本發(fā)明涉及汽車同步器技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種電驅(qū)兩檔變速箱高速高性能同步器。

背景技術(shù)：

近年來中國電動汽車發(fā)展迅猛，電動汽車產(chǎn)業(yè)的量產(chǎn)化步伐快速推進。發(fā)展前期均采用電機與單檔位減速器此種簡單的匹配形式，基本滿足以a0級電動車為主的早期批產(chǎn)電動汽車的功能性需求。但是電動汽車進一步發(fā)展，車輛級別向a級、b級發(fā)展，對動力性和高速經(jīng)濟性提出更高的要求。單檔減速器與電機的匹配難以兼顧加速性和高車速的需求，更加難以實現(xiàn)電機長時間工作在高效區(qū)提升系統(tǒng)效率，增加續(xù)駛里程的需求。

根據(jù)調(diào)查，電動汽車兩檔變速箱用檔位切換裝置，有方案通過濕式離合器實現(xiàn)，應(yīng)對驅(qū)動電機檔位切換下同步負荷較大的問題。但造成了結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本較高。如將現(xiàn)有應(yīng)用于mt或者dct的同步器總成應(yīng)用于電驅(qū)兩檔變速箱，因同步環(huán)設(shè)計上存在軸向和徑向的自由活動量，將會出現(xiàn)高速異響，而傳統(tǒng)銅基同步環(huán)相同安裝空間內(nèi)的等效摩擦直徑較小，同步容量較小使得換擋力大，電驅(qū)兩檔變速箱同步負荷高可能超出摩擦材料極限，出現(xiàn)同步環(huán)燒蝕，過快磨損等問題。

另外，對現(xiàn)有技術(shù)的檢索發(fā)現(xiàn)，中國發(fā)明專利申請?zhí)朿n201610465362.7，公開號cn106015382a，記載一種大扭矩同步器，其設(shè)計思路是采用單錐同步環(huán)并將摩擦錐面外置與齒套內(nèi)徑組成摩擦副來增大摩擦直徑，同步環(huán)齒牙內(nèi)置控制同步過程，其不能解決電動汽車電機高轉(zhuǎn)速使用條件下同步環(huán)抖動的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種電驅(qū)兩檔變速箱高速高性能同步器，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種電驅(qū)兩檔變速箱高速高性能同步器，包括一檔結(jié)合齒、一檔同步環(huán)總成、齒套、齒轂、防抖滑塊、二檔同步環(huán)總成和二檔結(jié)合齒；所述齒轂通過花鍵過盈配合安裝在軸上，齒轂與齒套花鍵配合相連，齒轂沿其周向均勻設(shè)置有多個與防抖滑塊相配合的滑塊槽，防抖滑塊安裝在滑塊槽內(nèi)，防抖滑塊上設(shè)置有彈簧槽，彈簧槽內(nèi)安裝有彈簧，且齒套內(nèi)開設(shè)有與彈簧槽相對應(yīng)的鋼球槽，鋼球位于鋼球槽內(nèi)，且鋼球下部延伸至彈簧槽內(nèi)，鋼球與彈簧相接觸并壓縮彈簧；所述一檔同步環(huán)總成和二檔同步環(huán)總成對稱設(shè)置在齒套兩側(cè)，且一檔同步環(huán)總成與二檔同步環(huán)總成結(jié)構(gòu)相同，所述一檔同步環(huán)總成包括內(nèi)環(huán)、中間環(huán)和外環(huán)，中間環(huán)套設(shè)在內(nèi)環(huán)外，外環(huán)套設(shè)在中間環(huán)外，外環(huán)一側(cè)沿其周向均勻間隔設(shè)置有多個外環(huán)槽，內(nèi)環(huán)上設(shè)置有與外環(huán)槽相配合的內(nèi)環(huán)卡爪，內(nèi)環(huán)卡爪嵌入外環(huán)槽；所述中間環(huán)沿其周向均勻間隔設(shè)置有多個中間環(huán)卡爪，一檔結(jié)合齒上設(shè)置有與中間環(huán)卡爪相配合的結(jié)合齒開口槽，中間環(huán)卡爪嵌入結(jié)合齒開口槽內(nèi)，一檔結(jié)合齒通過結(jié)合齒開口槽與中間環(huán)卡爪的配合安裝在一檔同步環(huán)總成外側(cè)，二檔結(jié)合齒與一檔結(jié)合齒結(jié)構(gòu)相同，且二檔結(jié)合齒設(shè)置在二檔同步環(huán)總成的外側(cè)。

