專利名稱：一種鎖環(huán)式同步裝置及其同步方法
一種鎖環(huán)式同步裝置及其同步方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及機(jī)動(dòng)車傳動(dòng)及控制領(lǐng)域，特別涉及一種鎖環(huán)式同步裝置及其同步方法。
背景技木請(qǐng)參閱圖3所示，鎖環(huán)式同步裝置被廣泛的應(yīng)用于汽車變速器及其他領(lǐng)域，其基本構(gòu)成中摩擦環(huán)3’大都有周向分布的鎖止齒，這種結(jié)構(gòu)的摩擦環(huán)加工制造成本高、成品率低。帶有鎖止齒的同步器在鎖止時(shí)，在鎖止面上產(chǎn)生撞擊和摩擦，從而產(chǎn)生換檔噪聲。
隨著原材料成本和加工成本的上升以及人們對(duì)噪聲要求的提高，如何降低同步器摩擦環(huán)的生產(chǎn)成本，提高其性能已經(jīng)變得越來(lái)越緊迫。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種鎖環(huán)式同步裝置及其同步方法，以解決上述技術(shù)問(wèn)題。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案一種鎖環(huán)式同步裝置，其特征在于，包括滑套、第一摩擦環(huán)、第二摩擦環(huán)、結(jié)合齒圈和齒轂；齒轂上鑲嵌有若干能夠軸向移動(dòng)的止動(dòng)塊；滑套設(shè)置于齒轂外周，滑套周向上分布有若干與止動(dòng)塊相配合的鎖止槽；第一摩擦環(huán)鑲嵌在齒轂的槽內(nèi)，隨齒轂一起轉(zhuǎn)動(dòng);第ニ摩擦環(huán)上設(shè)有的凸起與結(jié)合齒圈上的凹槽或孔相配合或第二摩擦環(huán)與結(jié)合齒圈固定為一體，使第二摩擦環(huán)和結(jié)合齒圈一起旋轉(zhuǎn)；第一摩擦環(huán)設(shè)置于第二摩擦環(huán)外周，第一摩擦環(huán)與第二摩擦環(huán)相對(duì)的面為ー對(duì)相互配合的斜面；第一摩擦環(huán)上設(shè)有第一斜面，止動(dòng)塊的側(cè)翼設(shè)有與第一斜面相配合的第二斜面；滑套的鎖止槽具有第三斜面，止動(dòng)塊的頂部?jī)蓚?cè)設(shè)有與第三斜面相配合的第四斜面。本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于第一摩擦環(huán)與第二摩擦環(huán)相對(duì)的面為ー對(duì)相互配合的斜面，該對(duì)斜面組成ー對(duì)摩擦副。本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于止動(dòng)塊通過(guò)彈簧固定于齒轂對(duì)應(yīng)的槽中；齒轂的槽限制止動(dòng)塊只能軸向移動(dòng)。本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于止動(dòng)塊的橫截面呈T形，止動(dòng)塊通過(guò)T形凸起鑲嵌在齒轂的凹槽內(nèi)，止動(dòng)塊和齒轂之間連接有ー彈簧；齒轂通過(guò)凹槽限制止動(dòng)塊在彈簧的彈簧カ的作用下沿徑向向外移動(dòng)；齒轂的凹槽對(duì)止動(dòng)塊的軸向移動(dòng)進(jìn)行導(dǎo)向。