同步環、同步器、變速箱以及車輛的製作方法

2023-11-05 04:51:22 1

同步環、同步器、變速箱以及車輛的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種同步環、同步器、變速箱及車輛，其中，所述同步環包括能夠依次套接並且能夠進行軸向相對運動的外環（5）、中環（6）以及內環（7），外環（5）鄰近所述花鍵轂（8）的一端的內側設置有限位塊（51），所述中環（6）的鄰近所述換擋齒輪（4）的一端設置有第三凸起（61）以卡在所述換擋齒輪（4）的第一凹槽（41）中，所述內環（7）的一端設置有能夠容納限位塊（51）的開口。通過將同步環設計為可以彼此產生摩擦力矩的外環、中環以及內環的形式，增加了錐面摩擦的面積，提高了同步容量，使換擋操作更加舒適。
【專利說明】同步環、同步器、變速箱以及車輛
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及變速箱領域，具體地，涉及一種同步環。另外，本實用新型還涉及包括有該同步環的同步器、變速箱以及車輛。
【背景技術】
[0002]目前汽車用手動變速器的各檔位一般都採用了慣性式同步環，它可以從結構上保證待嚙合的接合套與接合齒輪的花鍵齒在達到同步之前不接觸，避免齒間衝擊和噪音，同步環的使用在一定程度上提高了整車的換擋性能。
[0003]根據變速器設計要求的不同，目前乘用車變速器各檔所採用的同步環一般都為單錐同步環，但由於單錐同步環受錐面角、錐面平均半徑和徑向厚度等參數的影響，其同步容量往往受限，因此一些車輛常常在低速下同步能力不足，導致換擋困難等問題。
[0004]有鑑於此，需要提供一種同步容量大以利於更容易地換擋的同步環。
實用新型內容
[0005]本實用新型所要解決的問題是提供一種同步環，該同步環的同步容量大以利於更容易地換擋。
[0006]另外，本實用新型還要解決的問題是提供一種同步器，該同步器的同步環同步容量大以利於更容易地換擋。
[0007]另外，本實用新型還要解決的問題是提供一種變速箱，該變速箱的同步器的同步容量大以利於更容易地換擋。
[0008]另外，本實用新型還要解決的問題是提供一種車輛，該車輛的變速箱的同步器的同步容量大以利於更容易地換擋。
[0009]為了解決上述問題，本實用新型提供一種同步環，其中，所述同步環包括能夠依次套接的外環、中環以及內環，所述外環包括能夠與變速箱的接合套的內花鍵嚙合的外花鍵，所述外環的一端設置有第二凹槽或第二凸起，所述外環的所述一端的內側設置有限位塊，所述中環的鄰近所述變速箱的換擋齒輪的一端設置有第三凸起以卡在設置在所述換擋齒輪上的第一凹槽中，所述內環的一端設置有能夠卡緊所述外環的限位塊的開口。
[0010]優選地，所述中環的外側形成為外錐面並且內側形成為內錐面，所述外環的內側形成為能夠與所述中環的外錐面配合的內錐面，所述內環的外側形成為能夠與所述中環的同內錐面配合的外錐面。
[0011]優選地，所述外環的內側形成有沿軸向延伸的第一儲油槽，所述內環外圈上形成有沿軸向延伸的第二儲油槽。
[0012]另外，本實用新型還提供了一種同步器，包括接合套、滑塊、換擋齒輪、花鍵轂以及以及以上方案所述的同步環，所述換擋齒輪和所述花鍵轂分別能夠與接合套嚙合，所述滑塊位於所述花鍵轂圓周上的軸向槽中並且所述滑塊的第一凸起能夠卡在所述接合套的內周上的凹口中，所述同步環位於所述換擋齒輪和所述花鍵轂之間，其中，所述同步環包括能夠依次套接的外環、中環以及內環，所述外環包括能夠與所述接合套的內花鍵嚙合的外花鍵，所述外環鄰近所述花鍵轂的一端設置有可以容納所述滑塊的第二凹槽或可以容納於所述軸向槽的第二凸起，所述外環鄰近所述花鍵轂的一端的內側設置有限位塊，所述中環的鄰近所述換擋齒輪的一端設置有第二凸起以卡在設置在所述換擋齒輪上的第一凹槽中，所述內環的一端設置有能夠卡緊所述限位塊的開口。