作為本發(fā)明進一步的方案：所述齒轂上沿其周向均勻設(shè)置有三個滑塊槽。

作為本發(fā)明再進一步的方案：所述外環(huán)沿其周向均勻間隔設(shè)置有六個外環(huán)槽。

作為本發(fā)明再進一步的方案：所述外環(huán)的外錐面嵌入齒轂內(nèi)，且外環(huán)的外錐面與防抖滑塊的內(nèi)側(cè)圓錐面相配合形成朝向齒轂內(nèi)側(cè)傾斜的第一配合面。

作為本發(fā)明再進一步的方案：所述外環(huán)上還設(shè)置有與滑塊槽相配合的外環(huán)卡爪，外環(huán)卡爪呈倒梯形，外環(huán)卡爪嵌入滑塊槽內(nèi)，滑塊槽兩端設(shè)置有與外環(huán)卡爪的側(cè)面相配合的斜面，斜面朝向滑塊槽內(nèi)側(cè)，且外環(huán)卡爪的側(cè)面與斜面配合形成第二配合面，所述防抖滑塊端面與外環(huán)卡爪端面之間的間隙小于外環(huán)卡爪側(cè)面與斜面之間的間隙。

作為本發(fā)明再進一步的方案：所述中間環(huán)沿其周向均勻間隔設(shè)置有六個中間環(huán)卡爪。

作為本發(fā)明再進一步的方案：所述內(nèi)環(huán)、中間環(huán)和外環(huán)均采用鋼材沖壓制成。

作為本發(fā)明再進一步的方案：所述內(nèi)環(huán)、中間環(huán)和外環(huán)的內(nèi)側(cè)均貼敷碳纖維摩擦材料。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明可以有效的解決電驅(qū)兩檔變速箱使用同步器對高轉(zhuǎn)速抖動和高同步負荷的需求，為驅(qū)動系統(tǒng)效率提高，節(jié)約能耗，低成本的實現(xiàn)多檔化創(chuàng)造了可行性；本發(fā)明成本低，占用空間小，重量輕，具有廣闊的市場前景。

附圖說明

圖1為電驅(qū)兩檔變速箱高速高性能同步器的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為電驅(qū)兩檔變速箱高速高性能同步器中防抖滑塊與一檔同步環(huán)總成的配合示意圖。

圖3為電驅(qū)兩檔變速箱高速高性能同步器中一檔同步環(huán)總成的局部結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為電驅(qū)兩檔變速箱高速高性能同步器中防抖滑塊的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為電驅(qū)兩檔變速箱高速高性能同步器中防抖滑塊與齒轂的配合示意圖。

圖6為電驅(qū)兩檔變速箱高速高性能同步器中一檔同步環(huán)總成的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1-一檔結(jié)合齒、2-一檔同步環(huán)總成、3-齒套、4-齒轂、5-防抖滑塊、6-二檔同步環(huán)總成、7-二檔結(jié)合齒、8-第一配合面、9-內(nèi)側(cè)圓錐面、10-外錐面、11-外環(huán)卡爪、12-第二配合面、13-斜面、14-內(nèi)環(huán)、15-中間環(huán)、16-外環(huán)。

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施方式對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步詳細地說明。

