本發(fā)明屬于同步器設(shè)計技術(shù)領(lǐng)域,特別涉及一種鎖銷式三錐面同步器。
背景技術(shù):
鎖銷式同步器因其結(jié)構(gòu)簡單,鎖止銷強度高,抗沖擊性能好,被廣泛用作氣動換擋的副箱同步器。國內(nèi)主流車型匹配的變速箱副箱同步器高低擋均采用單錐設(shè)計,隨著用戶對換擋舒適性要求的提高,副箱低擋同步器性能和與高擋的明顯差別已讓用戶感到不滿。
原理上,鎖銷式同步器可以通過增加配合錐面數(shù)目,成倍提高同步器性能。國內(nèi)外也有一些鎖銷式三錐面同步器的設(shè)計思路,其共同點:機械結(jié)構(gòu)保證外環(huán)與內(nèi)環(huán)相連,周向無相對運動,軸向自由;中環(huán)與齒輪相連,周向無相對運動,軸向自由;在換擋力的作用下,三個摩擦環(huán)共同起作用。目前三錐面同步器未見有工程應(yīng)用。
單錐面同步器結(jié)構(gòu)簡單,可靠性好;三錐面同步器可以解決有限設(shè)計空間同步器容量不夠的問題,但三個錐面因同心差造成同步器可靠性能差,尤其是在一些浮動結(jié)構(gòu)的變速箱上。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題,本發(fā)明提供了一種鎖銷式三錐面同步器,通過新的機械結(jié)構(gòu)解決三錐面同步器三個錐面同心差,掛擋鎖止不可靠問題。
本發(fā)明目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的:
一種鎖銷式三錐面同步器,包括:依次設(shè)置的高擋錐環(huán)總成、同步器滑動齒套和低擋錐環(huán)總成;所述的高擋錐環(huán)總成的高擋鎖止銷與同步器滑動齒套的高擋鎖止孔連接;所述的低擋錐環(huán)總成為鎖銷式三錐面結(jié)構(gòu),包括三組錐面摩擦副,分別是摩擦內(nèi)環(huán)總成與摩擦中環(huán)形成的第一摩擦副、摩擦中環(huán)和摩擦外環(huán)形成的第二摩擦副、摩擦外環(huán)與低擋齒輪形成的第三摩擦副;所述的摩擦內(nèi)環(huán)總成包括摩擦內(nèi)環(huán)及低擋鎖止銷,摩擦內(nèi)環(huán)總成的低擋鎖止銷與同步器滑動齒套上的低擋鎖止孔連接;所述的摩擦外環(huán)和摩擦內(nèi)環(huán)均相對設(shè)置有卡簧槽,設(shè)置在卡簧槽內(nèi)的卡簧對摩擦內(nèi)環(huán)與摩擦外環(huán)的相對位置進行限位。
所述的摩擦內(nèi)環(huán)的外圈徑向均布有若干凸起,摩擦外環(huán)上設(shè)有與摩擦內(nèi)環(huán)凸起相配的若干槽;摩擦中環(huán)軸向均布若干爪子,裝配時,摩擦中環(huán)套設(shè)在摩擦內(nèi)環(huán)的外錐面上,低擋鎖止銷與摩擦中環(huán)的爪子方向相反;摩擦外環(huán)套設(shè)在摩擦中環(huán)的外錐面上,摩擦內(nèi)環(huán)的凸起設(shè)置在摩擦外環(huán)的槽內(nèi),卡簧擋住摩擦內(nèi)環(huán)的凸起,摩擦外環(huán)和摩擦內(nèi)環(huán)同步轉(zhuǎn)動。
所述的高擋錐環(huán)總成包括高擋摩擦環(huán),高擋摩擦環(huán)的一側(cè)設(shè)置有高擋鎖止銷和彈簧孔,彈簧孔的軸線與鎖止銷軸線垂直,彈簧孔的一端設(shè)置有與彈簧孔軸線垂直的鎖止銷孔;所述的低擋鎖止銷包括多個均布的第一鎖止銷和第二鎖止銷,第一鎖止銷和第二鎖止銷均穿過同步器滑動齒套上的低擋鎖止孔,并且第一鎖止銷插入高擋摩擦環(huán)的鎖止銷孔內(nèi),并被彈簧壓緊;高擋鎖止銷穿過同步器滑動齒套的高擋鎖止孔;低擋鎖止銷和高擋鎖止銷均設(shè)有鎖止面,分別與同步器滑動齒套的低擋鎖止孔和高擋鎖止孔的鎖止面匹配。
