專利名稱：具有自增能作用的同步器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種傳輸用的自增能同步器機(jī)構(gòu)。更具體地說，本發(fā)明涉及這樣一種機(jī)構(gòu)，它具有改進(jìn)的自增能傾斜表面。
背景技術(shù)：
眾所周知，在多速比傳輸技術(shù)中可以使用同步器機(jī)構(gòu)，以減少所有或一些傳輸速比的換檔時(shí)間。同時(shí)也知道，車輛操作人員所需的換檔力(即施加到換檔桿上的力)可以利用自增能型同步器機(jī)構(gòu)而減小。因?yàn)椴僮魅藛T換檔力通常隨車輛體積而增大，所以自增能型同步器機(jī)構(gòu)對重載卡車特別重要。此種機(jī)構(gòu)的先有技術(shù)例子可以參考美國專利2,410,511；2,896,760；3,548,983；4,413,715；4,732,247；4,869,353和5,092,439，在此引用它們是為了參考。
上述專利的同步器機(jī)構(gòu)包括摩擦部件和爪式部件，分別用于使齒輪與軸同步并使齒輪接合在軸上；隨預(yù)增能器嚙合的阻塞器，該預(yù)增能器根據(jù)由換檔力產(chǎn)生的爪式部件之一的初始嚙合動作而實(shí)現(xiàn)摩擦部件的初始嚙合，該阻塞器可以操作而防止爪式部件的反同步嚙合并將換檔力傳送給摩擦部件以增大它們的同步作用轉(zhuǎn)矩；以及對轉(zhuǎn)矩作出反應(yīng)的自增能斜面，以便沿?fù)Q檔力方向形成一個(gè)附加到換檔力上的附加力，用于進(jìn)一步增大摩擦部件的同步作用轉(zhuǎn)矩。
發(fā)明概述本發(fā)明的目的是提供自增能同步器，以減少換檔時(shí)間和改進(jìn)換檔質(zhì)量。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)特點(diǎn)，一種如美國專利5,092,439中公開并如權(quán)利要求1的前序部分中提到的代表先有技術(shù)的離合器摩擦地起同步作用并可靠地連接于設(shè)置成圍繞共同軸線相對轉(zhuǎn)動的第一和第二驅(qū)動件。該離合器包括第一爪形機(jī)構(gòu)，后者可以沿軸向移動而與第二爪形機(jī)構(gòu)嚙合，以便根據(jù)由軸向換檔力(F0)產(chǎn)生的第一爪形機(jī)構(gòu)的嚙合動作而可靠地連接驅(qū)動件。第一摩擦機(jī)構(gòu)隨第一爪形機(jī)構(gòu)的嚙合動作而沿軸向移動進(jìn)入與第二摩擦機(jī)構(gòu)的嚙合，以產(chǎn)生一個(gè)同步作用轉(zhuǎn)矩。第一和第二阻塞機(jī)構(gòu)隨第一爪形機(jī)構(gòu)的嚙合動作而移動進(jìn)入嚙合作用，用于防止爪形機(jī)構(gòu)的反同步嚙合作用，用于將換檔力(F0)傳送給第一摩擦機(jī)構(gòu)而產(chǎn)生摩擦機(jī)構(gòu)的嚙合力，并用于產(chǎn)生與同步作用轉(zhuǎn)矩相反的轉(zhuǎn)矩，以便當(dāng)同步作用達(dá)到時(shí)移動第一和第二阻塞機(jī)構(gòu)脫出嚙合。具有有角度的表面的第一和第二自增能機(jī)構(gòu)當(dāng)嚙合時(shí)進(jìn)入操作而產(chǎn)生同步作用轉(zhuǎn)矩，以便沿?fù)Q檔力(F0)的方向產(chǎn)生附加的軸向力(Fa)，以增大摩擦機(jī)構(gòu)的嚙合力。當(dāng)同步作用達(dá)到時(shí)，該嚙合表面隨脫出嚙合的阻塞機(jī)構(gòu)移動而沿軸向彼此相對地滑動。
