專利名稱：具有倒檔齒輪制動(dòng)器的變速器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及變速器，更具體而言涉及具有倒檔齒輪制動(dòng)器的變速器，該倒檔齒輪制動(dòng)器用來(lái)在換檔到倒檔傳動(dòng)比時(shí)減小齒輪撞擊。
背景技術(shù)：
這部分的說(shuō)明僅僅提供與本發(fā)明有關(guān)的背景信息，其可能構(gòu)成或可能不構(gòu)成現(xiàn)有技術(shù)。典型的手動(dòng)變速器包括多個(gè)軸、齒輪、換檔機(jī)構(gòu)、同步器或其他轉(zhuǎn)矩傳遞機(jī)構(gòu)，它們協(xié)作以提供多種前進(jìn)檔和倒檔傳動(dòng)比或速比。變速器輸入軸可選擇地連接到發(fā)動(dòng)機(jī)輸出軸并且包括若干齒輪，這些齒輪例如利用同步器可選擇地連接到輸入軸。輸入軸的齒輪與可選擇地連接到輸出軸的相應(yīng)齒輪嚙合。為了獲得變速器輸入軸和輸出軸之間的特定的前進(jìn)傳動(dòng)比，換檔機(jī)構(gòu)，例如手動(dòng)換檔裝置，控制了同步器與所需齒輪的嚙合。為了從空檔換檔至倒檔傳動(dòng)比，使用倒檔齒輪在輸入軸齒輪和輸出軸齒輪之間滑動(dòng)以反轉(zhuǎn)輸出軸的旋轉(zhuǎn)方向。倒檔齒輪選擇地與輸入軸倒檔齒輪嚙合。當(dāng)嚙合時(shí)，輸入軸倒檔齒輪與倒檔齒輪兩者以大約相同的速度一起旋轉(zhuǎn)。然后，倒檔齒輪與輸出軸齒輪嚙合以將轉(zhuǎn)矩從輸入軸傳遞到輸出軸。輸出軸通常是靜止的或者以與倒檔齒輪相反的方向旋轉(zhuǎn)。如果輸出軸是靜止的或者以相反方向旋轉(zhuǎn)。倒檔齒輪與輸出齒輪的嚙合可能引起沖擊或齒輪撞擊，這產(chǎn)生吵鬧的刮擦和磨削噪音。如果倒檔齒輪正相對(duì)于輸出軸以高速旋轉(zhuǎn)，則這種噪音可能是特別令人不快的。齒輪撞擊對(duì)于變速器的長(zhǎng)期耐久性能是有害的并且可以是昂貴的消費(fèi)者維修賬單的來(lái)源。倒檔齒輪同步器系統(tǒng)可用來(lái)在與輸出軸嚙合時(shí)停止倒檔齒輪旋轉(zhuǎn)，然而這種倒檔齒輪同步器系統(tǒng)實(shí)施起來(lái)可能是昂貴的。因此，在變速器領(lǐng)域中還有發(fā)展空間，所述變速器包括成本效率高的機(jī)構(gòu)以在駕駛者換檔至倒檔傳動(dòng)比時(shí)通過(guò)降低輸入軸和倒檔齒輪的旋轉(zhuǎn)速度來(lái)減小齒輪撞擊。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了具有輸入軸和輸出軸的變速器。輸入齒輪與輸入軸可旋轉(zhuǎn)地固定以進(jìn)行共同旋轉(zhuǎn)，輸出齒輪與輸出軸可旋轉(zhuǎn)地固定以進(jìn)行共同旋轉(zhuǎn)。第三軸與輸入軸和輸出軸大體上平行地布置，并且具有包括花鍵部分和非花鍵部分的外表面。提供了與第三軸旋轉(zhuǎn)地固定以進(jìn)行共同旋轉(zhuǎn)的倒檔齒輪組件。倒檔齒輪組件包括倒檔齒輪、同步器元件、同步器彈簧和保持元件。倒檔齒輪布置在第三軸上并且具有第一側(cè)、與第一側(cè)相反的第二側(cè)和從第一側(cè)伸出的轂。轂包括內(nèi)齒輪表面和外齒輪表面，其中內(nèi)齒輪表面具有圓錐形外形。同步器元件布置在第三軸上并且在第三軸的花鍵部分和非花鍵部分之間可滑動(dòng)。同步器元件具有確定了孔的內(nèi)同步器表面和圓錐形的外同步器表面。外同步器表面與倒檔齒輪的轂的內(nèi)齒輪表面相對(duì)并且與其摩擦地接合以減小倒檔齒輪和同步器元件之間的相對(duì)旋轉(zhuǎn)。內(nèi)同步器表面具有至少一個(gè)徑向延伸的突出部，其選擇地與第三軸的花鍵部分接合。環(huán)形保持元件布置在第三軸上并且具有內(nèi)保持表面。內(nèi)保持表面的一部分與轂的外齒輪表面固定地接合。同步器彈簧布置在第三軸上并且位于保持元件和同步器元件之間。保持元件的內(nèi)表面與彈簧接觸并且對(duì)彈簧預(yù)加載。彈簧對(duì)同步器元件施加偏壓力以使同步器從第三軸的花鍵部分向非花鍵部分選擇地軸向移動(dòng)。倒檔齒輪組件可沿著第三軸選擇地軸向移動(dòng)以接合輸入齒輪和輸出齒輪。在本發(fā)明的實(shí)施方案中，倒檔齒輪組件選擇地布置在第一位置、第二位置、和第三位置中的至少一個(gè)中。在第一位置中，倒檔齒輪不與輸入齒輪和輸出齒輪接觸。在第二位置中，倒檔齒輪與輸入齒輪元件嚙合。同步器元件的至少一個(gè)徑向延伸的突出部與第三軸的花鍵部分接合，以使得同步器元件總體上不能圍繞第三軸旋轉(zhuǎn)。在第三位置中，倒檔齒輪與輸入齒輪和輸出齒輪兩者嚙合。