同步器锁止条件分析

同步器锁止问题分析

在这里分同步器设计和换挡操纵机构两方面分析一下：

(一)、同步器设计

同步器的容量对同步器同步时间起很大作用，容量增大，换挡力、换档时间均会缩小。 增加锥面尺寸、数量及锥面与同步器锁环间的磨擦系数等都会增大同步器锥面的磨擦扭矩。对于批量定型生产的同步器锥面尺寸由于空间有限，不能改变。但对于摩擦系数改变起来就相对容易。改变同步环材料，及齿轮润滑油对改变锥面磨擦副的磨擦系数作用明显，摩擦系数在变速器的使用过程中的稳定性是影响变速器操作性能的另一重要因素，一般要求用于制作同步环的材料在粘度较小和粘度较大的润滑油中能够保证摩擦系数的稳定性。制作同步环的材料有铜基合金材料锰黄铜和铝黄铜此种材料广泛应用于我厂S5系列变速箱中，经汽研试验证明铝黄铜的摩擦性能略优于锰黄铜，525Q7即采用铝黄铜。另外采用钢环喷钼的方法制作的同步环在提高摩擦系数及增加同步环强度方面有较突出的优点，在中重型卡车的变速箱中应用广泛。其它材料如树脂、碳纤维等摩擦性能优良的新材料相继得到应用。在匹配南汽的变速箱中，我厂在不改变同步器尺寸的情况下，采用喷钼同步环，经整车试驾后，厂方对整车的换挡性能表示满意。

除同步器的容量和材料的摩擦性能外，同步器的锁止条件和同步器的设计形式是关键因素，下面以同步器的锁止条件为主线，分析例举到几种同步器形式，通过分析其性能特点给出各型同步器的设计特点。

同步器的设中锁止，锁止条件的确立须适当，定量描述锁止条件的参数为阻力比：

γ= Ti

Tc ① Tc:同步器锥面的摩擦力矩

Ti:同步环节圆上的拨环力矩

必须满足条件γ≥1，γ选取过大，虽然可保证在同步器未同步前，同步器齿套决不会推开同步环与锥体接合，但对于锁环式同步器势必要选择较大的锁止角β这会使同步解除力与时间的乘积增大、同步器的啮合力增大、使同步器的操纵性能变坏。相反γ选取过小（接近1）会使同步器性能变差，易产生挂档冲击。

锥面摩擦力矩:

T c =c c c r u θsin **F ② 拨环力矩:

T i =R i *F*)2

tan 2tan *1(i

i i

i u u θθ+- ③ F : 同步齿套上的操纵力 r c :同步锥体的有效半径，r c =

31[（D 3w -D 3i ）/(D 2w -D 2i ) ④ i u :齿套锁止角斜面与同步环锁止角斜面的摩擦系数

c u :锥体与同步环之间的摩擦系数，铜基材料的同步环与钢质锥体在齿轮油润滑下取 c u =0.08–0.11

c θ：锥体锥面角，为防止同步环自锁在锥体上，选取时应使tan c θ≥c u ,当c u =0.11时c

θ≥6.28°实际应用时常取

c θ =6.5°、7°、8°等。

i θ:同步环锁止角

i r :同步环节圆半径

由以上①②③可得锥体锥面角c θ与同步环锁止角i θ之间的关系式为： tan 2i θ≥c

i i c c i c c c i u r r u u r u r θθsin sin +- ⑤ 由上式可得当

i u ↗时，式⑤右端分母↗，分子↘所以c i i c c i c c c i u r r u u r u r θθsin sin +-↘由此可见取i u =0会使同步环锁止角i θ的取值趋于安全，⑤式简化为：

tan 2i θ≥c

c c i r u r θsin ⑥ 由上式可得当 c u ↘时，i θ↗。 因此c θ取下限值时确定的锁止角i θ更为安全。 举例说明:

某锁环式同步器铜基同步环节圆半径:i r =50.3625

锥面大端直径D W =91, 小端直径 D i =88.5代入式④得：

r c =44.8779

锥体锥面角c θ=7°

锥体与同步环之间的摩擦系数c u =0.08

将以上参数代入式⑥ 可得：

i θ ≥119.3488° ，考虑ui=0.08 i θ≥110.2009°

此同步环实际锁止角取114°由此可见要保证锁止条件的成立，有以下几项措施： ?要尽量控制摩擦系数c u 靠近上限值；

?将锥体锥面角c θ改为6.5°； ?再来看一下式⑥可看出比值c

i r r ↘，同步环锁止角i θ↘由此可得还可以在保证同步环刚度的前题下适当降低c

i r r 的值来满足此同步器的锁止条件。 由?可知相对于锁环式同步器，锁销式同步器可使

c i r r 的值更小，这就是锁销式同步器可采用更小的锁止角的原因。

举例说明:

某锁销式同步器锥面大端直径D W =197, 小端直径 D i =193.3, 代入式④得：r c =97.5779

拨环力作用节圆半径为i r =76.5

锥体锥面角c θ=7°

锥体与同步环之间的摩擦系数c u =0.08

将以上参数代入式⑥ 可得：

i θ ≥100.1205°

此同步器实际的锁止角取i θ=90°由此可见要保证锁止条件的成立，以上三种措施同样适用于锁销式同步器。

通过以上两例分析锁止角i θ理论计算值要较实际采用值要大一些，这主要是由于以下两种原因造成的：

⒈ 取锥体与同步环之间的摩擦系数c u =0.08，一般计算时取c u =0.1，这时计算值与实际取值会满足锁条件。

⒉ 忽略了齿套锁止角斜面与同步环锁止角斜面的摩擦系数i u 的影响，实际上不可能做到i u =0。

再举一多锥同步进行分析：

对于连接式双锥同步器，其锥面摩擦力矩来源于两个锥面（内锥面、外锥面）：

T c =（c c c r u θsin *+c

c c r u θsin ''*）*F ⑦

设B=c i c c r r u θsin *+c

i c c r r u θsin ''* ⑧ 由①③⑦⑧式得:

tan

2i θ≥???? ??+-i i u B B u 1 ⑨

由式⑨仍可看出当i u ↗时，i θ↘，由此可见取i u =0会使同步环锁止角i θ的取值趋于安全。 因此⑨简化为： tan

2i θ≥??

? ??B 1 ⑩ 举例说明:

某连接式双锥同步器同步环节圆半径i r =60

锥体锥面角c θ=8°

外锥面大端直径D W =105，小端直径 D i =103代入式④得：

r c =52.0016

内锥面大端直径D W =97，小端直径 D i =95.15代入式④得：

r 'C =48.03898

将r c 、r 'C 、i r 、c θ代入式⑧得： B=1.198035

将B 代入式⑩得：

i θ ≥79.70352°

此双锥同步器锁止角的取值为110°，由计算上可知双锥同步器可取用更小的锁止角，适当地减小同步器的锁止角在同步后可减少同步解除力与时间的乘积，减少同步啮合力与时间的乘积，从而改善同步器的操纵性能。

由以上分析计算可知，采用多锥同步器即可提高同步器的容量，又节省空间，基本与单锥同步器所占用的空间相同。

汽车锁环同步器说明书资料

同步器说明书 同步器说明书 同步器分为常压式，惯性式和惯性增力式。但是在现在的汽车领域中，得到广泛使用的是惯性式同步器。 惯性式同步器有锁销式，滑块式，锁环式，多片式和多维式几种。

今天我们设计的是以款锁环式同步器。 一，同步器工作原理： 同步器换挡过程由三个阶段组成。 第一阶段：同步器离开中间位置，做轴向移动并靠在摩擦面上。摩擦面相互接触瞬间，由于齿轮的角速度和滑动齿套的角速度不同，在摩擦力矩作用下锁销相对滑动齿套转动一个不大的角度，并占据锁止位置。此时锁止面接触，阻止了滑动齿套向换挡方向移动。 第二阶段：来自手柄传至换挡拨叉并作用在滑动齿套上的力F，经过锁止元件又作用在摩擦面上。由于齿轮的角速度和滑动齿套的角速度不相同，在上述表面产生摩擦力。滑动齿套和齿轮分别与整车和变速器输入转动零件相连接。于是，在摩擦力矩作用下，滑动齿套和齿轮的转速逐渐接近，其角速度差减小了。在角速度差等于零的瞬间同步过程结束。 第三阶段：角速度差等于零，摩擦力矩消失，而轴向力F仍作用在锁止元件上，使之解除锁止状态，此时滑动锁套和锁销上的斜面相对移动，从而使滑动齿套占据了换挡位置。 二，主要参数的确定 1．摩擦系数f 汽车在行驶过程中换挡，特别是在高档区换挡次数较多，意味着同步器工作频繁。同步器是在同步环与连接齿轮之间存在角速度差的条件下工作，要求同步环有足够的使用寿命，应当选用耐磨性能良好的材料。为了获得较大的摩擦力矩，又要求用摩擦因素大而且性能稳