附圖簡介本發(fā)明的自增能同步器機(jī)構(gòu)示于附圖中，其中

圖1是沿圖2中1-1線觀看的雙動同步器機(jī)構(gòu)的截面圖；圖2是沿圖1中2-2線觀看的機(jī)構(gòu)的部分截面圖；圖3是沿圖1中3-3線觀看的機(jī)構(gòu)的部分截面圖；圖4是圖1和2中部件的透視圖；圖5和5A是圖1和2中一個(gè)銷部件和一個(gè)柱塞部件的細(xì)部圖；圖6是圖1中機(jī)構(gòu)的部分視圖，機(jī)構(gòu)的爪形離合器處于嚙合位置；圖7和8是沿圖1的7-7線觀看的機(jī)構(gòu)的自增能傾斜表面的截面圖；圖9是作用在同步器換檔法蘭上的軸向力和轉(zhuǎn)矩的圖形表示；圖10是圖7中自增能傾斜表面的圖形表示；圖11-13是改進(jìn)的自增能傾斜表面的圖形表示。
詳述附圖此處使用的術(shù)語“同步離合器機(jī)構(gòu)”表示一種用于將一個(gè)選定傳動比齒輪利用剛性離合器不可轉(zhuǎn)動地聯(lián)接到軸上的離合器機(jī)構(gòu)，其中避免了剛性離合器的嘗試嚙合，直到通過與剛性離合器聯(lián)合的同步摩擦離合器使剛性離合器的部件進(jìn)入大體上同步的轉(zhuǎn)動。術(shù)語“自增能”表示同步離合器機(jī)構(gòu)包括斜面或凸輪或類似機(jī)構(gòu)以按照摩擦離合器的同步作用轉(zhuǎn)矩的比例增大同步離合器的嚙合力。
現(xiàn)在主要觀看圖1和2，圖中詳細(xì)表示一個(gè)齒輪和同步器裝置10，包括一個(gè)安裝成圍繞中心軸線12a轉(zhuǎn)動的軸12、可以轉(zhuǎn)動地支承在軸上沿軸向隔開并由環(huán)狀止推件18、20固定而不能相對于軸沿軸向移動的齒輪14、16，和一個(gè)雙動式同步離合器機(jī)構(gòu)22。止推件18、20沿軸向固定在軸的花鍵齒13的環(huán)形槽12b、12c中，并由設(shè)置在兩個(gè)齒13之間的空間中的固定銷24(圖2)固定而不能相對于軸轉(zhuǎn)動。
同步器機(jī)構(gòu)22包括與齒輪14、16整體形成的環(huán)形摩擦件部分26、28和爪式離合器部件30、32，具有與整體形成于軸12上的外花鍵齒13可滑動地嚙合的內(nèi)花鍵齒或以其它方式固定于其上的爪式離合器部件34、36，一個(gè)夾在爪式部件34、36的沿軸向面對的表面34a、36a之間的具有沿軸向相對面向的側(cè)面42a、42b，三個(gè)用于固定法蘭和爪式部件防止相對軸向移動的H形止動件44(其中之一示于圖4的透視圖中)，由三個(gè)從每個(gè)摩擦件沿軸向延伸并穿過法蘭中開孔42c沿圓周間隔的銷50牢固地固定在一起的環(huán)形摩擦件或環(huán)46、48，以及三個(gè)預(yù)增能器和中線定中組件52，每個(gè)組件52包括一個(gè)彈簧54和一個(gè)與由銷限定的表面起作用的柱塞56。另一種方式是，同步器機(jī)構(gòu)22可以是單動的銷型，即形狀做成僅僅將一個(gè)齒輪向軸進(jìn)行同步和爪式接合；此種機(jī)構(gòu)公開在美國專利3,221,851中，它被引用于此是為了參考。同時(shí)，止動件44、銷50和組件52的數(shù)目可以比此處公開的數(shù)目多或少。此外，同步器機(jī)構(gòu)可以不是銷型，例如，同步器機(jī)構(gòu)可以是所謂摩擦環(huán)型。
