專利名稱：具有倒檔齒輪制動器的變速器的制作方法
技術領域：
本發明總體上涉及變速器，更具體而言涉及具有倒檔齒輪制動器的變速器，該倒檔齒輪制動器用來在換檔到倒檔傳動比時減小齒輪撞擊。
背景技術：
這部分的說明僅僅提供與本發明有關的背景信息，其可能構成或可能不構成現有技術。典型的手動變速器包括多個軸、齒輪、換檔機構、同步器或其他轉矩傳遞機構，它們協作以提供多種前進檔和倒檔傳動比或速比。變速器輸入軸可選擇地連接到發動機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傳動比，換檔機構，例如手動換檔裝置，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比，使用倒檔齒輪在輸入軸齒輪和輸出軸齒輪之間滑動以反轉輸出軸的旋轉方向。倒檔齒輪選擇地與輸入軸倒檔齒輪嚙合。當嚙合時，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。然后，倒檔齒輪與輸出軸齒輪嚙合以將轉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。如果輸出軸是靜止的或者以相反方向旋轉。倒檔齒輪與輸出齒輪的嚙合可能引起沖擊或齒輪撞擊，這產生吵鬧的刮擦和磨削噪音。如果倒檔齒輪正相對于輸出軸以高速旋轉，則這種噪音可能是特別令人不快的。齒輪撞擊對于變速器的長期耐久性能是有害的并且可以是昂貴的消費者維修賬單的來源。倒檔齒輪同步器系統可用來在與輸出軸嚙合時停止倒檔齒輪旋轉，然而這種倒檔齒輪同步器系統實施起來可能是昂貴的。因此，在變速器領域中還有發展空間，所述變速器包括成本效率高的機構以在駕駛者換檔至倒檔傳動比時通過降低輸入軸和倒檔齒輪的旋轉速度來減小齒輪撞擊。
發明內容
本發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地固定以進行共同旋轉，輸出齒輪與輸出軸可旋轉地固定以進行共同旋轉。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地固定以進行共同旋轉的倒檔齒輪組件。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、與第一側相反的第二側和從第一側伸出的轂。轂包括內齒輪表面和外齒輪表面，其中內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。同步器元件具有確定了孔的內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齒輪表面相對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旋轉。內同步器表面具有至少一個徑向延伸的突出部，其選擇地與第三軸的花鍵部分接合。環形保持元件布置在第三軸上并且具有內保持表面。內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。保持元件的內表面與彈簧接觸并且對彈簧預加載。彈簧對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。倒檔齒輪組件可沿著第三軸選擇地軸向移動以接合輸入齒輪和輸出齒輪。在本發明的實施方案中，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。在第三位置中，倒檔齒輪與輸入齒輪和輸出齒輪兩者嚙合。在本發明的另一個實施方案中，所述至少一個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。在本發明的又一個實施方案中，倒檔齒輪進一步包括從第二側伸出的第二轂。第二轂具有徑向凹槽，其構形成接收選擇地操作的聯接元件。在本發明的實施方案中，同步器元件包括四個徑向延伸的突出部。在本發明的另一個實施方案中，同步器彈簧是波型彈簧。在本發明的又一個實施方案中，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。在本發明的實施方案中，有紋理的表面包括一系列徑向定向的凸起的脊。在本發明的另一個實施方案中，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。本發明提供以下技術方案
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 與所述輸入軸旋轉地固定以進行共同旋轉的輸入齒輪； 與所述輸出軸旋轉地固定以進行共同旋轉的輸出齒輪；
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；
與所述第三軸旋轉地固定以進行共同旋轉的倒檔齒輪組件，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、與所述第一側相反的第二側和從所述第一側伸出的轂，其中所述轂包括內齒輪表面和外齒輪表面，所述內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的同步器元件，其中所述同步器元件具有確定了孔的內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齒輪表面相對并且與所述內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旋轉，和其中所述內同步器表面具有至少一個徑向延伸的突出部，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形保持元件，其具有內保持表面，其中所述內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表面與所述彈簧接觸并且對所述彈簧預加載，和其中所述彈簧對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，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；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。方案4.如方案1所述的變速器，其中所述倒檔齒輪進一步包括從所述第二側伸出的第二轂，和其中所述第二轂具有徑向凹槽，該凹槽構形成接收選擇地操作的聯接元件。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 與所述輸入軸旋轉地固定以進行共同旋轉的輸入齒輪；