[0013]優選地，所述軸向槽中設置有沿徑向延伸的孔，在所述孔中設置有彈簧以使所述滑塊的凸起卡在所述接合套的內花鍵的凹槽中。
[0014]優選地，所述接合套的內花鍵的兩個齒端形成有倒角，所述外環的外花鍵和所述換擋齒輪的外花鍵鄰近所述接合套的一端形成有與所述接合套的倒角相同的倒角。
[0015]優選地，所述換擋齒輪的部件通過焊接連接。
[0016]優選地，所述同步器包括分別位於所述滑塊的沿軸向的兩側的兩個所述同步環。
[0017]本實用新型還提供了一種變速箱，該變速箱包括以上任意一項方案所述的同步器。
[0018]本實用新型還提供了一種車輛，該車輛包括以上方案所述的變速箱。
[0019]通過上述技術方案，通過將同步環設計為可以彼此產生摩擦力矩的外環、中環以及內環的形式，由原來的一個摩擦面增加至兩個摩擦面，因此增加了錐面摩擦的面積，提高了同步容量，使換擋操作更加舒適。
[0020]本實用新型的其他特徵和優點將在隨後的【具體實施方式】部分予以詳細說明。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]附圖是用來提供對本實用新型的進一步理解，並且構成說明書的一部分，與下面的【具體實施方式】一起用於解釋本實用新型，但並不構成對本實用新型的限制。在附圖中:
[0022]圖1是顯示根據本實用新型的一種【具體實施方式】的同步環的裝配結構的剖視圖；
[0023]圖2是顯示根據本實用新型的一種【具體實施方式】的同步環的外環的結構的主視圖；
[0024]圖3是顯示圖2的外環結構的後視圖；
[0025]圖4是顯示根據本實用新型的另一種具實施方式的同步器的外環的結構的後視圖；
[0026]圖5是根據本實用新型的一種【具體實施方式】的同步器的花鍵轂的結構示意圖。
[0027]圖6是根據本實用新型的一種【具體實施方式】的同步器的滑塊的結構示意圖。
[0028]附圖標記說明
[0029]I接合套2滑塊
[0030]21第一凸起 3彈簧
[0031]4換擋齒輪 41第一凹槽
[0032]5外環51限位塊
[0033]52第二凹槽 53第二凸起
[0034]6中環61第三凸起
[0035]7內環8花鍵轂
[0036]81圓周槽82軸向槽【具體實施方式】
[0037]以下結合附圖對本實用新型的【具體實施方式】進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的【具體實施方式】僅用於說明和解釋本實用新型，並不用於限制本實用新型。
[0038]本文中所使用的「第一」、「第二」等僅用於區分相似的部件或部分，不應當理解為對本實用新型的限定。
[0039]根據本實用新型的一個方面，提供了一種同步環，其中，所述同步環包括能夠依次套接的外環5、中環6以及內環7，外環5包括能夠與變速箱的接合套I的內花鍵嚙合的外花鍵，外環5的一端(靠近花鍵轂8的一端)設置有第二凹槽52或第二凸起53，所述外環5一端(靠近花鍵轂8的一端)的內側設置有限位塊51，中環6的鄰近所述變速箱的換擋齒輪4的一端設置有第三凸起61以能夠卡在設置在所述換擋齒輪4上的第一凹槽41中，內環7的一端(靠近花鍵轂8的一端)設置有能夠卡緊限位塊51的開口。
[0040]如圖1所示，本實用新型還提供了一種同步器，包括接合套1、滑塊2、換擋齒輪4、花鍵轂8以及以上方案所述的同步環，換擋齒輪4和花鍵轂8分別能夠與接合套I嚙合，所述滑塊2位於所述花鍵轂8圓周上的軸向槽82中並且滑塊2的第一凸起21 (如圖4所示)能夠卡在接合套I的內花鍵的凹槽中，所述同步環位於所述換擋齒輪4和所述花鍵轂8之間，其中，所述同步環包括能夠依次套接並且能夠進行軸向相對運動的外環5、中環6以及內環7，外環5包括能夠與接合套I的內花鍵嚙合的外花鍵，外環5鄰近花鍵轂8的一端設置有第二凹槽52以容納滑塊2，或者在與第二凹槽相同的位置形成有第二凸起53以容納於軸向槽82，外環5鄰近花鍵轂8的一端的內側設置有限位塊51，中環6的鄰近換擋齒輪4的一端設置有第三凸起61以卡在設置在換擋齒輪4上的第一凹槽41中，內環7的一端設置有卡緊限位塊51的開口。