如很容易看到的，摩擦件26、46和28、48成對配合形成摩擦離合器，以便在嚙合爪式離合器之前使齒輪與軸同步。錐形離合器是優(yōu)選的，但是，也可以使用其它類型的摩擦離合器。摩擦件26、28可以用幾種已知方式中的任何一種固定到相關(guān)的齒輪上。摩擦件26、28具有內(nèi)錐形摩擦表面26a、28a，它們分別與外錐形摩擦表面46a、48a接合。部件26、28和46、48也分別稱為同步器杯和環(huán)。
可以使用范圍廣泛的圓錐角；此處使用七又二分之一度。摩擦表面46a、48a和/或26a、28a可以用固定在基本構(gòu)件上的幾種已知摩擦材料中的任何一種形成；此處優(yōu)選熱解碳摩擦材料，如美國專利4,700,823；4,844,218；和4,778,548中公開的。這些專利引用于此是為了參考。
圖5中更詳細(xì)地示出銷50。每個(gè)銷包括其直徑稍許小于法蘭孔42c的直徑的主要直徑部分50a；一個(gè)間隔安置在摩擦環(huán)46、48之間(此處為半中間)的縮小直徑或槽部分50b；從銷軸線沿徑向向外伸出并以此處相對于一條垂直于銷軸線的線約為40度的角度沿軸向互相分開的錐形阻塞器臺肩或表面50c、50d；最好但并非必需，包括獨(dú)立預(yù)增能器表面50e、50f和延伸的次級定中表面50g、50h。槽部分當(dāng)被設(shè)置在其相應(yīng)的法蘭孔內(nèi)時(shí)允許剛性的摩擦環(huán)和銷組件相對于法蘭作有限的轉(zhuǎn)動，以實(shí)現(xiàn)銷阻塞器臺肩與圍繞法蘭孔形成的倒角阻塞器臺肩42d、42e的嚙合。預(yù)增能器表面50e、50f沿弦的方向橫切或除去錐形阻塞器臺肩50c、50d的一部分，它們最好是(但并非必須是)扁平表面，并相對于銷軸線形成稍小于阻塞器表面角度的角度。定中表面50g、50h也是扁平表面，如圖中明顯可見的，它們相對于銷軸線形成的角度顯著地小于阻塞器和預(yù)增能器表面的角度。如此處公開的，扁平表面弦的延伸部分跟銷軸線和軸的軸線的同心圓相切。由次級定中表面提供的軸向力應(yīng)當(dāng)足以使法蘭42返回其中線位置，即使此種定位還沒有通過使法蘭移動的換檔機(jī)構(gòu)而完全實(shí)現(xiàn)的話。
柱塞56由于設(shè)置在法蘭的槽42f中的螺旋形壓縮彈簧54而沿徑向向外向著銷預(yù)增能器和定中表面偏壓。槽的主要部分最好(但并非必須)沿徑向相對于軸的軸線延伸。槽同時(shí)沿軸向通過法蘭側(cè)部42a、42b伸入法蘭孔42c，并在其徑向向內(nèi)部分具有端部42a供彈簧作用壓靠。彈簧的徑向內(nèi)部可以由于未示出的機(jī)構(gòu)如從槽的端部沿徑向向外延伸的栓釘而受到止動。柱塞56可以用金屬板材制成，但最好用鑄件或致密材料如鋼制成，以提供結(jié)構(gòu)剛性和表面硬度。每個(gè)柱塞56有一個(gè)帶閉合端部的稍許U形的截面，閉合端部形成一個(gè)具有扁平帶角度的表面56a、56b的頭部，用于與相應(yīng)銷50的扁平預(yù)增能器和定中表面相配合。每個(gè)柱塞的側(cè)壁具有表面50c、50d，用于與槽42f的徑向延伸側(cè)壁表面可以滑動地相互配合，以便沿周面方向止動柱塞。柱塞側(cè)壁同時(shí)具有表面56e、56f，用于與爪式部件34、36的沿軸向面對而沿徑向延伸的端部表面34a、36a可以滑動地相互配合，以便沿軸向止動柱塞。