本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于止動(dòng)塊具有第二斜面的側(cè)翼伸入第一摩擦環(huán)中，第一斜面與第二斜面位置相對(duì)但未接觸；止動(dòng)塊的端面未接觸第一摩擦環(huán)；第一斜面為第一摩擦環(huán)上的槽中的ー個(gè)面，第二斜面為止動(dòng)塊側(cè)翼與第一摩擦環(huán)上的槽相配合的凸起的ー個(gè)面；或者第一斜面為第一摩擦環(huán)上的凸起的ー個(gè)面，第二斜面為止動(dòng)塊側(cè)翼與第一摩擦環(huán)上的凸起相配合的槽的ー個(gè)面。本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于第一斜面接觸第二斜面時(shí)，第一斜面與第二斜面間產(chǎn)生一個(gè)使止動(dòng)塊沿齒轂徑向向外運(yùn)動(dòng)的第一正壓カ；第三斜面接觸第四斜面時(shí)，在第三斜面和第四斜面間產(chǎn)生一個(gè)使止動(dòng)塊沿齒轂徑向向內(nèi)運(yùn)動(dòng)的第二正壓カ；第一斜面剛開始接觸第二斜面時(shí)產(chǎn)生的第一正壓カ阻止止動(dòng)塊被第三斜面和第四斜面間產(chǎn)生的第二正壓カ壓下。本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于齒轂與結(jié)合齒圈之間的轉(zhuǎn)速差消失時(shí)，摩擦副間的摩擦扭矩為O后，第一斜面與第二斜面間的第一正壓カ為0，止動(dòng)塊被第三斜面和第四斜面間產(chǎn)生的第二正壓カ壓下。本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于所述鎖環(huán)式同步裝置還包括第三摩擦環(huán)，第三摩擦環(huán)隨齒轂一起旋轉(zhuǎn)；第三摩擦環(huán)設(shè)置于第二摩擦環(huán)內(nèi)側(cè)，第三摩擦環(huán)與第二摩擦環(huán)構(gòu)成ー對(duì)摩擦副。本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于第一摩擦環(huán)上開設(shè)有3至9個(gè)具有第一斜面的槽；第一摩擦環(huán)為鋼坯鍛造成型或粉末冶金直接成型制成。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明同步方法采用如下技術(shù)方案基于鎖環(huán)式同步裝置的同步方法，包括I)換檔時(shí),換檔機(jī)構(gòu)推動(dòng)滑套向左脫離與第一檔齒輪相哨合的第一結(jié)合齒圈,直至其到空檔位置；2)換檔機(jī)構(gòu)繼續(xù)推動(dòng)滑套向左移動(dòng)，此時(shí)，滑套的第三斜面與止動(dòng)塊上的第四斜面相貼合，推動(dòng)止動(dòng)塊移動(dòng)，止動(dòng)塊的左側(cè)端面推動(dòng)第一摩擦環(huán)使第一摩擦環(huán)和第二摩擦環(huán)間的摩擦副壓緊；由于左側(cè)與第二檔齒輪相嚙合的結(jié)合齒圈和第二摩擦環(huán)與第一摩擦環(huán)和齒轂的轉(zhuǎn)速不同，此時(shí)第一摩擦環(huán)轉(zhuǎn)過(guò)ー個(gè)角度，使得第一摩擦環(huán)上的第一斜面與止動(dòng)塊上的第二斜面貼緊，從而在斜面上產(chǎn)生一定的正壓カ；3)第一斜面與第二斜面上的正壓カ阻止止動(dòng)塊被滑套壓下，直至齒轂與左側(cè)結(jié)合齒圈之間的轉(zhuǎn)速差消失，摩擦副間的摩擦扭矩為O后，第一斜面與第二斜面之間的正壓カ為O ;4)當(dāng)?shù)谝恍泵媾c第二斜面之間的正壓カ為O后，滑套壓下止動(dòng)塊繼續(xù)向左移動(dòng)；由于此時(shí)轉(zhuǎn)速差已經(jīng)為0，滑套結(jié)合左側(cè)結(jié)合齒圈時(shí)，不會(huì)發(fā)生打齒，實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)換檔。