一种锁环式惯性同步器的制作方法

本实用新型属于同步器结构，具体涉及一种锁环式惯性同步器。

背景技术：

如图1和图4，采用滑套连齿限位的普通锁环式惯性同步器，采用压缩弹簧05作为弹性元件，需要进行换挡时，通过拨叉沿同步器滑套01的轴向移动同步器滑套01，对顶销09施加向下的轴向力，在压缩弹簧05的弹性作用下，顶销09向下运动，根据同步器完成挂挡的基本原理，最终，同步器滑套01的内齿同时与同步器齿毂06、外摩擦环02和同步器结合齿圈07相啮合。

如图2是另一种限位方式的锁环式惯性同步器处于空挡时的结构示意图，工作原理与前述一致，仅是限位改为通过结合齿圈上设置限位凸台完成。

上述的同步器均存在如下问题：(1)如图3，同步器齿毂06沿周向分布有6个槽口061和3个沉孔062，分别用以安装外摩擦环02、内摩擦环04的凸台以及滑块08、压缩弹簧05和柱销09。外摩擦环02、中间锥环03和内摩擦环04套装配合，同步器滑块08、压缩弹簧05和柱销09需组合安装，整体结构复杂，零件数量多，制造成本偏高，装配难度大；(2)同步器齿毂06中部需要安装压缩弹簧05，就要求同步器齿毂06的壁厚不能太薄，因此，不利于零件的轻量化；(3)同步器齿毂06的外周需开设多个槽口，会降低其强度和刚度，影响同步器的整体可靠性；(4)前述的限位方式均存在不足：滑套连齿限位的方式，滑套加工工艺性差，不能采用效率较高的拉花键工艺，只能使用插花键工艺，加工效率较低；同步器结合齿圈07上设置限位凸台的限位方式，在对同步器结合齿圈07进行淬火处理时极易将同步器结合齿圈07上的限位凸台淬透，在使用过程中限位凸台很容易发生脆断，同时会增加同步器的轴向安装尺寸。

技术实现要素：

本实用新型的主要目的是解决现有同步器存在零件数量多、不利于零件轻量化、整体可靠性不足，以及限位结构加工效率低和易损坏的技术问题，提供一种锁环式惯性同步器。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种锁环式惯性同步器，其特殊之处在于，包括同步器滑套、外摩擦环、中间锥环、内摩擦环、开口环形簧和同步器齿毂；

所述同步器滑套内齿的齿顶中部设有挂挡限位台；

所述同步器齿毂外齿的齿底两侧均开设有弹簧弯钩卡槽；所述开口环形簧卡装于弹簧弯钩卡槽内，弯钩形状可防止弹簧脱出。同步器弹簧承受同步器齿毂卡槽对其外径施加的预紧力，预压状态下的开口环形簧内径小于同步器滑套的挂挡限位台的小径；

所述外摩擦环、中间锥环和内摩擦环由外向内依次套设，对称设置于同步器齿毂两侧；外摩擦环、中间锥环和内摩擦环的相邻两接触面均为锥面配合，其外侧还设有同步器结合齿圈；

所述外摩擦环和内摩擦环朝向同步器齿毂的端面上沿周向分别设有多个第一限位凸台和第二限位凸台；所述第一限位凸台和第二限位凸台共同安装于同步器齿毂上开设的摩擦环限位槽内；

所述中间锥环朝向同步器结合齿圈的端面上沿周向设有多个第三限位凸台，所述第三限位凸台安装于同步器结合齿圈端面上沿周向开设的通孔内；

当处于空挡状态时，同步器滑套套设于同步器齿毂外，同步器滑套的挂挡限位台位于两个开口环形簧之间；当处于挂挡状态时，同步器滑套的挂挡限位台外端面与同步器结合齿圈的结合齿端面相抵靠，同步器滑套的内齿同时与同步器结合齿圈结合齿、外摩擦环外齿和同步器齿毂外齿相啮合。