請參閱圖1-6，一種電驅(qū)兩檔變速箱高速高性能同步器，包括一檔結(jié)合齒1、一檔同步環(huán)總成2、齒套3、齒轂4、防抖滑塊5、二檔同步環(huán)總成6和二檔結(jié)合齒7；所述齒轂4通過花鍵過盈配合安裝在軸上，當(dāng)軸轉(zhuǎn)動時帶動齒轂4轉(zhuǎn)動，齒轂4與齒套3花鍵配合相連，齒轂4沿其周向均勻設(shè)置有多個與防抖滑塊5相配合的滑塊槽，防抖滑塊5安裝在滑塊槽內(nèi)，防抖滑塊5上設(shè)置有彈簧槽，彈簧槽內(nèi)安裝有彈簧，且齒套3內(nèi)開設(shè)有與彈簧槽相對應(yīng)的鋼球槽，鋼球位于鋼球槽內(nèi)，且鋼球下部延伸至彈簧槽內(nèi)，鋼球與彈簧相接觸并壓縮彈簧，通過彈簧與鋼球的配合，使滑塊5與齒套3相卡接，齒轂4上滑塊槽的數(shù)量不加限制，本實施例中，優(yōu)選的，所述齒轂4上沿其周向均勻設(shè)置有三個滑塊槽；

所述一檔同步環(huán)總成2和二檔同步環(huán)總成6對稱設(shè)置在齒套3兩側(cè)，且一檔同步環(huán)總成2與二檔同步環(huán)總成6結(jié)構(gòu)相同，所述一檔同步環(huán)總成2包括內(nèi)環(huán)14、中間環(huán)15和外環(huán)16，中間環(huán)15套設(shè)在內(nèi)環(huán)14外，外環(huán)16套設(shè)在中間環(huán)15外，外環(huán)16一側(cè)沿其周向均勻間隔設(shè)置有多個外環(huán)槽，內(nèi)環(huán)14上設(shè)置有與外環(huán)槽相配合的內(nèi)環(huán)卡爪，內(nèi)環(huán)卡爪嵌入外環(huán)槽，從而將內(nèi)環(huán)14、中間環(huán)15和外環(huán)16連接為一個整體，外環(huán)16上的外環(huán)槽的數(shù)量不加限制，本實施例中，優(yōu)選的，所述外環(huán)16沿其周向均勻間隔設(shè)置有六個外環(huán)槽；

所述外環(huán)16的外錐面10嵌入齒轂4內(nèi)，且外環(huán)16的外錐面10與防抖滑塊5的內(nèi)側(cè)圓錐面9相配合形成朝向齒轂4內(nèi)側(cè)傾斜的第一配合面8，第一配合面8起到同步環(huán)徑向防抖的功能，當(dāng)一檔同步環(huán)總成2和/或二檔同步環(huán)總成6高速運轉(zhuǎn)時，在自身質(zhì)量分布及外界激勵的作用下會有一定的徑向運動，受到第一配合面8的約束，一檔同步環(huán)總成2和/或二檔同步環(huán)總成6的作用力傳遞到防抖滑塊5，推動防抖滑塊5沿徑向向外移動，壓縮防抖滑塊5彈簧槽內(nèi)的彈簧，彈簧起到緩沖作用，實現(xiàn)徑向防抖動防異響的作用；

