阅读说明：本技术 一种嵌入式紧凑型高性能同步器、变速器 (Embedded compact high-performance synchronizer and transmission ) 是由 魏小强 张发勇 彭立印 张海涛 田晨 高建敏 汪鹏鹏 李泽 于 2020-06-24 设计创作，主要内容包括：为了解决大扭矩变速器齿轮寿命偏低和用户要求换挡更加轻便的技术问题,本发明提供了一种嵌入式紧凑型高性能同步器、变速器。本发明是在齿轮总成上设置内壁为锥面的环形凸台,将同步器的外摩擦环嵌入到该环形凸台中,从而减小了同步器的轴向安装距,能够在不增大变速器总长度的情况下,增加齿轮的齿宽,提高了齿轮的弯曲疲劳和接触疲劳寿命；本发明将锁止环嵌入齿毂中,进一步减小了同步器的轴向尺寸,从而使得滑动齿套的挂挡行程减小,因而在驾驶室挂挡行程不变的情况下,能够允许变速器摇臂的长度增大,实现大的杠杆比,提高了同步器的换挡能力,降低司机的挂挡力和摘挡力,挂挡更加轻便。(The invention provides an embedded compact high-performance synchronizer and a transmission, aiming at solving the technical problems that the service life of a gear of a large-torque transmission is low and the gear shifting required by a user is more convenient. According to the invention, the annular boss with the conical surface inner wall is arranged on the gear assembly, and the outer friction ring of the synchronizer is embedded into the annular boss, so that the axial installation distance of the synchronizer is reduced, the tooth width of the gear can be increased under the condition of not increasing the total length of the transmission, and the bending fatigue and contact fatigue life of the gear are prolonged; according to the invention, the locking ring is embedded into the gear hub, so that the axial size of the synchronizer is further reduced, and the gear engaging stroke of the sliding gear sleeve is reduced, therefore, under the condition that the gear engaging stroke of a cab is not changed, the length of the rocker arm of the transmission can be allowed to be increased, a large lever ratio is realized, the gear shifting capacity of the synchronizer is improved, the gear engaging force and the gear disengaging force of a driver are reduced, and the gear engaging is more portable.)

一种嵌入式紧凑型高性能同步器、变速器

技术领域

本发明涉及一种嵌入式紧凑型高性能同步器、变速器。

背景技术

随着大马力大扭矩手动变速器的发展，传统同步器通过较小安装距和挂挡行程来实现较小变速器长度变得极为困难，或在变速器长度不变的情况下通过减小同步器的安装距来提高齿轮宽度以此来增加齿轮的弯曲疲劳和接触疲劳寿命的措施也很难实施。

另外，用户对换挡轻便性的要求越来越高，司机要求要有更轻的换挡力和摘挡力，在换挡过程中无冲击和顿挫感，减小驾驶劳动强度。

发明内容

为了解决大扭矩变速器齿轮寿命偏低和用户要求换挡更加轻便的技术问题，本发明提供了一种嵌入式紧凑型高性能同步器和采用该同步器的变速器。

本发明的技术方案是：

一种嵌入式紧凑型高性能同步器，其特殊之处在于：

包括沿轴向依次设置的第一摩擦环组件、第一锁止环、齿毂；

第一摩擦环组件包括径向套设的第一外摩擦环和第一中间环，第一外摩擦环的外锥面嵌入其所对应齿轮总成上的环形凸台内，与环形凸台的内锥面组成第一摩擦副，第一外摩擦环的内锥面与第一中间环的外锥面组成第二摩擦副；

第一外摩擦环大端端面与第一锁止环之间通过凹凸结构配合，实现同步转动；

第一中间环小端端面与其所对应齿轮之间通过凹凸结构配合，实现同步转动；

第一锁止环圆周上间隔设有沿径向外凸的凸耳，齿毂上间隔设置有用于与所述凸耳相配合的多个卡槽，卡槽与凸耳配合能够实现第一锁止环只能相对于齿毂转动1/4周节或半个齿距；

