專(zhuān)利名稱(chēng)：商用車(chē)雙錐面鎖銷(xiāo)式慣性同步器變速箱的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種商用車(chē)變速箱
背景技術(shù)：
目前，國(guó)內(nèi)外商用汽車(chē)變速箱，一種是采用鎖銷(xiāo)式慣性同步器的變速箱，例如 EQ1090E型汽車(chē)五擋變速箱；一種是采用鎖環(huán)式慣性同步器的變速箱，例如DFL1311A1型 東風(fēng)天龍九擋變速箱，再有一種就是兩種慣性同步器兼用的變速箱，例如JK6608型宇通 客車(chē)五擋變速箱。對(duì)于采用傳統(tǒng)的鎖銷(xiāo)式慣性同步器的變速箱，同步器摩擦錐環(huán)與摩擦錐盤(pán)組成的 同步摩擦副是單錐面的，其同步轉(zhuǎn)矩容量是一定的，使用壽命也只能在8-10萬(wàn)公里。且該 種形式的同步器由于斷鎖銷(xiāo)的問(wèn)題，掉擋問(wèn)題都一直困擾著國(guó)內(nèi)外汽車(chē)變速箱生產(chǎn)廠家， 至使國(guó)內(nèi)外的生產(chǎn)廠家都轉(zhuǎn)而生產(chǎn)采用鎖環(huán)式慣性同步器的變速箱。采用鎖環(huán)式慣性同步器，盡管有軸向距離短，采用雙錐和多錐后，同步器轉(zhuǎn)矩容量 有較大幅度的提升，變速箱的保修理程有所延長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)，但是鎖環(huán)式慣性同步器的采用大 大提高了變速箱的制造成本。也正是由于鎖環(huán)式慣性同步器的結(jié)構(gòu)緊湊，使得變速箱的散 熱效果不好，變速箱的油溫升高導(dǎo)致變速箱的軸承易燒損，密封件過(guò)早老化、失效。更有甚 者，為了降成本，多數(shù)變速箱廠家，采用的0.1毫米以下，寬矩形表面噴鉬的同步環(huán)，導(dǎo)致了 鎖環(huán)式慣性同步器前期燒環(huán)，后期轉(zhuǎn)矩容量不足，同步效果不佳或根本不同步的問(wèn)題屢屢 出現(xiàn)。就成本而言，既使這樣，采取了降成本措施后的變速箱，其成本也要高出本發(fā)明變速 箱叁佰到壹仟伍佰元人民幣不等。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述問(wèn)題和國(guó)內(nèi)諸多變速箱生產(chǎn)廠家跟在美國(guó)伊頓公司，德國(guó)柴福公司的后 面生產(chǎn)鎖環(huán)式慣性同步器變速箱的實(shí)際情況，經(jīng)過(guò)多年探索、努力，本發(fā)明提出了中國(guó)人自 己的商用車(chē)雙錐面鎖銷(xiāo)式慣性同步器變速箱。本發(fā)明的技術(shù)方案如下


以帶副箱的八擋變速箱為例，圖1是八擋變速箱的總成剖視圖，變速箱的總成大 體包括一軸總成1，二軸總成2，上蓋總成3，頂蓋總成4，氣動(dòng)換擋總成5，副箱6，輸出軸總 成7，副箱高低擋同步器總成8，副箱中間軸總成9，倒擋軸總成10，一、二、五、六擋同步器總 成11，主箱中間軸總成12，主箱13和三、四、七、八擋同步器總成14。圖2是圖1中三、四、七、 八擋同步器總成14的放大剖視圖，圖3是圖2A-A局部剖視圖。圖4是結(jié)合齒套14-7與鎖銷(xiāo) 14-6的工作關(guān)系圖。