同步环、同步器、变速箱以及车辆的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种同步环、同步器、变速箱及车辆，其中，所述同步环包括能够依次套接并且能够进行轴向相对运动的外环（5）、中环（6）以及内环（7），外环（5）邻近所述花键毂（8）的一端的内侧设置有限位块（51），所述中环（6）的邻近所述换挡齿轮（4）的一端设置有第三凸起（61）以卡在所述换挡齿轮（4）的第一凹槽（41）中，所述内环（7）的一端设置有能够容纳限位块（51）的开口。通过将同步环设计为可以彼此产生摩擦力矩的外环、中环以及内环的形式，增加了锥面摩擦的面积，提高了同步容量，使换挡操作更加舒适。
【专利说明】同步环、同步器、变速箱以及车辆
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及变速箱领域，具体地，涉及一种同步环。另外，本实用新型还涉及包括有该同步环的同步器、变速箱以及车辆。
【背景技术】
[0002]目前汽车用手动变速器的各档位一般都采用了惯性式同步环，它可以从结构上保证待啮合的接合套与接合齿轮的花键齿在达到同步之前不接触，避免齿间冲击和噪音，同步环的使用在一定程度上提高了整车的换挡性能。
[0003]根据变速器设计要求的不同，目前乘用车变速器各档所采用的同步环一般都为单锥同步环，但由于单锥同步环受锥面角、锥面平均半径和径向厚度等参数的影响，其同步容量往往受限，因此一些车辆常常在低速下同步能力不足，导致换挡困难等问题。
[0004]有鉴于此，需要提供一种同步容量大以利于更容易地换挡的同步环。
实用新型内容
[0005]本实用新型所要解决的问题是提供一种同步环，该同步环的同步容量大以利于更容易地换挡。
[0006]另外，本实用新型还要解决的问题是提供一种同步器，该同步器的同步环同步容量大以利于更容易地换挡。
[0007]另外，本实用新型还要解决的问题是提供一种变速箱，该变速箱的同步器的同步容量大以利于更容易地换挡。
[0008]另外，本实用新型还要解决的问题是提供一种车辆，该车辆的变速箱的同步器的同步容量大以利于更容易地换挡。
[0009]为了解决上述问题，本实用新型提供一种同步环，其中，所述同步环包括能够依次套接的外环、中环以及内环，所述外环包括能够与变速箱的接合套的内花键啮合的外花键，所述外环的一端设置有第二凹槽或第二凸起，所述外环的所述一端的内侧设置有限位块，所述中环的邻近所述变速箱的换挡齿轮的一端设置有第三凸起以卡在设置在所述换挡齿轮上的第一凹槽中，所述内环的一端设置有能够卡紧所述外环的限位块的开口。
[0010]优选地，所述中环的外侧形成为外锥面并且内侧形成为内锥面，所述外环的内侧形成为能够与所述中环的外锥面配合的内锥面，所述内环的外侧形成为能够与所述中环的同内锥面配合的外锥面。
[0011]优选地，所述外环的内侧形成有沿轴向延伸的第一储油槽，所述内环外圈上形成有沿轴向延伸的第二储油槽。
[0012]另外，本实用新型还提供了一种同步器，包括接合套、滑块、换挡齿轮、花键毂以及以及以上方案所述的同步环，所述换挡齿轮和所述花键毂分别能够与接合套啮合，所述滑块位于所述花键毂圆周上的轴向槽中并且所述滑块的第一凸起能够卡在所述接合套的内周上的凹口中，所述同步环位于所述换挡齿轮和所述花键毂之间，其中，所述同步环包括能够依次套接的外环、中环以及内环，所述外环包括能够与所述接合套的内花键啮合的外花键，所述外环邻近所述花键毂的一端设置有可以容纳所述滑块的第二凹槽或可以容纳于所述轴向槽的第二凸起，所述外环邻近所述花键毂的一端的内侧设置有限位块，所述中环的邻近所述换挡齿轮的一端设置有第二凸起以卡在设置在所述换挡齿轮上的第一凹槽中，所述内环的一端设置有能够卡紧所述限位块的开口。
