一种嵌入式紧凑型高性能同步器、变速器制造技术

为了解决大扭矩变速器齿轮寿命偏低和用户要求换挡更加轻便的技术问题，本发明专利技术提供了一种嵌入式紧凑型高性能同步器、变速器。本发明专利技术是在齿轮总成上设置内壁为锥面的环形凸台，将同步器的外摩擦环嵌入到该环形凸台中，从而减小了同步器的轴向安装距，能够在不增大变速器总长度的情况下，增加齿轮的齿宽，提高了齿轮的弯曲疲劳和接触疲劳寿命；本发明专利技术将锁止环嵌入齿毂中，进一步减小了同步器的轴向尺寸，从而使得滑动齿套的挂挡行程减小，因而在驾驶室挂挡行程不变的情况下，能够允许变速器摇臂的长度增大，实现大的杠杆比，提高了同步器的换挡能力，降低司机的挂挡力和摘挡力，挂挡更加轻便。

【技术实现步骤摘要】
一种嵌入式紧凑型高性能同步器、变速器
本专利技术涉及一种嵌入式紧凑型高性能同步器、变速器。
技术介绍
随着大马力大扭矩手动变速器的发展，传统同步器通过较小安装距和挂挡行程来实现较小变速器长度变得极为困难，或在变速器长度不变的情况下通过减小同步器的安装距来提高齿轮宽度以此来增加齿轮的弯曲疲劳和接触疲劳寿命的措施也很难实施。另外，用户对换挡轻便性的要求越来越高，司机要求要有更轻的换挡力和摘挡力，在换挡过程中无冲击和顿挫感，减小驾驶劳动强度。
技术实现思路
为了解决大扭矩变速器齿轮寿命偏低和用户要求换挡更加轻便的技术问题，本专利技术提供了一种嵌入式紧凑型高性能同步器和采用该同步器的变速器。本专利技术的技术方案是：一种嵌入式紧凑型高性能同步器，其特殊之处在于：包括沿轴向依次设置的第一摩擦环组件、第一锁止环、齿毂；第一摩擦环组件包括径向套设的第一外摩擦环和第一中间环，第一外摩擦环的外锥面嵌入其所对应齿轮总成上的环形凸台内，与环形凸台的内锥面组成第一摩擦副，第一外摩擦环的内锥面与第一中间环的外锥面组成第二摩擦副；第一外摩擦环大端端面与第一锁止环之间通过凹凸结构配合，实现同步转动；第一中间环小端端面与其所对应齿轮之间通过凹凸结构配合，实现同步转动；第一锁止环圆周上间隔设有沿径向外凸的凸耳，齿毂上间隔设置有用于与所述凸耳相配合的多个卡槽，卡槽与凸耳配合能够实现第一锁止环只能相对于齿毂转动1/4周节或半个齿距；齿毂的外圆周上套设有滑动齿套，在滑动齿套与齿毂之间设置有钢球弹簧封装式滑块体；滑动齿套可沿齿毂轴向移动，且轴向移动一定距离后能够与所述第一锁止环轴向锁止；钢球弹簧封装式滑块体用于在滑动齿套轴向移动时，为滑动齿套提供一定的阻力，以及推动所述第一锁止环轴向移动。进一步地，还包括第二锁止环和第二摩擦环组件；第二锁止环的结构与所述第一锁止环相同，且二者对称嵌套在齿毂的两端；第二摩擦环组件与所述第一摩擦环组件结构相同，且二者对称设置在齿毂的两端。进一步地，滑动齿套的内齿包括长齿组和短齿组；长齿组与短齿组沿滑动齿套内圆均匀交替布置；长齿组包括多个标准啮合齿；标准啮合齿用于与其所对应的齿轮上的结合齿圈啮合；标准啮合齿在轴向方向上的两侧具有第一倒角斜面；短齿组包括多个锁止齿；锁止齿用于与锁止环的花键锁止齿啮合，以进行锁止；锁止齿在轴向方向上的两侧具有第二倒角斜面；齿毂具有交替设置的长花键齿和短花键齿，短花键齿与相邻的长花键齿之间形成槽状结构；第一锁止环为圆环状，其圆周外侧壁上间隔设置有多组锁止齿组，每组锁止齿组包括多个所述花键锁止齿；花键锁止齿的齿侧上具有斜面，该斜面用于与所述锁止齿上的第二倒角斜面接触；相邻两个锁止齿组之间形成让位豁口，该让位豁口能够避免第一锁止环与齿毂的长花键齿发生干涉；所述凸耳位于所述让位豁口中部；第一锁止环轴向嵌套在齿毂上；第一锁止环上的花键锁止齿位于所述槽状结构内；齿毂上的长花键齿位于所述让位豁口内；所述多个锁止齿可划分为两个相同的锁止单元，在两个锁止单元之间设置限位凸台，该限位凸台用于和限制滑动齿套的轴向移动行程；相应的，在所述齿毂上相应位置处去除多个齿后形成第一让位槽、在第一锁止环上对应位置处去除多个花键锁止齿后形成第二让位槽，以便避免与所述限位凸台发生干涉。进一步地，相邻的所述长齿组与短齿组之间设置退刀槽。进一步地，在滑动齿套内圈位于锁止齿根部处设置一大圆弧或多圆弧拼接的弧形结构。进一步地，第一外摩擦环大端端面上沿周向设有多个第一凸爪/凹槽；在第一锁止环上设有与第一凸爪/凹槽相适配的第一孔槽/凸爪；通过第一凸爪/凹槽与第一孔槽/凸爪的配合，使得第一外摩擦环与第一锁止环可沿周向同步转动；第一中间环小端端面上沿周向设有多个第二凸爪/凹槽；在其所对应齿轮上设有与第二凸爪/凹槽相适配的第二凹槽/凸爪；通过第二凸爪/凹槽与第二凹槽/凸爪的配合可以使得第一中间环与其所对应齿轮沿周向同步转动。