本发明涉及变速器技术领域,特别涉及一种变速器的三锥同步器。
背景技术:
现代机械式齿轮传动变速器换档过程中,同步器得到普遍的应用。由于在各档位齿轮之间设置了同步器,可保证换档时齿轮的啮合不受冲击,清除了换档噪声,延长了齿轮的寿命。另外随着人们对汽车节能环保和轻量化要求的提高,同时受变速器的尺寸和质量的限制,希望同步器能够快速可靠地进行同步啮合、平顺换档,同时具有更大的同步容量。
目前常用滑块式同步器一般只有一个或两个锥面,这样的同步器在换档时产生的摩擦力矩不足,导致换档时间增加,换档力增大,造成换档舒适性降低,同步器使用寿命降低。因此,缩短同步时间,降低换档力,提高换档舒适性,提升同步器使用寿命,是目前我司对同步器研发的重点方向。
技术实现要素:
本发明提供了一种变速器的三锥同步器,以解决现有的同步器在换档时产生的摩擦力矩不足,导致换档时间增加,换档力增大,同时使得同步器使用寿命降低的问题。
为了达到上述目的,本发明的技术方案为:
一种变速器的三锥同步器,包括齿座、齿套、结合齿圈、同步环、中间环和内环,所述齿套设置在齿座外部,齿座的圆周上开设有滑槽,滑槽内设有弹簧和推块,弹簧套设在推块外部,推块与齿套的内侧相抵,结合齿圈分别固定在齿座的两侧,同步环、中间环和内环从外至内依次空套在结合齿圈与齿套之间,结合齿圈的外锥面与内环的内锥面之间形成摩擦锥面ⅰ,内环的外锥面与中间环的内锥面形成摩擦锥面ⅱ,中间环的外锥面与同步环的内锥面形成摩擦锥面ⅲ。
本技术方案的技术原理和效果在于:
1、相比较于传统的单锥或双锥同步器,本方案中设置了三个摩擦锥面,即形成了三个摩擦副,这就使得在换档时摩擦力矩提高了近3倍,缩短了换档时间和换档力,进而提高了换档的舒适性。
2、另外由于摩擦副的增加,摩擦副的面积增加,单个摩擦副的接触应力就相应的降低,从而提升了整个同步器使用寿命;本方案结构简单,加工方便,换档性能好且换档时间短,同步器寿命明显提高。
进一步,所述滑槽开设有多个,且多个滑槽沿齿座的周向均布。
有益效果:多个滑槽的设置,使得推块对齿圈抵紧作用更加稳定,且多个滑槽周向均布,使得推块对齿圈的作用力均匀分布。
进一步,所述结合齿圈的圆周面上开设有方孔,中间环的外周沿其轮廓线设有凸台,凸台插入到方孔内。
有益效果:这样通过凸台插入方孔,使得工作时结合齿圈与中间环之间形成一个整体,两者转速一致。
进一步,所述方孔与凸台均设有多个,多个方孔沿着结合齿圈周向均布,多个凸台沿着中间环的周向均布。
有益效果:多个方孔与凸台的设置提高了结合齿圈与中间环之间的连接稳定性。
进一步,所述齿座的圆周面上还设有限位孔,限位孔位于滑槽之间,限位孔内卡紧有联接块,联接块上分别开设有槽ⅰ和槽ⅱ,所述同步环的内侧固定有套入槽ⅰ中卡块,所述内环的内侧固定有套入槽ⅱ卡台。
有益效果:通过联接块将同步环、内环与齿座连为一个整体,使得工作时这三者的转速一致。
进一步,所述限位孔设有多个,且均布在齿座的圆周面上,各限位孔内均卡紧有联接块,同步环上设有多个与槽ⅰ位置相对的卡块,内环上设有多个与槽ⅱ位置相对的卡台。
有益效果:多个限位孔与联接块的设置,提高了同步环和内环与齿座之间的连接稳定性。
进一步,所述齿套内周的周向设有花键内齿,同步环与结合齿圈的外周均沿周向设有花键外齿,齿座、同步环、结合齿圈与齿套通过花键方式连接。
有益效果:这样设置以便于齿套可以在齿座、同步环与结合齿圈上滑动。
进一步,所述齿套的花键内齿上设有锁止面ⅰ,同步环的花键外齿上设有锁止面ⅱ,结合齿圈的花键外齿上设有锁止面ⅲ。
