿圈4的锁止棱线之间的最小垂直距离为0.2mm。

本发明的滑动齿套与现有技术中的齿套差异点在于：本发明的滑动齿套设计有高低齿，拨正齿轮齿3采用偏倒角结构，与接合齿圈的接触侧角度设计值较小，起拨正接合齿圈4的作用；同时减小空行程，同步齿2采用对称齿结构，锁止角设计值相对较大，起同步锁止作用。现有技术的滑动齿套在进行锁止角设计时，考虑到换档过程，滑动齿套与同步环起锁止作用，滑动齿套的锁止角设计值受到限制。若滑动齿套的锁止角设计值太小，在换挡过程中，滑动齿套与同步环不能有效锁止，导致滑动齿套与接合齿圈4未同步，滑动齿套也有可能越过同步环与接合齿圈4接合，此时会造成严重卡滞或打齿。本发明中，滑动齿套设计为高低齿，低齿起到同步作用，锁止角设计值相对大些，而高齿主要起到拨正同步锥作用，不参与同步，此时，我们可以把高齿锁止角的设计值变的尽可能小，该设计更有利于齿套对同步锥拨正，能在一定程度上改善二次冲击。

同时，接合齿圈4的接合齿403设计为偏倒角结构，在保证倒锥啮合长度的前提下，尽可能减小与滑动齿套的接触侧的锁止角的设计值，以达到增大接合齿圈4周向分力的目的，从而优化换挡性能。

如图2和图6所示，接合齿圈4的接合齿403的端部(该端部是指接合齿403的长度方向上的端部)设有第一锁止面405和第二锁止面406，第一锁止面405和第二锁止面406呈v形分布，第一锁止面405和第二锁止面406相连接形成锁止棱线404。第一锁止面405和第二锁止面406之间具有夹角且该夹角为锐角，第一锁止面405和第二锁止面406为与接合齿圈4的轴线相平行的平面，第一锁止面405一端与第二锁止面406的一端相连接，从而在接合齿403的端部形成一个尖端，该尖端的顶点位置形成锁止棱线404，锁止棱线404为与接合齿圈4的轴线相平行的直线。而且锁止棱线位于接合齿403的宽度方向(接合齿403的宽度方向与接合齿圈4的轴线在空间上相垂直，接合齿403的宽度方向与接合齿403的长度方向相垂直)的中线上，接合齿403为非对称齿结构，第一锁止面405的长度小于第二锁止面406的长度，第一锁止面405的长度方向与接合齿403的长度方向之间具有夹角且该夹角为锐角，第二锁止面406的长度方向与接合齿403的长度方向之间具有夹角且该夹角为锐角，第一锁止面405用于与第一高齿锁止面301接触，第二锁止面406用于与低齿锁止面201接触，第一锁止面405的长度方向与接合齿403的长度方向之间的夹角小于第二锁止面406的长度方向与接合齿403的长度方向之间的夹角，第一锁止面405和锁止棱线404位于接合齿403的宽度方向的中线的同一侧，第二锁止面406的两端分别位于接合齿403的宽度方向的中线的一侧。

接合齿403设计为偏倒角，该设计可以在保证滑动齿套与接合齿圈4啮合长度的前提下，可以最大程度减小滑动齿套与接合齿接触侧锁止角设计值，从而增大相同滑动齿套作用力下的接合齿圈4受到的周向分力f，受力图如图5所示，在换挡过程中，接合齿圈4受到的周向分力f＝fn*cos(α)-u*fn*sin(α)＝fn*[cos(α)-u*sin(α)]，其中，fn为齿套锁止面作用于接合齿圈锁止面轴向力，u为齿套锁止面与接合齿圈锁止面间摩擦因数，周向分力f的方向与接合齿圈4的轴线相垂直且与接合齿的宽度方向相平行，其中，α为滑动齿套与接合齿圈接合侧的接合齿圈锁止角，也为第一锁止面405的长度方向与接合齿403的长度方向之间的夹角。

在fn不变的前提下，随着α的减小，cos(α)变大，sin(α)变小，u的大小保持不变，因此f变大，即在相同轴向作用力的前提下，更容易实现对接合齿圈4的拨正，从而降低换挡过程二次冲击力，达到改善换挡性能的目的。

本发明的同步器系统的工作过程为：用户操作整车换档手柄，用于施加到换档手柄上的作用力通过拉线机构传递至手动变速器的换挡臂，换挡臂的旋转运动通过手动变速器的换档操作机构转换为拨叉的轴向运动，拨叉的轴向运动带动滑动齿套沿轴向进行移动，滑动齿套通过其内花键滑块槽带动滑块沿轴向移动，并作用在同步环上，实现同步环预同步，同时，滑动齿套在拨叉的轴向力的作用下，继续沿轴向移动，继而滑动齿套的低齿锁止面201与同步环的锁止面接触，并持续一定时间，直至滑动齿套的转速与接合齿圈4的转速相同后(此为从预同步至同步过程，主要通过同步环的内锥面与同步锥体的外锥面之间产生的摩擦力来实现)，滑动齿套越过同步环后，滑动齿套的高齿锁止棱线303与接合齿圈4的锁止棱线之间存在距离x，滑动齿套的同步齿2继续自由滑移同步环后备行程，同时，滑动齿套的拨正齿轮齿3移动距离x后，对接合齿圈4进行拨正啮合，直至同步齿2与接合齿圈4啮合，实现同步锁止，从而实现扭矩传递。

以上结合附图对本发明进行了示例性描述。显然，本发明具体实现并不受上述方式的限制。只要是采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进；或未经改进，将本发明的上述构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。