[0013]优选地，所述轴向槽中设置有沿径向延伸的孔，在所述孔中设置有弹簧以使所述滑块的凸起卡在所述接合套的内花键的凹槽中。
[0014]优选地，所述接合套的内花键的两个齿端形成有倒角，所述外环的外花键和所述换挡齿轮的外花键邻近所述接合套的一端形成有与所述接合套的倒角相同的倒角。
[0015]优选地，所述换挡齿轮的部件通过焊接连接。
[0016]优选地，所述同步器包括分别位于所述滑块的沿轴向的两侧的两个所述同步环。
[0017]本实用新型还提供了一种变速箱，该变速箱包括以上任意一项方案所述的同步器。
[0018]本实用新型还提供了一种车辆，该车辆包括以上方案所述的变速箱。
[0019]通过上述技术方案，通过将同步环设计为可以彼此产生摩擦力矩的外环、中环以及内环的形式，由原来的一个摩擦面增加至两个摩擦面，因此增加了锥面摩擦的面积，提高了同步容量，使换挡操作更加舒适。
[0020]本实用新型的其他特征和优点将在随后的【具体实施方式】部分予以详细说明。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]附图是用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的【具体实施方式】一起用于解释本实用新型，但并不构成对本实用新型的限制。在附图中:
[0022]图1是显示根据本实用新型的一种【具体实施方式】的同步环的装配结构的剖视图；
[0023]图2是显示根据本实用新型的一种【具体实施方式】的同步环的外环的结构的主视图；
[0024]图3是显示图2的外环结构的后视图；
[0025]图4是显示根据本实用新型的另一种具实施方式的同步器的外环的结构的后视图；
[0026]图5是根据本实用新型的一种【具体实施方式】的同步器的花键毂的结构示意图。
[0027]图6是根据本实用新型的一种【具体实施方式】的同步器的滑块的结构示意图。
[0028]附图标记说明
[0029]I接合套2滑块
[0030]21第一凸起 3弹簧
[0031]4换挡齿轮 41第一凹槽
[0032]5外环51限位块
[0033]52第二凹槽 53第二凸起
[0034]6中环61第三凸起
[0035]7内环8花键毂
[0036]81圆周槽82轴向槽【具体实施方式】
[0037]以下结合附图对本实用新型的【具体实施方式】进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的【具体实施方式】仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。
[0038]本文中所使用的“第一”、“第二”等仅用于区分相似的部件或部分，不应当理解为对本实用新型的限定。
[0039]根据本实用新型的一个方面，提供了一种同步环，其中，所述同步环包括能够依次套接的外环5、中环6以及内环7，外环5包括能够与变速箱的接合套I的内花键啮合的外花键，外环5的一端(靠近花键毂8的一端)设置有第二凹槽52或第二凸起53，所述外环5一端(靠近花键毂8的一端)的内侧设置有限位块51，中环6的邻近所述变速箱的换挡齿轮4的一端设置有第三凸起61以能够卡在设置在所述换挡齿轮4上的第一凹槽41中，内环7的一端(靠近花键毂8的一端)设置有能够卡紧限位块51的开口。