有益效果:这样在换档时,换档拨叉拨动齿套向外侧进行轴向的移动,齿套上的锁止面ⅰ与同步环上的锁止面ⅱ接触,产生一个正压力,该正压力可分解为一个轴向分力和一个周向分力,周向分力产生拨动同步环转动的拨环力矩,但由于输入端惯性扭矩的存在,拨环力矩无法使齿套和同步环产生相对转动,导致同步环不能沿轴向向外滑动。
而拨叉继续对齿套施加轴向推力,使同步环、结合齿圈、中间环、内环的锥面压紧产生摩擦力矩,随着轴向推力的不断加大,锥面产生摩擦力矩不断增加,当摩擦力矩的最大值等于输入端惯性扭矩,两者相互抵消,拨环力矩使齿套和同步环产生相对转动,锁止面ⅰ与锁止面ⅱ脱开,齿套即可自由通过同步环。而齿套通过同步环后,继续与结合齿圈的锁止面ⅲ接触,再次产生拨环力矩,齿套继续通过结合齿圈,完成稳定换档。
进一步,所述滑槽的底部开设有直径小于滑槽的盲孔,推块包括推杆与圆柱头,推杆位于盲孔内,所述盲孔内设有对推杆周向进行限位的限位机构。
有益效果:由于换档时,齿套在滑动过程中,推块会在齿套的作用下产生一定的周向偏移,因此设置盲孔与限位机构可以有效的减少推块的周向偏移,提高换档的稳定性。
进一步,所述限位机构包括抱圈与支撑条,抱圈套设在推杆外部,抱圈内壁上粘接有橡胶层,橡胶层与推杆的外壁紧贴,支撑条一端固定在抱圈外壁上,另一端固定在盲孔内壁上。
有益效果:这样设置对推杆的周向移动起到限制作用,同时又不影响推杆的轴向移动,另外橡胶层的设置降低推杆与抱圈之间的磨损,提高使用寿命。
附图说明
图1为本发明三锥同步器安装在高档齿轮与低档齿轮之间的剖视图;
图2为本发明三锥同步器剖视图;
图3本发明三锥同步器爆炸图;
图4为本发明中齿套的立体图;
图5为本发明中同步环的立体图;
图6为本发明中结合齿圈的立体图;
图7为本发明中齿套与齿座的连接立体图;
图8为本发明中同步环与结合齿圈的立体图;
图9为本发明中联接块的立体图;
图10为本发明实施例2中盲孔的示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式进一步详细说明:
说明书附图中的附图标记包括:齿套1、锁止面ⅰ1a、环槽1b、同步环2、卡块2a、锁止面ⅱ2b、结合齿圈3、锁止面ⅲ3b、中间环4、凸台4a、内环5、卡台5a、弹簧6、推块7、齿座8、滑槽8a、高档齿轮9、低档齿轮10、连接块11、槽ⅰ11a、槽ⅱ11b、摩擦锥面ⅰ21、摩擦锥面ⅱ22、摩擦锥面ⅲ23、盲孔24、推杆25、抱圈26、支撑条27。
实施例1基本如附图1、图2和图3所示:
一种变速器的三锥同步器,包括位于高档齿轮9与低档齿轮10之间的齿座8、齿套1、两个结合齿圈3、两个同步环2、两个中间环4和两个内环5,其中齿套1设置在齿座8的外部,结合图7所示,在齿座8的圆周上开设有三个滑槽,三个滑槽沿齿座8的周向均布,滑槽内设有弹簧6和推块7,弹簧6套设在推块7外部,推块7与齿套1的内侧相抵。
两个结合齿圈3分别设置在齿座8的两侧,两个结合齿圈3分别通过花键或焊接的方式与高档齿轮9和低档齿轮10固定,同步环2、中间环4和内环5从外至内依次空套在结合齿圈3与齿套1之间,即内环5空套在结合齿圈3上,中间环4空套在内环5上,而同步环2空套在中间环4上,这样中间环4的外锥面与同步环2的内锥面形成摩擦锥面ⅰ21,内环5的外锥面与中间环4的内锥面形成摩擦锥面ⅱ,结合齿圈3的外锥面与内环5的内锥面之间形成摩擦锥面ⅲ23。
