同步系统和具有其的车辆的制作方法

本发明涉及车辆技术领域，尤其是涉及一种同步系统和具有所述同步系统的车辆。

背景技术：

相关技术中的车辆，其同步器通常通过滑块实现同步功能，而同步器的锁挡功能，需要在推动齿套运动的拨叉杆上增加限位钢球来实现，限位钢球的增加会导致整个同步系统的结构不够紧凑。

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，本发明的一个目的在于提出一种同步系统，该同步系统不仅能够实现同步和锁挡功能，而且结构紧凑。

本发明还提出一种具有上述同步系统的车辆。

根据本发明的第一方面的实施例提出一种同步系统，所述同步系统包括：传动轴；挡位齿轮，所述挡位齿轮套设于所述传动轴且相对于所述传动轴可旋转；同步毂，所述同步毂套设于所述传动轴且与所述传动轴同步旋转；齿套，所述齿套套设于所述同步毂，所述齿套与所述同步毂啮合且沿所述同步毂的轴向在空挡位置和在挡位置之间可移动；同步滑块，所述同步滑块设于所述同步毂且由所述齿套推动沿所述同步毂的轴向滑动；锁挡块，所述锁挡块设于所述同步毂，所述齿套位于所述在挡位置时被所述锁挡块止抵以止挡所述齿套向所述空档位置移动；同步环，所述同步环套设于所述传动轴且位于所述同步毂和所述挡位齿轮之间，所述同步环与所述同步毂相连以与所述同步毂同步转动；其中，所述齿套位于所述空档位置时，所述齿套与所述同步毂啮合且与所述挡位齿轮分离；所述齿套从所述空档位置向所述在挡位置移动时，所述齿套通过所述同步滑块推动所述同步环与所述挡位齿轮接触以进行预同步；所述齿套位于所述在挡位置时，所述齿套分别与所述同步毂、所述同步环和所述挡位齿轮啮合。

根据本发明实施例的同步系统，通过在同步毂上设有可轴向滑动的同步滑块，能够实现同步功能，并且，进一步在同步毂上设置锁挡块，可以利用锁挡块将齿套保持在所述在挡位置，避免齿套在挡时发生轴向窜动，进而实现锁挡功能。由此，无需在拨叉杆上设置限位钢球，从而使整体结构更加紧凑。

根据本发明的一些具体实施例，所述挡位齿轮构造有外环锥面，所述外环锥面沿所述挡位齿轮的周向延伸，所述外环锥面向所述同步环的方向沿所述挡位齿轮的径向上向内倾斜延伸；所述同步环构造有内环锥面，所述内环锥面沿所述同步环的周向延伸，所述内环锥面向所述挡位齿轮的方向沿所述同步环的径向上向外倾斜延伸，所述同步环通过所述内环锥面与所述外环锥面的接触而与所述挡位齿轮进行预同步。

根据本发明的一些具体实施例，所述同步滑块包括：滑座，所述滑座沿所述同步毂的轴向可滑动地安装于所述同步毂；同步球，所述同步球设于所述滑座；同步弹性件，所述同步弹性件设于所述滑座且将所述同步球常推向所述齿套；其中，所述齿套通过所述同步球带动所述同步滑块沿所述同步毂的轴向移动，所述同步滑块通过所述滑座推动所述同步环。

进一步地，所述齿套构造有同步槽，所述齿套位于所述空档位置时所述同步球配合在所述同步槽内，所述齿套位于所述在挡位置时所述同步球脱离所述同步槽。

进一步地，所述同步毂的外周面设有滑槽，所述滑槽沿同步毂的轴向贯通所述同步毂，所述滑座可滑动地安装于所述滑槽；所述同步环设有翻爪，所述翻爪配合在所述滑槽内，所述滑座通过推动所述翻爪而推动所述同步环。

根据本发明的一些具体示例，所述锁挡块包括：锁挡座，所述锁挡座安装于所述同步毂；锁挡球，所述锁挡球设于所述锁挡座；锁挡弹性件，所述锁挡弹性件设于所述锁挡座且将所述锁挡球常推向所述齿套；其中，所述齿套位于所述在挡位置时被所述锁挡球止抵以止挡所述齿套向所述空档位置移动。

进一步地，所述锁挡座具有锁挡弹性件容纳腔和锁挡球容纳腔，所述锁挡球设于所述锁挡球容纳腔，所述锁挡弹性件设于所述锁挡球容纳腔，所述锁挡球在所述锁挡弹性件的弹力下一部分伸出所述锁挡球容纳腔。