在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案中，所述至少一個(gè)徑向延伸的突出部在第三位置中不與第三軸的花鍵部分接合。同步器元件在第三位置中圍繞第三軸旋轉(zhuǎn)。在本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施方案中，倒檔齒輪進(jìn)一步包括從第二側(cè)伸出的第二轂。第二轂具有徑向凹槽，其構(gòu)形成接收選擇地操作的聯(lián)接元件。在本發(fā)明的實(shí)施方案中，同步器元件包括四個(gè)徑向延伸的突出部。在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案中，同步器彈簧是波型彈簧。在本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施方案中，外同步器表面有紋理并提供同步器元件和倒檔齒輪之間的摩擦接合。在本發(fā)明的實(shí)施方案中，有紋理的表面包括一系列徑向定向的凸起的脊。在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案中，輸入軸的倒檔齒輪具有第一寬度，輸出軸的套筒齒輪具有第二寬度，其中第一寬度大于第二寬度。本發(fā)明提供以下技術(shù)方案
方案1. 一種具有輸入軸和輸出軸的變速器，所述變速器包括 與所述輸入軸旋轉(zhuǎn)地固定以進(jìn)行共同旋轉(zhuǎn)的輸入齒輪； 與所述輸出軸旋轉(zhuǎn)地固定以進(jìn)行共同旋轉(zhuǎn)的輸出齒輪；
與所述輸入軸和所述輸出軸大體上平行地布置的第三軸，所述第三軸具有包括花鍵部分和非花鍵部分的外表面；
與所述第三軸旋轉(zhuǎn)地固定以進(jìn)行共同旋轉(zhuǎn)的倒檔齒輪組件，所述倒檔齒輪組件包括 布置在所述第三軸上的倒檔齒輪，所述倒檔齒輪具有第一側(cè)、與所述第一側(cè)相反的第二側(cè)和從所述第一側(cè)伸出的轂，其中所述轂包括內(nèi)齒輪表面和外齒輪表面，所述內(nèi)齒輪表面具有圓錐形外形；
布置在所述第三軸上并且在所述第三軸的所述花鍵部分和所述非花鍵部分之間可滑動(dòng)的同步器元件，其中所述同步器元件具有確定了孔的內(nèi)同步器表面和圓錐形的外同步器表面，和其中所述外同步器表面與所述倒檔齒輪的所述轂的所述內(nèi)齒輪表面相對(duì)并且與所述內(nèi)齒輪表面摩擦地接合以減小所述倒檔齒輪和所述同步器元件之間的相對(duì)旋轉(zhuǎn)，和其中所述內(nèi)同步器表面具有至少一個(gè)徑向延伸的突出部，所述突出部可選擇地與所述第三軸的所述花鍵部分接合；
布置在所述第三軸上的環(huán)形保持元件，其具有內(nèi)保持表面，其中所述內(nèi)保持表面的一部分與所述轂的所述外齒輪表面固定地接合；和同步器彈簧，其布置在所述第三軸上并且位于所述保持元件和所述同步器元件之間， 其中所述保持元件的內(nèi)表面與所述彈簧接觸并且對(duì)所述彈簧預(yù)加載，和其中所述彈簧對(duì)所述同步器元件施加偏壓力以選擇性地使所述同步器從所述第三軸的花鍵部分向所述非花鍵部分軸向移動(dòng)，和
其中所述倒檔齒輪組件沿著所述第三軸選擇性地軸向移動(dòng)以接合所述輸入齒輪和所述輸出齒輪。方案2.如方案1所述的變速器，其中所述倒檔齒輪組件選擇地布置在第一位置、 第二位置、和第三位置中的至少一個(gè)中，以及其中
在所述第一位置中，所述倒檔齒輪不與所述輸入齒輪和所述輸出齒輪接觸； 在所述第二位置中，所述倒檔齒輪與所述輸入齒輪元件嚙合，和其中所述同步器元件的至少一個(gè)徑向延伸的突出部與所述第三軸的所述花鍵部分接合，以使得所述同步器元件總體上不能圍繞所述第三軸旋轉(zhuǎn)；和
在所述第三位置中，所述倒檔齒輪與所述輸入齒輪和所述輸出齒輪兩者嚙合。方案3.如方案2所述的變速器，其中所述至少一個(gè)徑向延伸的突出部在所述第三位置中不與所述第三軸的所述花鍵部分接合，以使得所述同步器元件圍繞所述第三軸旋轉(zhuǎn)。方案4.如方案1所述的變速器，其中所述倒檔齒輪進(jìn)一步包括從所述第二側(cè)伸出的第二轂，和其中所述第二轂具有徑向凹槽，該凹槽構(gòu)形成接收選擇地操作的聯(lián)接元件。方案5.如方案1所述的變速器，其中所述同步器元件包括四個(gè)徑向延伸的突出部。方案6.如方案1所述的變速器，其中所述同步器彈簧是波型彈簧。方案7.如方案1所述的變速器，其中所述外同步器表面有紋理并提供所述同步器元件和所述倒檔齒輪之間的摩擦接合。方案8.如方案7所述的變速器，其中所述有紋理的表面包括一系列徑向取向的凸起脊。方案9.如方案1所述的變速器，其中所述輸入軸的所述倒檔齒輪具有第一寬度， 所述輸出軸的所述套筒齒輪具有第二寬度，和其中所述第一寬度大于所述第二寬度。方案10. —種具有輸入軸和輸出軸的變速器，所述變速器包括 與所述輸入軸旋轉(zhuǎn)地固定以進(jìn)行共同旋轉(zhuǎn)的輸入齒輪；