结合图6所示,在结合齿圈3的圆周面上开设有六个方孔,六个方孔均布在结合齿圈3的端面上,在中间环4的外周沿其轮廓线设有六个凸台4a,结合图8所示,六个凸台4a分别套在结合齿圈3的六个方孔内,这样在工作时,中间环4与结合齿圈3以及高档齿轮9(或低档齿轮10)连为一个整体,转速一致。
结合图7所示,在齿座8的圆周面上还开设有三个限位孔,各限位孔内卡紧有联接块,结合图9所示,在联接块上开设有槽ⅰ11a和槽ⅱ11b,在同步环2的内侧上固定有多个卡块2a,在内环5的内侧上固定有多个卡台5a,其中卡块2a套入槽ⅰ11a中,而卡台5a套入槽ⅱ11b中,这样在工作时,同步环2、内环5与联接块连为一个整体,转速一致。
结合图4所示,在齿套1的内周沿其周向设有花键内齿,花键内齿上设有锁止面ⅰ1a,结合图5所示,在同步环2的外周沿其周向设有花键外齿,在花键外齿上设有锁止面ⅱ2b,结合图6所示,在结合齿圈3的外周沿其周向也设有花键外齿,在花键外齿上设有锁止面ⅲ3b。即上述齿座8、同步环2、结合齿圈3与齿套1通过花键方式连接,同时采用了间隙配合,齿套1可以在齿座8、同步环2与结合齿圈3上滑动。
空档时:同步环2、结合齿圈3、中间环4与内环5的各个锥面处于分离状态,即空套状态。
换档时,换档拨叉位于环槽1b内,并拨动齿套1向外侧进行轴向的移动,齿套1上的锁止面ⅰ1a与同步环2上的锁止面ⅱ2b接触,产生一个正压力,该正压力可分解为一个轴向分力和一个周向分力,周向分力产生拨动同步环2转动的拨环力矩,但由于输入端惯性扭矩的存在,拨环力矩无法使齿套1和同步环2产生相对转动,导致同步环2不能沿轴向向外滑动。
拨叉继续对齿套1施加轴向推力,使同步环2、结合齿圈3、中间环4、内环5的锥面压紧产生摩擦力矩,随着轴向推力的不断加大,锥面产生摩擦力矩不断增加,当摩擦力矩的最大值等于输入端惯性扭矩,两者相互抵消,拨环力矩使齿套1和同步环2产生相对转动,锁止面ⅰ1a与锁止面ⅱ2b脱开,齿套1即可自由通过同步环2。
同理,齿套1通过同步环2后,继续与结合齿圈3的锁止面ⅲ3b接触,再次产生拨环力矩,齿套1继续通过结合齿圈3,完成换档。
实施例2基本如附图10所示:
与实施例1的区别在于:在滑槽的底部开设有盲孔24,盲孔24的孔径小于滑槽的孔径,即盲孔24与滑槽之间形成台阶,推块7包括推杆25与圆柱头,圆柱头的直径大于推杆25的直径,推杆25一端伸入盲孔24内,一端与圆柱头固定,其中弹簧6套设在推杆25外部,即弹簧6一端与圆柱头的底部相抵,另一端与台阶相抵,在盲孔24内设有限位机构,其中限位机构包括抱圈26和支撑条27,其中抱圈26套设在推杆25外部,在抱圈26的内壁上粘接有橡胶层,橡胶层与推杆25的外壁紧贴,支撑条27设有多根,支撑条27一端固定在抱圈26外壁,另一端固定在盲孔24内壁上。
这样换档时,齿套1在滑动过程中,由于抱圈26对推杆25的周向限位作用,以减小推块7在周向上的偏移。
以上所述的仅是本发明的实施例,方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出,对于本领域的技术人员来说,在不脱离本发明结构的前提下,还可以作出若干变形和改进,这些也应该视为本发明的保护范围,这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准,说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。