[0040]如图1所示，本实用新型还提供了一种同步器，包括接合套1、滑块2、换挡齿轮4、花键毂8以及以上方案所述的同步环，换挡齿轮4和花键毂8分别能够与接合套I啮合，所述滑块2位于所述花键毂8圆周上的轴向槽82中并且滑块2的第一凸起21 (如图4所示)能够卡在接合套I的内花键的凹槽中，所述同步环位于所述换挡齿轮4和所述花键毂8之间，其中，所述同步环包括能够依次套接并且能够进行轴向相对运动的外环5、中环6以及内环7，外环5包括能够与接合套I的内花键啮合的外花键，外环5邻近花键毂8的一端设置有第二凹槽52以容纳滑块2，或者在与第二凹槽相同的位置形成有第二凸起53以容纳于轴向槽82，外环5邻近花键毂8的一端的内侧设置有限位块51，中环6的邻近换挡齿轮4的一端设置有第三凸起61以卡在设置在换挡齿轮4上的第一凹槽41中，内环7的一端设置有卡紧限位块51的开口。
[0041]如图2-4所示，外环5的限位块51沿圆周方向均匀分布并且位于花键毂8的圆周槽81中，限位块51卡在内环7的沿圆周方向均匀分布的开口中，因此外环5和内环7可以同步运动,例如轴向同步移动和同步转动。由于第三凸起21的作用,推动接合套I沿轴向移动时，可以带动滑块2也沿轴向移动。外环5用于容纳滑块2的第二凹槽52的宽度大于滑块2的宽度(或者第二凸起53的宽度小于花键毂8的轴向槽82的宽度)，花键毂8可以通过滑块2 (或者通过第二凸起53)带动外环5同步转动。当滑块2位于外环5的第二凹槽52的中间位置时(或第二凸起53位于轴向槽82的中间位置时)，接合套I可以与外环5啮合。在啮合之前滑块2与第二凹槽52的一侧贴合(或者第二凸起53与轴向槽82的一侧贴合)。如图2所示，外环5的限位块51沿圆周方向均匀分布并且位于花键毂8的圆周槽81中，限位块51卡在内环7的沿圆周方向均匀分布的开口中，因此外环5和内环7可以同步运动，例如轴向同步移动和同步转动。也就是说，外环5和内环7可以是一体形成的单个部件，并且该单个部件上形成有可以容纳中环6并带动中环6转动的圆周凹槽，然而为了生产加工便利，外环5和内环7可以分别制作，在装配过程中将外环5和内环7彼此卡紧以同步运动。外环5和内环7可以位于花键毂8的圆周槽81中。中环6通过第三凸起61卡在换挡齿轮的第一凹槽41中，因此中环6可以与换挡齿轮4同步转动，并且中环6在轴向与换挡齿轮保持同步。因此，在换挡过程中，可以推动接合套I向换挡齿轮4移动，可以带动滑块2移动，滑块2推动外环5以及内环7靠近换挡齿轮4，在此过程中外环5和内环7逐渐与中环6进行面接触并产生摩擦。由于中环6的内外两个圆周面都可以产生摩擦，相比较现有技术只有一个摩擦面，提高了同步容量，缩短了时间，减小了换挡力，使换挡体验更加舒适。
[0042]另外，中环6的外侧形成为外锥面并且内侧形成为内锥面，外环5的内侧形成为能够与中环6的外锥面配合的内锥面，内环7的外侧形成为能够与中环6的同内锥面配合的外锥面。相比于圆柱式的圆周表面，内锥面与外锥面之间可以随着轴向距离的缩小彼此更紧密地接触，摩擦力也会逐渐增加直到由动摩擦转变为静摩擦。
[0043]根据本实用新型的一种【具体实施方式】，外环5的内圆周面形成有沿轴向延伸的第一储油槽，所述内环7外圆周面形成有沿轴向延伸的第二储油槽。所述第一储油槽和所述第二储油槽可以为多个，分别用于容纳少量润滑油，在外环5与中环6之间以及内环7与中环6之间形成油膜，随着外环5和内环7与中环6之间的距离不断缩小，所述油膜可以被破坏以增大锥面之间的摩擦力。
[0044]根据本实用新型的一种【具体实施方式】，如图3所示，所述轴向槽81中设置有沿径向延伸的孔，在所述孔中设置有弹簧3以使滑块2的第一凸起21卡在接合套I的内花键的凹口中。滑块2可以在轴向移动，因此在推动接合套I沿轴向移动时，弹簧3与滑块2之间可以存在轴向的相对移动。另外，根据外环5的不同结构(形成有第二凹槽52或第二凸起53)，滑块2沿轴向的尺寸可以进行相应的调整。
