同步器齿套、同步器及变速器和车辆的制作方法

1.本发明涉及车辆零部件技术领域，特别涉及一种同步器齿套。同时，本发明还涉及一种应用该同步器齿套的同步器，应用该同步器的一种变速器，以及一种应用该变速器的车辆。


背景技术：

2.车辆变速器的同步器是一种使将要啮合的齿轮达到一致的转速而顺利啮合的机构。现有的同步器，一般将齿毂跟输入轴固定，动力通过输入轴传递到同步器齿毂，在与档位齿轮同步后，将动力传递到档位齿轮，进而通过输出轴输出动力；同时，同步器同步过程中通过同步环与接合套摩擦，起到同步作用，但是该过程存在一定的换挡冲击，会降低驾驶感受。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本发明旨在提出一种同步器齿套，以有利于提高同步器的换挡性能。
4.为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
5.一种同步器齿套，包括具有内齿的齿套本体；所述内齿包括长齿和短齿；于所述齿套本体的轴向上，所述长齿的至少一端凸出于所述齿套本体外。
6.进一步的，所述长齿位于所述齿套本体轴向上的两端中，至少一端上形成有用于使齿套和接合套转速同步的第一工作面。
7.进一步的，所述第一工作面的压力角依据拨环力矩和摩擦力矩计算，其中所述拨环力矩大于所述摩擦力矩。
8.进一步的，所述短齿位于所述齿套本体轴向上的两端中，至少一端上形成有用于使齿套和接合套转速同步的第二工作面；所述第二工作面的压力角依据拨环力矩和摩擦力矩计算，其中所述拨环力矩大于或等于所述摩擦力矩。
9.进一步的，于所述齿套本体的轴向上，所述短齿的至少一端凸出于所述齿套本体外。
10.进一步的，所述长齿和所述短齿沿所述齿套本体的周向交替排布。
11.进一步的，所述长齿凸出于齿套本体部分的长度等于接合套齿宽与同步环齿宽之和。
12.相对于现有技术，本发明具有以下优势：
13.(1)本发明所述的同步器齿套，由于内齿包括长齿和短齿，其应用于同步器上，在接合套与同步器齿套迅速同步的过程中，长齿能够穿过同步环上的第二外齿之间的间隙，而后进入接合套上第三外齿之间的间隙，从而与接合套直接接合，有利于缩短同步时间，降低换挡冲击，而能够提高换挡的平顺性。
14.(2)将长齿的位于齿套本体轴向上的两端中，至少一端设置成锥形，锥形的长齿方便穿过同步环的第二外齿之间的间隙，而能够与接合套接合，有利于降低换挡冲击，在第一
工作面设计时，长齿对同步环产生的拨环力矩大于摩擦力矩，可进一步降低换挡冲击。
15.(3)将短齿的位于齿套本体轴向上的两端中，至少一端设置成锥形，锥形的短齿可拨动同步环，并方便穿过同步环的第二外齿之间的间隙，有利于降低换挡冲击，在第二工作面设计时，短齿对同步环产生摩擦力矩大于拨环力矩，可进一步降低换挡冲击。
16.(4)在齿套本体的轴向上，使短齿的至少一端凸出于齿套本体外，其可拨动同步环，并穿过同步环与接合套接合，有利于缩短同步时间，降低换挡冲击。
17.(5)长齿和短齿沿齿套本体的周向交替排布，有利于稳定的传递扭矩。
18.本发明的另一目的在于提出一种同步器，包括齿毂，与所述齿毂啮合相连的齿套，以及传动连接于所述齿毂和所述齿套之间滑块，还包括接合套，和设于所述接合套上的同步环，其中，所述齿套采用如上的同步器齿套。
19.进一步的，所述齿毂内形成有用于穿设轴体的过孔，或所述齿毂内形成有能够与轴体的外齿啮合相连的多个传动齿。
20.进一步的，所述接合套上设有用于和行星齿轮系的行星架或齿圈连接的连接部。
21.(1)本发明的同步器，通过应用如上的同步器齿套，由于内齿包括长齿和短齿，在接合套与同步器齿套迅速同步的过程中，长齿能够穿过同步环上的第二外齿之间的间隙，而后进入接合套上第三外齿之间的间隙，从而与接合套直接接合，有利于缩短同步时间，降低换挡冲击，而能够提高换挡的平顺性。
22.(2)在齿毂内形成过孔，适用于空套于外部轴体上，而在齿毂内设置传动齿，适用于与外部轴体通过花键结构传动连接，在齿毂上设置过孔或传动齿，适用于不同的工作环境。
23.(3)在接合套上设置连接部，通过连接部与行星齿轮系的行星架或齿圈连接，有利于实现与行星齿轮系的连接，在应用于变速器上时，相比于传统的变速器，能够增加不同速比的同时，还能减少档位齿轮的数量，提高变速器的效率。