进一步地，第一凸爪的根部处加工有由圆弧面和斜面构成的第一勺状结构；第二凸爪的根部处加工有由圆弧面和斜面构成的第二勺状结构；或者，第一凸爪和第二凸爪的根部处均加工有沉槽状结构。进一步地，第一外摩擦环的小端端面，以及第一中间环的小端端面上均开设有润滑油槽。一种变速器，包括同步器和齿轮总成；其特殊之处在于：所述同步器为上述的嵌入式紧凑型高性能同步器；所述齿轮总成包括齿轮和结合齿圈；所述齿轮与结合齿圈之间采用一体化锻造成型、轴向焊接固连或径向焊接固连。进一步地，所述环形凸台设置在所述齿轮的腹部；或者设置在结合齿圈的内侧壁；或者一部分设置在齿轮腹部，一部分设置在结合齿圈的内侧壁。本专利技术的优点在于：1、现有技术是在结合齿圈上设置锥面体，同步器的内摩擦环的内锥面与一对结合齿圈的锥面体相配合，形成其中一对摩擦副；而本专利技术是在齿轮总成上设置内壁为锥面的环形凸台，将同步器的外摩擦环嵌入到该环形凸台中，从而减小了同步器的轴向安装距，能够在不增大变速器总长度的情况下，增加齿轮的齿宽，提高了齿轮的弯曲疲劳和接触疲劳寿命；由于本专利技术减小了同步器的安装距，当不改变现有齿轮齿宽的情况下，可以减小变速器的总长度。2、本专利技术的齿毂上具有长花键齿和短花键齿，长花键齿与短花键齿之间能够形成容纳锁止环上花键锁止齿的空间，从而能够将锁止环嵌入齿毂中，进一步减小了同步器的轴向尺寸，从而使得滑动齿套的挂挡行程减小，因而在驾驶室挂挡行程不变的情况下，能够允许变速器摇臂的长度增大，实现大的杠杆比，提高了同步器的换挡能力，降低司机的挂挡力和摘挡力，挂挡更加轻便。3、本专利技术中滑动齿套采用长短齿分离式设计，长齿不参与锁止，使得长齿端面与齿圈端面的距离能够做的更小，降低了二次拨环冲击的概率。4、传统方案中滑动齿套只具有长齿，既参与啮合挂挡又参与锁止，锁止角只有一种，无法兼顾锁止可靠和快速进入方便挂挡的需求，只能折中选择锁止角的角度；而本专利技术中滑动齿套采用长短齿分离式设计，长齿负责啮合挂挡，长齿上的锁止角可以小一些，以便于快速进入挂挡，而短齿负责锁止，短齿上的锁止角可以大一些，以提高锁止可靠性。5、传统结构中外摩擦环内锥面与齿圈锥台的外锥面配合形成摩擦副，如图16中(a)所示；而本专利技术通过外摩擦环外锥面与齿轮总成上环形凸台的内锥面配合形成的摩擦副，如图16中(b)所示；因而相对于传统结构，本专利技术摩擦半径大体增大了大约一个外摩擦环锥台的厚度，进而摩擦力矩增大，使得同步器的换挡性能显著优化，同步容量更大。6、传统的结合齿圈与齿轮之间采用花键连接，使得同步器径向空间受到限制；而本专利技术取消了齿圈与齿轮之间的花键连接，节省了径向空间，因此较传统同步器结构重量轻、成本低、节省空间；同时降低了转动惯量、拖曳扭矩，提升了整箱效率。7、本专利技术采用钢球弹簧封装式滑块体，可保证在同步器挂上档后，钢球和弹簧不本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种嵌入式紧凑型高性能同步器，其特征在于：/n包括沿轴向依次设置的第一摩擦环组件、第一锁止环(4)、齿毂(2)；/n第一摩擦环组件包括径向套设的第一外摩擦环(6)和第一中间环(5)，第一外摩擦环(6)的外锥面嵌入其所对应齿轮总成上的环形凸台内，与环形凸台的内锥面组成第一摩擦副，第一外摩擦环(6)的内锥面与第一中间环(5)的外锥面组成第二摩擦副；/n第一外摩擦环(6)大端端面与第一锁止环(4)之间通过凹凸结构配合，实现同步转动；/n第一中间环(5)小端端面与其所对应齿轮之间通过凹凸结构配合，实现同步转动；/n第一锁止环(4)圆周上间隔设有沿径向外凸的凸耳(46)，齿毂(2)上间隔设置有用于与所述凸耳(46)相配合的多个卡槽(21)，卡槽(21)与凸耳(46)配合能够实现第一锁止环(4)只能相对于齿毂(2)转动1/4周节或半个齿距；/n齿毂(2)的外圆周上套设有滑动齿套(1)，在滑动齿套(1)与齿毂(2)之间设置有钢球弹簧封装式滑块体(3)；/n滑动齿套(1)可沿齿毂(2)轴向移动，且轴向移动一定距离后能够与所述第一锁止环(4)轴向锁止；/n钢球弹簧封装式滑块体(3)用于在滑动齿套(1)轴向移动时，为滑动齿套(1)提供一定的阻力，以及推动所述第一锁止环(4)轴向移动。/n...