齿毂的外圆周上套设有滑动齿套，在滑动齿套与齿毂之间设置有钢球弹簧封装式滑块体；

滑动齿套可沿齿毂轴向移动，且轴向移动一定距离后能够与所述第一锁止环轴向锁止；

钢球弹簧封装式滑块体用于在滑动齿套轴向移动时，为滑动齿套提供一定的阻力，以及推动所述第一锁止环轴向移动。

进一步地，还包括第二锁止环和第二摩擦环组件；

第二锁止环的结构与所述第一锁止环相同，且二者对称嵌套在齿毂的两端；

第二摩擦环组件与所述第一摩擦环组件结构相同，且二者对称设置在齿毂的两端。

进一步地，滑动齿套的内齿包括长齿组和短齿组；长齿组与短齿组沿滑动齿套内圆均匀交替布置；

长齿组包括多个标准啮合齿；标准啮合齿用于与其所对应的齿轮上的结合齿圈啮合；标准啮合齿在轴向方向上的两侧具有第一倒角斜面；

短齿组包括多个锁止齿；锁止齿用于与锁止环的花键锁止齿啮合，以进行锁止；锁止齿在轴向方向上的两侧具有第二倒角斜面；

齿毂具有交替设置的长花键齿和短花键齿，短花键齿与相邻的长花键齿之间形成槽状结构；

第一锁止环为圆环状，其圆周外侧壁上间隔设置有多组锁止齿组，每组锁止齿组包括多个所述花键锁止齿；花键锁止齿的齿侧上具有斜面，该斜面用于与所述锁止齿上的第二倒角斜面接触；相邻两个锁止齿组之间形成让位豁口，该让位豁口能够避免第一锁止环与齿毂的长花键齿发生干涉；所述凸耳位于所述让位豁口中部；

第一锁止环轴向嵌套在齿毂上；第一锁止环上的花键锁止齿位于所述槽状结构内；齿毂上的长花键齿位于所述让位豁口内；

所述多个锁止齿可划分为两个相同的锁止单元，在两个锁止单元之间设置限位凸台，该限位凸台用于和限制滑动齿套的轴向移动行程；

相应的，在所述齿毂上相应位置处去除多个齿后形成第一让位槽、在第一锁止环上对应位置处去除多个花键锁止齿后形成第二让位槽，以便避免与所述限位凸台发生干涉。

进一步地，相邻的所述长齿组与短齿组之间设置退刀槽。

进一步地，在滑动齿套内圈位于锁止齿根部处设置一大圆弧或多圆弧拼接的弧形结构。

进一步地，第一外摩擦环大端端面上沿周向设有多个第一凸爪/凹槽；在第一锁止环上设有与第一凸爪/凹槽相适配的第一孔槽/凸爪；通过第一凸爪/凹槽与第一孔槽/凸爪的配合，使得第一外摩擦环与第一锁止环可沿周向同步转动；

第一中间环小端端面上沿周向设有多个第二凸爪/凹槽；在其所对应齿轮上设有与第二凸爪/凹槽相适配的第二凹槽/凸爪；通过第二凸爪/凹槽与第二凹槽/凸爪的配合可以使得第一中间环与其所对应齿轮沿周向同步转动。

进一步地，第一凸爪的根部处加工有由圆弧面和斜面构成的第一勺状结构；

第二凸爪的根部处加工有由圆弧面和斜面构成的第二勺状结构；

或者，

第一凸爪和第二凸爪的根部处均加工有沉槽状结构。

进一步地，第一外摩擦环的小端端面，以及第一中间环的小端端面上均开设有润滑油槽。

一种变速器，包括同步器和齿轮总成；其特殊之处在于：

所述同步器为上述的嵌入式紧凑型高性能同步器；

所述齿轮总成包括齿轮和结合齿圈；所述齿轮与结合齿圈之间采用一体化锻造成型、轴向焊接固连或径向焊接固连。

进一步地，所述环形凸台设置在所述齿轮的腹部；或者设置在结合齿圈的内侧壁；或者一部分设置在齿轮腹部，一部分设置在结合齿圈的内侧壁。

本发明的优点在于：

1、现有技术是在结合齿圈上设置锥面体，同步器的内摩擦环的内锥面与一对结合齿圈的锥面体相配合，形成其中一对摩擦副；而本发明是在齿轮总成上设置内壁为锥面的环形凸台，将同步器的外摩擦环嵌入到该环形凸台中，从而减小了同步器的轴向安装距，能够在不增大变速器总长度的情况下，增加齿轮的齿宽，提高了齿轮的弯曲疲劳和接触疲劳寿命；由于本发明减小了同步器的安装距，当不改变现有齿轮齿宽的情况下，可以减小变速器的总长度。

