專利名稱：新型鎖銷式多片同步器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及汽車傳動(dòng)裝置技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種同步器。
背景技術(shù)：
中重型載貨汽車變速箱中，以采用鎖銷式同步器最為普遍。因?yàn)殒i銷式同步器零件數(shù)量少，摩擦面平均半徑大，使轉(zhuǎn)矩容量増加。其缺點(diǎn)是軸向尺寸較大，但在載貨汽車設(shè)計(jì)中，對(duì)變速箱尺寸約束較小。但近年來，隨著載貨汽車的快速發(fā)展，鎖銷式同步器的其他缺陷也暴露出來。最主要的體現(xiàn)就是同步時(shí)間過長，使用壽命短。濕式離合器是傳動(dòng)系統(tǒng)的重要組成部分，傳動(dòng)系統(tǒng)通過它與動(dòng)カ源連接，可以使車輛平穩(wěn)起步，減小車輛的換檔沖擊度，對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)還起到過載保護(hù)的作濕用，同時(shí)壓カ油的循環(huán)還可以降低摩擦片的溫度，從而大大提高傳動(dòng)系統(tǒng)零部件的使用壽命。分析濕式離合器的工作過程，離合器結(jié)合時(shí)，壓カ油經(jīng)控制油道進(jìn)入活塞左側(cè)油缸，活塞在油壓作用下向右移動(dòng)，推動(dòng)外齒鋼片逐漸壓緊內(nèi)齒摩擦片，二者經(jīng)過滑摩逐步達(dá)到同歩，從而實(shí)現(xiàn)動(dòng)カ由傳動(dòng)軸經(jīng)離合器鼓至傳動(dòng)齒輪的傳遞。離合器分離時(shí)，控制油路與油箱接通，工作油液經(jīng)控制油道流回油箱，油缸內(nèi)的結(jié)合油壓快速下降，活塞在回位彈簧カ的推動(dòng)下迅速向左移動(dòng)，外齒鋼片與內(nèi)齒摩擦片實(shí)現(xiàn)分離。而在機(jī)械式變速箱中，撥叉提供的軸向カ是通過駕駛員手動(dòng)推動(dòng)換擋撥桿提供，根本不足以與液壓油缸相比較。另外，機(jī)械式變速箱為飛濺潤滑，其散熱能力不足以與濕式離合器相比較。分析鎖銷式同步器工作過程，我們發(fā)現(xiàn)其工作時(shí)，同步元件的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量僅為變速箱中各擋位齒輪及軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，而濕式離合器傳遞的為提供整車行駛的カ矩。另外摩擦元件的摩擦錐角結(jié)構(gòu)可使得摩擦力矩?cái)U(kuò)大5 8倍。通過結(jié)構(gòu)比較分析，現(xiàn)擬將濕式離合器結(jié)構(gòu)與鎖銷式同步器結(jié)構(gòu)相結(jié)合，設(shè)計(jì)出ー種新型鎖銷式多片同步器，解決鎖銷式同步器換擋時(shí)間過長，使用壽命短等問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供ー種新型鎖銷式多片同步器，將摩擦片的布置形式改為傾斜布置，充分利用多片結(jié)構(gòu)傳遞大扭矩和傾斜放置擴(kuò)大摩擦力矩的優(yōu)點(diǎn)，從而解決了鎖銷式同步器換擋時(shí)間長，使用壽命短等問題。