[0045]根据本实用新型的一种【具体实施方式】，在外环7设置有可以容纳滑块2的第二凹槽52情况下:接合套I的内花键的两个齿端形成有倒角，外环5的外花键和换挡齿轮4的外花键邻近接合套I的一端形成有与接合套I的倒角相同的倒角。在接合套I与外环5未啮合之前，此时滑块2没有位于外环5的第二凹槽52的中间位置，外环5的外花键(在摩擦锥面作用力下)相对于接合套I的内花键转动，直至滑块2的一侧与外环5的第二凹槽的一侧贴紧，此时接合套I齿端的倒角与外环5齿端的倒角相互抵住，当在外环5倒回半个齿厚的情况下，才能完成啮合。倒角的作用产生摩擦力矩(即换挡力形成的拨环力矩)使外环5倒回半个齿厚，促使接合套I与外环5在轴向推动力的作用下完成啮合。接合套I与换挡齿轮4之间的啮合也是相似的过程，在此不作重复说明。
[0046]根据本实用新型的另一种【具体实施方式】，在外环7设置有可以容纳于轴向槽82的第二凸起53情况下:接合套I的内花键的两个齿端形成有倒角，外环5的外花键和换挡齿轮4的外花键邻近接合套I的一端形成有与接合套I的倒角相同的倒角。在接合套I与外环5未啮合之前，此时外环5的第二凸起53没有位于花键毂8的轴向槽82的中间位置，夕卜环5的外花键(在摩擦锥面作用力下)相对于接合套I的内花键转动，直至外环5的第二凸起53与花键毂的轴向槽82的一侧贴紧，此时接合套I齿端的倒角与外环5齿端的倒角相互抵住，当在外环5倒回半个齿厚的情况下，才能完成啮合。倒角的作用产生摩擦力矩(即换挡力形成的拨环力矩)使外环5倒回半个齿厚，促使接合套I与外环5在轴向推动力的作用下完成啮合。接合套I与换挡齿轮4之间的啮合也是相似的过程，在此不作重复说明。
[0047]本实用新型的换挡齿轮的各个部件为分体式安装，因此换挡齿轮4的部件可以通过焊接连接。由于换挡齿轮4上形成有第一凹槽41，为了便于加工，换挡齿轮4可以通过多个部件组装形成，连接方式为焊接。
[0048]根据本实用新型的一种【具体实施方式】，所述同步器包括分别位于滑块2的沿轴向的两侧的两个同步环，以满足在相邻挡位之间的换挡操作，比如一挡和二挡之间或者三挡和四挡之间。
[0049]本实用新型还提供了一种变速箱，该变速箱包括以上任意一项所述方案的同步器。所述同步器可以是一、二挡同步器，也可以是三、四挡同步器。为了不改变变速箱其他结构的尺寸，可以对外环5、中环6、外环7以及滑块等零部件的尺寸进行适应性调整。
[0050]本实用新型还提供了一种车辆，该车辆包括以上方案所述的变速箱。
[0051]以下对本实用新型的同步器的工作过程进行描述，其中:
[0052]当接合套I退到空挡时，换挡齿轮4、接合套I和所述同步环在其自身及其所联系的一系列运动件的惯性作用下转动。此时内环、外环与接合套转速一致，接合套I与滑块2都处于中间位置，并由弹簧定位；中环6作为一个单独零件，插在换挡齿轮4的第一凹槽41中随换挡齿轮4同步转动。
[0053]换挡开始时，接合套I带动滑块2，由滑块2推动外环5，外环5与内环7 —起逐步与中环6接触，从而使中环6的内外两个摩擦面上产生摩擦力。在接合套I与外环5未啮合之前，此时滑块2没有位于外环5的所述第二凹槽52的中间位置(或外环5的第二凸起53没有位于花键毂8的轴向槽82的中间位置)，外环5的外花键(在摩擦锥面作用力下)相对于接合套I的内花键转动，直至滑块2的一侧与外环5的第二凹槽52的一侧贴紧(或直至外环5的第二凸起53与花键毂8的轴向槽82的一侧贴紧)，此时接合套I齿端的倒角与外环5齿端的倒角相互抵住，当在外环5倒回半个齿厚的情况下，才能完成啮合。倒角的作用产生摩擦力矩(即换挡力形成的拨环力矩)便使外环5倒回半个齿厚，促使接合套I与外环5在轴向推动力的作用下完成啮合。然后，接合套I与换挡齿轮以相似的过程完成啮合，实现换挡过程。
[0054]以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新，型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。