进一步地，为了加强同步器齿毂和同步器整体的强度和刚度，所述同步器齿毂的外环面为连续、均匀设置。

进一步地，所述装于同步器齿毂两侧的外摩擦环和内摩擦环上的第一限位凸台和第二限位凸台交错安装于同步器齿毂的摩擦环限位槽内，有效减小了同步器齿毂的轴向长度。

进一步地，为了简化结构复杂性和工艺难度，所述挂挡限位台为设置在同步器滑套内齿齿顶中部的加高花键齿。

进一步地，所述外摩擦环上的第一限位凸台为向内弯折的l型凸台。

进一步地，所述第一限位凸台和第二限位凸台的数量均为3个；所述第三限位凸台的数量为6个。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1.本实用新型的锁环式惯性同步器，采用在同步器滑套中部设置挂挡限位台与布置于同步器齿毂两侧的开口环形簧配合的形式，取代了常规同步器中采用滑块、顶销和压缩弹簧与同步器滑套上空挡限位槽组合的空挡定位形式，改进后的双锥面锁环式惯性同步器只需要7种共12个零件，而现有结构的双锥面锁环式惯性同步器需要9种共19个零件，零件数量明显减少，能够极大地简化制造和装配流程，有效节约生产成本。

同步器齿毂上不需要加工安装压缩弹簧的安装孔，在确保安装可靠性的同时，可有效减薄同步器齿毂中部的厚度，减轻零件和同步器整体的重量，也能够减小同步器的轴向尺寸。

本实用新型的同步器中限位结构具体是在同步器滑套内齿中部设置挂挡限位台，与采用同步器滑套连齿限位和在同步器结合齿圈上设置限位凸台的限位方式相比，避免了限位凸台在使用过程中很容易发生脆断的风险，同时可以采用效率较高的加工工艺进行制造。

本实用新型的同步器无滑块结构，同时不采用滑套连齿限位方式，同步器滑套和外摩擦环不需要去除部分花键齿，同步器滑套和外摩擦环上的锁止齿数量为花键全齿数，锁止面的总数量和总面积更大，锁止更可靠。

2.本实用新型中的同步器齿毂外侧面为无槽口连续圆周面，摩擦环限位槽开设于同步器齿毂端面中部，与现有同步器齿毂的摩擦环限位槽开设在同步器齿毂外圆面上相比，避免了在同步器齿毂外周上开槽，可有效提高同步器齿毂的强度和刚度。

3.本实用新型中同步器齿毂两侧的第一限位凸台和第二限位凸台安装于摩擦环限位槽内时交错布置，由于同步器工作时，两侧的第一限位凸台和第二限位凸台均不能相互干扰，交错布置能够进一步减薄同步器齿毂中部的厚度要求，进而减轻零件和同步器整体的重量，也能够减小同步器的轴向尺寸。

4.本实用新型中的挂挡限位台为加高花齿键，使同步器滑套在加工时能够采用拉花键加工工艺进行加工制造，与现有的限位结构相比，简化了加工工艺的复杂度，提高了加工效率。

附图说明

图1为背景技术中采用滑套连齿限位的双锥面锁环式惯性同步器结构示意图；

图2为背景技术中采用结合齿圈限位凸台的双锥面锁环式惯性同步器结构示意图；

图3为背景技术中同步器齿毂的结构示意图；

图4为背景技术中外摩擦环的结构示意图。

其中，图1至图4中：

01-同步器滑套、02-外摩擦环、03-中间锥环、04-内摩擦环、05-压缩弹簧、06-同步器齿毂、061-槽口、062-沉孔、07-同步器结合齿圈、08-滑块、09-顶销。

图5为本实用新型锁环式惯性同步器实施例的结构示意图；

图6为图5的c-c剖视图；

图7为图5的爆炸图；

图8为本实用新型实施例中同步器齿毂的结构示意图；

图9为图8的局部放大图；

图10为本实用新型实施例中外摩擦环的结构示意图；

图11为本实用新型实施例中同步器滑套的结构示意图；

图12为本实用新型实施例中锁环式惯性同步器空挡状态的结构示意图；

图13为本实用新型实施例中锁环式惯性同步器挂挡状态的结构示意图。

其中，图5至图13中：

1-同步器滑套、11-挂挡限位台、2-外摩擦环、21-第一限位凸台、3-中间锥环、31-第三限位凸台、4-内摩擦环、41-第二限位凸台、5-开口环形簧、6-同步器齿毂、61-弹簧弯钩卡槽、62-摩擦环限位槽、7-同步器结合齿圈、71-通孔。