【技术特征摘要】
1.一种嵌入式紧凑型高性能同步器，其特征在于：
包括沿轴向依次设置的第一摩擦环组件、第一锁止环(4)、齿毂(2)；
第一摩擦环组件包括径向套设的第一外摩擦环(6)和第一中间环(5)，第一外摩擦环(6)的外锥面嵌入其所对应齿轮总成上的环形凸台内，与环形凸台的内锥面组成第一摩擦副，第一外摩擦环(6)的内锥面与第一中间环(5)的外锥面组成第二摩擦副；
第一外摩擦环(6)大端端面与第一锁止环(4)之间通过凹凸结构配合，实现同步转动；
第一中间环(5)小端端面与其所对应齿轮之间通过凹凸结构配合，实现同步转动；
第一锁止环(4)圆周上间隔设有沿径向外凸的凸耳(46)，齿毂(2)上间隔设置有用于与所述凸耳(46)相配合的多个卡槽(21)，卡槽(21)与凸耳(46)配合能够实现第一锁止环(4)只能相对于齿毂(2)转动1/4周节或半个齿距；
齿毂(2)的外圆周上套设有滑动齿套(1)，在滑动齿套(1)与齿毂(2)之间设置有钢球弹簧封装式滑块体(3)；
滑动齿套(1)可沿齿毂(2)轴向移动，且轴向移动一定距离后能够与所述第一锁止环(4)轴向锁止；
钢球弹簧封装式滑块体(3)用于在滑动齿套(1)轴向移动时，为滑动齿套(1)提供一定的阻力，以及推动所述第一锁止环(4)轴向移动。


2.根据权利要求1所述的嵌入式紧凑型高性能同步器，其特征在于：
还包括第二锁止环(9)和第二摩擦环组件；
第二锁止环(9)的结构与所述第一锁止环(4)相同，且二者对称嵌套在齿毂(2)的两端；
第二摩擦环组件与所述第一摩擦环组件结构相同，且二者对称设置在齿毂(2)的两端。


3.根据权利要求1或2所述的嵌入式紧凑型高性能同步器，其特征在于：
滑动齿套(1)的内齿包括长齿组和短齿组；长齿组与短齿组沿滑动齿套内圆均匀交替布置；
长齿组包括多个标准啮合齿(11)；标准啮合齿(11)用于与其所对应的齿轮上的结合齿圈啮合；标准啮合齿(11)在轴向方向上的两侧具有第一倒角斜面(111)；
短齿组包括多个锁止齿(12)；锁止齿(12)用于与锁止环(4)的花键锁止齿(42)啮合，以进行锁止；锁止齿(12)在轴向方向上的两侧具有第二倒角斜面(121)；
齿毂(2)具有交替设置的长花键齿(25)和短花键齿(26)，短花键齿(26)与相邻的长花键齿(25)之间形成槽状结构(23)；
第一锁止环(4)为圆环状，其圆周外侧壁上间隔设置有多组锁止齿组，每组锁止齿组包括多个所述花键锁止齿(42)；花键锁止齿(42)的齿侧上具有斜面(421)，该斜面(421)用于与所述锁止齿(12)上的第二倒角斜面(121)接触；相邻两个锁止齿组之间形成让位豁口(41)，该让位豁口(41)能够避免第一锁止环(4)与齿毂(2)的长花键齿(25)发生干涉；所述凸耳(46)...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏小强，张发勇，彭立印，张海涛，田晨，高建敏，汪鹏鹏，李泽，
申请(专利权)人：陕西法士特汽车传动集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61