CN107061536B - 一种采用电控换挡的变速器总成 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种采用电控换挡的变速器总成，所述变速器总成包括：多个预定档位的多个主动齿轮；分别与所述多个主动齿轮对应的多个同步器齿套，所述同步器齿套面对相应的所述主动齿轮的一侧为工作侧；其中，所述同步器齿套具有同步器滑套，所述同步器滑套的内表面设有内花键，所述内花键包括多个内花键齿，所述内花键齿朝向所述工作侧的齿面设置有预定厚度的涂层。本发明的同步器齿套的关键受力面得到涂层的保护，以解决电控换挡变速器中由于电机不易精确受控从而导致零件较大的撞击应力和撞击噪音的问题。具有涂层的同步器齿套的关键受力面表面硬度会提升，表面粗糙度会降低，并具有良好的缓冲性能和优异的自润滑性。

Description

一种采用电控换挡的变速器总成

技术领域

本发明涉及换挡变速器领域，特别是涉及一种采用电控换挡的变速器总成。

背景技术

随着汽车行业的发展，自动变速器市场产比越来越大。现有技术的自动变速器普遍采用电控换挡模式。电控换挡模式是利用电机驱动换挡机构，以带动拨叉拨动同步器齿套，从而使得同步器齿套与相应档位的主动齿轮配合，实现换挡操作。

但是，由于电机难以对换挡力进行快速控制相应，当电机驱动换挡机构时，通过同步环后的同步器齿套仍能以较大的换挡力撞击相应档位齿轮的结合齿锁止面。同步器齿套与结合齿锁止面撞击会产生较大的冲击噪音和撞击应力。而较大的撞击应力会加速结合齿锁止面的异常磨损，较大的冲击噪音会拉高整车换挡过程中的NVH值，从而对驾驶舒适性产生较大影响。

并且，同步器齿套与结合齿锁止面的撞击容易造成结合齿强行转动半齿，此时，同步器齿套的内花键齿进入结合齿的外花键槽。同步器齿套继续由电机驱动向前快速移动，直至同步器齿套限位面与齿轮限位面由于刚性碰撞而停止，或者直至同步器齿套限位面与结合齿限位面由于刚性撞击而停止。因此，在同步器齿套与齿轮撞击瞬间会产生较大的撞击接触应力和撞击噪音。较大的撞击应力会影响同步器齿套的强度，以致同步器齿套产生裂纹，而较大的撞击噪音同样会拉高整车换挡过程中的NVH值，对驾驶舒适性产生较大影响。

由于现有的电机控制计划，很难对换挡过程中的换挡力做到精确控制。当换挡力达到同步需要的较大的换挡力后，电机控制很难在短时间内将换挡力降下来。因此，只要是电控变速器基本都存在上述问题。

发明内容

本发明的一个目的是要提供一种采用电控换挡的变速器总成，以使得同步器齿套的关键受力面得到涂层的保护，以解决电控换挡变速器中由于电机不易精确受控从而导致零件较大的撞击应力和撞击噪音的问题。具有涂层的同步器齿套的关键受力面表面硬度会提升，表面粗糙度会降低，并在与主动齿轮、以及与齿轮的结合齿撞击时具有良好的缓冲性能和优异的自润滑性。

本发明一个进一步的目的是要使得涂层具有热稳定性优异，熔点高，不会随着变速器内部的温度变化而产生尺寸变化。并且涂层本身的厚度较薄，不会在零件加工了涂层后引起零件技术状态的变化。

特别地，本发明提供了一种采用电控换挡的变速器总成，所述变速器总成包括：多个预定档位的多个主动齿轮；分别与所述多个主动齿轮对应的多个同步器齿套，所述同步器齿套面对相应的所述主动齿轮的一侧为工作侧；其中，所述同步器齿套具有同步器滑套，所述同步器滑套的内表面设有内花键，所述内花键包括多个内花键齿，所述内花键齿朝向所述工作侧的齿面设置有预定厚度的涂层。

