專利名稱：一種換擋系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種機械傳動系統的動力轉換裝置，具體涉及一種汽車分動器的換擋系統。
背景技術：
現有的汽車分動器的換擋系統對換擋系統的花鍵采用如下兩種方式進行加工處理
一、 最常見的方式是換擋系統花鍵內外齒在齒寬方向上采用大齒寬窄齒厚結構，還可以 將換擋系統的外花鍵長齒或內花鍵長齒的頭部加工成圓弧形；
二、 對換擋系統花鍵內、外齒在齒長度方向采用長短齒間隔結構，還可以將換擋系統的 外花鍵長齒或內花鍵長齒的頭部加工成圓弧形。
這兩種方式盡管加工簡單經濟性好，但是換擋性能不好，主要原因如下在齒寬方向上 的變化相對齒厚不能過大，否則齒強度削弱太多。由于齒厚方向少量變化對整個齒厚而言太 小，即使花鍵頭部采用加工成圓弧面等措施，也不能大幅度減少換檔沖擊、提高換檔的便捷 性。采用第二種方式的換擋系統，雖然換檔性能比第一種有所改善，但由于圓弧型化鍵頭部 在接觸時，內外花鍵的在接觸點滑移方向與作用力角度過大，因此限制了換檔輕便性的提高 。所以在現有換擋系統端面齒經常出現沖擊變形，和掛不上檔情況。另外由于換擋系統內外 齒面與軸線平行并且結合套內外花鍵之間有滑動間隙，在傳遞大扭矩時，現有換擋系統容易 出現內外花鍵滑移松拖，從而出現"脫檔"、"掉擋"現象。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種使分動器能在較低速或靜止情況下，能夠迅速有 效的完成換擋動作，不會出現打齒或掛不上擋現象的換擋系統，當分動器一旦掛上擋，在運 行過程中，特別是在大載荷的作用下，能確保不會出現由于換擋系統松脫，從而使分動器出 現掉檔、脫檔現象。
為解決上述技術問題，本發明專利采用如下方案
換擋系統的主動小齒輪換擋外花鍵、輸入軸換擋外花鍵、換擋結合套內花鍵、主動大齒 輪換擋外花鍵采用同樣規格(模數、齒數相同)的花鍵。主動小齒輪換擋外花鍵、輸入軸換擋外花鍵、換擋結合套內花鍵、主動大齒輪換擋外花 鍵花鍵端頭設計成以下形狀
a. 主動小齒輪外花鍵、主動大齒輪換擋花鍵外側頭部內縮，主動小齒輪外花鍵外側頭 部側邊與主動小齒輪外花鍵側邊形成角度為S的夾角，主動大齒輪換擋外花鍵外側頭部側邊 與主動大齒輪換擋外花鍵側邊形成角度為S的夾角，換擋結合套內花鍵在中部切槽，將內花 鍵分成左右對稱的兩部分，左、右兩部分內花鍵各自在靠端面處兩側頭部內縮，頭部兩側邊 分別與換擋結合套內花鍵兩側邊形成角度為S的夾角，前述夾角角度S值均相等，角度S范 圍為15° 75° ;
b. 主動小齒輪換擋外花鍵、換擋結合套內花鍵、主動大齒輪換擋外花鍵位于端面的每 個花鍵從齒頂到齒根的端面線由"一"形狀加工成"A"形狀，亦即花鍵齒頭部端面變尖， 每個花鍵端面頭部中間有一凸棱(5)，凸棱(5)寬度范圍為0 5mm，靠近端面的花鍵端面 頭部以單個花鍵的對稱面為中心，每側從凸棱(5)的棱邊開始，對稱對花鍵頭部進行加工
，使頭部端面與花鍵外端面成角度e的夾角，角度e的范圍20。 70° 。
c. 換擋結合套內花鍵、主動小齒輪換擋外花鍵、輸入軸換擋外花鍵、主動大齒輪換擋 外花鍵在沿軸線方向對齒厚進行調整，調整情況如下
花鍵結合套內花鍵在中部有退刀槽，退刀槽將內花鍵分為左右兩部分；左右兩部分的花 鍵齒側面分別與花鍵結合套端面成角度a ， a取值范圍為90° 〈a〈10(T ，即插齒刀進給 方向與花鍵結合套左(或右)端面成a角，a大于9(T的結果導致從花鍵結合套端面開始 ，越接近退刀槽，花鍵橫截面齒厚就越小于標準花鍵橫截面齒厚。