[0055]另外需要说明的是，在上述【具体实施方式】中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。
[0056]此外，本实用新型的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型的思想，其同样应当视为本实用新型所公开的内容。
【权利要求】
1.一种同步环，其特征在于，所述同步环包括能够依次套接的外环(5)、中环(6)以及内环(7)，所述外环(5)包括能够与变速箱的接合套(I)的内花键啮合的外花键，所述外环(5)的一端设置有第二凹槽(52)或第二凸起(53)，所述外环(5)的所述一端的内侧设置有限位块(51)，所述中环(6)的邻近所述变速箱的换挡齿轮(4)的一端设置有第三凸起(61)以能够卡在设置在所述换挡齿轮(4)上的第一凹槽(41)中，所述内环(7)的一端设置有能够卡紧所述限位块(51)的开口。
2.根据权利要求1所述的同步环，其特征在于，所述中环(6)的外侧形成为外锥面并且内侧形成为内锥面，所述外环(5)的内侧形成为能够与所述中环(6)的外锥面配合的内锥面，所述内环(7)的外侧形成为能够与所述中环(6)的同内锥面配合的外锥面。
3.根据权利要求1所述的同步环，其特征在于，所述外环(5)的内圆周面形成有沿轴向延伸的第一储油槽，所述内环(7)外圆周面形成有沿轴向延伸的第二储油槽。
4.一种同步器，包括接合套(I)、滑块(2)、换挡齿轮(4)、花键毂(8)以及权利要求1-3任意一项所述的同步环，所述换挡齿轮(4)和所述花键毂(8)分别能够与接合套(I)啮合，所述滑块(2)位于所述花键毂(8)圆周上的轴向槽(82)中并且所述滑块(2)的第一凸起(21)能够卡在所述接合套(I)的内周上的凹口中，所述同步环位于所述换挡齿轮(4)和所述花键毂(8)之间，其特征在于，所述同步环包括能够依次套接的外环(5)、中环(6)以及内环(7)，所述外环(5)包括能够与所述接合套(I)的内花键啮合的外花键，所述外环(5)邻近所述花键毂(8)的一端设置有能够容纳所述滑块(2)的第二凹槽(52)或能够容纳于所述轴向槽(82)的第二凸起(53)，所述外环(5)邻近所述花键毂(8)的一端的内侧设置有限位块(51)，所述中环(6)的邻近所述换挡齿轮(4)的一端设置有第三凸起(61)以卡在设置在所述换挡齿轮(4)上的第一凹槽(41)中，所述内环(7)的一端设置有能够卡紧所述限位块(51)的开口。
5.根据权利要求4所述的同步器，其特征在于，所述轴向槽(82)中设置有沿径向延伸的孔，在所述孔中设置有弹簧(3)以使所述滑块(2)的凸起卡在所述接合套(I)的内花键的凹槽中。
6.根据权利要求4所述的同步器，其特征在于，所述接合套(I)的内花键的两个齿端形成有倒角，所述外环(5)的外花键和所述换挡齿轮(4)的外花键邻近所述接合套(I)的一端形成有与所述接合套(I)的倒角相同的倒角。
7.根据权利要求4所述的同步器，其特征在于，所述换挡齿轮(4)的部件通过焊接连接。
8.根据权利要求4-7任意一项所述的同步器，其特征在于，所述同步器包括分别位于所述滑块(2)的沿轴向的两侧的两个同步环。
9.一种变速箱，其特征在于，该变速箱包括权利要求4-8任意一项所述的同步器。
10.一种车辆，其特征在于，该车辆包括权利要求9所述的变速箱。
【文档编号】F16D23/04GK203702914SQ201320850876
【公开日】2014年7月9日 申请日期:2013年12月20日 优先权日:2013年12月20日
【发明者】刘光明, 邹斌, 许国兴, 李达基, 肖薇, 许爱军 申请人:北汽福田汽车股份有限公司