进一步地，所述主动齿轮面对所述同步器齿套的一侧设置有结合齿，以使得所述结合齿与所述内花键齿啮合，其中，所述结合齿朝向所述内花键齿的齿面设置有预定厚度的涂层。

进一步地，所述同步器齿套的所述工作侧具有与所述主动齿轮接触的限位面，所述限位面设置有预定厚度的涂层。

进一步地，所述主动齿轮与所述限位面接触的端面为主动齿轮限位面，所述主动齿轮限位面设置有预定厚度的涂层。

进一步地，所述限位面设置于所述同步器齿套的周面，以使得所述限位面的直径不大于所述主动齿轮的最大直径。

进一步地，所述限位面的直径大于所述结合齿的最大直径。

进一步地，两个所述主动齿轮分别设置于同一所述同步器齿套的两侧。

进一步地，所述涂层为高分子纳米涂层。

进一步地，所述高分子纳米为聚醚醚酮材料。

进一步地，所述预定厚度为0.01mm～0.015mm。

本发明的一种采用电控换挡的变速器总成在同步器齿套的关键受力面增加了涂层，由于具有涂层的同步器齿套的关键受力面表面硬度会提升，表面粗糙度会降低，并在与主动齿轮、以及与齿轮的结合齿撞击时具有良好的缓冲性能和优异的自润滑性，因此本发明能够通过可接受的成本改善整车换挡过程中存在的NVH噪音问题，以及改善同步器齿套和结合齿的使用寿命的问题。

进一步地，本发明在同步器齿套和结合齿上增加的涂层能够减少零件的磨损，从而减少铁削粉末量。这对自动变速器内的润滑油、其他高精度旋转元件、密封元件的寿命延长起到有利贡献。

进一步地，本发明的涂层具有热稳定性优异，熔点高，不会随着变速器内部的温度变化而产生尺寸变化。并且涂层本身的厚度较薄，不会在零件加工了涂层后引起零件技术状态的变化。

根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是根据本发明一个实施例的一种采用电控换挡的变速器总成的同步器齿套的示意图；

图2是图1所示同步器齿套的局部放大示意图；

图3是根据本发明一个实施例的一种采用电控换挡的变速器总成的主动齿轮的示意图；

图4是图3所示主动齿轮的局部放大示意图；

图5是根据本发明一个实施例的一种采用电控换挡的变速器总成的同步器齿套与主动齿轮工作状态截面的示意图，其中示出了位于空挡时的状态。

图中各符号表示的含义如下：

1、同步器齿套，11、同步器滑套，12、内花键，13、内花键齿面，14、第一限位面，15、第二限位面，

2、主动齿轮，21、结合齿，22、结合齿面，

3、一档齿轮，31、一档结合齿，32、一档齿轮限位面，4、三档齿轮，41、三档结合齿，42、三档齿轮限位面，5、同步器齿毂，6、同步环组件。

具体实施方式

图1和图2示出了本发明一个实施例的采用电控换挡的变速器总成的同步器齿套的示意图。而图3和图4示出了本发明一个实施例的采用电控换挡的变速器总成的主动齿轮的示意图。其中，同步器齿套1可以与主动齿轮2配合，下文对两者的具体配合方式进行了详细描述。本发明提供了一种采用电控换挡的变速器总成，所述变速器总成包括多个预定档位的多个主动齿轮2、以及分别对应所述多个预定档位的多个主动齿轮2的多个同步器齿套1。例如，主动齿轮2有一档齿轮、二挡齿轮、三挡齿轮等，不同档位的主动齿轮2具有不同的转速。在换挡变速过程中，同步器齿套1可以根据换挡需求在拨叉的作用下移动至预定档位的主动齿轮2处，在两者转速一致后，同步器齿套1与主动齿轮2的结合齿21配合。由此，换挡成功。

所述同步器齿套1面对相应档位的所述主动齿轮2的一侧为工作侧。一般，两个所述主动齿轮2分别设置于同一所述同步器齿套1的两侧。因此，同步器齿套1的两侧皆为工作侧。

如图1所示，以同步器齿套1一侧的工作侧为例进行详细说明。所述同步器齿套1具有同步器滑套11。所述同步器滑套11是筒形套，具有第一内径的内表面和第二外径的外表面，所述内表面与所述外表面之间形成了所述同步器滑套11。其中，所述同步器滑套11的内表面设有内花键12。所述内花键12包括多个内花键齿。所述内花键齿均匀地分布在所述内表面的周向。其中，所述内花键齿朝向所述工作侧的齿面，也就是内花键齿面13，设置有预定厚度的涂层。