與所述輸出軸旋轉(zhuǎn)地固定以進(jìn)行共同旋轉(zhuǎn)的輸出齒輪；
與所述輸入軸和所述輸出軸大體上平行地布置的第三軸，所述第三軸具有包括花鍵部分和非花鍵部分的外表面；
與所述第三軸旋轉(zhuǎn)地固定以進(jìn)行共同旋轉(zhuǎn)的倒檔齒輪組件，所述倒檔齒輪組件包括 布置在所述第三軸上的倒檔齒輪，所述倒檔齒輪具有第一側(cè)、與所述第一側(cè)相反的第二側(cè)和從所述第一側(cè)伸出的轂，其中所述轂包括內(nèi)齒輪表面和外齒輪表面，所述內(nèi)齒輪表面具有圓錐形外形；
布置在所述第三軸上并且在所述第三軸的所述花鍵部分和所述非花鍵部分之間可滑動(dòng)的同步器元件，其中所述同步器元件具有確定了孔的內(nèi)同步器表面和圓錐形的外同步器表面，和其中所述外同步器表面與所述倒檔齒輪的所述轂的所述內(nèi)齒輪表面相對(duì)并且與所述內(nèi)齒輪表面摩擦地接合以減小所述倒檔齒輪和所述同步器元件之間的相對(duì)旋轉(zhuǎn)，和其中所述內(nèi)同步器表面具有至少一個(gè)徑向延伸的突出部，所述突出部可選擇地與所述第三軸的所述花鍵部分接合；
布置在所述第三軸上的環(huán)形保持元件，其具有內(nèi)保持表面，其中所述內(nèi)保持表面的一部分與所述轂的所述外齒輪表面固定地接合；和
同步器彈簧，其布置在所述第三軸上并且位于所述保持元件和所述同步器元件之間， 其中所述保持元件的內(nèi)表面與所述彈簧接觸并且對(duì)所述彈簧預(yù)加載，和其中所述彈簧對(duì)所述同步器元件施加偏壓力以使所述同步器從所述第三軸的花鍵部分向所述非花鍵部分選擇性地軸向移動(dòng)，
其中所述倒檔齒輪組件沿著所述第三軸選擇性地軸向移動(dòng)以接合所述輸入齒輪和所述輸出齒輪，
其中所述倒檔齒輪組件選擇地布置在第一位置、第二位置、和第三位置中的至少一個(gè)中，其中在所述第一位置中，所述倒檔齒輪不與所述輸入齒輪和所述輸出齒輪接觸；
在所述第二位置中，所述倒檔齒輪與所述輸入齒輪元件嚙合，和其中所述同步器元件的至少一個(gè)徑向延伸的突出部與所述第三軸的所述花鍵部分接合，以使得所述同步器元件總體上不能圍繞所述第三軸旋轉(zhuǎn)；和
在所述第三位置中，所述倒檔齒輪與所述輸入齒輪和所述輸出齒輪兩者嚙合。方案11.如方案10所述的變速器，其中所述至少一個(gè)徑向延伸的突出部在所述第三位置中不與所述第三軸的所述花鍵部分接合，以使得所述同步器元件圍繞所述第三軸旋轉(zhuǎn)。方案12.如方案10所述的變速器，其中所述倒檔齒輪進(jìn)一步包括從所述第二側(cè)伸出的第二轂，和其中所述第二轂具有徑向凹槽，該凹槽構(gòu)形成接收選擇地操作的聯(lián)接元件。方案13.如方案10所述的變速器，其中所述同步器元件包括四個(gè)徑向延伸的突出部。方案14.如方案10所述的變速器，其中所述同步器彈簧是波型彈簧。方案15.如方案10所述的變速器，其中所述外同步器表面有紋理并提供所述同步器元件和所述倒檔齒輪之間的摩擦接合。方案16.如方案15所述的變速器，其中所述有紋理的表面包括一系列徑向取向的凸起脊。方案17. —種具有輸入軸和輸出軸的變速器，所述變速器包括 與所述輸入軸旋轉(zhuǎn)地固定以進(jìn)行共同旋轉(zhuǎn)的輸入齒輪；
與所述輸出軸旋轉(zhuǎn)地固定以進(jìn)行共同旋轉(zhuǎn)的輸出齒輪；
與所述輸入軸和所述輸出軸大體上平行地布置的第三軸，所述第三軸具有包括花鍵部分和非花鍵部分的外表面；
與所述第三軸旋轉(zhuǎn)地固定以進(jìn)行共同旋轉(zhuǎn)的倒檔齒輪組件，所述倒檔齒輪組件包括 布置在所述第三軸上的倒檔齒輪，所述倒檔齒輪具有第一側(cè)、與所述第一側(cè)相反的第二側(cè)和從所述第一側(cè)伸出的轂，其中所述轂包括內(nèi)齒輪表面和外齒輪表面，所述內(nèi)齒輪表面具有圓錐形外形；布置在所述第三軸上并且在所述第三軸的所述花鍵部分和所述非花鍵部分之間可滑動(dòng)的同步器元件，其中所述同步器元件具有確定了孔的內(nèi)同步器表面和圓錐形的外同步器表面，和其中所述外同步器表面與所述倒檔齒輪的所述轂的所述內(nèi)齒輪表面相對(duì)并且與所述內(nèi)齒輪表面摩擦地接合以減小所述倒檔齒輪和所述同步器元件之間的相對(duì)旋轉(zhuǎn)，和其中所述內(nèi)同步器表面具有至少一個(gè)徑向延伸的突出部，所述突出部可選擇地與所述第三軸的所述花鍵部分接合；
布置在所述第三軸上的環(huán)形保持元件，其具有內(nèi)保持表面，其中所述內(nèi)保持表面的一部分與所述轂的所述外齒輪表面固定地接合；和
同步器彈簧，其布置在所述第三軸上并且位于所述保持元件和所述同步器元件之間， 其中所述保持元件的內(nèi)表面與所述彈簧接觸并且對(duì)所述彈簧預(yù)加載，和其中所述彈簧對(duì)所述同步器元件施加偏壓力以使所述同步器從所述第三軸的花鍵部分向所述非花鍵部分選擇地軸向移動(dòng)，