2、本发明的齿毂上具有长花键齿和短花键齿，长花键齿与短花键齿之间能够形成容纳锁止环上花键锁止齿的空间，从而能够将锁止环嵌入齿毂中，进一步减小了同步器的轴向尺寸，从而使得滑动齿套的挂挡行程减小，因而在驾驶室挂挡行程不变的情况下，能够允许变速器摇臂的长度增大，实现大的杠杆比，提高了同步器的换挡能力，降低司机的挂挡力和摘挡力，挂挡更加轻便。

3、本发明中滑动齿套采用长短齿分离式设计，长齿不参与锁止，使得长齿端面与齿圈端面的距离能够做的更小，降低了二次拨环冲击的概率。

4、传统方案中滑动齿套只具有长齿，既参与啮合挂挡又参与锁止，锁止角只有一种，无法兼顾锁止可靠和快速进入方便挂挡的需求，只能折中选择锁止角的角度；而本发明中滑动齿套采用长短齿分离式设计，长齿负责啮合挂挡，长齿上的锁止角可以小一些，以便于快速进入挂挡，而短齿负责锁止，短齿上的锁止角可以大一些，以提高锁止可靠性。

5、传统结构中外摩擦环内锥面与齿圈锥台的外锥面配合形成摩擦副，如图16中(a)所示；而本发明通过外摩擦环外锥面与齿轮总成上环形凸台的内锥面配合形成的摩擦副，如图16中(b)所示；因而相对于传统结构，本发明摩擦半径大体增大了大约一个外摩擦环锥台的厚度，进而摩擦力矩增大，使得同步器的换挡性能显著优化，同步容量更大。

6、传统的结合齿圈与齿轮之间采用花键连接，使得同步器径向空间受到限制；而本发明取消了齿圈与齿轮之间的花键连接，节省了径向空间，因此较传统同步器结构重量轻、成本低、节省空间；同时降低了转动惯量、拖曳扭矩，提升了整箱效率。

7、本发明采用钢球弹簧封装式滑块体，可保证在同步器挂上档后，钢球和弹簧不能从滑块体中脱出，由此可以使用较小的滑动齿套宽度，从而实现较小的安装距和挂挡行程。

8、本发明在外摩擦环的小端面、中间环的小端面上均开设有润滑油槽，润滑油在离心力的作用下先进入齿轮端面，最后进入两个摩擦副的锥面间，便于对摩擦锥面润滑，带走摩擦过程中产生的热量。

附图说明

图1是本发明的结构原理示意图。

图2是本发明中滑动齿套的结构示意图。

图3是本发明中滑动齿套的局部放大图一。

图4是本发明中齿毂的结构示意图。

图5是本发明中锁止环的结构示意图。

图6是本发明中外摩擦环的结构示意图。

图7是本发明中中间环的结构示意图。

图8是本发明中中间环的另一种结构的示意图。

图9是第一齿轮总成和第二齿轮总成的结构示意图。

图10是摩擦锥环润滑油路的示意图。

图11是齿轮与结合齿圈一体式花键精密锻造成型结构示意图，其中(a)为第一齿轮与第一结合齿圈一体式成型结构示意图；(b)为第二齿轮与第二结合齿圈一体式成型结构示意图。

图12是齿轮与结合齿圈分体式轴向焊接结构示意图，其中(a)为第一齿轮与第一结合齿圈分体式轴向焊接结构示意图；(b)为第二齿轮与第二结合齿圈分体式轴向焊接结构示意图。

图13是齿轮总成与结合齿圈分体式径向焊接结构示意图，其中(a)为第一齿轮与第一结合齿圈分体式径向焊接结构示意图；(b)为第二齿轮与第二结合齿圈分体式径向焊接结构示意图。

图14是本发明的***图。

图15是本发明齿轮总成上的环形凸台的另外两种不同的设置位置示意，(a)为环形凸台一部分位于齿轮腹部，一部分位于结合齿圈内侧壁上；(b)为环形凸台位于结合齿圈内侧壁上。