进一步地，所述锁挡球容纳腔的两端分别构造有用于防止所述锁挡球脱出所述锁挡球容纳腔的外缩口和内缩口，所述内缩口形成在所述锁挡球容纳腔的邻近所述锁挡弹性件容纳腔的一端，所述外缩口形成在所述锁挡球容纳腔的远离所述锁挡弹性件容纳腔的一端。

进一步地，所述同步毂的外周面设有锁挡座安装槽，所述锁挡座安装于所述锁挡座安装槽；所述锁挡座安装槽沿所述同步毂的轴向贯通所述同步毂，所述锁挡座安装槽的侧壁上设有卡肩，所述锁挡座设有卡槽，所述卡肩卡合于所述卡槽。

根据本发明的一些具体示例，所述齿套构造有锁挡面，所述齿套位于所述在挡位置时所述锁挡面被所述锁挡球止抵以止挡所述齿套向所述空档位置移动。

进一步地，所述锁挡面为相对于所述齿套的轴向倾斜设置的斜面，所述齿套从所述空档位置向所述在挡位置移动时，所述锁挡球通过与所述锁挡面接触而将所述齿套推向所述在挡位置。

进一步地，所述齿套构造有定心槽，所述齿套位于所述空档位置时，所述锁挡球配合在所述定心槽内。

根据本发明的一些具体实施例，所述齿套的内周面构造有齿套啮合齿，所述同步环的外周沿构造有同步环啮合齿，所述挡位齿轮构造有齿轮啮合齿；其中，所述齿套啮合齿的朝向挡位齿轮的端部、所述同步环啮合齿的朝向所述齿套的端部、所述齿轮啮合齿的朝向所述齿套的端部分别构造有尖角。

根据本发明的一些具体实施例，所述锁挡块为多个且沿所述同步毂的周向间隔设置，所述齿套位于所述在挡位置时被多个所述锁挡块止抵以止挡所述齿套向所述空档位置移动

根据本发明的一些具体实施例，所述挡位齿轮为两个且在所述传动轴的轴向上分别位于所述同步毂的两侧；所述同步环为两个，一个所述同步环位于一个所述挡位齿轮和所述同步毂之间，另一个所述同步环位于另一个所述挡位齿轮和所述同步毂之间；所述齿套位于所述在挡位置时可选择地与两个所述档位齿轮中的一个啮合。

根据本发明的第二方面的实施例提出一种车辆，所述车辆包括根据本发明的第一方面的实施例所述的同步系统。

根据本发明实施例的车辆，通过利用根据本发明的第一方面的实施例所述的同步系统，具有换挡性能可靠、结构紧凑的优点。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明实施例的同步系统的结构示意图。

图2是根据本发明另一个实施例的同步系统的结构示意图。

图3是根据本发明实施例的同步系统的传动轴的结构示意图。

图4是根据本发明实施例的同步器的结构示意图。

图5是根据本发明实施例的同步器的部分结构与同步环的结构示意图。

图6是根据本发明实施例的同步器的同步毂的结构示意图。

图7是根据本发明实施例的同步器的齿套的结构示意图。

图8是根据本发明实施例的同步器的同步滑块的结构示意图。

图9是根据本发明实施例的同步器的同步滑块与齿套的配合示意图。

图10是根据本发明实施例的同步器的锁挡块的结构示意图。

图11是根据本发明实施例的同步器的锁挡块与齿套的配合示意图。

图12是根据本发明实施例的同步系统的同步环的结构示意图。

图13是根据本发明实施例的同步系统的挡位齿轮的结构示意图。

附图标记：

同步系统1、同步器2、

传动轴100、滚针轴承110、传动花键120、光滑面130、

挡位齿轮200、外环锥面210、齿轮啮合齿220、

同步毂300、滑槽310、锁挡座安装槽320、卡肩330、同步毂啮合齿340、

齿套400、同步槽410、锁挡面420、定心槽430、齿套啮合齿440、

同步滑块500、滑座510、同步球520、同步弹性件530、

锁挡块600、锁挡座610、锁挡弹性件容纳腔611、锁挡球容纳腔612、外缩口613、内缩口614、卡槽615、锁挡球620、锁挡弹性件630、通孔631、

同步环700、内环锥面710、翻爪720、同步环啮合齿730、

尖角810。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”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。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，“若干”的含义是一个或多个。