相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn) 本發(fā)明對(duì)現(xiàn)有鎖環(huán)式同步器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，取消了鎖止齒，創(chuàng)造出ー種性價(jià)比更高的同步裝置；本同步裝置的摩擦環(huán)沒(méi)有鎖止齒，只是在圓周方向上設(shè)置了若干斜面，起到與鎖止齒相同的效果；該摩擦環(huán)較現(xiàn)有產(chǎn)品具有體積尺寸更小，加工制造容易，成本低等諸多優(yōu)點(diǎn)；由于摩擦環(huán)取消了鎖止齒，因而也降低了對(duì)滑套加工的精度要求，從而可以更加低的成本生產(chǎn)；本同步裝置通過(guò)設(shè)計(jì)了ー種具有兩組斜面的止動(dòng)塊，減少了同步裝置的零件數(shù)量，并取消了同步裝置中齒轂和滑套的若干加工步驟，降低了其制造成本；由于同步裝置中，零部件數(shù)量的減少，使得同步裝置的可靠性和性能都有較大提高；本發(fā)明同步裝置既可以應(yīng)用于變速器的主箱，也可以應(yīng)用在副箱(包括前副箱和后副箱)，稍加改動(dòng)可以應(yīng)用在其他需要同步的的場(chǎng)合；本發(fā)明由于取消了鎖止齒，故而能夠降低同步裝置的重量和換檔噪聲，提高了換檔性能。


圖I為本發(fā)明同步裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為沿圖I中H-H線的剖視圖；圖3為現(xiàn)有同步裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為沿圖I中Z-Z線的剖視圖。
具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)ー步詳細(xì)描述。圖I給出了本發(fā)明的ー個(gè)典型實(shí)施方案。該同步裝置包括滑套I、止動(dòng)塊2、摩擦環(huán)3、中間環(huán)4、內(nèi)摩擦環(huán)5、彈簧6、結(jié)合齒圈7和齒轂8。 本發(fā)明的滑套I上有周向分布的若干鎖止槽，此鎖止槽與止動(dòng)塊2相配合，同時(shí)止動(dòng)塊2鑲嵌在齒轂8上的若干槽中，由槽的形狀和尺寸保證止動(dòng)塊2能夠軸向移動(dòng)?；譏的鎖止槽具有斜面A’，止動(dòng)塊2的頂部?jī)蓚?cè)設(shè)有與斜面A’相配合的斜面A。止動(dòng)塊2上同時(shí)還有另ー組斜面B，該斜面B與摩擦環(huán)3上的斜面B’相配合。摩擦環(huán)3也鑲嵌在齒轂8的槽內(nèi)，隨齒轂8 一起轉(zhuǎn)動(dòng)。同時(shí)摩擦環(huán)3與中間環(huán)4、內(nèi)摩擦環(huán)5組成兩對(duì)摩擦副，起到摩擦同步的作用。其中中間環(huán)4上設(shè)有的凸起與結(jié)合齒圈7上的凹槽或孔相配合，一起旋轉(zhuǎn)，內(nèi)摩擦環(huán)5上的凸起與齒轂8上的凹槽或孔相配合，一起旋轉(zhuǎn)。假設(shè)圖I所示同步裝置的右側(cè)為低檔，左側(cè)為高檔。下面以低檔升高檔為例來(lái)闡述其工作過(guò)程I)換檔時(shí)，換檔機(jī)構(gòu)推動(dòng)滑套I脫離與低速檔齒輪相嚙合的結(jié)合齒圈7，直至其到達(dá)圖I所示的空檔位置；2)換檔機(jī)構(gòu)繼續(xù)推動(dòng)滑套I向左移動(dòng)，此時(shí)，滑套I的斜面A’與止動(dòng)塊2上的斜面A相貼合，推動(dòng)止動(dòng)塊2向左移動(dòng)，止動(dòng)塊2的左側(cè)端面推動(dòng)摩擦環(huán)3使摩擦副壓緊。