图16是传统结构中外摩擦环摩擦半径与本发明外摩擦环摩擦半径的对比示意，(a)为传统结构中外摩擦环的摩擦半径示意，外摩擦环的内锥面与齿圈锥台外锥面配合形成摩擦副；(b)为本发明中外摩擦环的摩擦半径示意，外摩擦环的外锥面与环形凸台的内锥面配合形成摩擦副。

附图标记说明：

1-滑动齿套；11-标准啮合齿；111-第一倒角斜面；12-锁止齿；121-第二倒角斜面；13-限位凸台；14-弧形结构；15-退刀槽；16-球状凹槽；

2-齿毂；21-卡槽；22-径向凹槽；23-槽状结构；24-第一让位槽；25-长花键齿；26-短花键齿；

3-钢球弹簧封装式滑块体；31-钢球；32-弹簧；33-滑块；

4-第一锁止环；41-让位豁口；42-花键锁止齿；421-斜面；43-第二让位槽；44-圆角；45-第一孔槽；46-凸耳；

5-第一中间环；51-第二凸爪；52-第二勺状结构；53-第二润滑油槽；54-沉槽状结构；

6-第一外摩擦环；61-第一凸爪；62-第一勺状结构；63-第一润滑油槽；

7-第一齿轮总成；71-第一齿轮；72-第一结合齿圈；721-第一结合齿；73-第一内锥面；74-第二凹槽；

8-第二齿轮总成；81-第二齿轮；82-第二结合齿圈；821-第二结合齿；83-第二内锥面；84-凹槽；

9-第二锁止环；

101-第二外摩擦环；102-第二中间环。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步说明。

如图1、14所示，本发明所提供的嵌入式紧凑型高性能同步器，设置在第一齿轮总成7与第二齿轮总成8之间，第一齿轮总成7由第一齿轮71和第一结合齿圈72构成；第二齿轮总成8由第二齿轮81和第二结合齿圈82构成。

该嵌入式紧凑型高性能同步器包括沿轴向依次设置的第一摩擦环组件、第一锁止环4、齿毂2、第二锁止环9、第二摩擦环组件；在齿毂2的外圆周上套设有滑动齿套1；在滑动齿套1与齿毂2之间还设置有钢球弹簧封装式滑块体3，该钢球弹簧封装式滑块体3具体设置在齿毂2的径向凹槽22中，齿毂2的结构如图4所示。

第一摩擦环组件与第二摩擦环组件结构相同；第一摩擦环组件包括径向套设的第一外摩擦环6和第一中间环5，第二摩擦环组件包括径向套设的第二外摩擦环101和第二中间环102；其中，第一外摩擦环6的外锥面与第一齿轮71上环形凸台的第一内锥面73组成第一摩擦副，第一外摩擦环6的内锥面与第一中间环5的外锥面组成第二摩擦副；第二外摩擦环101的外锥面与第二齿轮81上环形凸台的第二内锥面83组成第三摩擦副，第二外摩擦环101的内锥面与第二中间环102的外锥面组成第四摩擦副；第一齿轮7、第二齿轮8上环形凸台的第一内锥面73和第二内锥面83的锥面结构如图9所示；在同步过程中，第一摩擦副和第二摩擦副的锥面同时工作起摩擦同步作用，或者第三摩擦副和第四摩擦副的锥面同时工作起摩擦同步作用。

组成第一摩擦副的任一锥面上可以采用摩擦材料，例如可以在第一外摩擦环6的外锥面增加摩擦材料或在第一齿轮71环形凸台的第一内锥面73上增加摩擦材料。

组成第二摩擦副的任一锥面上可以采用摩擦材料，例如可以在第一外摩擦环6的内锥面增加摩擦材料或在第一中间环5的外锥面增加摩擦材料。

上述两种增加摩擦材料的方式可以组合使用，即可以在第一外摩擦环6的内、外锥面都增加摩擦材料，则此时第一齿轮71环形凸台的第一内锥面73以及第一中间环5的外锥面无需再增加摩擦材料；或者，在第一外摩擦环6的内、外锥面都无摩擦材料，而在第一齿轮71环形凸台的第一内锥面73以及第一中间环5的外锥面上均增加摩擦材料。