如前面提到的，爪式部件34、36包括內(nèi)花鍵齒38、40，它們與固定在軸上的外花鍵齒13可以滑動地接合。外花鍵具有平行于軸的軸線延伸的漸伸側(cè)表面13a，而它與爪式部件花鍵的側(cè)表面的接合防止它們之間的相對轉(zhuǎn)動。H形部件44每個(gè)包括端部44a、44b和中心部分44c，端部44a、44b頂靠爪式部件表面34b、34b，而中心部件44c使端部相互連接。中心部分通過爪式部件中的沿軸向延伸槽34c、36c并自由通過具有沿徑向延伸的止動表面42n、42m的孔42h，整齊地延伸，止動表面42n、42m與中心部分44c配合，以限制法蘭相對于爪式部件和軸轉(zhuǎn)動，其理由在后面說明。
如在圖1、2和6-8中最清楚地看到的，軸的外齒部分13自圖1和7的法蘭42的中線位置沿兩個(gè)軸向被修改而形成一個(gè)或多個(gè)傾斜表面，它們與由作用裝置或內(nèi)齒43形成的同樣數(shù)目的傾斜表面配合，后者從法蘭42沿徑向向內(nèi)延伸并伸入軸花鍵13之間的軸向延伸的空間中。這些傾斜表面允許法蘭相對于爪式部件34、36和軸12作有限的轉(zhuǎn)動，并在錐形離合器和軸之間產(chǎn)生同步作用轉(zhuǎn)矩，以提供補(bǔ)充的軸向自增能力，用以增大通過施加在法蘭42上的換檔力而初始嚙合的錐形離合器的嚙合力，由此增大由錐形離合器提供的同步作用轉(zhuǎn)矩。為了增大一個(gè)或兩個(gè)齒輪的同步作用力和/或?yàn)榱税慈我环较?如上下?lián)Q檔中遇到的)的轉(zhuǎn)矩增大同步作用力，可以設(shè)置傾斜表面。更具體地說，沿圓周在每個(gè)H形止動器中心部分44c之間的每個(gè)齒13具有沿軸向隔開設(shè)置的第一和第二凹槽，形成具有第一端部的環(huán)形槽，第一端部由一個(gè)桿狀部分13b、沿軸向相對的端部13c、13d和最小外徑13e限定。最小外徑13e大于花鍵13的根部直徑并大于爪式離合器花鍵38、40的內(nèi)徑38a、40a。同時(shí)，最小外徑13e小于內(nèi)齒43的內(nèi)徑43a。桿狀部分13b具有鉆石形狀，由每個(gè)齒的沿其兩個(gè)軸向的移動部分形成。移動部分的軸向和徑向范圍被選擇便于易于機(jī)加工桿狀部分13b上的助推傾斜表面13f、13g、13h、13m，并將此種移動具有的對于齒強(qiáng)度的影響減到最小。其次，花鍵齒13具有足夠的徑向深度，以保證傾斜表面具有足夠的表面面積，從而將作用于其上的力引起的磨損減至最小。移動部分的軸向范圍或在桿狀部分13b的軸向端部13n、13p和齒13的軸向端部13c、13d之間的凹槽是通過簡單地機(jī)加工齒中的環(huán)槽而形成的。移動部分的軸向長度足以方便地插入機(jī)加工工具以形成傾斜表面。傾斜表面13f、13g分別緊靠法蘭齒43上的傾斜表面43b、43c，以便根據(jù)任一方向的轉(zhuǎn)矩而形成附加的軸向力，從而增大或加速齒輪16的同步作用速率。傾斜表面13h、13m分別緊靠傾斜表面43d、43e，以便根據(jù)任一方向的同步作用轉(zhuǎn)矩而形成對齒輪14的附加軸向力。傾斜表面的角度可以變化，以便對上下?lián)Q檔和高低速度傳動比例形成不同量的附加軸向力。同樣，如果對一個(gè)齒輪或多個(gè)齒輪沿一個(gè)方向不存在優(yōu)選的附加軸向力，那么傾斜表面可以平行于花鍵齒，即不形成有效的傾斜表面。如后面要進(jìn)一步說明的，軸向附加力的大小或量也是摩擦離合器和自增能斜面的平均半徑比例的函數(shù)。因此，對于一個(gè)由換檔叉施加到換檔法蘭42上的給定的換檔力，可以通過改變斜面角度和/或平均半徑比例而改變附加力的大小。