由于左側(cè)與高速檔齒輪相嚙合的結(jié)合齒圈7和中間環(huán)4的轉(zhuǎn)速高于摩擦環(huán)3和齒轂8，此時(shí)摩擦環(huán)3轉(zhuǎn)過(guò)ー個(gè)角度，使得摩擦環(huán)3上的斜面B’與止動(dòng)塊2上的斜面B貼緊，從而在斜面上產(chǎn)生一定的正壓カ；3)滑套I要繼續(xù)向左移動(dòng)，必須壓下鎖止槽中的止動(dòng)塊2。通過(guò)對(duì)兩組斜面的角度進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，可以使斜面B/B’上的正壓カ阻止止動(dòng)塊2被壓下，直至齒轂8與左側(cè)結(jié)合齒圈7之間的轉(zhuǎn)速差消失，摩擦副間的摩擦扭矩為O后，斜面B/B’之間的正壓カ為O ;4)當(dāng)斜面B/B’之間的正壓カ為O后，滑套I壓下止動(dòng)塊2繼續(xù)向左移動(dòng)。由于此時(shí)轉(zhuǎn)速差已經(jīng)為0，滑套I結(jié)合左側(cè)結(jié)合齒圈7吋，不會(huì)發(fā)生打齒，實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)換檔。高檔降低檔時(shí)的過(guò)程與上述分析相似。該同步裝置的摩擦副數(shù)量可以是I個(gè)、2個(gè)或者3個(gè)；該摩擦環(huán)上的鎖止斜面數(shù)量可以是3到9個(gè)，且該摩擦環(huán)可以是鋼坯鍛造成型，也可以由粉末冶金直接成型。請(qǐng)參閱圖4所示，止動(dòng)塊2的橫截面呈T形，安裝時(shí)，止動(dòng)塊2通過(guò)T形凸起鑲嵌在齒轂8的凹槽內(nèi)，齒轂8通過(guò)凹槽兩側(cè)的凸起F限制止動(dòng)塊2在彈簧6的彈簧カ的作用下向外移動(dòng)，從而有利于同步器摩擦環(huán)和滑套等零件的裝配，提高了裝配效率；止動(dòng)塊2和齒轂8分別通過(guò)側(cè)面C和C’的配合進(jìn)行軸向?qū)?，從而保證鎖止塊在工作時(shí)處于最優(yōu)工作狀態(tài)。
權(quán)利要求
1.一種鎖環(huán)式同步裝置，其特征在于，包括滑套(I)、第一摩擦環(huán)(3)、第二摩擦環(huán)(4)、結(jié)合齒圈(7)和齒轂⑶； 齒轂(8)上鑲嵌有若干能夠軸向移動(dòng)的止動(dòng)塊(2); 滑套(I)設(shè)置于齒轂(8)外周，滑套(I)周向上分布有若干與止動(dòng)塊(2)相配合的鎖止槽； 第一摩擦環(huán)(3)鑲嵌在齒轂(8)的槽內(nèi)，隨齒轂(8) —起轉(zhuǎn)動(dòng)； 第二摩擦環(huán)(4)上設(shè)有的凸起與結(jié)合齒圈(7)上的凹槽或孔相配合或第二摩擦環(huán)(4)與結(jié)合齒圈(7)固定為一體，使第二摩擦環(huán)(4)和結(jié)合齒圈(7) —起旋轉(zhuǎn)； 第一摩擦環(huán)(3)設(shè)置于第二摩擦環(huán)(4)外周，第一摩擦環(huán)(3)與第二摩擦環(huán)(4)相對(duì)的面為ー對(duì)相互配合的斜面； 第一摩擦環(huán)(3)上設(shè)有第一斜面(B’)，止動(dòng)塊(2)的側(cè)翼設(shè)有與第一斜面(B’ )相配合的第二斜面⑶； 滑套(I)的鎖止槽具有第三斜面(A’)，止動(dòng)塊(2)的頂部?jī)蓚?cè)設(shè)有與第三斜面(A’ )相配合的第四斜面(A)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種鎖環(huán)式同步裝置，其特征在于，第一摩擦環(huán)(3)與第二摩擦環(huán)(4)相対的面為ー對(duì)相互配合的斜面，該對(duì)斜面組成ー對(duì)摩擦副。