其中所述倒檔齒輪組件沿著所述第三軸選擇性地軸向移動(dòng)以接合所述輸入齒輪和所述輸出齒輪，
其中所述倒檔齒輪組件選擇地布置在第一位置、第二位置、和第三位置中的至少一個(gè)中，其中在所述第一位置中，所述倒檔齒輪不與所述輸入齒輪和所述輸出齒輪接觸；
在所述第二位置中，所述倒檔齒輪與所述輸入齒輪元件嚙合，和其中所述同步器元件的至少一個(gè)徑向延伸的突出部與所述第三軸的所述花鍵部分接合，以使得所述同步器元件總體上不能圍繞所述第三軸旋轉(zhuǎn)；和
在所述第三位置中，所述倒檔齒輪與所述輸入齒輪和所述輸出齒輪兩者嚙合，且所述至少一個(gè)徑向延伸的突出部不與所述第三軸的所述花鍵部分接合以使得所述同步器元件圍繞所述第三軸旋轉(zhuǎn)。方案18.如方案17所述的變速器，其中所述倒檔齒輪進(jìn)一步包括從所述第二側(cè)伸出的第二轂，和其中所述第二轂具有徑向凹槽，其構(gòu)形成接收選擇地操作的聯(lián)接元件。方案19.如方案17所述的變速器，其中所述同步器元件包括四個(gè)徑向延伸的突出部。方案20.如方案17所述的變速器，其中所述同步器彈簧是波型彈簧。根據(jù)這里提供的說(shuō)明，其它應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒆兊蔑@而易見。應(yīng)當(dāng)理解說(shuō)明書和具體的實(shí)例僅僅是為了說(shuō)明的目的而不是用來(lái)限制本發(fā)明的范圍。


這里描述的附圖僅僅是為了說(shuō)明的目的而不是用來(lái)以任何方式限制本發(fā)明的范圍。圖1是具有輸入軸、輸出軸和倒檔齒輪組件的示例性變速器的透視圖； 圖2A是圖1中所示變速器的倒檔齒輪組件的分解圖2B是沿著倒檔軸的花鍵部分接合的倒檔齒輪組件的透視圖； 圖2C是不與倒檔軸的花鍵部分接合的倒檔齒輪組件的透視圖； 圖3A是倒檔齒輪組件的一部分的橫截面圖； 圖;3B是圖1中所示的倒檔齒輪組件的同步器元件的透視圖；圖4A是在第一分離位置中的圖1所示的輸入軸、輸出軸和倒檔齒輪組件的平面圖； 圖4B是在第一分離位置中的倒檔齒輪組件的橫截面圖5A是在第二部分接合位置中的圖1所示的輸入軸、輸出軸和倒檔齒輪組件的平面
圖5B是在第二部分接合位置中的倒檔齒輪組件的橫截面視圖； 圖6A是在第三接合位置中的圖1所示的輸入軸、輸出軸和倒檔齒輪組件的平面圖； 圖6B是在第三接合位置中的倒檔齒輪組件的橫截面圖。
具體實(shí)施例方式下列說(shuō)明本質(zhì)上僅僅是示例性的，而不是用來(lái)限制本發(fā)明、應(yīng)用或用途。參考圖1，顯示了示例性變速器10的透視圖，變速器10具有由變速器外殼(未顯示)支撐的輸入軸12、主軸或輸出軸14、和倒檔軸16。輸入軸12連接到發(fā)動(dòng)機(jī)或原動(dòng)機(jī)輸出(未顯示)，主軸14連接到車輛傳動(dòng)軸(未顯示)，傳動(dòng)軸給車輛的驅(qū)動(dòng)輪提供轉(zhuǎn)矩。輸入軸12和輸出軸14各自支撐多個(gè)齒輪18，多個(gè)齒輪18相互嚙合形成多個(gè)齒輪組。倒檔軸 16與輸入軸12和輸出軸14平行地布置并且由變速器外殼固定地支撐。倒檔軸16支撐倒檔齒輪組件20，倒檔齒輪組件20沿著倒檔軸16選擇地移動(dòng)以接合輸入軸12的倒檔齒輪或元件22以及輸出軸14上的套筒齒輪或元件M。當(dāng)變速器10從空檔傳動(dòng)比換檔到倒檔傳動(dòng)比時(shí)，倒檔齒輪組件20首先與輸入軸12的倒檔齒輪22嚙合，然后倒檔齒輪組件20與輸出軸14的套筒齒輪M嚙合?，F(xiàn)在參考圖2A-2C，在圖2A中倒檔齒輪組件20以分解狀態(tài)顯示，而在圖2B-2C中以組裝狀態(tài)顯示?，F(xiàn)在看圖2A，倒檔齒輪組件20包括倒檔齒輪元件30，大體上為圓錐形的同步器元件32，同步器偏壓元件或彈簧34，和保持器元件36。倒檔齒輪元件30具有外表面 40，外表面40具有多個(gè)齒輪齒42，齒輪齒42構(gòu)形成與另一個(gè)旋轉(zhuǎn)齒輪可滑動(dòng)地嚙合。倒檔齒輪元件30還包括在倒檔齒輪30的第一側(cè)48上的第一大體上圓錐形的制動(dòng)轂46以及在倒檔齒輪30的第二側(cè)52上的第二開槽的聯(lián)接轂50 (在圖3A中示出)。制動(dòng)轂46包括內(nèi)表面M和外表面56。參考圖3A，第二開槽的連接轂50具有徑向凹槽51，其構(gòu)形成接收選擇地操作的聯(lián)接裝置，例如換檔撥叉聯(lián)接裝置?；氐綀D2A，倒檔齒輪30還包括接收軸承60 的內(nèi)徑58。當(dāng)?shù)箼n齒輪30圍繞倒檔軸16旋轉(zhuǎn)時(shí)，軸承60用來(lái)改善旋轉(zhuǎn)損失和磨損。