當(dāng)法蘭42位于圖1和7的中線位置時(shí)，銷50的半徑縮小部分50b沿徑向與其相應(yīng)的法蘭孔42c準(zhǔn)直，錐形離合器的摩擦表面稍許隔開，并通過由彈簧54的力作用在銷50的預(yù)增能器表面50e、50f上的柱塞56的帶角度的預(yù)增能器表面56a、50b保持在該隔開的關(guān)系中。由預(yù)增能器表面形成的軸向力最好足以抵消由于錐形離合器表面之間油的粘性剪切力而通過自增能斜面作用在法蘭42上的任何附加軸向力。當(dāng)希望將兩個(gè)齒輪中的一個(gè)連接到軸上時(shí)，將一個(gè)合適的未示出的換檔機(jī)構(gòu)(例如美國專利4,920,815中公開的此處引用是為了參考)以公知方式連接到法蘭42的外周面上，以便沿軸12的軸線方向移動法蘭，或者是向左移向連接齒輪14，或者是向右移向連接齒輪16。該換檔機(jī)構(gòu)可以由一個(gè)操作人員通過一個(gè)聯(lián)動裝置手動移動，可以通過一個(gè)驅(qū)動器選擇性移動，或者可以通過一個(gè)裝置移動，該裝置自動起動換檔機(jī)構(gòu)的動作并同時(shí)控制由換檔機(jī)構(gòu)施加的力的大小。當(dāng)換檔機(jī)構(gòu)手動時(shí)，該力正比于由操作人員施加到換檔桿上的力。不管是手動還是自動施加的，該力都沿軸向施加到法蘭42上，并在圖9中用箭頭長度F0表示。
由操作人員換檔力F0產(chǎn)生的法蘭42的沿軸向向右的初始移動通過預(yù)增能表面50f、56b傳送給銷，以實(shí)現(xiàn)錐形表面48a與錐形表面28a的初始摩擦嚙合。錐形表面的初始嚙合力當(dāng)然是彈簧54的力和預(yù)增能表面角度的函數(shù)。該初始摩擦嚙合(假定存在非同步狀態(tài)并暫時(shí)忽略自增能斜面的影響)產(chǎn)生一個(gè)初始錐形離合器嚙合力和同步作用轉(zhuǎn)矩T0，后者保證法蘭42和嚙合摩擦環(huán)之間的有限相對轉(zhuǎn)動，因此將直徑縮小的銷部分50b移向法蘭孔42c的適當(dāng)側(cè)面，從而形成銷阻塞器臺肩50c與法蘭阻塞器臺肩42d的嚙合。當(dāng)阻塞器臺肩嚙合時(shí)，法蘭42上的全部操作人員換檔力F0通過阻塞器臺肩傳送給摩擦環(huán)48，由此錐形離合器受操作人員換檔力F0的全部力而嚙合，形成一個(gè)合成的操作人員同步作用轉(zhuǎn)矩T0。這個(gè)操作人員同步作用轉(zhuǎn)矩T0用圖9中的箭頭T0表示。因?yàn)樽枞髋_肩相對于操作人員換檔力F0的軸向成角度地設(shè)置，所以它們產(chǎn)生一個(gè)反向力或反阻塞轉(zhuǎn)矩，后者與來自錐形離合器的同步作用轉(zhuǎn)矩反向，但在非同步狀態(tài)期間量值較小。當(dāng)達(dá)到大體上同步時(shí)，同步作用轉(zhuǎn)矩降到低于反阻塞轉(zhuǎn)矩，由此阻塞器臺肩將銷移至與孔42c同心的關(guān)系，使法蘭能夠連續(xù)軸向移動，爪式部件36的外爪齒36d能夠與爪式部件32的內(nèi)爪齒32a嚙合，如圖6中所示。