與所述輸出軸旋轉地固定以進行共同旋轉的輸出齒輪；
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；
與所述第三軸旋轉地固定以進行共同旋轉的倒檔齒輪組件，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、與所述第一側相反的第二側和從所述第一側伸出的轂，其中所述轂包括內齒輪表面和外齒輪表面，所述內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的同步器元件，其中所述同步器元件具有確定了孔的內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齒輪表面相對并且與所述內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旋轉，和其中所述內同步器表面具有至少一個徑向延伸的突出部，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形保持元件，其具有內保持表面，其中所述內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表面與所述彈簧接觸并且對所述彈簧預加載，和其中所述彈簧對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，
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；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。方案12.如方案10所述的變速器，其中所述倒檔齒輪進一步包括從所述第二側伸出的第二轂，和其中所述第二轂具有徑向凹槽，該凹槽構形成接收選擇地操作的聯接元件。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 與所述輸入軸旋轉地固定以進行共同旋轉的輸入齒輪；
與所述輸出軸旋轉地固定以進行共同旋轉的輸出齒輪；
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；
與所述第三軸旋轉地固定以進行共同旋轉的倒檔齒輪組件，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、與所述第一側相反的第二側和從所述第一側伸出的轂，其中所述轂包括內齒輪表面和外齒輪表面，所述內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的同步器元件，其中所述同步器元件具有確定了孔的內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齒輪表面相對并且與所述內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旋轉，和其中所述內同步器表面具有至少一個徑向延伸的突出部，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形保持元件，其具有內保持表面，其中所述內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表面與所述彈簧接觸并且對所述彈簧預加載，和其中所述彈簧對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，
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；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。方案18.如方案17所述的變速器，其中所述倒檔齒輪進一步包括從所述第二側伸出的第二轂，和其中所述第二轂具有徑向凹槽，其構形成接收選擇地操作的聯接元件。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。根據這里提供的說明，其它應用領域將變得顯而易見。應當理解說明書和具體的實例僅僅是為了說明的目的而不是用來限制本發明的范圍。
這里描述的附圖僅僅是為了說明的目的而不是用來以任何方式限制本發明的范圍。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。
具體實施例方式下列說明本質上僅僅是示例性的，而不是用來限制本發明、應用或用途。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連接到發動機或原動機輸出(未顯示)，主軸14連接到車輛傳動軸(未顯示)，傳動軸給車輛的驅動輪提供轉矩。輸入軸12和輸出軸14各自支撐多個齒輪18，多個齒輪18相互嚙合形成多個齒輪組。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。當變速器10從空檔傳動比換檔到倒檔傳動比時，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。現在參考圖2A-2C，在圖2A中倒檔齒輪組件20以分解狀態顯示，而在圖2B-2C中以組裝狀態顯示。現在看圖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具有多個齒輪齒42，齒輪齒42構形成與另一個旋轉齒輪可滑動地嚙合。倒檔齒輪元件30還包括在倒檔齒輪30的第一側48上的第一大體上圓錐形的制動轂46以及在倒檔齒輪30的第二側52上的第二開槽的聯接轂50 (在圖3A中示出)。制動轂46包括內表面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，其構形成接收選擇地操作的聯接裝置，例如換檔撥叉聯接裝置。回到圖2A，倒檔齒輪30還包括接收軸承60 的內徑58。當倒檔齒輪30圍繞倒檔軸16旋轉時，軸承60用來改善旋轉損失和磨損。同步器元件32具有內表面62、外表面64、第一端66和第二端68。在圖2A所示的實施例中，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的制動轂46的內表面60。該接合減小了倒檔齒輪 30和同步器元件32之間的相對旋轉。具體地說，同步器元件32的外表面64大體上對應于制動轂46的內表面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，但本領域技術人員將懂得，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，在備選實施例中，同步器元件32的外表面64可以是滾花的。