主動小齒輪換擋外花鍵、主動大齒輪換擋外花鍵也在齒長方向上同樣對齒厚進行修正， 修正角度也a，與相連的結合套相同。
輸入軸上的換擋外花鍵從兩端開始也在齒長方向上對齒厚進行修正，修正角度也為a 。 輸入軸上的換擋外花鍵修正后，單個花鍵形狀變為雙凹形。
換擋結合套內花鍵與齒輪上的換檔花鍵以及輸入軸上的換檔花鍵結合以后，由于a大于 90° ，使得結合套花鍵產生軸向的防脫滑分力，從而防止的出現脫檔現象。
由于90° 〈a〈10(T ，所以在換擋結合套與輸入軸上的換擋花鍵、齒輪上的換擋花鍵結合
以后，就會產生軸向的防脫滑分力P^-々 <formula>formula see original document page 5</formula>式中
T-結合套傳遞的扭矩，Nm;D-結合套花鍵中徑，m。
由公式可知傳遞扭矩越大，防脫滑分力也越大，防脫滑效果越好；角度a越大防脫滑 分力也越大，防脫滑效果越好。但角度a過大，導致花鍵齒厚降低過多，影響花鍵強度。一 般以(a-9(T )不超過材料的自鎖角并且單側齒厚降低不大于O. l倍的齒厚為宜。
優選的，所述夾角角度S值為20。。
優選的，所述凸棱寬度為O. 5mm。
優選的，所述夾角角度e值為40。。
優選的，所述夾角角度a值為93。。
花鍵頭部設計為如上的角度和形狀以后，能保證花鍵結合時，能迅速定位，減少換檔沖 擊和打齒；沿花鍵齒長方向對齒厚進行調整以后，不僅能保證花鍵滑動有足夠的間隙，使花 鍵結合輕便，不打齒，而且也能保證花鍵結合以后，不會脫開，不出現"滑檔"、"脫檔"現象。
下面結合附圖和具體實施方式
對本實用新型的技術方案作進一步具體說明。
圖1為換擋系統連接關系示意圖
圖2為主動小齒輪換擋外花鍵外形示意圖
圖3為圖2的A向展開圖
圖4為輸入軸換擋外花鍵外形示意圖
圖5為圖4的A向展開圖
圖6為換擋結合套內花鍵外形示意圖
圖7為圖6的A向展開圖
圖8為主動大齒輪換擋外花鍵外形示意圖
圖9為圖8的A向展開圖
圖10為結合套與換擋齒輪結合后的展開示意圖
具體實施方式
本發明采用如下實施方式
主動小齒輪換擋花鍵l、輸入軸換擋外花鍵2、換擋結合套內花鍵3、主動大齒輪換擋外 花鍵4采用同樣規格(模數、齒數相同)的花鍵。且主動小齒輪外花鍵l、主動大齒輪換擋外花鍵4外側頭部內縮，主動小齒輪外花鍵l夕卜 側頭部側邊與主動小齒輪外花鍵l側邊形成角度為S的夾角，主動大齒輪換擋外花鍵4外側頭 部側邊與主動大齒輪外花鍵4側邊形成角度為S的夾角，換擋結合套內花鍵3在中部切槽，將 內花鍵分成左右對稱的兩部分，左、右兩部分內花鍵各自在靠端面處兩側頭部內縮，頭部兩 側邊分別與換擋結合套內花鍵3兩側邊形成角度為S的夾角，前述夾角角度S值均相等，角 度S為2(T ，主動小齒輪外花鍵l、換擋結合套內花鍵3、主動大齒輪外花鍵4花鍵端面頭部 中間有一凸棱5，凸棱5寬度為0.5mm，靠近端面的花鍵端面頭部以單個花鍵的對稱面為中心
，每側從凸棱5的棱邊開始，對稱對花鍵頭部進行加工，使頭部端面與花鍵端面成角度e的 夾角，前述夾角角度e值均相等，角度e為4cr ，主動小齒輪外花鍵i、換擋結合套內花鍵
3、主動大齒輪換擋外花鍵4花鍵齒廓均從外端面開始逐漸減小內縮，輸入軸換擋外花鍵2花 鍵齒廓從兩端向中間逐漸減小內縮，減小內縮角度均為a， a為93。，其中輸入軸換擋外花 鍵2單個花鍵形狀為雙凹形。