如先有技術(shù)中已知，并且如僅由圖6中爪式部件30的爪齒30a的標(biāo)號所規(guī)定的，爪齒的引導(dǎo)部分具有在初始接觸期間減小齒損傷的傾斜前沿邊30b，并具有圓角或楔形面30c以使齒進(jìn)入配合對準(zhǔn)。具有此種引導(dǎo)部分的爪齒更詳細(xì)地公開在美國專利4,246,993中，該專利與美國專利3,265,173一起引用于此是為了參考，后者提供合適的傾斜角的教導(dǎo)?？梢允欠菍ΨQ的楔形面防止由于齒的前沿邊的緊靠接觸而產(chǎn)生的換檔延遲。為了便于平順而較不費(fèi)力地完成換檔，爪齒最好沿周面方向盡可能精細(xì)或小巧，由此盡可能減小為配合對準(zhǔn)爪齒所需的轉(zhuǎn)動數(shù)值或角度。同時(shí)，爪齒的直徑最好設(shè)置得盡可能大。
仍然忽略自增能斜面的影響，由力F0形成的錐形離合器轉(zhuǎn)矩用等式(1)表示T0＝F0RCμc/sinα(1)式中Rc＝錐形摩擦表面的平均半徑，μc＝錐形摩擦表面的摩擦系數(shù)，α＝錐形摩擦表面的角度。
現(xiàn)在考查自增能斜面的影響并特別參照圖7和8，由于操作人員施加的軸向換檔力F0而產(chǎn)生的同步作用轉(zhuǎn)矩T0當(dāng)然由銷50傳遞給法蘭42并穿過自增能傾斜表面作用在軸12上。當(dāng)嚙合時(shí)，自增能傾斜表面限制法蘭相對于軸12和爪式部件34、36的轉(zhuǎn)動，并產(chǎn)生沿?fù)Q檔力F0同一方向作用在法蘭上的軸向力分力或軸向附加力Fa，由此進(jìn)一步增大錐形離合器的嚙合力，形成一個(gè)加在轉(zhuǎn)矩T0上的附加同步作用轉(zhuǎn)矩Ta。圖7例示當(dāng)換檔法蘭42位于相應(yīng)于圖1位置的中線位置時(shí)自增能傾斜表面的位置和爪式部件花鍵38、40對軸花鍵13的位置。圖8例示當(dāng)齒輪16被嚙合的錐形表面28a、48a同步時(shí)斜面和花鍵的位置。嚙合的錐形表面沿著使法蘭部件傾斜表面43c與軸傾斜表面13g進(jìn)行嚙合的方向產(chǎn)生一個(gè)同步作用轉(zhuǎn)矩。因此，如圖9中圖線所示，嚙合錐形離合器的軸向力的總和為F0加Fa，而由錐形離合器產(chǎn)生的同步作用轉(zhuǎn)矩的總和為T0加Ta。對于給定的操作人員換檔力F0和操作人員同步作用轉(zhuǎn)矩T0，軸向附加力的大小最好是嚙合的自增能傾斜表面角度的函數(shù)。這個(gè)角度最好大到產(chǎn)生一個(gè)附加力Fa，該附加力Fa的大小足以隨操作人員給定的中等換檔力而顯著增大同步作用轉(zhuǎn)矩并減少同步作用時(shí)間。但是，這個(gè)角度最好小到足以產(chǎn)生受控的軸向附加力Fa，即該力Fa應(yīng)當(dāng)隨力F0的增大或減小而增大或減小。如果斜面角度太大，斜面就自鎖而不是自增能；因此，一旦錐形離合器的初始嚙合實(shí)現(xiàn)，力Fa將與力F0無關(guān)地迅速而不可控制地增大，由此驅(qū)動錐形離合器向上鎖住。自鎖而不是自增能，降低換檔質(zhì)量或換檔感覺，可能對同步器部件產(chǎn)生過大應(yīng)力，可能產(chǎn)生過大發(fā)熱和迅速磨損錐形離合器表面，甚至可能對消操作人員對換檔桿的移動。