同步器元件32具有內(nèi)表面62、外表面64、第一端66和第二端68。在圖2A所示的實(shí)施例中，同步器元件32的外表面64具有大體上圓錐形的外形，并且有紋理以具有多個(gè)徑向定向的凸起的脊70。參考圖3A，同步器元件32的第一端66具有第一直徑D1，第二端68 具有第二直徑D2，其中第一直徑Dl小于第二直徑D2。同步器32的外表面64的脊70上有紋理，脊70試圖摩擦接合倒檔齒輪30的制動(dòng)轂46的內(nèi)表面60。該接合減小了倒檔齒輪 30和同步器元件32之間的相對(duì)旋轉(zhuǎn)。具體地說(shuō)，同步器元件32的外表面64大體上對(duì)應(yīng)于制動(dòng)轂46的內(nèi)表面60，有紋理的外表面64與倒檔齒輪30接觸并幫助同步器元件32和倒檔齒輪30之間的摩擦接合。雖然圖2A和3A示出了具有脊70的同步器元件32外表面 64，但本領(lǐng)域技術(shù)人員將懂得，也可以使用幫助同步器元件32和倒檔齒輪30之間的摩擦接合的其他類型的有紋理的特征。例如，在備選實(shí)施例中，同步器元件32的外表面64可以是滾花的。
現(xiàn)在看圖:3B，同步器元件32的內(nèi)表面64確定了孔71。內(nèi)表面64包括至少一個(gè)徑向延伸的突出部72。在所示的實(shí)施例中，同步器元件32包括四個(gè)等間隔的突出部72，然而應(yīng)該懂得，也可以使用任意數(shù)量的突出部72?；氐綀D2A，同步器元件32的突出部72用來(lái)選擇地使同步器元件32與倒檔軸16的花鍵部分74接合。倒檔軸16還包括大體上光滑的部分或非花鍵部分76。同步器元件32沿著倒檔軸16在花鍵部分和非花鍵部分72和74 之間選擇地軸向移動(dòng)。同步器彈簧34布置在倒檔軸16上位于同步器元件32和保持器元件36之間。同步器彈簧34用來(lái)對(duì)同步器元件32施加偏壓力，由此使同步器元件32沿著倒檔軸16選擇地軸向移動(dòng)。雖然圖2A將同步器彈簧表示為波型彈簧，但本領(lǐng)域技術(shù)人員將懂得，也可以使用施加偏壓力的任意類型的偏壓元件。環(huán)形的保持元件36布置在倒檔軸16上，且具有內(nèi)表面80。看圖3A，保持元件36 的內(nèi)表面80的一部分與制動(dòng)轂46的外表面56固定地接合。在一個(gè)實(shí)施例中，保持元件36 壓配合到制動(dòng)轂46的外表面56，然而應(yīng)該懂得，也可以用其他方法使保持元件36與制動(dòng)轂46固定地接合。保持元件36的內(nèi)表面80接觸同步器彈簧34并且與制動(dòng)轂36固定地接合以給同步器彈簧34預(yù)加載。同步器彈簧34由保持元件36預(yù)加載以對(duì)同步器元件32 施加偏壓力F。同步器彈簧34的偏壓力F沿方向A選擇地推倒檔齒輪組件20。看圖2B，當(dāng)同步器元件32的突出部72 (圖3B)與倒檔軸16的花鍵部分74接合時(shí)，倒檔齒輪30不能圍繞倒檔軸16自由旋轉(zhuǎn)。這是因?yàn)橥狡髟?2的突出部72與倒檔軸16的花鍵部分74接合，因此將同步器元件32關(guān)于倒檔軸16鎖定在合適位置中?？磮D2C，當(dāng)同步器彈簧34施加的偏壓力F (看圖3A)沿方向A推倒檔齒輪組件20時(shí)，同步器元件32的突出部72與倒檔軸16的花鍵部分74分離，且同步器元件32和倒檔齒輪30能圍繞倒檔軸16旋轉(zhuǎn)。通過(guò)與倒檔齒輪30的徑向凹槽51 (圖3A中示出)接合的選擇地操作的聯(lián)接裝置，例如換擋撥叉聯(lián)接裝置，能使倒檔齒輪組件20沿著倒檔軸16在方向B上軸向地移動(dòng)。總的參考圖4A-6B，示出了當(dāng)變速器10從空檔傳動(dòng)比換檔到倒檔傳動(dòng)比時(shí)與輸入軸12和輸出軸14中的每一個(gè)接合的倒檔齒輪組件20的示例性圖。圖4A、5A和6A是相對(duì)于輸入軸12和輸出軸14處于三個(gè)不同位置中的倒檔齒輪組件30的圖。倒檔齒輪30、輸入軸12的倒檔齒輪22、和輸出軸14的套筒齒輪M均采用被設(shè)計(jì)成彼此可滑動(dòng)地接合的齒輪齒。具體地說(shuō)，倒檔齒輪30與輸入軸12的倒檔齒輪22和輸出軸14的套筒齒輪M兩者可滑動(dòng)地接合。圖4B、5B和6B是在三個(gè)不同位置中的每個(gè)位置中位于倒檔軸16上的倒檔齒輪組件20的橫截面圖。參考圖4A-4B，示出了倒檔齒輪組件20的第一分離位置，其中變速器處于空檔傳動(dòng)比中。在第一分離位置中，倒檔齒輪組件20不與輸入軸12的倒檔齒輪22或輸出軸14的套筒齒輪M接觸或嚙合。具體參考圖4A，輸入軸12的倒檔齒輪22具有第一寬度W1，輸出軸14的套筒齒輪M具有第二寬度W2。