具体实施方式

下面将结合本实用新型的实施例和附图，对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例并非对本实用新型的限制。

本实用新型提供了一种新结构的锁环式惯性同步器，采用开口环形簧5作为其弹性元件，两个开口环形簧5分别安装于同步器齿毂6两侧的弹簧弯钩卡槽61中，同步器滑套1中部设有挂挡限位台11。空挡时，开口环形簧5处于同步器滑套1的挂挡限位台11两侧，开口环形簧5仅承受同步器齿毂6上弹簧弯钩卡槽61的安装预紧力。同步器挂挡时，同步器滑套1向挂挡侧轴向移动，同步器滑套1的挂挡限位台11与开口环形簧5相抵靠，阻止同步器滑套1的轴向移动。同步器滑套1需要克服开口环形簧5的张力，挤压开口环形簧5使之外径缩小，直至同步器滑套1的挂挡限位台11越上挂挡侧的开口环形簧5，即可移动挂挡，实现空挡定位功能。本实用新型的同步器结构取消了传统锁环式惯性同步器中的滑块、顶销和压缩弹簧，且同步器滑套1上不再需要加工空挡定位槽，零件数量大幅减少，各零件装配更加方便，极大简化了同步器的加工和装配工艺。

如下是本实用新型的一个实施例，具体说明其连接关系及工作原理：

如图5至图7，一种锁环式惯性同步器，包括同步器滑套1、外摩擦环2、中间锥环3、内摩擦环4、开口环形簧5、同步器齿毂6和同步器结合齿圈7。

如图11，同步器滑套1的内齿齿顶中部设有相对于齿顶加高的花键齿11，作为挂挡限位台11，该挂挡限位台11在同步器滑套1轴向移动挂挡时，滑套两侧正常齿高的花键齿啮入结合齿圈7上的花键齿，滑套中部加高的花键齿将抵住结合齿圈端面，不会啮入同步器结合齿圈7的结合齿，阻止滑套继续向挂挡方向轴向移动，实现挂挡限位功能。

如图8和图9，同步器齿毂6外齿的齿底两侧均开设有弹簧弯钩卡槽61，用于安装开口环形簧5并防止开口环形簧5脱出，开口环形簧5内径小于同步器滑套1的挂挡限位台11的小径。作为一种优选方案，同步器齿毂6的外侧面为连续圆周面，摩擦环限位槽62开设在同步器齿毂6的端面中部，与现有的同步器齿毂6在外周上开槽相比，同步器齿毂6的强度和刚度都得到了有效提高，进而使整个同步器的结构强度和可靠性都得到了提升。将各部件装配后，在空挡时，同步器滑套1套设于同步器齿毂6的外部，挂挡限位台11处于同步器中间位置并位于同步器齿毂6两侧的两个开口环形簧5之间。

外摩擦环2、中间锥环3和内摩擦环4由外向内依次套设，中间锥环3的内表面和外表面均为锥面，内摩擦环4的外表面为锥面，外摩擦环2的内表面为锥面，外摩擦环2、中间锥环3和内摩擦环4套设后相邻两接触面均为锥面配合。同步器齿毂6的两侧对称设置有外摩擦环2、中间锥环3和内摩擦环4，位于同步器齿毂6两侧的外摩擦环2、中间锥环3和内摩擦环4安装结构相同。