下面参考附图描述根据本发明实施例的同步系统1。

如图1所示，根据本发明实施例的同步系统1包括传动轴100、挡位齿轮200、同步环700和同步器2。

首先描述根据本发明实施例的同步器2。

如图1、图4-图7所示，根据本发明实施例的同步器2包括同步毂300、齿套400、同步滑块500和锁挡块600。

齿套400套设于同步毂300，齿套400与同步毂300啮合且沿同步毂300的轴向在空挡位置和在挡位置之间可移动。同步滑块500设于同步毂300且由齿套400推动沿同步毂300的轴向滑动。锁挡块600设于同步毂300，齿套400位于在挡位置时被锁挡块600止抵，以止挡齿套400向空档位置移动，即将齿套400保持在在挡位置。

在根据本发明实施例的同步系统1中，挡位齿轮200套设于传动轴100且相对于传动轴100可旋转。同步毂300套设于传动轴100且与传动轴100同步旋转。同步环700套设于传动轴100且位于同步毂300和挡位齿轮200之间，同步环700与同步毂300相连以与同步毂300同步转动。

其中，齿套400位于空档位置时，齿套400与同步毂300啮合且与挡位齿轮200分离。齿套400从空档位置向在挡位置移动时，齿套400通过同步滑块500推动同步环700与挡位齿轮200接触以进行预同步，即齿套400向挡位齿轮200的方向移动，在移动过程中同时推动同步滑块500沿同步毂300的轴向移动，同步滑块500将同步环700推向挡位齿轮200，同步环700在移动过程中仍然与同步毂300和传动轴100保持同步旋转，同步环700与挡位齿轮200接触后，依靠摩擦力使挡位齿轮200的转速趋近于同步环700，即预同步。齿套400位于在挡位置时，齿套400分别与同步毂300、同步环700和挡位齿轮200啮合，挡位齿轮200与同步毂300和传动轴100同步旋转，实现同步，且此时，锁挡块600止挡在齿套400向空档位置移动的一侧，从而将齿套400保持在在挡位置，即实现锁挡。

根据本发明实施例的同步系统1及同步器2，通过在同步毂300上设有可轴向滑动的同步滑块500，能够实现同步功能，并且，进一步在同步毂300上设置锁挡块600，可以利用锁挡块600将齿套400保持在在挡位置，避免齿套400在挡时发生轴向窜动，进而实现锁挡功能。由此，无需在拨叉杆上设置限位钢球，从而使整体结构更加紧凑。

因此，根据本发明实施例的同步系统1及同步器2不仅能够实现同步和锁挡功能，而且结构紧凑。

在本发明的一些具体示例中，如图1和图3所示，同步毂300可以通过传动花键120与传动轴100联接，以使同步毂300与传动轴100同步旋转。挡位齿轮200可以通过滚针轴承套110设于传动轴100，滚针轴承110可以套设在传动轴100的光滑面130上，从而使挡位齿轮200能够相对于传动轴100自由转动。

在本发明的一些具体实施例中，如图4、图5和图8所示，同步滑块500包括滑座510、同步球520和同步弹性件530。

滑座510沿同步毂300的轴向可滑动地安装于同步毂300。同步球520设于滑座510。同步弹性件530设于滑座510，同步弹性件530将同步球520推向齿套400，使同步球520的至少一部分伸出滑座510。

进一步地，如图5-图9所示，同步毂300的外周面设有滑槽310，滑槽310沿同步毂的轴向贯通同步毂300，滑座510可滑动地安装于滑槽310。齿套400构造有同步槽410，齿套400位于空档位置时同步球520配合在同步槽410内，齿套400位于在挡位置时同步球520脱离同步槽410。

具体而言,齿套400位于空档位置时同步球520配合在同步槽410内,齿套400从空档位置向在挡位置移动时，利用同步球520和同步槽410的配合，齿套400带动同步滑块500沿同步毂300的轴向移动，滑座510将同步环700推向挡位齿轮200进行预定位，预定位后齿套400进一步向挡位齿轮200移动，此时，同步滑块500由于受到同步环700的止挡而无法继续移动，同步球520会压缩同步弹性件530而脱离同步槽410，齿套400越过同步环700而与挡位齿轮200啮合，完成同步。

其中，如图5和图12所示，同步环700设有翻爪720，翻爪720配合在滑槽310内，从而同步环700与同步毂300保持同步旋转，滑座510通过推动翻爪720而推动同步环700，且同步环700在移动过程中，翻爪720始终配合在同步毂300的滑槽310内，即同步环700与同步毂300始终保持同步旋转。

在本发明的一些具体示例中，如图12和图13所示，挡位齿轮200构造有外环锥面210，外环锥面210沿挡位齿轮200的周向延伸，外环锥面210向同步环700的方向沿挡位齿轮200的径向上向内倾斜延伸，即外环锥面210的直径向同步环700的方向逐渐减小。