本發(fā)明的技術(shù)方案是:ー種新型鎖銷式多片同步器，它包括檔位齒輪、摩擦片殼體、鎖銷和定位銷，其特征是在相鄰的檔位齒輪與摩擦片殼體之間通過不同形狀的摩擦片順序安裝；結(jié)合套與輸出軸通過花鍵直接嚙合；結(jié)合套通過定位銷與摩擦片殼體連接；鎖銷與摩擦片殼體剛性連接；在結(jié)合套徑向孔中安裝有彈簧。其中不同形狀的摩擦片至少有兩片且摩擦片傾斜布置。其中不同形狀的摩擦片由摩擦片的錐角和錐面的工作長度決定。其中在檔位齒輪的外花鍵上端緊密配合ー個(gè)摩擦盤，最里面的摩擦片鑲嵌在摩擦盤上，第二個(gè)摩擦片上開有五個(gè)槽ロ，通過這五個(gè)槽ロ第二個(gè)摩擦片卡在摩擦盤或摩擦片外売上，第三片直接套在花鍵套上。相隔的兩個(gè)摩擦片之間有波形彈簧。結(jié)合套上的嚙合齒與檔位齒輪上的內(nèi)嚙合齒相嚙合。檔位齒輪上的外花鍵一端有一小段凹槽，卡環(huán)位于凹槽內(nèi)以定位花鍵套。本發(fā)明摩擦片具有適當(dāng)?shù)腻F度，此錐度能夠確保在不增加摩擦片的情況下，仍能保證摩擦片之間工作時(shí)具有較大的摩擦力，使換擋時(shí)同步的時(shí)間更短。換擋時(shí)，該同步器エ作時(shí)所需要的力矩可由摩擦片和ー個(gè)摩擦片的殼體所接觸的幾個(gè)摩擦面工作，可以根據(jù)不同的發(fā)動(dòng)機(jī)功率選擇摩擦片的錐角以及摩擦片的片數(shù)，相鄰摩擦片之間具有很小的間隙，以確保換擋時(shí)同步器反應(yīng)迅速，從而降低換擋時(shí)間，大大提高了汽車操縱性。實(shí)現(xiàn)了同步器中摩擦片可以由兩片到多片的變化，從而大大增加了本同步器的適用范圍。也降低了對(duì)摩擦片材料的選擇要求，降低成本。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例一結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是圖1的局部放大圖。圖3是摩擦片殼體示意圖。圖4是單個(gè)摩擦片結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是本發(fā)明摩擦片另ー種實(shí)施方式結(jié)構(gòu)局部示意圖。圖6是本發(fā)明的另外ー種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)局部示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做詳細(xì)說明。以兩檔齒輪為例，如圖1所示，在檔位齒輪I和檔位齒輪8與摩擦片殼體5之間通過三片不同形狀的摩擦片2順序安裝，三片不同形狀的摩擦片2傾斜布置；結(jié)合套6與輸出軸14直接嚙合，結(jié)合套6通過定位銷10與摩擦片殼體5連接；鎖銷7與摩擦片殼體5剛性連接。在結(jié)合套6徑向孔中安裝有彈簧12 ;在空擋位置，鋼球11在彈簧12壓カ作用下處在定位銷7的凹槽中，使兩個(gè)摩擦片殼體5與結(jié)合套6之間沒有相對(duì)移動(dòng)。如圖2所示，檔位齒輪I和檔位齒輪8的外花鍵上端緊密配合ー個(gè)摩擦盤3，最里面的摩擦片2A鑲嵌在摩擦盤3上，第三片摩擦片2C直接套在花鍵套4上。第二片摩擦片2B上有五個(gè)槽ロ，在摩擦片外殼5上有五個(gè)槽ロ，如圖3所示，第二片摩擦片2B通過五個(gè)槽ロ與摩擦片外殼5相連。