24.同时，本发明还提出了一种变速器，所述变速器配备有如上所述的同步器。
25.另外，本发明还提出了一种车辆，所述车辆装配有如上所述的变速器。
26.本发明所述的车辆和变速器，通过装配前述的同步器，有利于缩短同步时间，降低换挡冲击，此外，还有利于增加不同的速比，减少档位齿轮的数量，提高变速器的效率。
附图说明
27.构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
28.图1为本发明实施例一所述的同步器齿套的结构示意图；
29.图2为图1中的a部放大图；
30.图3为本发明实施例一所述的同步器齿套应用于同步器上的爆炸图；
31.图4为本发明实施例一所述的齿毂的结构示意图；
32.图5为本发明实施例一所述的同步环的结构示意图；
33.图6为本发明实施例一所述的接合套的结构示意图。
34.附图标记说明：
35.11、同步器齿套；12、齿毂；13、滑块；14、同步环；15、接合套；
36.1101、齿套本体；1102、内齿；
37.11021、长齿；11022、短齿；11023、凹槽；
38.110211、第一工作面；110221、第二工作面；
39.1201、第一过孔；1202、第一外齿；1203、容纳空间；
40.1401、第二过孔；1402、第二外齿；1403、外凸部；
41.1501、第三过孔；1502、第三外齿；1503、锥形面。
具体实施方式
42.需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
43.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“背”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。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
44.另外，在本发明的描述中，除非另有明确的限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“连接件”应做广义理解。例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以接合具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
45.下面将参考附图并接合实施例来详细说明本发明。
46.实施例一
47.本实施例涉及一种同步器齿套11，如图1和图2所示的，其主要包括呈环状的齿套本体1101，具体结构上，齿套本体1101内形成有通孔，通孔的内壁上设有多个内齿1102，各内齿1102均沿齿套本体1101的轴向延伸，且多个内齿1102沿齿套本体1101的周向间隔排布。
48.在齿套本体1101内形成有内齿1102，内齿1102包括长齿11021和短齿11022，且在齿套本体1101的轴向上，长齿11021的至少一端凸出于齿套本体1101外，即长齿11021的长度在齿套本体1101的轴向上大于齿套本体1101的宽度，缩短了长齿11021与接合套15的啮合时间，同时也缩短了换挡时间。
49.作为一种优选的实施方式，长齿11021的长度在齿套本体1101的轴向上大于短齿11022的长度，有利于降低同步时间，降低换挡冲击。作为一种优选的实施方式，长齿凸出于齿套本体1101部分的长度等于接合套15齿宽与同步环14齿宽之和，使本发明的同步器换挡更加充分，不会出现换挡卡壳现象，同时节约生产成本。
50.基于如上的整体结构描述，并为了较好的理解本实施例的同步器齿套11，接下来先对同步器齿套11如何应用进行简要说明，齿套本体1101是可以绕自身轴向旋转的，在需要与下述的接合套15同步时，由于齿套本体1101的外壁上形成有凹槽11023，能够嵌入凹槽11023中的拨叉(图中未示出)带动同步器齿套11沿同步器齿套11的轴向移动，从而便于实现和接合套15之间的转速同步，其具体的应用情形，将在下文进行详细说明。