定的材料制作同步环。另一方面，同步器在油中工作，使摩擦因数减小，这就为设计工作带来困难。 摩擦因数除与选用的材料有关以外，还与工作面得表面粗糙度，润滑油种类和温度等因素有关。作为与同步环锥面接触的齿轮部分与齿轮做成一体，用低碳合金钢制成。对锥面的表面粗糙度要求比较高，用来保证在使用过程中摩擦因数变化小。若锥面的表面粗糙度差，在使用过程初期容易损害同步环锥面。 同步环常选用能保证具有足够高的强度和硬度,耐磨性能良好的黄铜合金制造，如锰黄铜，铝黄铜和锡黄铜等。早期用青铜合金制造的同步环因使用寿命短，已经遭淘汰。 由黄铜合金与钢材料构成的摩擦副，在油中工作的摩擦因数f取为0.1. 摩擦因数f对换挡齿轮和轴的角速度能迅速达到相同有重要作用。摩擦因数大，换挡省力或缩短同步时间；摩擦因数小则反之，甚至失去同步作用。为此，在同步环锥面处制有破坏油膜的细牙螺纹槽及与螺纹槽垂直的泄油槽，用来保证摩擦面之间有足够的摩擦因数。 2.同步环主要尺寸的确定 （1）同步环锥面上的螺纹槽 如果螺纹槽螺线的顶部设计的窄些，则刮去存在于摩擦锥面之间的油膜效果好。但顶部宽度过窄会影响接触面压强，使摩擦加快。试验还证明：螺纹的齿顶宽对f的影响很大，f随齿顶的磨损而降低，换挡费力，故齿顶宽不易过大。螺纹槽设计得大些，可使被刮下来的

同步器锁止条件分析

同步器锁止问题分析 在这里分同步器设计和换挡操纵机构两方面分析一下： (一)、同步器设计 同步器的容量对同步器同步时间起很大作用，容量增大，换挡力、换档时间均会缩小。 增加锥面尺寸、数量及锥面与同步器锁环间的磨擦系数等都会增大同步器锥面的磨擦扭矩。对于批量定型生产的同步器锥面尺寸由于空间有限，不能改变。但对于摩擦系数改变起来就相对容易。改变同步环材料，及齿轮润滑油对改变锥面磨擦副的磨擦系数作用明显，摩擦系数在变速器的使用过程中的稳定性是影响变速器操作性能的另一重要因素，一般要求用于制作同步环的材料在粘度较小和粘度较大的润滑油中能够保证摩擦系数的稳定性。制作同步环的材料有铜基合金材料锰黄铜和铝黄铜此种材料广泛应用于我厂S5系列变速箱中，经汽研试验证明铝黄铜的摩擦性能略优于锰黄铜，525Q7即采用铝黄铜。另外采用钢环喷钼的方法制作的同步环在提高摩擦系数及增加同步环强度方面有较突出的优点，在中重型卡车的变速箱中应用广泛。其它材料如树脂、碳纤维等摩擦性能优良的新材料相继得到应用。在匹配南汽的变速箱中，我厂在不改变同步器尺寸的情况下，采用喷钼同步环，经整车试驾后，厂方对整车的换挡性能表示满意。 除同步器的容量和材料的摩擦性能外，同步器的锁止条件和同步器的设计形式是关键因素，下面以同步器的锁止条件为主线，分析例举到几种同步器形式，通过分析其性能特点给出各型同步器的设计特点。 同步器的设中锁止，锁止条件的确立须适当，定量描述锁止条件的参数为阻力比： γ= Ti Tc ① Tc:同步器锥面的摩擦力矩 Ti:同步环节圆上的拨环力矩 必须满足条件γ≥1，γ选取过大，虽然可保证在同步器未同步前，同步器齿套决不会推开同步环与锥体接合，但对于锁环式同步器势必要选择较大的锁止角β这会使同步解除力与时间的乘积增大、同步器的啮合力增大、使同步器的操纵性能变坏。相反γ选取过小（接近1）会使同步器性能变差，易产生挂档冲击。 锥面摩擦力矩: T c =c c c r u θsin **F ② 拨环力矩: T i =R i *F*)2 tan 2tan *1(i i i i u u θθ+- ③ F : 同步齿套上的操纵力 r c :同步锥体的有效半径，r c = 31[（D 3w -D 3i ）/(D 2w -D 2i ) ④ i u :齿套锁止角斜面与同步环锁止角斜面的摩擦系数