在摩擦片2A和2C之間有波形彈簧13，其目的在于能夠使兩片摩擦片2A和2C在沒有工作時(shí)都能與摩擦片2B分開，避免不工作時(shí)摩擦片也在摩擦。同理同步器的另ー側(cè)也存在ー個(gè)波形彈簧13。`圖5是本發(fā)明的另ー種實(shí)施方式，根據(jù)不同的發(fā)動(dòng)機(jī)功率選擇五片摩擦片，最里面的摩擦片2A鑲嵌在摩擦盤3上，第三片和第五片摩擦片2C直接套在花鍵套4上。第二片和第四片摩擦片2B上有五個(gè)槽ロ，在摩擦片外殼5上有五個(gè)槽ロ，第二片和第四片摩擦片2B通過五個(gè)槽ロ與摩擦片外殼5相連。在摩擦片2A和2C之間有波形彈簧13。如果需要増加摩擦片數(shù)目，可以按照2B、2C、2B、2C……順序依次増加。
如圖6所示，是本發(fā)明的另ー種實(shí)施方式，改變摩擦片殼體5與摩擦盤3的位置，那么最里面摩擦片2A鑲嵌在摩擦盤3上，第三片摩擦片2C直接套在花鍵套4上。在摩擦盤3上有五個(gè)槽ロ，第二片摩擦片2B通過五個(gè)槽ロ與摩擦盤3相連。這樣則可以實(shí)現(xiàn)摩擦片的反向安裝。同理在摩擦片2A和2C之間有波形彈簧13。換擋時(shí)處于空擋的瞬間，變速器的輸入端和輸出端的轉(zhuǎn)速不相同且都在變化，因輸出端與汽車整車相連，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量相當(dāng)大，換擋作用時(shí)間短，在換擋的瞬間可認(rèn)為輸出端轉(zhuǎn)速恒定。輸入端在接觸錐面摩擦カ矩作用下，克服輸入端零件的等價(jià)慣性カ矩，使輸入端與輸出端的轉(zhuǎn)速達(dá)到同步。變速箱欲從某ー擋換向相鄰擋位吋，同步器結(jié)合套6從擋位齒輪8分離瞬間，輸出軸轉(zhuǎn)速與換擋前擋位齒輪8相同，而擋位齒輪I轉(zhuǎn)速比輸出軸14轉(zhuǎn)速慢，由于同步器與輸出軸14用花鍵聯(lián)接，故同步器轉(zhuǎn)速比擋位齒輪I轉(zhuǎn)速快。同步器靠近擋位齒輪I吋，由于輸出軸14與汽車傳動(dòng)軸相連,輸出軸14轉(zhuǎn)速幾乎不變，而離合器已將發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力切斷，由此實(shí)現(xiàn)由一檔輸出齒輪轉(zhuǎn)速逐步向輸出軸轉(zhuǎn)速同步。換擋時(shí)作用力通過撥叉?zhèn)鹘o接合齒轂推動(dòng)摩擦片殼體5軸向移動(dòng)，由換擋齒輪(I或8)帶動(dòng)結(jié)合套6軸向轉(zhuǎn)動(dòng)，待達(dá)到換擋齒輪與結(jié)合套6同步時(shí)，結(jié)合套6軸向移動(dòng)與換擋齒輪上的嚙合齒結(jié)合，同時(shí)摩擦片2及摩擦片殼體5回到初始位置，換擋完成。其中摩擦片錐角a和錐面的工作長度b按以下方法選擇:摩擦錐面錐角a越小，摩擦カ矩越大。但是a過小的話會(huì)使摩擦錐面產(chǎn)生自鎖現(xiàn)象，避免自鎖的條件是tana (U為摩擦片的摩擦系數(shù))?？筛鶕?jù)上式確定錐面錐角(設(shè)計(jì)時(shí)錐角的一般取值范圍為20° 85° )。錐角確定后，還必須確定錐面的工作長度b，縮短錐面的工作長度，可使變速器的軸向長度縮短，但是同時(shí)也減小了錐面的工作面積，増加了単位壓カ并使磨損加劇。設(shè)計(jì)時(shí)可根據(jù)下式確定b