第一寬度Wl大于第二寬度W2以使得倒檔齒輪22 比套筒齒輪M位置更靠近倒檔齒輪30。當(dāng)?shù)箼n齒輪組件20沿著倒檔齒輪軸16在方向A 上軸向地移動(dòng)時(shí)，倒檔齒輪30在與輸出軸16的套筒齒輪M嚙合之前，將首先與輸入軸12 的倒檔齒輪22嚙合?？磮D4B，同步器元件32的突出部72與倒檔軸16的花鍵部分74接合。當(dāng)?shù)箼n齒輪組件20處于第一分離位置中時(shí)，同步器元件32相對(duì)于倒檔軸16被鎖定在合適位置中。因而，同步器元件32 —般不能圍繞倒檔軸16的軸線A-A旋轉(zhuǎn)。圖5A-5B表示處于第二部分接合位置(部分地接合的第二位置)中的倒檔齒輪組件 20。同步器彈簧34 (在圖3A中示出)施加的偏壓力F沿著倒檔軸16在方向A上將倒檔齒輪組件20從第一分離位置(圖4A中示出)推到圖5A中的第二部分接合位置。倒檔齒輪30 被沿方向A推壓以與輸入軸12的倒檔齒輪22嚙合，但仍未與輸出軸14的套筒齒輪M嚙合。在所示的實(shí)施例中，輸入軸12的倒檔齒輪22和倒檔軸16的倒檔齒輪30均包括各自的斜緣80和82。斜緣80和82彼此相對(duì)并且可以幫助輸入軸12的倒檔齒輪22和倒檔軸 16的倒檔齒輪30之間的接合?，F(xiàn)在參考圖5B，當(dāng)?shù)箼n齒輪組件20處于第二部分接合位置中時(shí)，同步器元件32的突出部72仍與倒檔軸16的花鍵部分74接合。由于突出部72和花鍵部分74之間的接合， 同步器元件32仍不能圍繞倒檔軸16的軸線A-A旋轉(zhuǎn)。同步器元件32的外表面64與倒檔齒輪30的制動(dòng)轂46的內(nèi)表面60摩擦地接合。因而，當(dāng)?shù)箼n齒輪30與輸入軸12嚙合時(shí)， 同步器元件32的外表面64和倒檔齒輪30的制動(dòng)轂46的內(nèi)表面60之間的摩擦接合降低了輸入軸12的旋轉(zhuǎn)速度。在一個(gè)實(shí)施例中，輸入軸12的旋轉(zhuǎn)速度可以降低到150RPM以下的速度。圖6A-6B表示處于第三完全接合位置中的倒檔齒輪組件20。倒檔齒輪組件20沿著倒檔軸16在方向A上被從圖5A中的第二部分接合位置推到圖6A中的第三完全接合位置。倒檔齒輪與輸入軸12的倒檔齒輪22和輸出軸14的套筒齒輪M兩者嚙合，且變速器換檔到倒檔傳動(dòng)比。當(dāng)?shù)箼n齒輪組件20處于第三接合位置中時(shí)，同步器元件32的突出部72 不再與倒檔軸16的花鍵部分74接合，倒檔齒輪30能圍繞倒檔軸16自由旋轉(zhuǎn)?？磮D6B，當(dāng)?shù)箼n齒輪組件20處于第三接合位置中時(shí)，同步器元件32的突出部72不再與倒檔軸16的花鍵部分74接合。結(jié)果，同步器元件32現(xiàn)在能圍繞倒檔軸16的軸線A-A旋轉(zhuǎn)。倒檔齒輪30、輸入軸12的倒檔齒輪22和輸出軸14的套筒齒輪M均采用被設(shè)計(jì)成彼此可滑動(dòng)地接合的齒輪齒。兩個(gè)齒輪一起滑動(dòng)以便嚙合通常要求各個(gè)齒輪以比較類似的速度沿相同方向旋轉(zhuǎn)。如果在齒輪以不同的或沿相反的旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)的情況下使齒輪嚙合在一起，就可能出現(xiàn)沖擊或齒輪撞擊。就在輸出軸14的套筒齒輪M與倒檔軸16的倒檔齒輪30接合之前，輸出軸14通常是靜止的或沿與倒檔軸16相反的方向旋轉(zhuǎn)。然而，倒檔齒輪30和套筒齒輪24仍能平穩(wěn)地嚙合在一起。這是因?yàn)榈箼n齒輪組件20在第二部分接合位置(圖5A-5B中所示)中已經(jīng)降低了輸入軸12的旋轉(zhuǎn)速度。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)?shù)箼n齒輪30與套筒齒輪M嚙合時(shí)，輸入軸12和倒檔軸16的旋轉(zhuǎn)速度均降低到大約小于 150RPM。倒檔齒輪M和套筒齒輪30的平穩(wěn)嚙合減少了沖擊或齒輪撞擊的發(fā)生，特別是當(dāng)與以高得多的RPM旋轉(zhuǎn)的倒檔軸相比時(shí)。倒檔齒輪組件20用來(lái)在與輸出軸14嚙合之前首先降低輸入軸12和倒檔齒輪30 的速度，由此減少齒輪撞擊和部件損壞的發(fā)生。此外，倒檔齒輪組件20是緊湊的，可與不采用倒檔齒輪組件20的變速器互換，并且還典型地比實(shí)施倒檔齒輪同步器系統(tǒng)便宜。倒檔齒輪組件20被預(yù)加載，因而倒檔齒輪30不需要更費(fèi)力的將變速器10從空檔傳動(dòng)比換檔到倒檔傳動(dòng)比。本發(fā)明的描述本質(zhì)上僅僅是示例性的，不背離本發(fā)明要旨的變型也包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)。這些變型不應(yīng)被看作對(duì)本發(fā)明的精神和范圍的背離。