双锥面同步器简介解读

双锥同步器与单锥同步器的同步性能 比较及设计计算 摘要： 本文以原微发技术开发部测绘开发的两轴式前置前驱动变速器DABS13-2为例，对双锥面齿环式同步器和单锥面齿环式同步器的同步性能进行了推理和计算，并通过对二种同步器的比较，说明双锥（多锥）齿环式同步器同步性能上的优点。 关键词：变速器、同步器、双锥面 一．前言 同步器是改善汽车机械式变速器换档性能的主要零部件，它能够使换档操纵轻便快捷，减轻驾驶员的劳动强度；可以保证换档时变速器齿轮啮合不受冲击，消除噪音，提高齿轮及传动系统的平均使用寿命；并对提高汽车行驶安全性和乘坐舒适性，改善汽车起步时的加速性和燃料经济性起着极其重要的作用。 在微发生产的变速器BS09、BS10及BS13等系列产品中，所采用的同步器均为单锥面齿环式同步器（以下简称单锥同步器），在合资公司引进的F5M41变速器产品技术中包含了双锥面齿环式同步器（以下简称双锥同步器）技术。目前，在国外的汽车机械式变速器上，双锥（多锥）同步器技术正处于推广应用的阶段，而国内该技术应用的却很少，同档次的发动机上只有即将投产的一汽大宇的发动机变速器采用了该技术。因此，对我们来说这是一项崭新且很有意义的课题。由于我们还没有这方面的生产实际经验，因此本文仅仅从性能的角度进行了推理，意在抛砖引玉，供大家参考。本文所示的双锥同步器，是在DABS13-2变速器的同步器基础上改制而成的。通过对改制前后的性能比较，阐明双锥面技术的意义。 由于本人水平有限，难免有不当之处，希望多多指教。 二．同步器的结构型式和工作原理 1．同步器的结构型式 通常同步器分为常压式和惯性锁止式两类。常压式同步器由于不能保证被连接零件完全同步之后再换档，故应用不广泛，现已基本淘汰。现代机械式变速器中广泛应用的是惯性锁止式同步器。 惯性锁止式同步器根据锁止位置的不同又分为：锁块式同步器、锁销式同步器和锁环式同步器。锁环式同步器又分为齿环式同步器和增力环式同步器（Porsche）。而齿环式同步器根据同步锥面的数量不同又可分为：单锥式、双锥式和多锥式几种。

中国优质汽车同步器及齿环供应商名单

中国优质汽车同步器及齿环供应商名单 宝驰汽车部件有限公司 保定金龙汽车同步器齿环有限公司 保定永兴汽车同步器制造有限公司 长春天达汽车同步器齿轮制造公司 常州光洋轴承有限公司 大安市汽车零部件有限责任公司 福建晋江市益泰汽车配件厂 福建省石狮市同兴齿轮有限公司 桂林星火机械制造有限公司 贺尔碧格东方齿轮（泰州）公司 济南金华宇制造有限公司 江苏太平洋精锻科技股份有限公司 江苏泰州市追日齿轮厂 江苏追日汽车同步器有限公司 江阴全华丰精锻有限公司 晋江科纳精锻有限公司 晋江市罗山上郭汽车配件厂 晋江西园全顺汽车配件制造公司 昆山正大新成精密锻造有限公司 泸州长江机械有限公司