增加的摩擦材料可以为粘接碳纤维、碳颗粒等碳复合摩擦材料，或者为喷钼、铜合金、烧结铜、以及树脂类摩擦材料。

对于第三摩擦副、第四摩擦副锥面上增加摩擦材料的方案分别与上述第一摩擦副、第二摩擦副相同，在此不再赘述。

如图1、4所示，钢球弹簧封装式滑块体3包括钢球31、弹簧32和滑块33；滑块33嵌套于齿毂2的径向凹槽22中，不可沿齿毂2径向移动，但可沿齿毂2轴向移动；弹簧32设置在滑块33中，钢球31和弹簧32封装成一体，钢球31不能自行脱出，且钢球31可在滑动齿套1下端的球状凹槽16中自由滑动并沿径向作伸缩运动。

如图3、9所示，滑动齿套1的内齿有两种形式，分别为长齿组和短齿组；长齿组与短齿组沿滑动齿套内圆均匀交替布置；长齿组包括多个标准啮合齿11；标准啮合齿11用于在同步器挂挡后与第一齿轮总成7的第一结合齿圈72的第一结合齿721啮合，或者与第二齿轮总成8的第二结合齿圈82的第二结合齿821啮合，以传递动力；标准啮合齿11在轴向方向上的两侧具有第一倒角斜面111。短齿组包括多个锁止齿12；锁止齿12用于与锁止环4的花键锁止齿42啮合，以进行锁止；锁止齿12在轴向方向上的两侧具有第二倒角斜面121，该第二倒角斜面121用于与锁止环4的花键锁止齿42上的斜面421接触，以在同步器同步速差过程中锁止贴紧，提高锁止的可靠性。标准啮合齿11、锁止齿12的齿形和锁止角角度(本发明锁止角有两种，分别由第一倒角斜面111和第二倒角斜面121决定)可根据实际所需达到的功能灵活选择。

为便于采用倒角机加工锁止齿12，避免倒角机的刀杆与标准啮合齿11干涉，在相邻长齿组与短齿组之间设置退刀槽15，具体可通过去除滑动齿套1上靠近长齿组的若干锁止齿12形成退刀槽15，如图2、图3所示。

短齿组中的锁止齿12可以划分为两个相同的锁止单元，在两个锁止单元之间设置限位凸台13，该限位凸台13用于和第一齿轮总成7的第一结合齿圈72的第一结合齿721接触，或者与第二齿轮总成8的第二结合齿圈82的第二结合齿821接触；当滑动齿套1轴向移动一定距离后，限位凸台13与第一齿轮总成7的第一结合齿721接触，或与第二齿轮总成8的第二结合齿821接触，从而限制滑动齿套1继续轴向移动，实现挂挡到位限位功能；限位凸台13可以为等腰梯形限位凸台、花键齿形限位凸台、矩形限位凸台、正方形限位凸台、半圆形限位凸台或盆形限位凸台。同时，需要在齿毂2上相应位置处去除多个齿后形成第一让位槽24(如图4所示)、在第一锁止环4上对应位置处去除多个花键锁止齿42后形成第二让位槽43(如图5所示)，以便避免与滑动齿套1上的限位凸台13发生干涉，从而使得滑动齿套1可以轴向顺利滑动；滑动齿套1上布设的限位凸台13与齿毂2和第一锁止环4上相应的去齿数量可以为3、4、5、6个或以上，达到不发生干涉目的即可。

为便于加工锁止齿12，在滑动齿套1内圈位于锁止齿12根部处设置一大圆弧或三圆弧拼接的弧形结构14，便于用大直径的铣刀进行加工。

如图5所示，第一锁止环4为圆环状，其圆周外侧壁上间隔设置有多组锁止齿组，每组锁止齿组包括多个花键锁止齿42；花键锁止齿42的齿侧上具有斜面421，该斜面421用于与滑动齿套1的锁止齿12两侧第二倒角斜面121相接处；相邻两个锁止齿组之间形成一个让位豁口41，该让位豁口41能够避免第一锁止环4与齿毂2的花键齿发生干涉；在让位豁口41的槽底处还倒有圆角44(也可以为倒角)，以避免与齿毂2的齿缘发生干涉；在每个让位豁口41的中部，还设置有沿径向外凸的凸耳46。第二锁止环9与第一锁止环4的结构相同，且第二锁止环9与滑动齿套1和齿毂2之间的配合关系，与第一锁止环4与滑动齿套1和齿毂2之间的配合关系相同。