除了内花键齿面13设置有涂层之外，所述同步器齿套1的所述工作侧还具有与所述主动齿轮2接触的第一限位面14，所述第一限位面14同样设置有预定厚度的涂层。其中，所述第一限位面14设置于所述同步器齿套1的周面，也就是说，所述第一限位面14设置于所述同步器滑套11的侧端的周面，以使得所述第一限位面14的直径大小位于所述结合齿21的最大直径与所述主动齿轮2的最大直径之间。当所述同步器齿套1与所述结合齿21配合后，同步器齿套1能够通过第一限位面14受到所述主动齿轮2限制。所述第一限位面14撞击至所述主动齿轮2，从而抵消由于电机控制而不能及时切换的换挡力。

如图3所示，所述主动齿轮2面对所述同步器齿套1的一侧设置有结合齿21，以使得所述结合齿21与所述内花键12的内花键齿啮合。其中，所述结合齿21朝向所述内花键齿的结合齿面22设置有预定厚度的涂层。

在一个实施例中，所述涂层为高分子纳米涂层，其涂装工艺采用高分子纳米涂层技术。利用高分子纳米涂层的涂装工艺，本实施例能够对变速器零件中的关键受力面进行涂装，其中，关键受力面包括内花键齿面13、结合齿面22、第一限位面14、以及同步器齿套1另一侧工作侧的第二限位面15(参见图5)。涂装工艺包括以下步骤。

步骤一：在喷涂前，需要做相应的工装，保护除了关键受力面以外的表面。

步骤二：将关键受力面进行表面喷丸或喷砂处理，使其表面粗糙度增大，以便于之后的涂层附着。

步骤三：在经过处理的关键受力面进行热喷涂。在一个实施例中，热喷涂可以采用等离子热喷涂技术，其利用多电极或单电极等离子喷枪将高分子材料加热至至融化或半融化状态，并以一定的速度喷射到经过预处理的关键受力面，从而形成厚度在0.010mm～0.015mm之间的纳米涂层。其中，加工过程中可以采用多次上述热喷涂，以增加涂层的强度。

通过步骤一至步骤三的过程，关键受力面的表面形成了预定厚度的涂层。具有涂层的关键受力面的表面硬度会提升，表面粗糙度会降低，并在撞击时具有良好的缓冲性能和优异的自润滑性。因此，在同步器齿套1和结合齿21的撞击的过程中，纳米涂层良好的缓冲性能可以增加撞击的时间，大大降低撞击过程中的撞击应力和撞击噪音。且高分子纳米涂层很高的表面硬度和较低的表面粗糙度以及优异的自润滑性，能够降低同步器齿套1在结合齿21上滑动时的难度，减少磨损。而高分子纳米涂层良好的缓冲性能，能够在同步器齿套1与主动齿轮2撞击限位时，起到降低撞击应力的作用，同时避免刚性撞击降低撞击噪音。

因此，当同步器齿套1与主动齿轮2进行配合时，本发明能够通过可接受的成本改善整车换挡过程中存在的NVH噪音问题，以及改善同步器齿套1和结合齿2的使用寿命的问题。

进一步地，本发明在同步器齿套1和结合齿2上增加的涂层能够减少零件的磨损，从而减少铁削粉末量。这对自动变速器内的润滑油、其他高精度旋转元件、密封元件的寿命延长起到有利贡献。

进一步地，所述高分子纳米为聚醚醚酮(PEEK)材料。聚醚醚酮材料涂层具有热稳定性优异，熔点高，不会随着变速器内部的温度变化而产生尺寸变化。并且高分子涂层本身的厚度较薄，其在关键受力面上形成厚度在0.010mm～0.015mm之间，因此不会在零件加工了涂层后引起零件技术状态的变化。

如图5所示，示出了变速器总成的同步器齿套1与主动齿轮2工作状态截面的示意图，其中示出了位于空挡时的状态。本实施例中，以7DCT双离合变速器1/3同步器为例进行详细说明。同步器齿套1为不对称结构设计。同步器齿套1的两侧皆为工作侧，并分别朝向不同的主动齿轮2，在本实施例中，其两侧分别朝向一档齿轮3、三挡齿轮4。同步器齿套1具有同步器齿毂5、同步环组件6。当档位位于空挡时，同步器齿套1内部的内花键12(参见图1)与同步器齿毂5啮合。