圖5是圖2、圖10、圖12中本發(fā)明的核心零件摩擦錐盤(pán)14_1 (11_1、8_1) 的示意圖，圖6是圖5的A-A剖視圖，用以說(shuō)明其上制有大內(nèi)錐面14-1-1 (11-1-1、8-1-1) 和小內(nèi)錐面14-1-2 (11-1-2,8-1-2)及內(nèi)花鍵14-1-3 (11-1-3,8-1-3)，圖7是圖6中摩擦錐 盤(pán)的大、小兩個(gè)內(nèi)錐面沿圓周方向制有的環(huán)狀梯形溝槽的局部放大剖視圖。圖8是圖2、圖10、圖12中本發(fā)明的另一核心零件、摩擦錐環(huán)14-2 (11-2,8-2)的示意圖，圖9是圖8的A-A 剖視圖，用以說(shuō)明其上制有大外錐面14-2-1 (11-2-1、8-2-1)和小外錐面14-2-2(11-2-2、 8-2-2)，鎖銷(xiāo)鉚接孔 14-2-3 (11-2-3、8-2-；3)，腰形定位槽 14_2_4 (11-2_4、8-2_4)及排油槽 14-2-5(11-2-5,8-2-5).圖10是圖1中一、二、五、六擋同步器總成的放大剖視圖，圖11是 圖10的A-A局部剖視圖。圖12是圖1中副箱高低擋同步器總成8的放大剖視圖。從圖2、圖10、圖12三張說(shuō)明書(shū)附圖及圖6、圖9中可以明顯地看出本發(fā)明變速箱 采用的都是雙錐面鎖銷(xiāo)式慣性同步器，結(jié)構(gòu)形式大同小異，其核心零件摩擦錐盤(pán)8-1、11-1、 14-1，摩擦錐環(huán)8-2、11-2、14-2都有大小兩個(gè)錐面。下面以圖2所示的變速箱三、四、七、八擋同步器總成為例說(shuō)明本發(fā)明的
具體實(shí)施例方式一、同步器的結(jié)構(gòu)同步器總成包括兩個(gè)有大、小兩個(gè)內(nèi)錐面的摩擦錐盤(pán)14-1，圖6中的14-1-1和 14-1-2指出了兩摩擦錐盤(pán)14-1的大、小兩個(gè)內(nèi)錐面上制有如圖7所示的沿園周方向的環(huán)狀 梯形溝槽，14-1-3則表明了摩擦錐盤(pán)14-1上制有內(nèi)花鍵，摩擦錐盤(pán)14-1為易損件。與之相 配合的兩摩擦錐環(huán)14-2為基礎(chǔ)件，圖9中的14-2-1和14-2-2指出了其上制有的大、小兩個(gè) 外錐面為光滑表面，沿錐面斜向制有用于排油的排油槽14-2-5，圖9中的14-2-3和14_2_4 分別指明了兩摩擦錐環(huán)14-2上還分別制有鎖銷(xiāo)鉚接孔和腰形定位槽。摩擦錐盤(pán)14-1以其 上制有的內(nèi)花鍵14-1-3和彈簧卡圈14-8分別固定在齒輪14-5和齒輪14_9的花鍵齒圈 上，隨齒輪一起轉(zhuǎn)動(dòng)。與之相配合的摩擦錐環(huán)14-2，其上均佈的3個(gè)鎖銷(xiāo)14-6和3個(gè)定位 銷(xiāo)14-3與結(jié)合齒套14-7相連.鎖銷(xiāo)14-6的兩端鉚固在摩擦錐環(huán)14_2的鉚接孔中，其兩 工作端的直徑略小于結(jié)合齒套14-7上的3個(gè)銷(xiāo)孔的內(nèi)徑，鎖銷(xiāo)14-6中部直徑則小于銷(xiāo)孔 直徑較多。只有在鎖銷(xiāo)14-6與結(jié)合齒套14-7上相應(yīng)的銷(xiāo)孔基本對(duì)中時(shí)結(jié)合齒套14-7才 能沿鎖銷(xiāo)14-6做軸向移動(dòng)。鎖銷(xiāo)14-6中部和結(jié)合齒套14-7上相應(yīng)銷(xiāo)孔兩端有角度相同 的倒角——鎖止角(見(jiàn)圖4)。