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《汽车同步器齿环用铜合金管》行业标准

《汽车同步器齿环用铜合金管》行业标准 讨论稿编制说明 1、工作简况 根据全国有色金属标准化技术委员会的通知，关于《汽车同步器齿环用铜合金管》行业标准制订的任务由高新张铜股份有限公司负责起草，并于2007年完成。 本标准为首次制订。我公司在接受此标准项目前已进行了三年多的市场调查跟踪及产品开发，从目前国内外标准状况看，尚无任何国家有此产品的国家标准及行业标准，也无国际标准可循。我公司通过各种途径，收集了德国大众，日本三菱、美国通用等公司企业标准，通过对比分析，再参照GB/T 1528、GB 5231，着手编制了本标准。 在编制该项标准过程中，从现场试验跟踪到实验数据收集，我们深入生产第一线，广泛收集资料，掌握第一手资料。作为生产企业，我们同客户保持广泛的合作，客户对我们的材料使用情况及市场最新的动态及时反馈给我们，从而使标准的制订更趋合理，具有科学性、可操作性。也使我们生产出的产品质量稳定可靠、满足市场的需求。 二、编制原则： 2006年1月，高新张铜股份有限公司接到关于《汽车同步器齿环用铜合金管》行业标准制订的任务后，马上成立了标准制订工作委员会，短时间内制订了工作计划和进度安排，并开始收集相关资料。 2006年6月，起草了“制订《汽车同步器齿环用铜合金管》行业标准”标准的调研函，同时向上海鑫申江铜加工厂，洛阳铜加工厂，上海大众汽车齿轮四厂，无锡代傲，昆山正大精密锻造有限公司，四川长江机械有限公司，武汉泛洲机械有限公司等9家国内主要的铜加工和使用单位进行发函调研。 三、制订背景 由于我国在汽车同步器齿环用铜合金管中，一直没有统一的行业标准，各大汽车配件厂商也一直使用汽车行业制订的标准对供应商进行要求，由于汽车同步器齿环用铜合金管牌号众多，且各企业对加工精度、性能、组织均有不同的要求，给供需双方带来很多不必要的麻烦。为了汽车同步器齿环用铜合金管能向一个正确、合理、规范的方向发展，特制订《汽车同步器齿环用铜合金管》行业标准。 四、制订原则： 1．有利于促进公平竞争和保护供需双方的合法权益。

锁环式惯性同步器结构与工作过程

锁环式惯性同步器结构与工作过程 锁环式惯性同步器是依靠摩擦作用实现同步。它可以从结构上保证接合套与待接合的花键齿圈在达到同步之前不可能接触，以避免齿间冲击和发生噪声。 轿车和轻、中型货车的变速器广泛采用锁环式惯性同步器，其结构和工作原理可以解放CAl091型汽车六档变速器中的五、六档同步器(图14—13a)为例说明。将花键毂15套装到第二轴上后，即用卡环18轴向固定。在花键毂两端与齿圈3和9之间，各有一个青铜制成的同步锁环(也称同步环)4和8。锁环上有断续的短花键齿圈(图14—13b)，花键齿的断面轮廓尺寸与齿圈3、9及花键毂15上的外花键齿均相同。 两个同步锁环上的花键齿，在对着接合套的一端，都有倒角(称锁止角)，且与接合套齿端的倒角相同。同步锁环具有与齿圈3和9上的锥形摩擦面锥度相同的内锥面，锥面上制出细牙的螺旋槽，以便两锥面接触后，破坏油膜，增加锥面间的摩擦。三个滑块5分别嵌合在花键毂的三个轴向槽b内，并可沿槽轴向滑动。三个定位销6分别插入三个滑块的通孔中。在弹簧16的作用下，定位销压向接合套，使定位销端部的球面正好嵌在接合套中部的凹槽a 中，起到空档定位作用。 滑块5的两端伸入锁环4和8的三个缺口c中。锁环的三个凸起部d分别伸入到花键毂的三个通槽e中，只有当凸起部d位于缺口e的中央时，接合套与锁环的齿方可能接合。