当需要挂入一档时，拨叉推动同步器齿套1移动。此时同步环组件6的转动速度接近主动齿轮2的转动速度，随着同步器齿套1的移动，同步器齿套1的内花键12(参见图1)与一档齿轮3的一档结合齿31啮合。由于内花键12(参见图1)的内花键齿面13(参见图1)设置有预定厚度的涂层，一档结合齿31的结合齿面22(参见图3)也设置有预定厚度的涂层，因此，在两者的啮合过程中，两者之间的应力可以得到有效缓冲。当同步器齿套1和一档齿轮3啮合后，同步器齿套1还继续受到残余的换挡力的作用，从而继续向一档齿轮3的方向移动。此时，同步器齿套1周向端面设置的第二限位面15撞向一档齿轮3，以此达到限制同步器齿套1移动的目的在第二限位面15处设置有预定厚度的涂层，以有效缓解撞击的冲力。在其他实施例中，一档齿轮3相对于第二限位面15的周向位置也可以设置预定厚度的涂层，即一档齿轮限位面32处设置预定厚度的涂层，以有效缓解两者的撞击冲力。

同理，当需要挂入三档时，拨叉推动同步器齿套1移动。此时同步环组件6的转动速度接近主动齿轮2的转动速度，随着同步器齿套1的移动，同步器齿套1的内花键12(参见图1)与三档齿轮4的三档结合齿41啮合。由于内花键12(参见图1)的内花键齿面13(参见图1)设置有预定厚度的涂层，三档结合齿41的结合齿面22(参见图3)也设置有预定厚度的涂层，因此，在两者的啮合过程中，两者之间的应力可以得到有效缓冲。当同步器齿套1和三档齿轮4啮合后，同步器齿套1还继续受到残余的换挡力的作用，从而继续向三档齿轮4的方向移动。此时，同步器齿套1周向端面设置的第一限位面14撞向三档齿轮4，以此达到限制同步器齿套1移动的目的。在第一限位面14处设置有预定厚度的涂层，以有效缓解撞击的冲力。在其他实施例中，三档齿轮4相对于第一限位面14的周向位置也可以设置预定厚度的涂层，即三档齿轮限位面42处设置预定厚度的涂层，以有效缓解两者的撞击冲力。

进一步地，同步器齿套1和主动齿轮2间的工作状态以及涂层设置同样适用于其他档位的换挡动作。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (10)

1.一种采用电控换挡的变速器总成，所述变速器总成包括：

多个预定档位的多个主动齿轮；

分别与所述多个主动齿轮对应的多个同步器齿套，所述同步器齿套面对相应的所述主动齿轮的一侧为工作侧；

其中，所述同步器齿套具有同步器滑套，所述同步器滑套的内表面设有内花键，所述内花键包括多个内花键齿，所述内花键齿朝向所述工作侧的齿面设置有预定厚度的涂层，所述涂层的表面硬度大于所述内花键齿的齿面的表面硬度，所述涂层的表面粗糙度小于所述内花键齿的齿面的表面粗糙度。

2.根据权利要求1所述的采用电控换挡的变速器总成，所述主动齿轮面对所述同步器齿套的一侧设置有结合齿，以使得所述结合齿与所述内花键齿啮合，其中，所述结合齿朝向所述内花键齿的齿面设置有预定厚度的涂层。

3.根据权利要求2所述的采用电控换挡的变速器总成，其中，所述同步器齿套的所述工作侧具有与所述主动齿轮接触的限位面，所述限位面设置有预定厚度的涂层。

4.根据权利要求3所述的采用电控换挡的变速器总成，其中，所述主动齿轮与所述限位面接触的端面为主动齿轮限位面，所述主动齿轮限位面设置有预定厚度的涂层。

5.根据权利要求3所述的采用电控换挡的变速器总成，其中，所述限位面设置于所述同步器齿套的周面，以使得所述限位面的直径不大于所述主动齿轮的最大直径。

6.根据权利要求5所述的采用电控换挡的变速器总成，其中，所述限位面的直径大于所述结合齿的最大直径。

7.根据权利要求1所述的采用电控换挡的变速器总成，其中，两个所述主动齿轮分别设置于同一所述同步器齿套的两侧。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的采用电控换挡的变速器总成，其中，所述涂层为高分子纳米涂层。

9.根据权利要求8所述的采用电控换挡的变速器总成，其中，所述高分子纳米为聚醚醚酮材料。

10.根据权利要求1-7中任一项所述的采用电控换挡的变速器总成，其中，所述预定厚度为0.01mm～0.015mm。