如图4所示，齿毂2上间隔设置有用于与第一锁止环4的凸耳46配合的多个卡槽21，当二者配合时，第一锁止环4相对于齿毂2只能转动1/4周节或半个齿距，此时滑动齿套1沿齿毂2轴向移动时可实现锁止环4的花键锁止齿42的斜面421与滑动齿套1的锁止齿12的第二倒角斜面121贴合而锁止；锁止环4上布设的凸耳46与齿毂2上设置的卡槽21的数量相等，可以为3、4、5、6个或以上。

为了将第一锁止环4嵌套在齿毂2上，齿毂2具有交替设置的长花键齿25和短花键齿26，短花键齿26与相邻的长花键齿25之间形成用于容纳第一锁止环上花键锁止齿42的槽状结构23；第一锁止环4嵌套在齿毂2上后，其花键锁止齿42径向嵌套在齿毂2上的槽状结构23中，槽状结构23的数量可以为3、4、5、6个或以上，如图4所示。

如图6所示，第一外摩擦环6大端端面上沿周向设有多个第一凸爪61；如图5所示，在第一锁止环4上设有与第一凸爪61相适配的第一孔槽45(即可以为通孔，也可以为凹槽)；通过第一凸爪61与第一孔槽45的配合，可使得第一外摩擦环6与第一锁止环4可沿周向同步转动；第一凸爪61可为矩形、腰形，第一孔槽45可为矩形、腰形、圆形、跑道形等；第一凸爪61与第一孔槽45的数量相等，可以为3、4、5、6个或以上。或者，可在第一外摩擦环6小端面上沿周向布设凹槽，而在第一锁止环4上设置与第一外摩擦环6小端面上凹槽相配合的凸台，通过凹槽与凸台的配合，使得第一外摩擦环6与第一锁止环4沿周向同步转动。第二外摩擦环101和第二锁止环9实现周向同步转动的方式与第一外摩擦环6和第一锁止环4实现周向同步转动的方式相同。

如图7所示，第一中间环5小端端面上沿周向设有多个第二凸爪51；如图9所示，在第一齿轮71上设有与第二凸爪51相适配的第二凹槽74；通过第二凸爪51与第二凹槽74的配合可以使得第一中间环5与第一齿轮总成7沿周向同步转动；第二凸爪51可为矩形、腰形，第二凹槽74可以为矩形、盆形、腰形、圆形、跑到形等；第二凸爪51与第二凹槽74的数量相等，可以为3、4、5、6个或以上。或者，也可在第一中间环5大端面上沿周向布设多个凹槽，而在第一齿轮71上设置相应的凸台，通过凹槽与凸台的配合使得第一中间环5与第一齿轮总成7可沿周向同步转动。第二中间环102和第二齿轮总成8实现周向同步转动的方式与第一中间环5和第一齿轮总成7实现周向同步转动的方式相同，即在第二齿轮总成8上设置凹槽84，在第二中间环102上设置相配合的凸爪。

为避免第一外摩擦环6上的第一凸爪61根部发生断裂，在第一凸爪61的根部处加工有由圆弧面和斜面构成的第一勺状结构62，如图6所示；同理，在第一中间环5上的第二凸爪51的根部处加工有由圆弧面和斜面构成的第二勺状结构52，如图7所示。在其他实施例中，第二勺状结构52也可以替换为如图8所示的沉槽状结构54，同理，勺状结构62也可以替换为沉槽状结构。

为了便于对同步器的摩擦副锥面润滑，带走摩擦过程中产生的热量，第一外摩擦环6的小端端面上还开设有第一润滑油槽63(如图6所示)，第一中间环5的小端端面上开设有第二润滑油槽53(如图7所示)；第一润滑油槽63和第二润滑油槽53的数量可以为3、4、5、6个或以上，截面可以为梯形、矩形、正方形、U形或V形等，且根部可以增加圆弧过渡；形成的油路润滑路径在齿轮总成旋转的离心力的作用下按图10所示箭头方向流动，变速器齿轮油径向沿第一润滑油槽63、第二润滑油槽53从中心向外侧流动，并在第一摩擦副、第二摩擦副的摩擦锥面小端分流，分别从第一摩擦副、第二摩擦副小端面流入，从大端面流出，再从齿毂2的边缘处端面与第一齿轮总成7、第二齿轮总成8上的结合齿圈的端面之间流出，最后流入变速器壳体底部，形成一闭环润滑回路，不断对同步器摩擦锥面进行润滑，带走同步过程中摩擦产生的热量，使得摩擦材料可以长久的工作。