[0041]如圖2-4所示，外環5的限位塊51沿圓周方向均勻分布並且位於花鍵轂8的圓周槽81中，限位塊51卡在內環7的沿圓周方向均勻分布的開口中，因此外環5和內環7可以同步運動,例如軸向同步移動和同步轉動。由於第三凸起21的作用,推動接合套I沿軸向移動時，可以帶動滑塊2也沿軸向移動。外環5用於容納滑塊2的第二凹槽52的寬度大於滑塊2的寬度(或者第二凸起53的寬度小於花鍵轂8的軸向槽82的寬度)，花鍵轂8可以通過滑塊2 (或者通過第二凸起53)帶動外環5同步轉動。當滑塊2位於外環5的第二凹槽52的中間位置時(或第二凸起53位於軸向槽82的中間位置時)，接合套I可以與外環5嚙合。在嚙合之前滑塊2與第二凹槽52的一側貼合(或者第二凸起53與軸向槽82的一側貼合)。如圖2所示，外環5的限位塊51沿圓周方向均勻分布並且位於花鍵轂8的圓周槽81中，限位塊51卡在內環7的沿圓周方向均勻分布的開口中，因此外環5和內環7可以同步運動，例如軸向同步移動和同步轉動。也就是說，外環5和內環7可以是一體形成的單個部件，並且該單個部件上形成有可以容納中環6並帶動中環6轉動的圓周凹槽，然而為了生產加工便利，外環5和內環7可以分別製作，在裝配過程中將外環5和內環7彼此卡緊以同步運動。外環5和內環7可以位於花鍵轂8的圓周槽81中。中環6通過第三凸起61卡在換擋齒輪的第一凹槽41中，因此中環6可以與換擋齒輪4同步轉動，並且中環6在軸向與換擋齒輪保持同步。因此，在換擋過程中，可以推動接合套I向換擋齒輪4移動，可以帶動滑塊2移動，滑塊2推動外環5以及內環7靠近換擋齒輪4，在此過程中外環5和內環7逐漸與中環6進行面接觸並產生摩擦。由於中環6的內外兩個圓周面都可以產生摩擦，相比較現有技術只有一個摩擦面，提高了同步容量，縮短了時間，減小了換擋力，使換擋體驗更加舒適。
[0042]另外，中環6的外側形成為外錐面並且內側形成為內錐面，外環5的內側形成為能夠與中環6的外錐面配合的內錐面，內環7的外側形成為能夠與中環6的同內錐面配合的外錐面。相比於圓柱式的圓周表面，內錐面與外錐面之間可以隨著軸向距離的縮小彼此更緊密地接觸，摩擦力也會逐漸增加直到由動摩擦轉變為靜摩擦。
[0043]根據本實用新型的一種【具體實施方式】，外環5的內圓周面形成有沿軸向延伸的第一儲油槽，所述內環7外圓周面形成有沿軸向延伸的第二儲油槽。所述第一儲油槽和所述第二儲油槽可以為多個，分別用於容納少量潤滑油，在外環5與中環6之間以及內環7與中環6之間形成油膜，隨著外環5和內環7與中環6之間的距離不斷縮小，所述油膜可以被破壞以增大錐面之間的摩擦力。
[0044]根據本實用新型的一種【具體實施方式】，如圖3所示，所述軸向槽81中設置有沿徑向延伸的孔，在所述孔中設置有彈簧3以使滑塊2的第一凸起21卡在接合套I的內花鍵的凹口中。滑塊2可以在軸向移動，因此在推動接合套I沿軸向移動時，彈簧3與滑塊2之間可以存在軸向的相對移動。另外，根據外環5的不同結構(形成有第二凹槽52或第二凸起53)，滑塊2沿軸向的尺寸可以進行相應的調整。