51.作为一种优选的实施方式，长齿11021位于齿套本体1101轴向上的一端上形成有用于使齿套和接合套15转速同步的第一工作面110211，且第一工作面110211的压力角依据拨环力矩和摩擦力矩计算，其中拨环力矩大于摩擦力矩，方便使长齿11021插入接合套15上两个相邻齿之间，且不予接合套15上齿产生摩擦，也使齿套和接合套15转速同步时，更加平稳，同时增加长齿11021使用寿命。
52.在其它的实施例中，长齿11021位于齿套本体1101轴向上的两端上均形成有用于使齿套和接合套15转速同步的第一工作面110211，使齿套本体1101可以进行双向啮合。
53.优选的，第一工作面110211为相对布置的两个，以使的长齿11021的端部的中部是尖锐外凸的，从而在同步器齿套11正转或反转时，可使用不同侧的第一工作面110211拨动同步环14。在长齿11021的每一端，当然还可仅设置一个第一工作面110211，只是如此仅在同步器齿套11单向旋转工作的情况具有较好的应用效果。
54.本实施例中，在齿套本体1101的轴向上，长齿11021的两端均凸出于齿套本体1101外，如此设置，结合图3所示的，在接合套15与同步器齿套11迅速同步的过程中，长齿11021能够拨动同步环14，并可穿过同步环14上的第二外齿1402之间的间隙，而后进入接合套15上第三外齿1502之间的间隙，从而与接合套15直接接合，有利于缩短同步时间，降低换挡冲击，而能够提高换挡的平顺性。应当理解的是，仅使长齿11021的一端凸出于齿套本体1101外当然也是可以的，只是如此同步器齿套11仅在朝向凸出的一端移动时具有上述的效果。
55.作为一种优选的实施方式，短齿11022位于齿套本体1101轴向上的一端上形成有用于使齿套和接合套15转速同步的第二工作面110221；且第二工作面110221的压力角依据拨环力矩和摩擦力矩计算，其中拨环力矩等于摩擦力矩，在使用上述短齿11022与长齿11021配合使用时，有利于缩短同步时间，降低换挡冲击，而能够提高换挡的平顺性。
56.在其它的实施例中，第二工作面110221的压力角依据拨环力矩和摩擦力矩计算，其中拨环力矩大于摩擦力矩，在使用该短齿11022与长齿11021配合使用时，使短齿11022不予接合套15上齿产生摩擦，增加短齿11022使用寿命。
57.在其它的实施例中，短齿11022位于齿套本体1101轴向上的两端上均形成有用于使齿套和接合套15转速同步的第二工作面110221，使齿套本体1101可以进行双向啮合。
58.优选的，第二工作面110221为相对布置的两个，以使的短齿11022的端部的中部是尖锐外凸的，从而在同步器齿套11正转或反转时，使用不同侧的第二工作面110221拨动同步环14。在短齿11022的每一端，当然还可仅设置一个第二工作面110221，只是如此仅在同步器齿套11单向旋转工作的情况具有较好的应用效果。
59.作为一种优选的实施方式，于齿套本体1101的轴向上，短齿11022的两端均凸出于齿套本体1101外，如此设置，结合图3所示的，在接合套15与同步器齿套11迅速同步的过程中，短齿11022能够穿过同步环14上的第二外齿1402之间的间隙，而后进入接合套15上第三外齿1502之间的间隙，从而与接合套直接接合，有利于缩短同步时间，降低换挡冲击。应当理解的是，仅使短齿11022的一端凸出于齿套本体1101外当然也是可以的，只是如此同步器齿套11仅在朝向凸出的一端移动时具有上述的效果。
60.最后需要说明的，长齿11021和短齿11022沿齿套本体1101的周向交替排布。使得在齿套本体1101的周向上，相邻的长齿11021之间的距离与相邻的短齿11022之间的距离一致，使得该距离大于相邻的内齿1102之间的距离，在接合套15与同步器齿套11迅速同步的
过程中，更大的距离有利于降低换挡冲击。
61.本实施例的同步器齿套，在应用于同步器上时，有利于缩短同步时间，降低换挡冲击，提高换挡的平顺性，而有着较好的实用性。
62.实施例二
63.本实施例涉及一种同步器，如图3所示的，其主要包括齿毂12，与齿毂12啮合相连的齿套，以及传动连接于齿毂12和齿套之间滑块13，还包括接合套15，和设于接合套15上的同步环14，其中，齿套采用如实施例一的同步器齿套11。
64.图4示出了齿毂12的结构，作为一种优选的实施方式，齿毂12内形成有用于穿设外部轴体的第一过孔1201，第一过孔1201的内壁是光滑的，也即实际使用时，齿毂12可空套于轴体上，其可与设于轴体上的档位轮连接，而用于将档位轮传递的扭矩经同步器向接合套15传递。