所述的第一鎖止銷的長度大于第二鎖止銷的長度。
使用時,同步器滑動齒套設(shè)在輸出軸上,且設(shè)置在高擋齒輪和低擋齒輪之間,高擋錐環(huán)總成與高擋齒輪的摩擦錐面匹配接觸;摩擦中環(huán)的爪子伸入低擋齒輪上軸向均布的槽內(nèi),同步器滑動齒套設(shè)有與低擋齒輪的嚙合齒匹配的內(nèi)齒,摩擦中環(huán)與低擋齒輪同步轉(zhuǎn)動。
所述的三組錐面摩擦副之間設(shè)置有用于增加摩擦力的摩擦材料。
所述的摩擦內(nèi)環(huán)總成與摩擦中環(huán)之間的摩擦副,其摩擦材料設(shè)置在摩擦內(nèi)環(huán)總成的摩擦環(huán)上;摩擦中環(huán)和摩擦外環(huán)之間的摩擦副,其摩擦材料設(shè)置在摩擦中環(huán)上;摩擦外環(huán)與低擋齒輪之間的摩擦副,其摩擦材料設(shè)置在摩擦外環(huán)上。
所述的摩擦外環(huán)、摩擦內(nèi)環(huán)與摩擦中環(huán)同心設(shè)置且相互留有間隙。
相對于現(xiàn)有技術(shù),本發(fā)明具有以下優(yōu)點:
本發(fā)明的鎖銷式三錐面同步器在執(zhí)行換擋過程中,同步器滑動齒套在換擋力作用下,使得摩擦內(nèi)環(huán)錐面與摩擦中環(huán)錐面接觸,摩擦中環(huán)錐面與摩擦外環(huán)錐面相接觸,摩擦外環(huán)錐面與低擋齒輪錐面相接觸,卡簧結(jié)構(gòu)保證三個摩擦錐面有足夠的間隙和整個換擋過程中有足夠的同心度,從而可靠的實現(xiàn)三錐面同步容量大的作用,降低了換擋力或是縮短了換擋時間。進而解決三錐面同步器三個錐面同心差,掛擋鎖止不可靠問題。
進一步,同步器鎖止銷設(shè)置有兩種不同的結(jié)構(gòu),進而有效的保證了換擋過程中的三個錐面同心度,提供同步器可靠性能。
【附圖說明】
圖1為本發(fā)明鎖銷式三錐面同步器結(jié)構(gòu)圖;
圖2為低擋錐環(huán)總成結(jié)構(gòu)圖;
圖3為摩擦內(nèi)環(huán)總成外形圖;
圖4為摩擦中環(huán)外形圖;
圖5為摩擦外環(huán)外形圖;
圖6為卡簧外形圖;
圖7為高擋摩擦環(huán)示意圖;
圖8為同步器滑動齒套示意圖;
其中:1-高擋齒輪;2-高擋錐環(huán)總成;3-同步器滑動齒套;4-低擋錐環(huán)總成;5-輸出軸;6-低擋齒輪;7-摩擦外環(huán);8-摩擦中環(huán);9-摩擦內(nèi)環(huán)總成;10-卡簧;11-第一鎖止銷;12-第二鎖止銷;13-摩擦內(nèi)環(huán);80、爪子;70、槽;130、凸起;14高擋摩擦環(huán);15、高擋鎖止銷;16、彈簧;140、鎖止銷孔;141、彈簧孔。
【具體實施方式】
下面結(jié)合附圖,對本發(fā)明的具體實施方式進行詳細闡述,但本發(fā)明不限于該實施例。為了使公眾對本發(fā)明有徹底的了解,在以下本發(fā)明優(yōu)選施例中詳細說明具體的細節(jié)。
如圖1所示,本發(fā)明一種鎖銷式三錐面同步器,包括高擋錐環(huán)總成2、低擋錐環(huán)總成4、同步器滑動齒套3、輸出軸5、齒輪;同步錐環(huán)總成由摩擦外環(huán)7、摩擦中環(huán)8、摩擦內(nèi)環(huán)總成9和卡簧10組成;摩擦內(nèi)環(huán)總成9由摩擦內(nèi)環(huán)13和同步器鎖止銷組成。