同步环700构造有内环锥面710，内环锥面710沿同步环700的周向延伸，内环锥面710向挡位齿轮200的方向沿同步环700的径向上向外倾斜延伸，即内环锥面710的直径向挡位齿轮200的方向逐渐增大。

当齿套400向所述在挡位置移动时，同步滑块500随着齿套400相对同步毂300沿轴向滑动，进而推动同步环700向挡位齿轮200移动，挡位齿轮200的外环锥面210伸入同步环700的内环锥面710，两者贴合，从而使挡位齿轮200的转速趋于同步环700的转速，实现预同步，外环锥面210和内环锥面710的设置，不仅能够便于两者结合，减小冲击力，而且两者之间的抗扭力较大，能够提高预同步的速度和效果。

在本发明的一些具体实施例中，如图4、图5和图10所示，锁挡块600包括锁挡座610、锁挡球620和锁挡弹性件630。

锁挡座610安装于同步毂300。锁挡球620设于锁挡座610。锁挡弹性件630设于锁挡座610且将锁挡球620常推向齿套400。

具体而言，如图5和图6所示，同步毂300的外周面设有锁挡座安装槽320，锁挡座610安装于锁挡座安装槽320。

其中，如图5、图6和图10所示，锁挡座安装槽320沿同步毂300的轴向贯通同步毂300，锁挡座安装槽320的两侧壁上分别设有卡肩330，锁挡座610的两侧分别设有卡槽615，卡肩330卡合于卡槽615，这样锁挡座610被固定在同步毂300上，锁挡块600在同步毂300的轴向上的位置被固定。

在本发明的一些具体示例中，如图10所示，锁挡座610具有锁挡弹性件容纳腔611和锁挡球容纳腔612，锁挡球容纳腔612在同步毂300的径向上位于锁挡弹性件容纳腔611的外侧，且锁挡球容纳腔612与锁挡弹性件容纳腔611连通。锁挡球620设于锁挡球容纳腔612，锁挡弹性件630设于锁挡弹性件容纳腔611，锁挡球620在锁挡弹性件630的弹力下，锁挡球620的一部分伸出锁挡球容纳腔612。

其中，锁挡弹性件630可以为弹簧，所述弹簧的一端止抵于锁挡弹性件容纳腔611的底壁，所述弹簧的另一端止抵于锁挡球620，锁挡弹性件容纳腔611的底壁设有通孔631，通孔631的设置能够排出锁挡弹性件容纳腔611和锁挡球容纳腔612内的气体，避免锁挡弹性件容纳腔611和锁挡球容纳腔612内气压过高而影响锁挡球620运动。

进一步地，如图10所示，为了避免锁挡球620完全脱出锁挡球容纳腔612，锁挡球容纳腔612的两端分别构造有外缩口613和内缩口614，外缩口613和内缩口614的直径均小于锁挡球620的直径且大于锁挡弹性件630的外直径，外缩口613形成在锁挡球容纳腔612的远离锁挡弹性件容纳腔611的一端，内缩口614形成在锁挡球容纳腔612的邻近锁挡弹性件容纳腔611的一端。

本领域的技术人员可以理解地是，同步滑块500的部分结构也可以参考锁挡块600，例如，同步弹性件530也可以为弹簧，滑座510内也可以设置用于容纳同步球520和同步弹性件530的腔室，关于外缩口、内缩口和通孔等结构也可以参照锁挡块600而设置于同步滑块500。

在本发明的一些具体实施例中，如图5-图7、图10和图11所示，齿套400构造有锁挡面420，齿套400位于所述在挡位置时，锁挡面420被锁挡块600的锁挡球620止抵，以止挡齿套400向所述空档位置移动，从而实现锁挡功能，使齿套400在轴向上不在有窜动量。

进一步地，如图5-图7、图10和图11所示，齿套400构造有定心槽430，齿套400位于所述空档位置时，锁挡球620配合在定心槽430内，从而将齿套400保持在空档位置，此时，齿套400位于同步器2的轴向中心位置，从而实现定心功能，避免齿套400空档时轴向窜动。

在本发明的一些具体中，如图4所示，锁挡块600为多个，同步滑块500为多个，多个同步滑块500和多个锁挡块600沿同步毂300的周向等间隔且交替设置。齿套400位于所述在挡位置时被多个锁挡块600止抵，齿套400向所述在挡位置移动时，通过多个同步滑块500推动同步环700。由此，能够提高同步器2的同步稳定性及锁挡和定心的稳定性。