在結(jié)合齒套14-7上的定位銷(xiāo)14-3處中部鉆有斜孔，內(nèi)裝彈 簧14-11把鋼球14-10頂向定位銷(xiāo)14-3中部的環(huán)槽(如圖3、A-A剖視)以保證同步器處 于正確的空擋位置。定位銷(xiāo)14-3的兩端伸入摩擦錐環(huán)14-2的腰形定位槽14-2-4內(nèi)，其端 部和兩側(cè)均留有合適的間隙，定位銷(xiāo)14-3可隨結(jié)合齒套14-7軸向移動(dòng)。二、同步器的工作原理圖2所示雙錐面鎖銷(xiāo)式慣性同步器的工作原理與目前國(guó)內(nèi)外慣用的鎖銷(xiāo)式慣性 同步器是基本一致的，以三擋換四擋為例，在由三擋換四擋時(shí)，結(jié)合齒套14-7受到變速箱 換擋機(jī)構(gòu)中撥叉的軸向推力作用通過(guò)鋼球14-10與定位銷(xiāo)14-3帶動(dòng)摩擦錐環(huán)14-2向左移 動(dòng)，使之與對(duì)應(yīng)摩擦錐盤(pán)14-1接觸。具有轉(zhuǎn)速差的摩擦錐環(huán)14-2與摩擦錐盤(pán)14-1 一經(jīng)接 觸，靠接觸面的摩擦產(chǎn)生的慣性力矩使摩擦錐環(huán)14-2連同鎖銷(xiāo)14-6相對(duì)結(jié)合齒套14-7轉(zhuǎn) 過(guò)一個(gè)角度，因而鎖銷(xiāo)14-6的軸線(xiàn)相對(duì)結(jié)合齒套14-7上的銷(xiāo)孔軸線(xiàn)偏移，于是鎖銷(xiāo)14-6 中部倒角與結(jié)合齒套14-7上的銷(xiāo)孔倒角相抵觸，以阻止結(jié)合齒套14-7快速前移。同步前，結(jié)合齒套14-7與鎖銷(xiāo)14-6的工作關(guān)系圖4說(shuō)明了作用在摩擦錐面的摩 擦力矩(由接觸正壓力&產(chǎn)生的軸向分力F2形成的力矩)總是大于切向分力F1形成的撥 銷(xiāo)力矩，接合齒套14-7被鎖止不能快速前移，防止了同步器接合齒套14-7與齒輪14-9上的花鍵齒圈過(guò)早嚙合、損齒。同步后，慣性力矩消失，撥銷(xiāo)力矩使鎖銷(xiāo)14-6、摩擦錐盤(pán)14-1 及相應(yīng)齒輪14-9相對(duì)于結(jié)合齒套14-7轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)角度。鎖銷(xiāo)14-6與結(jié)合齒套14_7上相應(yīng) 的鎖孔基本對(duì)中，接合齒套克服彈簧14-11的彈力，壓下鋼球14-10并沿鎖銷(xiāo)14-6軸向移 動(dòng)，直至與齒輪14-9上的花鍵齒圈相嚙合，順利進(jìn)入四檔。通過(guò)對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案和具體實(shí)施方式
的論述，不難看出1、本發(fā)明變速箱采用的同步器全部是雙錐面鎖銷(xiāo)式慣性同步器，這與目前國(guó)內(nèi)外 商用車(chē)慣用的鎖銷(xiāo)式慣性同步器，鎖環(huán)式慣性同步器及二者混合兼用的變速箱是根本不同 的。以圖2為參照，圖10所示的一、二、五、六擋同步器只是其中一個(gè)摩擦錐盤(pán)11-1是由齒 輪11-5兼做的。齒輪11-5上的大、小兩個(gè)內(nèi)錐面制成光滑表面為基礎(chǔ)件，與之配合的摩擦 錐環(huán)11-2則作為易損件，其上大、小兩個(gè)外錐面制有沿圓周方向的環(huán)狀梯形溝槽；圖12所 示的副箱高、低擋同步器總成由于是氣動(dòng)換擋，沒(méi)有空擋位，因而也就沒(méi)有接合齒套8-7上 的斜孔及彈簧、鋼球兩個(gè)零件。