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種鎖環(huán)式同步裝置，其特征在于，止動(dòng)塊(2)通過(guò)彈簧(6)固定于齒轂(8)對(duì)應(yīng)的槽中；齒轂(8)的槽限制止動(dòng)塊(2)只能軸向移動(dòng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種鎖環(huán)式同步裝置，其特征在于，止動(dòng)塊(2)的橫截面呈T形，止動(dòng)塊⑵通過(guò)T形凸起鑲嵌在齒轂⑶的凹槽內(nèi)，止動(dòng)塊(2)和齒轂⑶之間連接有ー彈簧出)；齒轂(8)通過(guò)凹槽限制止動(dòng)塊(2)在彈簧￠)的彈簧カ的作用下沿徑向向外移動(dòng)；齒轂(8)的凹槽對(duì)止動(dòng)塊(2)的軸向移動(dòng)進(jìn)行導(dǎo)向。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種鎖環(huán)式同步裝置，其特征在于，止動(dòng)塊(2)具有第二斜面(B)的側(cè)翼伸入第一摩擦環(huán)(3)中，第一斜面(B’ )與第二斜面(B)位置相對(duì)但未接觸；止動(dòng)塊(2)的端面未接觸第一摩擦環(huán)(3)； 第一斜面(B’ )為第一摩擦環(huán)(3)上的槽中的ー個(gè)面，第二斜面(B)為止動(dòng)塊(2)側(cè)翼與第一摩擦環(huán)(3)上的槽相配合的凸起的ー個(gè)面；或者第一斜面(B’)為第一摩擦環(huán)(3)上的凸起的ー個(gè)面，第二斜面(B)為止動(dòng)塊(2)側(cè)翼與第一摩擦環(huán)(3)上的凸起相配合的槽的ー個(gè)面。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種鎖環(huán)式同步裝置，其特征在于，第一斜面(B’)接觸第二斜面(B)時(shí)，第一斜面(B’ )與第二斜面(B)間產(chǎn)生ー個(gè)使止動(dòng)塊(2)沿齒轂(8)徑向向外運(yùn)動(dòng)的第一正壓カ；第三斜面(A’ )接觸第四斜面(A)時(shí)，在第三斜面(A’ )和第四斜面(A)間產(chǎn)生ー個(gè)使止動(dòng)塊(2)沿齒轂(8)徑向向內(nèi)運(yùn)動(dòng)的第二正壓カ；第一斜面(B’ )剛開始接觸第二斜面(B)時(shí)產(chǎn)生的第一正壓カ阻止止動(dòng)塊(2)被第三斜面(A’ )和第四斜面(A)間產(chǎn)生的第二正壓カ壓下。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的ー種鎖環(huán)式同步裝置，其特征在于，齒轂(8)與結(jié)合齒圈(7)之間的轉(zhuǎn)速差消失時(shí)，摩擦副間的摩擦扭矩為O后，第一斜面(B’)與第二斜面(B)間的第一正壓カ為O，止動(dòng)塊(2)被第三斜面(A’ )和第四斜面(A)間產(chǎn)生的第二正壓カ壓下。
8.根據(jù)權(quán)利要求I至7中任一項(xiàng)所述的一種鎖環(huán)式同步裝置，其特征在于，所述鎖環(huán)式同步裝置還包括第三摩擦環(huán)(5)，第三摩擦環(huán)(5)隨齒轂(8) —起旋轉(zhuǎn)；第三摩擦環(huán)(5)設(shè)置于第二摩擦環(huán)(4)內(nèi)側(cè)，第三摩擦環(huán)(5)與第二摩擦環(huán)(4)構(gòu)成ー對(duì)摩擦副。