第二外摩擦环101与第一外摩擦环6结构相同，第二中间环102与第一中间环5结构相同，此处不再详述。

本发明中，第一齿轮总成7的第一结合齿圈的第一结合齿721、第二齿轮总成8的第二结合齿圈82的第二结合齿821均为外花键，在轮齿外径较小情况下可采用插齿加工工艺加工，此时插齿到轴向不会与轮齿端面干涉，如图9所示。结合齿圈与齿轮也可采用如图11所示一体化整体结构，结合齿圈上的外花键可通过精密锻造成型技术进行加工。亦可采用焊接工艺将齿轮与结合齿圈焊接成一体，焊接方式可采用如图12所示的轴向焊接或者如图13所示的径向焊接。其中，径向焊接可采用钎焊或电子束焊接方式，亦可采用热处理前焊接或者热处理前防渗热处理后再焊接的方式。

本发明的工作原理和过程：

由于第一锁止环4嵌套在齿毂2中，第一锁止环4被齿毂2带动周向同步转动；第一摩擦环6与第一锁止环4凹凸配合连接，第一摩擦环6与第一锁止环4同步转动；因此，齿毂2、第一锁止环4和第一摩擦环6三者同步转动；

第一中间环5与第一齿轮总成7凹凸配合连接，同步转动；

当推动滑动齿套1轴向左动进行挂档时，滑动齿套1的球状凹槽16带动钢球弹簧封装式滑块体3一起轴向移动，钢球弹簧封装式滑块体3的端面与第一锁止环4的端面相接触，钢球弹簧封装式滑块体3推动第一锁止环4轴向移动，第一锁止环4推动第一中间环5沿第二摩擦副锥面移动，在第一锁止环4和第一中间环5移动的过程中，第一摩擦副和第二摩擦副的锥面逐渐贴紧，当第一摩擦副和第二摩擦副锥面的各锥面之间没有间隙时，第一摩擦副和第二摩擦副锥面均贴紧，从而在摩擦副锥面产生的周向摩擦力矩作用下第一摩擦环6带动第一锁止环4转动，当第一锁止环4的花键锁止齿42相对于齿毂2转动1/4周节或半个齿距时，滑动齿套1轴向运动至其上的锁止齿12与锁止环4的花键锁止齿42齿面贴合并处于锁止状态，同步器开始起同步作用，滑动齿套1、齿毂2、第一锁止环4、第一外摩擦环6为同一转速，第一齿轮总成7与第一中间环5为另一转速，随着摩擦锥面的不断摩擦，两种转速最终达到一致，同步过程结束。

接着在挂挡力作用下，滑动齿套1继续轴向移动将钢球弹簧封装式滑块体3的钢球压下，钢球弹簧封装式滑块体3的弹簧进一步被压缩，滑动齿套1短齿组上的第二倒角斜面121挤压第一锁止环4的斜面421，迫使第一锁止环4反转1/4周节或半个齿距，此时滑动齿套1的短齿组的齿顶对应第一锁止环4上花键锁止齿42的齿槽，使得滑动齿套1能够继续轴向移动，越过滑块体3的钢球和第一锁止环4，滑动齿套1的标准啮合齿11与第一齿轮总成7的第一结合齿圈72的结合齿721进行啮合，最终到达指定位移后停止移动，完成挂档过程。

推动滑动齿套1轴向右移进行挂档的原理与上述左移挂档的原理相同。

需要说明的是，在某些应用场合，只需要给一边挂档，此时，可以在上述实施例的基础上，省略齿毂2其中一端的锁止环和摩擦环组件，即仅在齿毂2的其中一端设置锁止环和摩擦环组件。

在其他实施例中，与外摩擦环外锥面配合形成摩擦副的环形凸台可以一部分位于齿轮腹部，一部分位于结合齿圈内侧壁，如图15中(a)所示，也可以仅设置在结合齿圈内侧壁，如图15中(b)所示。