計(jì)算自增能斜面角度θ和形成與操作人員力F0成比例地增大或減小的附加軸向力Fa用的主要變數(shù)是錐形離合器角度α、錐形離合器摩擦系數(shù)μc、錐形離合器的平均半徑比例Rc和自增能斜面的Rr、斜面摩擦系數(shù)μr和自增能斜面的角度。
由錐形離合器產(chǎn)生的總同步作用轉(zhuǎn)矩Tt為Tt＝FtRCμc/sinα (2)式中Tt＝T0＋Ta(3)而Ft＝F0＋Fa(4)不推導(dǎo)而給出的軸向附加力Fa的等式為Fa=Ftancosθ-μrsinθ/cosφsinθ+μrcosθ/cosφ-----(5)]]>式中斜面角度θ從垂直于軸的軸線12a的平面測得，而Ftan作用在斜面上并且是在Rr時(shí)轉(zhuǎn)矩Tt的切向力分量。一個(gè)轉(zhuǎn)矩方向的Tt和Ftan分別用圖2中相似的參照箭頭表示。計(jì)算和控制自增能或助推力的其它細(xì)節(jié)可以參考美國專利5,092,439而得到，后者引用于此是為了參考。
圖10中的元件60和62分別示意地表示圖7中的桿狀部分13b和內(nèi)齒43。由元件70、72限定的傾斜表面60a、60b、60c、60d和62a、62b、62c、62d用為圖7和8說明的同樣方式互相作用。圖10用于闡明從圖7和8中的傾斜表面向圖11-13中的傾斜表面轉(zhuǎn)換。
圖11-13示意例示分別相似于圖10中的桿狀部分60和內(nèi)齒62的元件70和72，并分別具有彎曲的傾斜表面70a、70b、70c、70d和72a，其間形成在其嚙合長度上變化的有效傾斜角θ，替代由元件60、62的傾斜表面形成的恒定角度θ。曲線傾斜表面，特別是表面70a-70d，每個(gè)可由一系列扁平表面形成，這一系列扁平表面集體形成一個(gè)曲線斜面。該曲線表面比起先有技術(shù)的恒定斜角面有幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)。例如，當(dāng)銷50的阻塞器表面和換檔法蘭42嚙合時(shí)曲線表面產(chǎn)生一個(gè)較高的附加軸向力(Fa)，然后達(dá)到同步作用后在換檔法蘭阻塞解除期間形成較小的軸向力(Fa)。當(dāng)部件達(dá)到同步作用時(shí)，該較小的軸向力(Fa)有助于快速解除阻塞、減小部件的加速/減速速度，在爪式離合器部件換檔期間減小速度差異，在完成換檔期間減小壓痕程度、減小爪式離合器齒的撞擊、改善換檔工作等等。
圖11例示當(dāng)換檔法蘭42位于圖1的中線位置上時(shí)自增能傾斜表面的位置。圖12例示當(dāng)換檔法蘭被阻塞時(shí)自增能傾斜表面的位置。而圖13例示在換檔法蘭被解除阻塞后當(dāng)爪式離合器達(dá)到嚙合時(shí)自增能傾斜表面的位置。
已經(jīng)公開了一種自增能同步器機(jī)構(gòu)的優(yōu)選實(shí)施例。相信該優(yōu)選實(shí)施例的許多變化和改型都包括在本發(fā)明的精神范圍內(nèi)。