權(quán)利要求
1.一種具有輸入軸和輸出軸的變速器，所述變速器包括 與所述輸入軸旋轉(zhuǎn)地固定以進(jìn)行共同旋轉(zhuǎn)的輸入齒輪； 與所述輸出軸旋轉(zhuǎn)地固定以進(jìn)行共同旋轉(zhuǎn)的輸出齒輪；與所述輸入軸和所述輸出軸大體上平行地布置的第三軸，所述第三軸具有包括花鍵部分和非花鍵部分的外表面；與所述第三軸旋轉(zhuǎn)地固定以進(jìn)行共同旋轉(zhuǎn)的倒檔齒輪組件，所述倒檔齒輪組件包括 布置在所述第三軸上的倒檔齒輪，所述倒檔齒輪具有第一側(cè)、與所述第一側(cè)相反的第二側(cè)和從所述第一側(cè)伸出的轂，其中所述轂包括內(nèi)齒輪表面和外齒輪表面，所述內(nèi)齒輪表面具有圓錐形外形；布置在所述第三軸上并且在所述第三軸的所述花鍵部分和所述非花鍵部分之間可滑動(dòng)的同步器元件，其中所述同步器元件具有確定了孔的內(nèi)同步器表面和圓錐形的外同步器表面，和其中所述外同步器表面與所述倒檔齒輪的所述轂的所述內(nèi)齒輪表面相對(duì)并且與所述內(nèi)齒輪表面摩擦地接合以減小所述倒檔齒輪和所述同步器元件之間的相對(duì)旋轉(zhuǎn)，和其中所述內(nèi)同步器表面具有至少一個(gè)徑向延伸的突出部，所述突出部可選擇地與所述第三軸的所述花鍵部分接合；布置在所述第三軸上的環(huán)形保持元件，其具有內(nèi)保持表面，其中所述內(nèi)保持表面的一部分與所述轂的所述外齒輪表面固定地接合；和同步器彈簧，其布置在所述第三軸上并且位于所述保持元件和所述同步器元件之間， 其中所述保持元件的內(nèi)表面與所述彈簧接觸并且對(duì)所述彈簧預(yù)加載，和其中所述彈簧對(duì)所述同步器元件施加偏壓力以選擇性地使所述同步器從所述第三軸的花鍵部分向所述非花鍵部分軸向移動(dòng)，和其中所述倒檔齒輪組件沿著所述第三軸選擇性地軸向移動(dòng)以接合所述輸入齒輪和所述輸出齒輪。
2.如權(quán)利要求1所述的變速器，其中所述倒檔齒輪組件選擇地布置在第一位置、第二位置、和第三位置中的至少一個(gè)中，以及其中在所述第一位置中，所述倒檔齒輪不與所述輸入齒輪和所述輸出齒輪接觸； 在所述第二位置中，所述倒檔齒輪與所述輸入齒輪元件嚙合，和其中所述同步器元件的至少一個(gè)徑向延伸的突出部與所述第三軸的所述花鍵部分接合，以使得所述同步器元件總體上不能圍繞所述第三軸旋轉(zhuǎn)；和在所述第三位置中，所述倒檔齒輪與所述輸入齒輪和所述輸出齒輪兩者嚙合。
3.如權(quán)利要求2所述的變速器，其中所述至少一個(gè)徑向延伸的突出部在所述第三位置中不與所述第三軸的所述花鍵部分接合，以使得所述同步器元件圍繞所述第三軸旋轉(zhuǎn)。
4.如權(quán)利要求1所述的變速器，其中所述倒檔齒輪進(jìn)一步包括從所述第二側(cè)伸出的第二轂，和其中所述第二轂具有徑向凹槽，該凹槽構(gòu)形成接收選擇地操作的聯(lián)接元件。
5.如權(quán)利要求1所述的變速器，其中所述同步器元件包括四個(gè)徑向延伸的突出部。
6.如權(quán)利要求1所述的變速器，其中所述同步器彈簧是波型彈簧。
7.如權(quán)利要求1所述的變速器，其中所述外同步器表面有紋理并提供所述同步器元件和所述倒檔齒輪之間的摩擦接合。
8.如權(quán)利要求7所述的變速器，其中所述有紋理的表面包括一系列徑向取向的凸起
9.一種具有輸入軸和輸出軸的變速器，所述變速器包括 與所述輸入軸旋轉(zhuǎn)地固定以進(jìn)行共同旋轉(zhuǎn)的輸入齒輪； 與所述輸出軸旋轉(zhuǎn)地固定以進(jìn)行共同旋轉(zhuǎn)的輸出齒輪；與所述輸入軸和所述輸出軸大體上平行地布置的第三軸，所述第三軸具有包括花鍵部分和非花鍵部分的外表面；與所述第三軸旋轉(zhuǎn)地固定以進(jìn)行共同旋轉(zhuǎn)的倒檔齒輪組件，所述倒檔齒輪組件包括 布置在所述第三軸上的倒檔齒輪，所述倒檔齒輪具有第一側(cè)、與所述第一側(cè)相反的第二側(cè)和從所述第一側(cè)伸出的轂，其中所述轂包括內(nèi)齒輪表面和外齒輪表面，所述內(nèi)齒輪表面具有圓錐形外形；布置在所述第三軸上并且在所述第三軸的所述花鍵部分和所述非花鍵部分之間可滑動(dòng)的同步器元件，其中所述同步器元件具有確定了孔的內(nèi)同步器表面和圓錐形的外同步器表面，和其中所述外同步器表面與所述倒檔齒輪的所述轂的所述內(nèi)齒輪表面相對(duì)并且與所述內(nèi)齒輪表面摩擦地接合以減小所述倒檔齒輪和所述同步器元件之間的相對(duì)旋轉(zhuǎn)，和其中所述內(nèi)同步器表面具有至少一個(gè)徑向延伸的突出部，所述突出部可選擇地與所述第三軸的所述花鍵部分接合；布置在所述第三軸上的環(huán)形保持元件，其具有內(nèi)保持表面，其中所述內(nèi)保持表面的一部分與所述轂的所述外齒輪表面固定地接合；和同步器彈簧，其布置在所述第三軸上并且位于所述保持元件和所述同步器元件之間， 