現在看圖:3B，同步器元件32的內表面64確定了孔71。內表面64包括至少一個徑向延伸的突出部72。在所示的實施例中，同步器元件32包括四個等間隔的突出部72，然而應該懂得，也可以使用任意數量的突出部72。回到圖2A，同步器元件32的突出部72用來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。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用來對同步器元件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。雖然圖2A將同步器彈簧表示為波型彈簧，但本領域技術人員將懂得，也可以使用施加偏壓力的任意類型的偏壓元件。環形的保持元件36布置在倒檔軸16上，且具有內表面80。看圖3A，保持元件36 的內表面80的一部分與制動轂46的外表面56固定地接合。在一個實施例中，保持元件36 壓配合到制動轂46的外表面56，然而應該懂得，也可以用其他方法使保持元件36與制動轂46固定地接合。保持元件36的內表面80接觸同步器彈簧34并且與制動轂36固定地接合以給同步器彈簧34預加載。同步器彈簧34由保持元件36預加載以對同步器元件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，倒檔齒輪30不能圍繞倒檔軸16自由旋轉。這是因為同步器元件32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關于倒檔軸16鎖定在合適位置中。看圖2C，當同步器彈簧34施加的偏壓力F (看圖3A)沿方向A推倒檔齒輪組件20時，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。通過與倒檔齒輪30的徑向凹槽51 (圖3A中示出)接合的選擇地操作的聯接裝置，例如換擋撥叉聯接裝置，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。總的參考圖4A-6B，示出了當變速器10從空檔傳動比換檔到倒檔傳動比時與輸入軸12和輸出軸14中的每一個接合的倒檔齒輪組件20的示例性圖。圖4A、5A和6A是相對于輸入軸12和輸出軸14處于三個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均采用被設計成彼此可滑動地接合的齒輪齒。具體地說，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兩者可滑動地接合。圖4B、5B和6B是在三個不同位置中的每個位置中位于倒檔軸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。當倒檔齒輪組件20沿著倒檔齒輪軸16在方向A 上軸向地移動時，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。看圖4B，同步器元件32的突出部72與倒檔軸16的花鍵部分74接合。當倒檔齒輪組件20處于第一分離位置中時，同步器元件32相對于倒檔軸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。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。現在參考圖5B，當倒檔齒輪組件20處于第二部分接合位置中時，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。同步器元件32的外表面64與倒檔齒輪30的制動轂46的內表面60摩擦地接合。因而，當倒檔齒輪30與輸入軸12嚙合時， 同步器元件32的外表面64和倒檔齒輪30的制動轂46的內表面60之間的摩擦接合降低了輸入軸12的旋轉速度。在一個實施例中，輸入軸12的旋轉速度可以降低到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比。當倒檔齒輪組件20處于第三接合位置中時，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。看圖6B，當倒檔齒輪組件20處于第三接合位置中時，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。結果，同步器元件32現在能圍繞倒檔軸16的軸線A-A旋轉。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均采用被設計成彼此可滑動地接合的齒輪齒。兩個齒輪一起滑動以便嚙合通常要求各個齒輪以比較類似的速度沿相同方向旋轉。如果在齒輪以不同的或沿相反的旋轉方向旋轉的情況下使齒輪嚙合在一起，就可能出現沖擊或齒輪撞擊。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。然而，倒檔齒輪30和套筒齒輪24仍能平穩地嚙合在一起。這是因為倒檔齒輪組件20在第二部分接合位置(圖5A-5B中所示)中已經降低了輸入軸12的旋轉速度。例如，在一個實施例中，當倒檔齒輪30與套筒齒輪M嚙合時，輸入軸12和倒檔軸16的旋轉速度均降低到大約小于 150RPM。倒檔齒輪M和套筒齒輪30的平穩嚙合減少了沖擊或齒輪撞擊的發生，特別是當與以高得多的RPM旋轉的倒檔軸相比時。倒檔齒輪組件20用來在與輸出軸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，并且還典型地比實施倒檔齒輪同步器系統便宜。倒檔齒輪組件20被預加載，因而倒檔齒輪30不需要更費力的將變速器10從空檔傳動比換檔到倒檔傳動比。本發明的描述本質上僅僅是示例性的，不背離本發明要旨的變型也包括在本發明的范圍內。這些變型不應被看作對本發明的精神和范圍的背離。
權利要求