同步器的摩擦錐盤(pán)8-1和摩擦錐環(huán)8-2亦為雙錐面。2、從工作原理上看本發(fā)明變速箱采用的同步器摩擦錐盤(pán)與摩擦錐環(huán)的接觸首先 是他們的大錐面，摩擦錐盤(pán)輕度磨損后，他們相應(yīng)的兩個(gè)小錐面才互相接觸，與他們的大錐 面共同參與同步工作。此時(shí)同步器同步摩擦副是兩個(gè)，而目前國(guó)內(nèi)外慣用的鎖銷(xiāo)式慣性同 步器變速箱同步器同步摩擦副只有一個(gè)。3、雙錐面鎖銷(xiāo)式慣性同步器的摩擦錐盤(pán)與齒輪有彈簧卡圈的軸向定位，而目前國(guó) 內(nèi)外變速箱中采用的鎖銷(xiāo)式慣性同步器則沒(méi)有。4、雙錐面鎖銷(xiāo)式慣性同步器定位銷(xiāo)對(duì)摩擦錐環(huán)的定位是由定位銷(xiāo)與摩擦錐環(huán)上 的腰形定位槽定位的，而國(guó)內(nèi)外慣用的變速箱鎖銷(xiāo)式慣性同步器二者之間的定位是靠摩擦 錐環(huán)上制有的止口定位的。5、雙錐面鎖銷(xiāo)式慣性同步器除圖10所示的以齒輪兼做摩擦錐盤(pán)的形式，齒輪是 基礎(chǔ)件外，其他形式的同步器都是摩擦錐盤(pán)做易損件，摩擦錐環(huán)做基礎(chǔ)件。而國(guó)內(nèi)外慣用的 鎖銷(xiāo)式慣性同步器都是以摩擦錐環(huán)做易損件，摩擦錐盤(pán)和齒輪做基礎(chǔ)件的。6、雙錐面鎖銷(xiāo)式慣性同步器較鎖環(huán)式慣性同步器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單得多，結(jié)構(gòu)空間也大得
^^ ο7、摩擦錐盤(pán)采用的是本發(fā)明人十年前研制的經(jīng)十年市場(chǎng)檢驗(yàn)完全可以取代銅合 金錐環(huán)的SDQT500-4新型同步器減磨材料。有益效果1、所述變速箱、較目前國(guó)內(nèi)外廣泛采用的雙錐鎖環(huán)式同步器變速箱有更高的同步 器轉(zhuǎn)矩容量(大約是1.3 1)但因同步器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠，就整個(gè)變速箱成本而言卻下降了 叁佰到壹仟伍佰元人民幣不等。2、所述變速箱由于同步器摩擦錐盤(pán)和摩擦錐環(huán)是雙錐面的，它們之間產(chǎn)生的同步 摩擦副是兩個(gè)，因而同步器的轉(zhuǎn)矩容量是目前國(guó)內(nèi)外慣用的鎖銷(xiāo)式慣性同步器的1.7倍， 同步器使用壽命也增加了 70%，至使變速箱的保修里程也增加了 70% (變速箱的保修里程 是由變速箱中最易損的同步器總成決定的)。同時(shí)變速箱的換擋時(shí)間更短，駕駛員操作更為 輕便。3、由于雙錐面鎖銷(xiāo)式慣性同步器增加了對(duì)摩擦錐盤(pán)的軸向定位(彈簧卡圈定位) 從根本上消除了目前國(guó)內(nèi)外慣用的鎖銷(xiāo)式慣性同步器變速箱的掉擋問(wèn)題。