其中所述保持元件的內(nèi)表面與所述彈簧接觸并且對(duì)所述彈簧預(yù)加載，和其中所述彈簧對(duì)所述同步器元件施加偏壓力以使所述同步器從所述第三軸的花鍵部分向所述非花鍵部分選擇性地軸向移動(dòng)，其中所述倒檔齒輪組件沿著所述第三軸選擇性地軸向移動(dòng)以接合所述輸入齒輪和所述輸出齒輪，其中所述倒檔齒輪組件選擇地布置在第一位置、第二位置、和第三位置中的至少一個(gè)中，其中在所述第一位置中，所述倒檔齒輪不與所述輸入齒輪和所述輸出齒輪接觸；在所述第二位置中，所述倒檔齒輪與所述輸入齒輪元件嚙合，和其中所述同步器元件的至少一個(gè)徑向延伸的突出部與所述第三軸的所述花鍵部分接合，以使得所述同步器元件總體上不能圍繞所述第三軸旋轉(zhuǎn)；和在所述第三位置中，所述倒檔齒輪與所述輸入齒輪和所述輸出齒輪兩者嚙合。
10.一種具有輸入軸和輸出軸的變速器，所述變速器包括 與所述輸入軸旋轉(zhuǎn)地固定以進(jìn)行共同旋轉(zhuǎn)的輸入齒輪； 與所述輸出軸旋轉(zhuǎn)地固定以進(jìn)行共同旋轉(zhuǎn)的輸出齒輪；與所述輸入軸和所述輸出軸大體上平行地布置的第三軸，所述第三軸具有包括花鍵部分和非花鍵部分的外表面；與所述第三軸旋轉(zhuǎn)地固定以進(jìn)行共同旋轉(zhuǎn)的倒檔齒輪組件，所述倒檔齒輪組件包括 布置在所述第三軸上的倒檔齒輪，所述倒檔齒輪具有第一側(cè)、與所述第一側(cè)相反的第二側(cè)和從所述第一側(cè)伸出的轂，其中所述轂包括內(nèi)齒輪表面和外齒輪表面，所述內(nèi)齒輪表面具有圓錐形外形；布置在所述第三軸上并且在所述第三軸的所述花鍵部分和所述非花鍵部分之間可滑動(dòng)的同步器元件，其中所述同步器元件具有確定了孔的內(nèi)同步器表面和圓錐形的外同步器表面，和其中所述外同步器表面與所述倒檔齒輪的所述轂的所述內(nèi)齒輪表面相對(duì)并且與所述內(nèi)齒輪表面摩擦地接合以減小所述倒檔齒輪和所述同步器元件之間的相對(duì)旋轉(zhuǎn)，和其中所述內(nèi)同步器表面具有至少一個(gè)徑向延伸的突出部，所述突出部可選擇地與所述第三軸的所述花鍵部分接合；布置在所述第三軸上的環(huán)形保持元件，其具有內(nèi)保持表面，其中所述內(nèi)保持表面的一部分與所述轂的所述外齒輪表面固定地接合；和同步器彈簧，其布置在所述第三軸上并且位于所述保持元件和所述同步器元件之間， 其中所述保持元件的內(nèi)表面與所述彈簧接觸并且對(duì)所述彈簧預(yù)加載，和其中所述彈簧對(duì)所述同步器元件施加偏壓力以使所述同步器從所述第三軸的花鍵部分向所述非花鍵部分選擇地軸向移動(dòng)，其中所述倒檔齒輪組件沿著所述第三軸選擇性地軸向移動(dòng)以接合所述輸入齒輪和所述輸出齒輪，其中所述倒檔齒輪組件選擇地布置在第一位置、第二位置、和第三位置中的至少一個(gè)中，其中在所述第一位置中，所述倒檔齒輪不與所述輸入齒輪和所述輸出齒輪接觸；在所述第二位置中，所述倒檔齒輪與所述輸入齒輪元件嚙合，和其中所述同步器元件的至少一個(gè)徑向延伸的突出部與所述第三軸的所述花鍵部分接合，以使得所述同步器元件總體上不能圍繞所述第三軸旋轉(zhuǎn)；和在所述第三位置中，所述倒檔齒輪與所述輸入齒輪和所述輸出齒輪兩者嚙合，且所述至少一個(gè)徑向延伸的突出部不與所述第三軸的所述花鍵部分接合以使得所述同步器元件圍繞所述第三軸旋轉(zhuǎn)。
全文摘要
本發(fā)明涉及具有倒檔齒輪制動(dòng)器的變速器。公開了具有輸入軸和輸出軸的變速器，其中輸入齒輪與輸入軸旋轉(zhuǎn)地固定以進(jìn)行共同旋轉(zhuǎn)，輸出齒輪與輸出軸旋轉(zhuǎn)地固定以進(jìn)行共同旋轉(zhuǎn)，第三軸與輸入軸和輸出軸大體上平行地布置并且具有包括花鍵部分和非花鍵部分的外表面。與第三軸旋轉(zhuǎn)地固定以進(jìn)行共同旋轉(zhuǎn)的倒檔齒輪組件包括倒檔齒輪、同步器元件、環(huán)形保持元件和同步器彈簧。倒檔齒輪布置在第三軸上，并且具有從第一側(cè)伸出的轂。倒檔齒輪組件可沿著第三軸選擇地軸向移動(dòng)以嚙合輸入齒輪和輸出齒輪。
文檔編號(hào)F16H3/08GK102410343SQ20111024821
公開日2012年4月11日 申請(qǐng)日期2011年8月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月26日
發(fā)明者A. 里德爾 P., C. 弗 R., F. 西爾瓦 R., 辛托尼 R. 申請(qǐng)人:通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作有限責(zé)任公司