權(quán)利要求
1.一種新型鎖銷式多片同步器，它包括檔位齒輪、摩擦片殼體(5)、鎖銷(7)和定位銷(10)，其特征是在相鄰的檔位齒輪與摩擦片殼體(5)之間通過不同形狀的摩擦片順序安裝；鎖銷⑵與摩擦片殼體(5)剛性連接；結(jié)合套(6)與輸出軸(14)通過花鍵直接嚙合；結(jié)合套(6)通過定位銷(10)與摩擦片殼體(5)連接；在結(jié)合套(6)徑向孔中安裝有弾性裝置。
2.按權(quán)利要求1所述的新型鎖銷式多片同步器，其特征是不同形狀的摩擦片至少有兩片且摩擦片傾斜布置。
3.按權(quán)利要求1或2所述的新型鎖銷式多片同步器，其特征是不同形狀的摩擦片由摩擦片的錐角和錐面的工作長度決定。
4.按權(quán)利要求1、2或3所述的新型鎖銷式多片同步器，其特征是檔位齒輪的外花鍵上端緊密配合ー個(gè)摩擦盤(3)，最里面的摩擦片鑲嵌在摩擦盤(3)上，第二個(gè)摩擦片上開有五個(gè)槽ロ，通過這五個(gè)槽ロ第二個(gè)摩擦片卡在摩擦盤(3)或摩擦片外殼(5)上，第三片直接套在花鍵套⑷上。
5.按權(quán)利要求4所述的新型鎖銷式多片同步器，其特征是相隔的兩個(gè)摩擦片之間有波形彈簧(13)。
6.按權(quán)利要求1所述的新型鎖銷式多片同步器，其特征是結(jié)合套(6)上的嚙合齒與檔位齒輪上的內(nèi)嚙合齒相嚙合。
7.按權(quán)利要求1所述的新型鎖銷式多片同步器，其特征是檔位齒輪上的外花鍵一端有一小段凹槽，卡環(huán)(9)位于凹槽內(nèi)以定位花鍵套(4)。
8.按權(quán)利要求1所述的新型鎖銷式多片同步器，其特征是弾性裝置包括安裝在結(jié)合套 (6)徑向孔中的彈簧(12)和鋼球(11)。
9.按權(quán)利要求1所述的新型鎖銷式多片同步器，其特征是在空擋位置，鋼球(11)在彈簧(12)壓カ作用下處在定位銷(7)的凹槽中，使兩個(gè)摩擦片殼體(5)保持滑動(dòng)，結(jié)合套(6)之間沒有相對(duì)移動(dòng)。
10.按權(quán)利要求3所述的新型鎖銷式多片同步器，其特征是摩擦片錐角的取值范圍為20° 85° ;摩擦片錐面的工作長度b，可根據(jù)下式確定
全文摘要
本發(fā)明提供一種新型鎖銷式多片同步器，在相鄰的檔位齒輪與摩擦片殼體之間通過不同形狀和適當(dāng)錐度的摩擦片順序安裝；結(jié)合套與輸出軸通過花鍵直接嚙合；結(jié)合套通過定位銷與摩擦片殼體連接；鎖銷與摩擦片殼體剛性連接；在結(jié)合套徑向孔中安裝有彈簧。本發(fā)明中摩擦片具有適當(dāng)?shù)腻F度，此錐度的選擇要能夠確保在最少摩擦片的情況下，仍能保證摩擦片之間工作時(shí)所需要的摩擦力，使換擋時(shí)同步的時(shí)間更短，確保換擋時(shí)同步器反應(yīng)迅速，從而降低換擋時(shí)間，大大提高了汽車操縱性。同時(shí)本發(fā)明不僅可以根據(jù)不同的載重車型增加或者減少摩擦片的片數(shù)，改變同步摩擦力，也降低了對(duì)摩擦片材料的選擇，降低成本，從而大大增加了本同步器的適用范圍。
文檔編號(hào)F16D23/02GK103089842SQ20131002417
公開日2013年5月8日 申請日期2013年1月23日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月23日
發(fā)明者牛秦玉, 王勇智 申請人:西安科技大學(xué)