65.在此需要说明的是，齿毂12内除了可形成有内壁光滑的第一过孔1201，当然还可在第一过孔1201内形成多个传动齿，多个传动齿能够与外部轴体的外齿啮合相连，而用于将轴体传递的扭矩经同步器向接合套15传递。
66.此外，齿毂12的外壁上形成有多个第一外齿1202和三个容纳空间1203，各第一外齿1202的长度方向均沿齿毂12的轴向延伸，且多个第一外齿1202沿齿毂12的周向间隔排布。该结构中，第一外齿1202可与同步器齿套11的内齿1102啮合相连，而用于传递扭矩，三个容纳空间1203内均可安装一个滑块13，以便于带动同步环14同步。
67.同步环14的结构可如图5所示的，在同步环14内形成有第二过孔1401，其为锥形孔，可套设于下述的锥形面1503上。在同步环14的外周形成有三个外凸部1403，于同步环14的周向上，三个外凸部1403间隔分布。
68.此外，对应于相邻的外凸部1403之间的间隙部位，均设有多个第二外齿1402，多个第二外齿1402沿同步环14的周向间隔排布，且各第二外齿1402的朝向同步器齿套11的一侧呈锥形，以便于内齿1102穿入相邻的第二外齿1402之间的间隙中。
69.在此需要说明的是，同步环14的第二过孔1401的内壁上，可参照现有结构成型增大摩擦力的结构，如防滑纹或凹槽11023，以便于缩短同步环14与接合套15的同步时间。此外，同步环14的数量也可参照现有同步器结构，设置成两个或更多个。
70.滑块13的结构可参照现有结构，在此不再详述，作为一种优选的实施方式，滑块13的数量为环绕齿毂12轴向布置的三个，在同步器齿套11沿自身轴向移动的过程中，滑块13随同步器齿套11沿同步器齿套11轴向移动，滑块13移动可嵌入同步环14的相邻的外凸部1403之间的间隙中。
71.接合套15的结构可如图6所示，在接合套15内形成有第三过孔1501，以便于套设在外部轴体上。接合套15朝向同步器齿套11的一侧成型有锥形面1503，前述的同步环14则套设于该锥形面1503上。
72.相对于成型有锥形面1503的一侧，接合套15上设有用于和行星齿轮系的行星架或齿圈连接的连接部，如其可为环状的套筒，以便于将轴体或设于轴体上的档位轮的扭矩经该同步器传递至行星齿轮系。
73.此外，在接合套15上还成型有多个第三外齿1502，多个第三外齿1502沿接合套15的周向间隔排布，且各第三外齿1502朝向同步器齿套11的一侧均呈锥形，以有利于前述的
内齿1102穿入相邻的第三外齿1502之间的间隙中。
74.本实施例的同步器，通过应用如实施例一的同步器齿套11，在同步过程中，同步器齿套11承接于拨叉的动力而沿自身轴向移动，滑块13随同步器齿套11同步移动，而可进入同步环14的相邻的外凸部1403之间的间隙中，并带动同步环14迅速同步。
75.滑块13带动同步环14沿同步环14轴向移动，同步环14与接合套15的锥形面1503接合摩擦，进行预同步，同时长齿11021穿过同步环14上第二外齿1402之间的间隙而与第三外齿1502接合，可降低同步冲击。随后，短齿11022拨动同步环14，穿过同步环14上第二外齿1402之间的间隙，完成同步过程。
76.最后需要说明的是，本实施例中，如图3所示的同步器，是以同步器齿套11可向右移动为例进行说明的，此时，同步器齿套11的右侧成型有外凸的长齿11021和短齿11022。在同步器齿套11可以向左移动时，左侧应相应设置同步环14和接合套15，只是位于同步器齿套11两侧的同步环14和接合套15以对称布置为宜。
77.本实施例的同步器，通过应用实施例一的同步器齿套11，有利于缩短同步时间，降低换挡冲击，具有较好的换挡平顺性。
78.实施例三
79.本实施例涉及一种变速器，该变速器配备有如实施例二的同步器。同时，本实施例涉及一种车辆，车辆装配有本实施例中的变速器。
80.本实施例的变速器和车辆，与前述的同步器相对于现有技术具有相同的有益效果，在此不再赘述。
81.以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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。