以变速器由五档换入六档(直接档)为例，锁环式惯性同步器的工作过程如图14—14所示。当接合套7刚从五档退到空档时 (图14—14a)，齿圈3和接合套7(连 同锁环4)都在其本身及其所联系 的一系列运动件的惯性作用下，继 续沿原方向(如图中箭头所示)旋 转。设它们的转速分别为n 3、n 7 和n 4，此时，n 4＝n 7，n 3＞n 7，即 n 3＞n 4。锁环4在轴向是自由的， 故其内锥面与齿圈3的外锥面并不 接触。 若要挂入六档，可用拨叉拨动 接合套7，并通过定位销6带动滑 块5一起向左移动。当滑块左端面 与锁环4的缺口c (图14—13)的端 面接触时，便推动锁环移向齿圈3， 使具有转速差(n 3＞n 4)的两锥面一 经接触便产生摩擦作用(图14— 14b)。齿圈3即通过摩擦作用带动 锁环相对于接合套超前 转过一个 图14-13 锁环式惯性同步器

锁销式同步器故障模式及解决措施

锁销式同步器的常见故障模式及解决措施 方向进乔湘鹤 （浙江万里扬变速器股份有限公司，浙江金华，321000）摘要】介绍锁销式同步器的结构、工作原理及主要故障模式，通过分析故障原因，制定解决措施，提高锁销式同步器的质量和性能。 【关键词】锁销式同步器；故障模式；解决措施 同步器是汽车变速器中影响汽车换挡性能的关键部件之一，同步器按结构一般可分为锁销式同步器和锁环式同步器。相对于锁环式同步器，锁销式同步器因其同步容量大、结构简单，可靠性高及制造成本低等优点，被广泛地应用在中、重型汽车变速器中。 锁销式同步器的结构及工作原理 常用的锁销式同步器的结构如图所示，它由定位销（三根）、同步环、滑动齿套、锁止销（三根）、弹簧（三根）、钢球（三颗）组成，定位销通过弹簧和钢球，连接在滑动齿套的孔中，同步环两端与锁止销铆接固定，空套在滑动齿套上。 换挡过程中，换挡拨叉带动滑动齿套向被同步齿轮移动，滑动齿套通过弹簧及钢球带动定位销移动，定位销将同步环推向被同步齿轮的锥盘，使同步环与被同步齿轮的锥盘接触，滑动齿套与锁销相对偏转，滑动齿套上的锁止面与锁销的锁止面接触。滑动齿套带动锁销移动，使同步环的锥面与被同步齿轮的锥盘锥面接触，产生摩擦力矩，在摩擦力矩的作用下，滑动齿套和被同步齿轮速度趋于一致，同步过程完成后，滑动齿套爬过锁止销的锁止面，齿套内花键挂上被同步齿轮的接合齿，完成换挡。 图1 锁销式同步器结构图 1.定位销 2.同步环 3.滑动齿套 4.锁止销 5.弹簧 6.钢球 锁销同步器的主要故障模式 锁销式同步器的故障模式主要有以下几种形式： 1换挡困难，挂挡困难主要指变速器入挡力较大，譬如减挡时，由于换挡困难，无法入

同步器设计

第五节同步器设计 同步器有常压式、惯性式和惯性增力式三种。常压式同步器结构虽然简单，但有不能保证啮合件在同步状态下(即角速度相等)换挡的缺点，现已不用。得到广泛应用的是惯性式同步器。 一、惯性式同步器 惯性式同步器能做到换挡时两换挡元件之间的角速度达到完全相等之前，不允许换挡，因而能完善地完成同步器的功能和实现对同步器的基本要求。 按结构分，惯性式同步器有锁销式、滑块式、锁环式、多片式和多锥式几种。虽然它们的结构不同，但都有摩擦元件、锁止元件和弹性元件。图3—17a所示锁销式同步器的摩擦件是同步环2和齿轮3上的凸肩部分，分别在它们的内圈和外圈设计有相互接触的锥形摩擦面。锁止元件位于滑动齿套1的圆盘部分孔中做出的锥形肩角和装在上述孔中、在中部位置处有相同角度的斜面锁销4。锁销与同步环2刚性连接。弹性元件是位于滑动齿套1圆盘部分径向孔中的弹簧7。在空挡位置，钢球5在弹簧压力作用下处在销6的凹槽中，使之保持滑动齿套与同步环之间没有相对移动。滑动齿套与同步环之间为弹性连接。图3—17b所示锁环式同步器摩擦元件，是通过滑动齿套8及锁环9上的锥面来实现的。