所述外環(huán)16上還設(shè)置有與滑塊槽相配合的外環(huán)卡爪11，外環(huán)卡爪11呈倒梯形，外環(huán)卡爪11嵌入滑塊槽內(nèi)，滑塊槽兩端設(shè)置有與外環(huán)卡爪11的側(cè)面相配合的斜面13，斜面13朝向滑塊槽內(nèi)側(cè)，且外環(huán)卡爪11的側(cè)面與斜面13配合形成第二配合面12，所述防抖滑塊5端面與外環(huán)卡爪11端面之間的間隙小于外環(huán)卡爪11側(cè)面與斜面13之間的間隙，第二配合面12起到軸向防抖的效果，傳統(tǒng)的同步環(huán)總成軸向抖動傾斜時，將會與齒轂端面或結(jié)合齒錐面碰撞產(chǎn)生異響，本方案中，對于一檔同步環(huán)總成2和/或二檔同步環(huán)總成6的軸向抖動傾斜，通過設(shè)置第二配合面12，將運轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生的外環(huán)卡爪11與斜面13之間的作用力分解，以產(chǎn)生將一檔同步環(huán)總成2和/或二檔同步環(huán)總成6拉向齒轂4的力，將一檔同步環(huán)總成2和/或二檔同步環(huán)總成6拉向齒轂4，由于防抖滑塊5端面與外環(huán)卡爪11端面之間的間隙小于外環(huán)側(cè)面與齒轂4外花鍵側(cè)面之間的間隙，因此一檔同步環(huán)總成2和/或二檔同步環(huán)總成6在軸向抖動時，外環(huán)卡爪11端面會與防抖滑塊5的端面接觸，通過防抖滑塊5緩和沖擊，起到軸向防抖防碰撞作用；

所述中間環(huán)15沿其周向均勻間隔設(shè)置有多個中間環(huán)卡爪，一檔結(jié)合齒1上設(shè)置有與中間環(huán)卡爪相配合的結(jié)合齒開口槽，中間環(huán)卡爪嵌入結(jié)合齒開口槽內(nèi)，一檔結(jié)合齒1通過結(jié)合齒開口槽與中間環(huán)卡爪的配合安裝在一檔同步環(huán)總成2外側(cè)，中間環(huán)15上的中間環(huán)卡爪的數(shù)量不加限制，本實施例中，優(yōu)選的，所述中間環(huán)15沿其周向均勻間隔設(shè)置有六個中間環(huán)卡爪，二檔結(jié)合齒7與一檔結(jié)合齒1結(jié)構(gòu)相同，且二檔結(jié)合齒7設(shè)置在二檔同步環(huán)總成6的外側(cè)；所述內(nèi)環(huán)14、中間環(huán)15和外環(huán)16均采用鋼材沖壓制成，壁厚薄，增大了摩擦半徑，內(nèi)環(huán)14、中間環(huán)15和外環(huán)16的內(nèi)側(cè)均貼敷碳纖維摩擦材料，采用碳纖維摩擦材料可以獲得較大的摩擦系數(shù)，同時具備很好的耐磨和耐熱性能，這使得同步化應(yīng)用于電驅(qū)兩檔變速箱高同步負荷成為可能。

本發(fā)明的工作原理是：所述電驅(qū)兩檔變速箱高速高性能同步器，當(dāng)一檔同步環(huán)總成2和/或二檔同步環(huán)總成6高速運轉(zhuǎn)時，在自身質(zhì)量分布及外界激勵的作用下會有一定的徑向運動，受到第一配合面8的約束，一檔同步環(huán)總成2和/或二檔同步環(huán)總成6的作用力傳遞到防抖滑塊5，推動防抖滑塊5沿徑向向外移動，壓縮防抖滑塊5彈簧槽內(nèi)的彈簧，彈簧起到緩沖作用，實現(xiàn)徑向防抖動防異響的作用。對于一檔同步環(huán)總成2和/或二檔同步環(huán)總成6的軸向抖動傾斜，通過設(shè)置第二配合面12，將運轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生的外環(huán)卡爪11與斜面13之間的作用力分解，以產(chǎn)生將一檔同步環(huán)總成2和/或二檔同步環(huán)總成6拉向齒轂4的力，將一檔同步環(huán)總成2和/或二檔同步環(huán)總成6拉向齒轂4，由于防抖滑塊5端面與外環(huán)卡爪11端面之間的間隙小于外環(huán)側(cè)面與齒轂4外花鍵斜面之間的間隙，因此一檔同步環(huán)總成2和/或二檔同步環(huán)總成6在軸向抖動時，外環(huán)卡爪11端面會與防抖滑塊5的端面接觸，通過防抖滑塊5緩和沖擊，起到軸向防抖防碰撞作用。