9.根據(jù)權(quán)利要求I至7中任一項(xiàng)所述的一種鎖環(huán)式同步裝置，其特征在于，第一摩擦環(huán)(3)上開設(shè)有3至9個(gè)具有第一斜面(B’)的槽；第一摩擦環(huán)(3)為鋼坯鍛造成型或粉末冶金直接成型制成。
10.如權(quán)利要求I所述的鎖環(huán)式同步裝置的同步方法，其特征在于，包括 1)換檔時(shí)，換檔機(jī)構(gòu)推動(dòng)滑套(I)向左脫離與第一檔齒輪相哨合的第一結(jié)合齒圈，直至其到空檔位置； 2)換檔機(jī)構(gòu)繼續(xù)推動(dòng)滑套(I)向左移動(dòng)，此時(shí)，滑套(I)的第三斜面(A’)與止動(dòng)塊(2)上的第四斜面(A)相貼合，推動(dòng)止動(dòng)塊(2)移動(dòng)，止動(dòng)塊(2)的左側(cè)端面推動(dòng)第一摩擦環(huán)(3)使第一摩擦環(huán)(3)和第二摩擦環(huán)(4)間的摩擦副壓緊；由于左側(cè)與第二檔齒輪相嚙合的結(jié)合齒圈和第二摩擦環(huán)(4)與第一摩擦環(huán)(3)和齒轂(8)的轉(zhuǎn)速不同，此時(shí)第一摩擦環(huán)(3)轉(zhuǎn)過(guò)ー個(gè)角度，使得第一摩擦環(huán)(3)上的第一斜面(B’)與止動(dòng)塊(2)上的第二斜面(B)貼緊，從而在斜面上產(chǎn)生一定的正壓カ； 3)第一斜面(B’)與第二斜面(B)上的正壓カ阻止止動(dòng)塊(2)被滑套(I)壓下，直至齒轂(8)與左側(cè)結(jié)合齒圈之間的轉(zhuǎn)速差消失，摩擦副間的摩擦扭矩為O后，第一斜面(B’ )與第二斜面(B)之間的正壓カ為O ; 4)當(dāng)?shù)谝恍泵?B’)與第二斜面(B)之間的正壓カ為O后，滑套(I)壓下止動(dòng)塊(2)繼續(xù)向左移動(dòng)；由于此時(shí)轉(zhuǎn)速差已經(jīng)為0，滑套(I)結(jié)合左側(cè)結(jié)合齒圈時(shí)，不會(huì)發(fā)生打齒，實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)換檔。
全文摘要
本發(fā)明提供一種鎖環(huán)式同步裝置及其同步方法，所述同步裝置包括滑套、第一摩擦環(huán)、第二摩擦環(huán)、結(jié)合齒圈和齒轂；齒轂上鑲嵌有若干能夠軸向移動(dòng)的止動(dòng)塊；滑套設(shè)置于齒轂外周，滑套周向上分布有若干與止動(dòng)塊相配合的鎖止槽；第一摩擦環(huán)隨齒轂一起轉(zhuǎn)動(dòng)；第二摩擦環(huán)和結(jié)合齒圈一起旋轉(zhuǎn)；第一摩擦環(huán)設(shè)置于第二摩擦環(huán)外周，第一摩擦環(huán)與第二摩擦環(huán)相對(duì)的面為一對(duì)相互配合的斜面；第一摩擦環(huán)上開設(shè)有具有第一斜面的槽，止動(dòng)塊的側(cè)翼設(shè)有與第一斜面相配合的第二斜面；滑套的鎖止槽具有第三斜面，止動(dòng)塊的頂部?jī)蓚?cè)設(shè)有與第三斜面相配合的第四斜面。第一摩擦環(huán)沒(méi)有鎖止齒，降低了加工精度要求和成本，換檔噪聲小，可靠性高。
文檔編號(hào)F16H57/00GK102644723SQ201210123038
公開日2012年8月22日 申請(qǐng)日期2012年4月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月24日
發(fā)明者張發(fā)勇, 郭增鋼 申請(qǐng)人:陜西法士特齒輪有限責(zé)任公司