最后所應說明的是，以上具體實施方式
僅用以說明本發明的技術方案而非限制，盡管參 照較佳實施例對本專利進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發明的 技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發明技術方案的精神和范圍，其均應涵蓋在本 發明的權利要求范圍當中。
權利要求
1.一種換擋系統，包括主動小齒輪外花鍵(1)、輸入軸換擋外花鍵(2)、換擋結合套內花鍵(3)、主動大齒輪外花鍵(4)，其特征在于，主動小齒輪外花鍵(1)、輸入軸換擋外花鍵(2)、換擋結合套內花鍵(3)、主動大齒輪外花鍵(4)都采用相同模數和齒數的花鍵；且主動小齒輪外花鍵(1)、主動大齒輪換擋外花鍵(4)外側頭部內縮，主動小齒輪外花鍵(1)外側頭部側邊與主動小齒輪外花鍵(1)側邊形成角度為δ的夾角，主動大齒輪換擋外花鍵(4)外側頭部側邊與主動大齒輪外花鍵(4)側邊形成角度為δ的夾角，換擋結合套內花鍵(3)在中部切槽，將內花鍵分成左右對稱的兩部分，左、右兩部分內花鍵各自在靠端面處兩側頭部內縮，頭部兩側邊分別與換擋結合套內花鍵(3)兩側邊形成角度為δ的夾角，前述夾角角度δ值均相等，角度δ范圍為15°～75°，主動小齒輪外花鍵(1)、換擋結合套內花鍵(3)、主動大齒輪外花鍵(4)每個花鍵端面頭部中間有一凸棱(5)，凸棱(5)寬度范圍為0～5mm，靠近端面的花鍵端面頭部以單個花鍵的對稱面為中心，每側從凸棱(5)的棱邊開始，對稱對花鍵頭部進行加工，使頭部端面與花鍵外端面成角度β的夾角，前述夾角角度β值均相等，角度β范圍20°～70°，主動小齒輪外花鍵(1)、換擋結合套內花鍵(3)、主動大齒輪換擋花鍵(4)花鍵齒側面均從外端面開始逐漸減小內縮，輸入軸換擋外花鍵(2)花鍵齒厚從兩端向中間逐漸減小內縮，減小內縮角度均為α，α范圍為90°～100°，其中輸入軸換擋外花鍵(2)單個花鍵形狀為雙凹形。
2.根據權利要求l所述的換擋系統，其特征在于，所述夾角角度S值為20° 。
3.根據權利要求l所述的換擋系統，其特征在于，所述凸棱(5)寬度為O. 5mm。
4.根據權利要求i所述的換擋系統，其特征在于，所述夾角角度e值為40° 。
5.根據權利要求l所述的換擋系統，其特征在于，所述夾角角度a值為93° 。
全文摘要
本發明涉及一種機械傳動系統的動力轉換裝置，具體涉及汽車分動器的一種換擋系統。該換擋系統中主動小齒輪外花鍵、輸入軸換擋外花鍵、換擋結合套內花鍵、主動大齒輪外花鍵都采用相同模數和齒數的花鍵，且結合套內花鍵、主動小齒輪外花鍵、主動大齒輪外花鍵的齒頂向內收縮，位于端面的每個花鍵從齒頂到齒根的端面線由“—”形狀加工成“∧”形狀，換擋結合套內花鍵、主動小齒輪換擋外花鍵、輸入軸換擋外花鍵、主動大齒輪換擋外花鍵在沿軸線方向對齒厚進行調整。花鍵頭部設計為特殊的角度和形狀以后，保證花鍵結合時，能迅速定位，不出現“滑檔”、“脫檔”現象。
文檔編號F16H55/17GK101644319SQ20091030686
公開日2010年2月10日 申請日期2009年9月10日 優先權日2009年9月10日
發明者嚴欣賢, 周躍良, 喆 唐, 王新鄖, 白志成, 蘇福祥, 鄭建輝 申請人:中國三江航天工業集團公司特種車輛技術中心