對于目前電動汽車廣泛應(yīng)用的永磁同步電機為例，其最大轉(zhuǎn)速一般在8000～12000rpm，電驅(qū)兩檔變速箱因檔位少考慮實際使用效果一般階比不小于2；相比傳統(tǒng)發(fā)動機驅(qū)動下變速箱換擋轉(zhuǎn)速一般不大于5000轉(zhuǎn)和階比1.3左右，可見換擋轉(zhuǎn)速差大幅增大；對于同步負荷的另一個重要參數(shù)的同步慣量，永磁同步電機轉(zhuǎn)子及相連接的變速箱部件為被同步端，轉(zhuǎn)動慣量遠大于傳統(tǒng)變速箱與離合器從動盤；該設(shè)計的同步器需滿足以上的更加嚴苛的使用工況。

本發(fā)明電驅(qū)兩檔變速箱高速高性能同步器，采用三錐結(jié)構(gòu)，之所以采用三錐是因為一定的徑向安裝空間內(nèi)，四錐的錐數(shù)對同步容量的貢獻較小，卻增加系統(tǒng)的復(fù)雜度和制造成本；就上文所述的較嚴苛負荷的使用工況，在有限的空間內(nèi)設(shè)計三錐和鋼制來最大程度的增加摩擦直徑，考慮同步容量的另外一個制約要素，摩擦副的摩擦系數(shù)。對于目前乗用車主流的摩擦材料為銅合金螺紋錐摩擦副、同步環(huán)錐面噴鉬層、同步環(huán)錐面貼碳纖維摩擦材料；其中，貼碳纖維摩擦材料為近年同步環(huán)應(yīng)用的主流趨勢。其主要優(yōu)點為摩擦系數(shù)高、耐磨性好、耐熱性好；較適合高同步負荷的使用工況，故本方案采用碳纖維摩擦材料的摩擦副形式；其高摩擦系數(shù)較高就增大了同步化同步容量，較高的耐磨性和耐熱性滿足高轉(zhuǎn)速差高同步慣量的使用工況。

本發(fā)明的同步環(huán)總成采用鋼材沖壓成型加貼敷碳纖維材料的形式，鋼材沖壓目的是在有限的空間內(nèi)，滿足強度要求的情況下，大大減小基體占用的徑向空間，最大限度的增大摩擦直徑，增加同步容量；采用碳纖維摩擦材料可以獲得較大的摩擦系數(shù)，同時具備很好的耐磨和耐熱性能，這使得同步化應(yīng)用于電驅(qū)兩檔變速箱高同步負荷成為可能。

本發(fā)明采用全新設(shè)計的高速防抖滑塊形式，創(chuàng)新的將滑塊與同步環(huán)外錐面配合，有效防止徑向抖動；創(chuàng)新設(shè)計滑塊與齒轂斜面配合形式解決軸向抖動，選用鋼制同步環(huán)貼敷碳纖維摩擦材料解決高同步負荷工況需求，以上設(shè)計高速高性能同步器總成用于于電驅(qū)兩檔變速箱，為電動汽車低成本、多檔化和高效率創(chuàng)造了條件。

本發(fā)明可以有效的解決電驅(qū)兩檔變速箱使用同步器對高轉(zhuǎn)速抖動和高同步負荷的需求，為驅(qū)動系統(tǒng)效率提高，節(jié)約能耗，低成本的實現(xiàn)多檔化創(chuàng)造了可行性。

上面對本發(fā)明的較佳實施方式作了詳細說明，但是本發(fā)明并不限于上述實施方式，在本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所具備的知識范圍內(nèi)，還可以在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下作出各種變化。