[0045]根據本實用新型的一種【具體實施方式】，在外環7設置有可以容納滑塊2的第二凹槽52情況下:接合套I的內花鍵的兩個齒端形成有倒角，外環5的外花鍵和換擋齒輪4的外花鍵鄰近接合套I的一端形成有與接合套I的倒角相同的倒角。在接合套I與外環5未嚙合之前，此時滑塊2沒有位於外環5的第二凹槽52的中間位置，外環5的外花鍵(在摩擦錐面作用力下)相對於接合套I的內花鍵轉動，直至滑塊2的一側與外環5的第二凹槽的一側貼緊，此時接合套I齒端的倒角與外環5齒端的倒角相互抵住，當在外環5倒回半個齒厚的情況下，才能完成嚙合。倒角的作用產生摩擦力矩(即換擋力形成的撥環力矩)使外環5倒回半個齒厚，促使接合套I與外環5在軸向推動力的作用下完成嚙合。接合套I與換擋齒輪4之間的嚙合也是相似的過程，在此不作重複說明。
[0046]根據本實用新型的另一種【具體實施方式】，在外環7設置有可以容納於軸向槽82的第二凸起53情況下:接合套I的內花鍵的兩個齒端形成有倒角，外環5的外花鍵和換擋齒輪4的外花鍵鄰近接合套I的一端形成有與接合套I的倒角相同的倒角。在接合套I與外環5未嚙合之前，此時外環5的第二凸起53沒有位於花鍵轂8的軸向槽82的中間位置，夕卜環5的外花鍵(在摩擦錐面作用力下)相對於接合套I的內花鍵轉動，直至外環5的第二凸起53與花鍵轂的軸向槽82的一側貼緊，此時接合套I齒端的倒角與外環5齒端的倒角相互抵住，當在外環5倒回半個齒厚的情況下，才能完成嚙合。倒角的作用產生摩擦力矩(即換擋力形成的撥環力矩)使外環5倒回半個齒厚，促使接合套I與外環5在軸向推動力的作用下完成嚙合。接合套I與換擋齒輪4之間的嚙合也是相似的過程，在此不作重複說明。
[0047]本實用新型的換擋齒輪的各個部件為分體式安裝，因此換擋齒輪4的部件可以通過焊接連接。由於換擋齒輪4上形成有第一凹槽41，為了便於加工，換擋齒輪4可以通過多個部件組裝形成，連接方式為焊接。
[0048]根據本實用新型的一種【具體實施方式】，所述同步器包括分別位於滑塊2的沿軸向的兩側的兩個同步環，以滿足在相鄰擋位之間的換擋操作，比如一擋和二擋之間或者三擋和四擋之間。
[0049]本實用新型還提供了一種變速箱，該變速箱包括以上任意一項所述方案的同步器。所述同步器可以是一、二擋同步器，也可以是三、四擋同步器。為了不改變變速箱其他結構的尺寸，可以對外環5、中環6、外環7以及滑塊等零部件的尺寸進行適應性調整。
[0050]本實用新型還提供了一種車輛，該車輛包括以上方案所述的變速箱。
[0051]以下對本實用新型的同步器的工作過程進行描述，其中:
[0052]當接合套I退到空擋時，換擋齒輪4、接合套I和所述同步環在其自身及其所聯繫的一系列運動件的慣性作用下轉動。此時內環、外環與接合套轉速一致，接合套I與滑塊2都處於中間位置，並由彈簧定位；中環6作為一個單獨零件，插在換擋齒輪4的第一凹槽41中隨換擋齒輪4同步轉動。
[0053]換擋開始時，接合套I帶動滑塊2，由滑塊2推動外環5，外環5與內環7 —起逐步與中環6接觸，從而使中環6的內外兩個摩擦面上產生摩擦力。在接合套I與外環5未嚙合之前，此時滑塊2沒有位於外環5的所述第二凹槽52的中間位置(或外環5的第二凸起53沒有位於花鍵轂8的軸向槽82的中間位置)，外環5的外花鍵(在摩擦錐面作用力下)相對於接合套I的內花鍵轉動，直至滑塊2的一側與外環5的第二凹槽52的一側貼緊(或直至外環5的第二凸起53與花鍵轂8的軸向槽82的一側貼緊)，此時接合套I齒端的倒角與外環5齒端的倒角相互抵住，當在外環5倒回半個齒厚的情況下，才能完成嚙合。倒角的作用產生摩擦力矩(即換擋力形成的撥環力矩)便使外環5倒回半個齒厚，促使接合套I與外環5在軸向推動力的作用下完成嚙合。然後，接合套I與換擋齒輪以相似的過程完成嚙合，實現換擋過程。
[0054]以上結合附圖詳細描述了本實用新型的優選實施方式，但是，本實用新，型並不限於上述實施方式中的具體細節，在本實用新型的技術構思範圍內，可以對本實用新型的技術方案進行多種簡單變型，這些簡單變型均屬於本實用新型的保護範圍。