下列權(quán)利要求書要覆蓋所公開機(jī)構(gòu)的發(fā)明部分，因此相信種種變化和改型都處在本發(fā)明的精神范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種摩擦同步和可靠連接第一和第二驅(qū)動件(42，14)的離合器；第一和第二驅(qū)動件繞共同軸線(12a)相對轉(zhuǎn)動，該離合器包括第一爪形機(jī)構(gòu)(34d)，可以沿軸向移動而與第二爪形機(jī)構(gòu)(30a)嚙合，以便根據(jù)由軸向換檔力(F0)產(chǎn)生的第一爪形機(jī)構(gòu)(34d)的嚙合動作而可靠地連接驅(qū)動件(12，14)；第一摩擦機(jī)構(gòu)(46)，可以隨第一爪形機(jī)構(gòu)(34d)的嚙合動作而沿軸向移動從而與第二摩擦機(jī)構(gòu)(26)嚙合，以產(chǎn)生一個(gè)同步作用轉(zhuǎn)矩；第一和第二阻塞機(jī)構(gòu)(42e、50d)，可以隨第一爪形機(jī)構(gòu)(34d)的嚙合動作而移動進(jìn)入嚙合，以防止爪形機(jī)構(gòu)的非同步嚙合，用以將換檔力(F0)傳送給第一摩擦機(jī)構(gòu)(46)而產(chǎn)生摩擦機(jī)構(gòu)的嚙合力，并用以產(chǎn)生與同步作用轉(zhuǎn)矩相反的轉(zhuǎn)矩，以便當(dāng)同步作用達(dá)到時(shí)移動第一和第二阻塞機(jī)構(gòu)(42e，50d)脫離嚙合；第一和第二自增能機(jī)構(gòu)(70，72)，具有帶角度的表面(70a，72d)，當(dāng)嚙合時(shí)進(jìn)入操作而產(chǎn)生同步作用轉(zhuǎn)矩，以便沿?fù)Q檔力(F0)的方向產(chǎn)生附加的軸向力(Fa)，以增大摩擦機(jī)構(gòu)的嚙合力，當(dāng)達(dá)到同步作用時(shí)，該嚙合表面(70a，72a)隨阻塞機(jī)構(gòu)(42e，50d)移出嚙合可沿軸向彼此相對地滑動，其特征在于第一自增能機(jī)構(gòu)(70)的帶角度的表面(70a)，其角度沿跟第二自增能機(jī)構(gòu)(72)的帶角度嚙合表面(72a)軸向滑動嚙合r范圍變化，以便當(dāng)該嚙合表面(70a，72a)彼此相對軸向滑動時(shí)改變附加軸向力(Fa)的大小。
2.按權(quán)利要求1的離合器，其特征在于當(dāng)?shù)谝蛔π螜C(jī)構(gòu)移向第二爪形機(jī)構(gòu)時(shí)，第一自增能機(jī)構(gòu)(70)的帶角度表面(70a)沿減小附加軸向力(Fa)大小的方向變化。
3.按權(quán)利要求1或2的離合器，其特征在于第一自增能機(jī)構(gòu)的帶角度表面(70a)是曲線形的。
4.按權(quán)利要求1、2或3的離合器，其特征在于第一自增能機(jī)構(gòu)(70)的帶角度表面(70a)相對于第一爪形機(jī)構(gòu)(34d)是以防轉(zhuǎn)方式固定的。
全文摘要
一種具有摩擦離合器、爪式離合器和改進(jìn)的自增能斜面的銷型雙動同步器機(jī)構(gòu)。三個(gè)圓周間隔的銷包括阻塞臺肩，用于防止爪式離合器和預(yù)增能器表面的非同步嚙合，所述每個(gè)臺肩與一個(gè)預(yù)增能器裝置配合。自增能斜面在軸與可以相對于軸和爪式離合器部件轉(zhuǎn)動的換擋法蘭之間起作用。法蘭包括限定自增能斜面的沿徑向向內(nèi)延伸的齒，這些斜面頂靠由軸花鍵形成的桿狀部分限定的自增能斜面。
文檔編號F16D23/06GK1149681SQ9610929
公開日1997年5月14日 申請日期1996年8月9日 優(yōu)先權(quán)日1995年8月11日
發(fā)明者G·施科尼克基, T·E·J·辛登 申請人:易通公司