4、由于雙錐面鎖銷(xiāo)式慣性同步器，定位銷(xiāo)對(duì)摩擦錐環(huán)的定位是由定位銷(xiāo)與摩擦錐 環(huán)上的腰形定位槽定位的，他們之間的端隙和側(cè)隙均控制在0. 1 0. 25毫米，所述變速箱 根本不存在斷鎖銷(xiāo)的問(wèn)題。5、由于除以齒輪兼做摩擦錐盤(pán)的形式是以齒輪做基礎(chǔ)件，摩擦錐環(huán)做易損件外， 其他形式的同步器都是摩擦錐盤(pán)是易損件，摩擦錐環(huán)是基礎(chǔ)件。本發(fā)明變速箱同步器在因 易損件超出允許磨損范圍時(shí)效后。車(chē)主需要換的不再是同步器總成，而是更換摩擦錐盤(pán)，這 樣就為車(chē)主節(jié)省了 80%費(fèi)用。6、由于雙錐面鎖銷(xiāo)式慣性同步器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、空間大的特點(diǎn)，有利于變速箱的 油溫控制，避免了采用雙錐鎖環(huán)式同步器變速箱存在的變速箱油溫高、燒軸承、密封件易老 化問(wèn)題的出現(xiàn)。7、由于摩擦錐盤(pán)采用的是SDQT500-4球墨鑄鐵材料，變速箱的成本進(jìn)一步下降。
權(quán)利要求
1.本發(fā)明變速箱采用的同步器是雙錐面鎖銷(xiāo)式慣性同步器。
2.在整車(chē)廠家提出特殊要求時(shí)，多擋變速箱的高擋端可以采用一套鎖環(huán)式慣性同步ο
3.根據(jù)權(quán)利要求1，本發(fā)明變速箱同步器中的核心零件摩擦錐盤(pán)和摩擦錐環(huán)上，制有 半錐角完全相同的大小兩個(gè)錐面，配合工作時(shí)產(chǎn)生大小兩個(gè)同步摩擦副。
4.根據(jù)權(quán)利要求1，同步器設(shè)有用于對(duì)摩擦錐盤(pán)做軸向定位的彈簧卡圈。
5.根據(jù)權(quán)利要求1，同步器定位銷(xiāo)對(duì)摩擦錐環(huán)的定位采用了摩擦錐環(huán)上制有的腰形定 位槽小間隙定位，它們的端隙和側(cè)隙均為0. 10 0. 25毫米。
6.根據(jù)權(quán)利要求1，同步器摩擦錐盤(pán)是易損件，其上的大小兩個(gè)錐面制有沿圓周方向 的環(huán)狀梯形溝槽。
7.根據(jù)權(quán)利要求1，本發(fā)明變速箱適用于最小扭矩300牛 米到最大扭矩MOO牛 米， 五擋到十六擋的各個(gè)擋位的商用車(chē)變速箱。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種商用車(chē)雙錐面鎖銷(xiāo)式慣性同步器變速箱，變速箱的主箱二軸和副箱二軸上所裝同步器均為雙錐面鎖銷(xiāo)式慣性同步器，其核心是1)這種同步器兩個(gè)關(guān)鍵零件摩擦錐盤(pán)和摩擦錐環(huán)的同步工作表面是雙錐面的。工作中的同步摩擦副是兩個(gè)，所產(chǎn)生的同步扭矩是傳統(tǒng)鎖銷(xiāo)式慣性同步器的1.7倍，變速箱保修里程也相應(yīng)增加。2)由于摩擦錐盤(pán)有軸向定位，變速箱不掉擋。3)定位鎖對(duì)摩擦錐環(huán)的定位，采用了腰形定位槽的小間隙定位，同步器不斷鎖銷(xiāo)。4)這種形式同步器的采用使變速箱有大的結(jié)構(gòu)空間，油溫得到了控制。5)摩擦錐盤(pán)作為易損件，同步器的結(jié)構(gòu)更合理。6)所述變速箱比鎖環(huán)式同步器變速箱有低得多的制造成本。
文檔編號(hào)F16H57/00GK102121519SQ201010003158
公開(kāi)日2011年7月13日 申請(qǐng)日期2010年1月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月8日
發(fā)明者程甫煜 申請(qǐng)人:李媛, 程甫煜