如图7和图10，外摩擦环2和内摩擦环4朝向同步器齿毂6的端面上沿周向分别设有第一限位凸台21和第二限位凸台41，第一限位凸台21和第二限位凸台41均安装于同步器齿毂6上的摩擦环限位槽62内，装于同步器齿毂6两侧的外摩擦环2的第一限位凸台21和内摩擦环4的第二限位凸台41交错安装于摩擦环限位槽62内，即一个摩擦环限位槽62内仅安装同步器齿毂6一侧的一个第一限位凸台21和一个第二限位凸台41，由于摩擦环限位槽62内同步器齿毂6两侧的第一限位凸台21和一个第二限位凸台41不能相互干扰，交错安装的方式能够有效减薄同步器齿毂6中部的厚度，进而减轻零件的重量，有助于减小同步器的轴向尺寸。其中，第一限位凸台21可以设计为向内弯折的l型凸台，以便于与同步器齿毂6上的摩擦环限位槽62的侧壁配合，同时使凸台强度更高。

如图10，与图4所示的现有外摩擦环02相比，由于限位方式和弹性元件均发生了变化，外摩擦环2不需要去除部分花键齿，外摩擦环2外部的锁止齿数量为花键全齿数，锁止面的总数量和面积更大，锁止更加可靠。

同步器结合齿圈7的端面上沿周向开设有多个通孔71，中间锥环3朝向同步器结合齿圈7的端面上沿周向设有多个第三限位凸台31，同步器装配后，第三限位凸台31安装于通孔71内，同步器齿毂6两侧的同步器结合齿圈7安装结构相同。

前述的第一限位凸台21和第二限位凸台41的数量均为3个，第三限位凸台31的数量为6个。相应的，同步器结合齿圈7端面上的通孔71与第三限位凸台31的数量相同，为6个；同步器齿毂6端面上的摩擦环限位槽62的数量为6个，同步器齿毂6两侧的外摩擦环2的第一限位凸台21和内摩擦环4的第二限位凸台41各有3个。

如图12，在同步器处于空挡位置时，同步器滑套1处于同步器中心位置，同步器滑套1的内齿与同步器齿毂6的外齿相配合，同步器滑套1内齿上的挂挡限位台11处于两个开口环形簧5之间，开口环形簧5承受同步器齿毂6上弹簧弯钩卡槽61对开口环形簧5外径施加的预紧力，处于预压状态。两个开口环形簧5的内径小于同步器滑套1挂挡限位台11的小径，可阻止同步器滑套1的轴向移动，实现空挡定位功能。

如图13，当同步器挂挡时，同步器滑套1在换挡拨叉的推动下向挂挡侧轴向移动，同步器滑套1内齿上的挂挡限位台11端面与开口环形簧5相抵靠，阻止同步器滑套1的移动。在换挡拨叉的持续推力下，同步器滑套1内齿上挂挡限位台11的端面不断挤压挂挡侧的开口环形簧5，开口环形簧5外径缩小，同步器滑套1的挂挡限位台11克服开口环形簧张力，越上开口环形簧5，继续轴向移动。同步器滑套1的端面接触到外摩擦环2，使外摩擦环2、中间锥环3和内摩擦环4相邻的配合锥面相接触产生摩擦力矩，使外摩擦环2旋转四分之一周节，同步器滑套1内齿端面与外摩擦环2外部的齿端锁止面相接触，同步器进入锁止状态。此时，换挡拨叉继续向同步器滑套1施加轴向力，由同步器滑套1传至外摩擦环2、中间锥环3和内摩擦环4摩擦锥面的正压力不断加大，使摩擦副在滑磨过程中相邻两摩擦表面的角速度逐渐接近，最终同步器滑套1、外摩擦环2、中间锥环3、内摩擦环4和同步器结合齿圈7之间的转速差消失，实现同步。此时外摩擦环2倒转一个角度回正，同步器滑套1与外摩擦环2上的锁止面脱离接触，同步器滑套1在换挡拨叉的推动下滑过外摩擦环2与同步器结合齿圈7结合，完成挂挡，此时同步器滑套1的内齿同时与同步器结合齿圈7、外摩擦环2、同步器齿毂6相配合，且此时同步器滑套1上的挂挡限位台11的端面与结合齿圈7结合齿的端面相抵靠，实现挂挡限位功能。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非对本实用新型保护范围的限制，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均包括在本实用新型的专利保护范围内。