如圖2~5所示,三組錐面摩擦副可以通過摩擦內(nèi)環(huán)13、摩擦中環(huán)8、摩擦外環(huán)7的外錐面和內(nèi)錐面設(shè)置有摩擦材料組合形成;摩擦材料可以是任何類型的摩擦材料;摩擦外環(huán)7有卡簧槽,卡簧10卡于卡簧槽中,將摩擦內(nèi)環(huán)總成9、摩擦中環(huán)8、摩擦外環(huán)7組成同步錐環(huán)總成裝配體,外環(huán)7和中環(huán)8在同步錐環(huán)總成軸向上有有限的自由度;摩擦內(nèi)環(huán)13的外圈軸向均布有若干凸起130,摩擦外環(huán)7上有與摩擦內(nèi)環(huán)13凸起130相配的若干槽70;摩擦摩擦中環(huán)88軸向均布若干爪子80,齒輪上軸向均布有若干槽70與摩擦中環(huán)爪子80相配;摩擦內(nèi)環(huán)13上固定有6個沿軸向均勻分布的鎖止銷11和12,鎖止銷穿過同步器滑動齒套3上的鎖止孔。
所述的摩擦內(nèi)環(huán)總成9與摩擦中環(huán)8之間的摩擦副,其摩擦材料設(shè)置在摩擦內(nèi)環(huán)總成9的摩擦環(huán)上;摩擦中環(huán)8和摩擦外環(huán)7之間的摩擦副,其摩擦材料設(shè)置在摩擦中環(huán)8上;摩擦外環(huán)7與低擋齒輪6之間的摩擦副,其摩擦材料設(shè)置在摩擦外環(huán)7上。
第一鎖止銷11和第二鎖止銷12設(shè)置有鎖止面,同步器滑動齒套3上開設(shè)有與第一鎖止銷11和第二鎖止銷12相配合的第一、第二鎖止孔,第一、第二鎖止孔的孔端開設(shè)有與鎖止銷的鎖止面相配合的鎖止面;裝配時,第一鎖止銷11和第二鎖止銷12穿過同步器滑動齒套3上對應(yīng)的鎖止孔。
如圖2~8所示,同步器包括低擋錐環(huán)總成4、高擋錐環(huán)總成2、同步器滑動齒套3、鎖止銷;低擋錐環(huán)總成4包括低擋摩擦內(nèi)環(huán)13、摩擦中環(huán)8、摩擦外環(huán)7;低擋摩擦內(nèi)環(huán)13設(shè)置有三組低擋鎖止銷,每組包含一個較長低擋鎖止銷11和一個較短低擋鎖止銷12,這三組鎖止銷均布在低擋摩擦環(huán)13上,低擋摩擦內(nèi)環(huán)13外周設(shè)置有摩擦材料,摩擦中環(huán)8套設(shè)在低擋摩擦內(nèi)環(huán)13外周;摩擦中環(huán)8設(shè)置有均布的9個爪80,9個爪80分別伸入低擋齒輪6側(cè)面均布的9個槽中,摩擦中環(huán)8與低擋齒輪6同步轉(zhuǎn)動,摩擦中環(huán)8外周設(shè)置有摩擦材料;低擋摩擦外環(huán)套設(shè)在低擋摩擦中環(huán)8外周,并且設(shè)有9個凹槽70,低擋內(nèi)環(huán)設(shè)有9個凸起130,伸入低擋外環(huán)的9個凹槽70中,低擋內(nèi)環(huán)9個凸起130的作用下,低擋外環(huán)與低擋內(nèi)環(huán)同步轉(zhuǎn)動,低擋外環(huán)7的外周設(shè)置有摩擦材料,與低擋齒輪的摩擦錐面匹配;低擋外環(huán)7內(nèi)徑還設(shè)置有卡環(huán)槽,通過設(shè)置的卡環(huán)10對低擋內(nèi)環(huán)13與低擋外環(huán)7的相對位置進行限位;高擋錐環(huán)總成2內(nèi)周設(shè)置有摩擦材料,與高擋齒輪1的摩擦錐面匹配;高擋摩擦環(huán)14的一側(cè)還均布3個高擋鎖止銷15和三個彈簧孔141,彈簧孔141的軸線與鎖止銷15軸線垂直,彈簧孔141的一端設(shè)置有與彈簧孔軸線垂直的鎖止銷孔140;低擋摩擦內(nèi)環(huán)的低擋鎖止銷穿過同步器滑動齒套3的低擋鎖止銷孔,并且低擋較長鎖止銷11插入在高擋摩擦環(huán)鎖止銷孔140內(nèi),并被壓縮彈簧16壓緊;高擋鎖止銷15穿過同步器滑動齒套3的高擋鎖止銷孔;低擋鎖止銷和高擋鎖止銷15均設(shè)有鎖止面,分別與同步器滑動齒套3的低擋鎖止銷孔和高擋鎖止銷孔的鎖止面匹配;同步器滑動齒套3設(shè)有內(nèi)齒,與和低擋齒輪6嚙合齒匹配。