1.一種具有輸入軸和輸出軸的變速器，所述變速器包括 與所述輸入軸旋轉地固定以進行共同旋轉的輸入齒輪； 與所述輸出軸旋轉地固定以進行共同旋轉的輸出齒輪；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；與所述第三軸旋轉地固定以進行共同旋轉的倒檔齒輪組件，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、與所述第一側相反的第二側和從所述第一側伸出的轂，其中所述轂包括內齒輪表面和外齒輪表面，所述內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的同步器元件，其中所述同步器元件具有確定了孔的內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齒輪表面相對并且與所述內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旋轉，和其中所述內同步器表面具有至少一個徑向延伸的突出部，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形保持元件，其具有內保持表面，其中所述內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表面與所述彈簧接觸并且對所述彈簧預加載，和其中所述彈簧對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，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以接合所述輸入齒輪和所述輸出齒輪。
2.如權利要求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；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.如權利要求2所述的變速器，其中所述至少一個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。
4.如權利要求1所述的變速器，其中所述倒檔齒輪進一步包括從所述第二側伸出的第二轂，和其中所述第二轂具有徑向凹槽，該凹槽構形成接收選擇地操作的聯接元件。
5.如權利要求1所述的變速器，其中所述同步器元件包括四個徑向延伸的突出部。
6.如權利要求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 與所述輸入軸旋轉地固定以進行共同旋轉的輸入齒輪； 與所述輸出軸旋轉地固定以進行共同旋轉的輸出齒輪；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；與所述第三軸旋轉地固定以進行共同旋轉的倒檔齒輪組件，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、與所述第一側相反的第二側和從所述第一側伸出的轂，其中所述轂包括內齒輪表面和外齒輪表面，所述內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的同步器元件，其中所述同步器元件具有確定了孔的內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齒輪表面相對并且與所述內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旋轉，和其中所述內同步器表面具有至少一個徑向延伸的突出部，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形保持元件，其具有內保持表面，其中所述內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表面與所述彈簧接觸并且對所述彈簧預加載，和其中所述彈簧對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，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；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 與所述輸入軸旋轉地固定以進行共同旋轉的輸入齒輪； 與所述輸出軸旋轉地固定以進行共同旋轉的輸出齒輪；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；與所述第三軸旋轉地固定以進行共同旋轉的倒檔齒輪組件，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、與所述第一側相反的第二側和從所述第一側伸出的轂，其中所述轂包括內齒輪表面和外齒輪表面，所述內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的同步器元件，其中所述同步器元件具有確定了孔的內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齒輪表面相對并且與所述內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旋轉，和其中所述內同步器表面具有至少一個徑向延伸的突出部，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形保持元件，其具有內保持表面，其中所述內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表面與所述彈簧接觸并且對所述彈簧預加載，和其中所述彈簧對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，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；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。
全文摘要
本發明涉及具有倒檔齒輪制動器的變速器。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地固定以進行共同旋轉，輸出齒輪與輸出軸旋轉地固定以進行共同旋轉，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。與第三軸旋轉地固定以進行共同旋轉的倒檔齒輪組件包括倒檔齒輪、同步器元件、環形保持元件和同步器彈簧。倒檔齒輪布置在第三軸上，并且具有從第一側伸出的轂。倒檔齒輪組件可沿著第三軸選擇地軸向移動以嚙合輸入齒輪和輸出齒輪。
文檔編號F16H3/08GK102410343SQ20111024821
公開日2012年4月11日 申請日期2011年8月26日 優先權日2010年8月26日
發明者A. 里德爾 P., C. 弗 R., F. 西爾瓦 R., 辛托尼 R. 申請人:通用汽車環球科技運作有限責任公司