其中，如图5和图7所示，同步毂300的外周面构造有同步毂啮合齿340，齿套400的内周面构造有适于与同步毂啮合齿340啮合的齿套啮合齿440。

同步毂啮合齿340可以分布在同步毂300的外周面和锁挡座610的外侧表面，定心槽430位于齿套啮合齿440的长度方向的中心处，锁挡面420位于齿套啮合齿440的长度方向的至少一端，齿套啮合齿440的两端均设置锁挡面420，还是仅一端设置锁挡面420，取决于同步系统1是单边换挡(如图1所示)，还是双边换挡(如图2所示)，即齿套啮合齿440的远离挡位齿轮200的一端设置锁挡面420。此外，同步槽410也可以设置在齿套啮合齿440的长度方向的中心处。

在本发明的一些具体实施例中，如图7、图12和图13所示，齿套400的内周面构造有齿套啮合齿440，同步环700的外周沿构造有同步环啮合齿730，挡位齿轮200构造有齿轮啮合齿220。

其中，齿套啮合齿440的朝向挡位齿轮200的端部、同步环啮合齿730的朝向齿套400的端部、齿轮啮合齿220的朝向齿套400的端部分别构造有尖角810，由此可以利于齿的啮合，且减小冲击。

进一步地，如图7和图11所示，锁挡面420为相对于齿套400的轴向倾斜设置的斜面，锁挡面420与齿套400的轴向之间的夹角α可以为5°～45°。齿套400从所述空档位置向所述在挡位置移动时，锁挡球620通过与锁挡面420接触而将齿套400推向所述在挡位置，由此，可以有效降低同步器2的二次冲击，使换挡更加平顺，提高同步性能。

具体而言，当同步器2开始挂档时，齿套400在挂档力作用下从空档位置向在挡位置移动，通过同步滑块500推动同步环700，使同步环700的内环锥面710与挡位齿轮200的外环锥面210产生摩擦力矩，使挡位齿轮200转速和同步环700的转速趋于一致。

齿套400继续向在挡位置移动，齿套啮合齿440脱离同步环啮合齿730的尖角810而进入同步环啮合齿730时，同步环700的内环锥面710与挡位齿轮200的外环锥面210脱离，挡位齿轮200在内部拖拽力矩的影响下转速下降，而齿套400的转速保持不变。

在齿套400的齿套啮合齿440的尖角810与同步环啮合齿730的尖角810脱离完成，至齿套啮合齿440的尖角810与齿轮啮合齿220的尖角810接触期间，由于此期间同步环700的内环锥面710与挡位齿轮200的外环锥面210脱离，因此在此期间会产生转速差，从而在齿套啮合齿440的尖角810进入齿轮啮合齿220的阶段会产生冲击。

由上可知，二次冲击产生原因为齿套400与挡位齿轮200存在转速差，转速差越大，二次冲击越大，反之二次冲击越小。而转速差的产生，与齿套啮合齿440的尖角810从同步环啮合齿730的尖角810脱离至进入齿轮啮合齿220的尖角810的移动时间有关。

在本发明的实施例中，通过将锁挡面420设置成斜面，使齿套啮合齿440的尖角810脱离同步环啮合齿730的尖角810时，锁挡球620开始与锁挡面420配合，通过设计的斜面能够使齿套400快速进档，从而使齿套啮合齿440的尖角810从同步环啮合齿730的尖角810脱离至进入齿轮啮合齿220的尖角810的时间有效降低，从而有效降低齿套400与挡位齿轮200的转速差，从而有效降低二次冲击，且锁挡面420的设置使入档更平顺。

在本发明的上述实施例中，均以单边系统(如图1所示)为例进行介绍，同步系统1也可以为双边系统(如图2所示)，具体地，挡位齿轮200为两个且在传动轴100的轴向上分别位于同步毂300的两侧。同步环700为两个，一个同步环700位于一个挡位齿轮200和同步毂300之间，另一个同步环700位于另一个挡位齿轮200和同步毂300之间。齿套400位于所述在挡位置时可选择地与两个挡位齿轮200中的一个啮合。

下面描述根据本发明实施例的车辆，所述车辆包括根据本发明上述实施例的同步系统1或同步器2。

根据本发明实施例的车辆，通过利用根据本发明上述实施例的同步系统1或同步器2，具有换挡性能可靠、结构紧凑的优点。

根据本发明实施例的同步系统1及同步器2，通过增加锁挡块600，不仅能够实现同步功能，而且能有效锁住同步器2的空档和在档状态，同时有效降低同步器2的二次冲击，提升同步性能。此外，拨叉杆上无需再设置限位钢球，结构更为紧凑。

根据本发明实施例的车辆的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。

在本说明书的描述中，参考术语“具体实施例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。