[0055]另外需要說明的是，在上述【具體實施方式】中所描述的各個具體技術特徵，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進行組合，為了避免不必要的重複，本實用新型對各種可能的組合方式不再另行說明。
[0056]此外，本實用新型的各種不同的實施方式之間也可以進行任意組合，只要其不違背本實用新型的思想，其同樣應當視為本實用新型所公開的內容。
【權利要求】
1.一種同步環，其特徵在於，所述同步環包括能夠依次套接的外環(5)、中環(6)以及內環(7)，所述外環(5)包括能夠與變速箱的接合套(I)的內花鍵嚙合的外花鍵，所述外環(5)的一端設置有第二凹槽(52)或第二凸起(53)，所述外環(5)的所述一端的內側設置有限位塊(51)，所述中環(6)的鄰近所述變速箱的換擋齒輪(4)的一端設置有第三凸起(61)以能夠卡在設置在所述換擋齒輪(4)上的第一凹槽(41)中，所述內環(7)的一端設置有能夠卡緊所述限位塊(51)的開口。
2.根據權利要求1所述的同步環，其特徵在於，所述中環(6)的外側形成為外錐面並且內側形成為內錐面，所述外環(5)的內側形成為能夠與所述中環(6)的外錐面配合的內錐面，所述內環(7)的外側形成為能夠與所述中環(6)的同內錐面配合的外錐面。
3.根據權利要求1所述的同步環，其特徵在於，所述外環(5)的內圓周面形成有沿軸向延伸的第一儲油槽，所述內環(7)外圓周面形成有沿軸向延伸的第二儲油槽。
4.一種同步器，包括接合套(I)、滑塊(2)、換擋齒輪(4)、花鍵轂(8)以及權利要求1-3任意一項所述的同步環，所述換擋齒輪(4)和所述花鍵轂(8)分別能夠與接合套(I)嚙合，所述滑塊(2)位於所述花鍵轂(8)圓周上的軸向槽(82)中並且所述滑塊(2)的第一凸起(21)能夠卡在所述接合套(I)的內周上的凹口中，所述同步環位於所述換擋齒輪(4)和所述花鍵轂(8)之間，其特徵在於，所述同步環包括能夠依次套接的外環(5)、中環(6)以及內環(7)，所述外環(5)包括能夠與所述接合套(I)的內花鍵嚙合的外花鍵，所述外環(5)鄰近所述花鍵轂(8)的一端設置有能夠容納所述滑塊(2)的第二凹槽(52)或能夠容納於所述軸向槽(82)的第二凸起(53)，所述外環(5)鄰近所述花鍵轂(8)的一端的內側設置有限位塊(51)，所述中環(6)的鄰近所述換擋齒輪(4)的一端設置有第三凸起(61)以卡在設置在所述換擋齒輪(4)上的第一凹槽(41)中，所述內環(7)的一端設置有能夠卡緊所述限位塊(51)的開口。
5.根據權利要求4所述的同步器，其特徵在於，所述軸向槽(82)中設置有沿徑向延伸的孔，在所述孔中設置有彈簧(3)以使所述滑塊(2)的凸起卡在所述接合套(I)的內花鍵的凹槽中。
6.根據權利要求4所述的同步器，其特徵在於，所述接合套(I)的內花鍵的兩個齒端形成有倒角，所述外環(5)的外花鍵和所述換擋齒輪(4)的外花鍵鄰近所述接合套(I)的一端形成有與所述接合套(I)的倒角相同的倒角。
7.根據權利要求4所述的同步器，其特徵在於，所述換擋齒輪(4)的部件通過焊接連接。
8.根據權利要求4-7任意一項所述的同步器，其特徵在於，所述同步器包括分別位於所述滑塊(2)的沿軸向的兩側的兩個同步環。
9.一種變速箱，其特徵在於，該變速箱包括權利要求4-8任意一項所述的同步器。
10.一種車輛，其特徵在於，該車輛包括權利要求9所述的變速箱。
【文檔編號】F16D23/04GK203702914SQ201320850876
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2013年12月20日 優先權日:2013年12月20日
【發明者】劉光明, 鄒斌, 許國興, 李達基, 肖薇, 許愛軍 申請人:北汽福田汽車股份有限公司