本發(fā)明的基本原理為:設(shè)同步器處于高擋位置,司機掛低擋時候,低擋撥叉波動同步器滑動齒套3向右移動,并與高擋齒輪1分離,此時同步器滑動齒套3到達空擋位置,在彈簧的作用下,高擋摩擦環(huán)14與低擋摩擦內(nèi)環(huán)13發(fā)生相對轉(zhuǎn)動,使得低擋鎖止銷15的鎖止面與同步器滑動齒套3的低擋鎖止銷孔的鎖止面處于預(yù)鎖止狀態(tài),當同步器滑動齒套3繼續(xù)移動,同步器滑動齒套3的低擋鎖止銷孔的鎖止面向低擋鎖止銷施加壓力,推動低擋摩擦內(nèi)環(huán)13,低擋摩擦內(nèi)環(huán)13壓緊低擋摩擦中環(huán)8,低擋摩擦中環(huán)8壓緊低擋摩擦外環(huán)9,低擋摩擦外環(huán)9的摩擦錐面壓緊低擋齒輪6的摩擦錐面,因為低擋摩擦內(nèi)環(huán)13和摩擦外環(huán)9的轉(zhuǎn)速與低擋摩擦中環(huán)8和低擋齒輪6轉(zhuǎn)速不同,在摩擦力的作用下,最終趨于同步,當轉(zhuǎn)速達到一致時候,在同步器滑動齒套3的壓力和低擋鎖止銷與同步器滑動齒套的低擋鎖止銷孔的鎖止面作用下低擋同步內(nèi)環(huán)相對同步器滑動齒套3反轉(zhuǎn)一個角度,此時同步器滑動齒套3繼續(xù)向右移動,同步器滑動齒套3與低擋齒輪的嚙合齒結(jié)合,此時掛入低擋。
從高擋齒輪1摘擋,同步器滑動齒套3的結(jié)合齒與高擋齒輪1的結(jié)合齒脫離,高擋錐環(huán)總成2中的壓簧作用于鎖止銷11,使得鎖止銷11和鎖止銷12與同步器滑動齒套3鎖止孔中的鎖止面保持接觸狀態(tài),同時卡簧10使得摩擦外環(huán)7、摩擦中環(huán)8、摩擦內(nèi)環(huán)13同心,并和低擋齒輪6內(nèi)錐面緊密接觸,三組摩擦錐面同時起作用,鎖止銷11和鎖止銷12可靠鎖止,同步完成后進入擋位,同步器滑動齒套3的結(jié)合齒與低擋齒輪6的結(jié)合齒完成結(jié)合。
在高擋向低擋轉(zhuǎn)換過程中,卡環(huán)10對低擋摩擦內(nèi)環(huán)13和低擋摩擦外環(huán)9的相對位置進行限位,使它們之間的同軸度保證在一定范圍,避免了因為低擋摩擦內(nèi)環(huán)13和低擋摩擦外環(huán)9過度傾斜造成的低擋鎖止銷與同步器滑動齒套3鎖止銷孔的匹配失效,保證了同步器的同步性能和掛擋的可靠性。低擋掛入高擋的過程遠離相似。
鎖銷式三錐面同步器在執(zhí)行換擋過程中,同步器滑動齒套3在換擋力作用下,使得摩擦內(nèi)環(huán)13錐面與摩擦中環(huán)8錐面接觸,摩擦中環(huán)8錐面與摩擦外環(huán)7錐面相接觸,摩擦外環(huán)7錐面與低擋齒輪6錐面相接觸,卡簧10結(jié)構(gòu)保證三個摩擦錐面有足夠的間隙和整個換擋過程中有足夠的同心度,從而可靠的實現(xiàn)三錐面同步容量大的作用,降低了換擋力或是縮短了換擋時間。
以上,僅為本發(fā)明的較佳實施例,并非僅限于本發(fā)明的實施范圍,凡依本發(fā)明專利范圍的內(nèi)容所做的等效變化和修飾,都應(yīng)為本發(fā)明的技術(shù)范疇。