作为锁止元件是锁环9的内齿和做在齿轮10上的接合齿端部。齿轮10和锁环9之间是弹性连接。 图3—17 惯性式同步器结构方菜 a)锁销式b)锁环式 1、8--滑动齿套2--同步环3、10--齿轮4--锁销5--钢球6--销7--弹簧9--锁环 在惯性式同步器中，弹性元件的重要性仅次于摩擦元件

和锁止元件，它用来使有关部分保持在中立位置的同时，又不妨碍锁止、解除锁止和完成换挡的进行。 锁销式同步器的优点是零件数量少，摩擦锥面平均半径较大，使转矩容量增加。这种同步器轴向尺寸长是它的缺点。锁销式同步器多用于中、重型货车的变速器中。 滑块式同步器本质上是锁环式同步器，它工作可靠、零件耐用；但因结构布置上的限制，转矩容量不大，而且由于锁止面在同步锥环的接合齿上，会因齿端磨损而失效，因而主要用于轿车和轻型货车变速器中。 多锥式同步器的锁止面仍在同步环的接合齿上，只是在原有的两个锥面之间再插入两个辅助同步锥，如图3—18所示。由于锥表面的有效摩擦面积成倍地增加，同步转矩(在同步器摩擦锥面上产生的摩擦力矩)也相应增加，因而具有较大的转矩容量和低热负荷。这不但改善了同步效能，增加了可靠性，而且使换挡力大为减小。若保持换挡力不变，则可缩短同步时间。多锥式同步器多用于重型货车的主、副变速器以及分动器中。 惯性增力式同步器又称为波舍(Porsehe)式同步器，见图3—19。它能可靠地保证只在同步状态下实现换挡。只要啮合套和换挡齿轮之间存在转速差，弹簧片的支承力就阻止同步环缩小，从而也就阻止了啮合套移动。只有在转速差为零时，弹簧片才卸除载荷，于是对同步环直径的缩小失去阻

同步器设计实例

已知条件： 离合器从动片结构尺寸。 变速器档位数、档位排列及各档速比。 变速器各档位齿轮的结构尺寸。 变速器中心距。 匹配发动机最大功率时转速。 1．同步器理论设计计算： 1）转动惯量的计算：换档过程中依靠同步器改变转速的零部件包括：离合器从动片、一轴、中间轴、与中间轴齿轮相啮合的主轴上的常啮齿轮。统称为同步过程的输入端。（见同步系统简图）而输入端的转动惯量Jc的计算步骤是：首先计算上述相关零部件的转动惯量，而后按不同的档位转换到被同步的档位齿轮上去。 园柱体盘式零件的转动惯量计算公式为; 实心J=Q×D2/8g=（γ×π/32g）×D4×L 空心J=Q×（D2-d2）/8g =（γ×π/32g）×（D2+d2）×（D2-d2） 式中：Q—零件重量（克） D—零件外径（厘米） d—零件内径（厘米） g—重力加速度（980厘米/秒2） γ—材料比重（钢：7.85克/厘米3） L—零件厚度（厘米） 转动惯量的转换：基本公式为 J换=J×i=J×主动齿轮齿数/从动齿轮齿数 各档的总转动惯量ΣJ，需要将各相应零件的转动惯量转到被同步的零件上。 ΣJ=J+J换 2）角速度差Δω的计算：在理论设计计算中，一般是按角速度差的最大值计算。所以只有假设在两个角速度中有一个是相当为发动机最大功率时的转速的值，才是同步过程中的最大角速度差。 a.低档换高档：此时汽车处于加速过程，可以假定与整车相连的输出端（二轴及同步器齿套）换档时转速不变，仍为换档前的低档转速。而输入端（被同步齿轮）的转速则高于输

出端转速。输入端需要减速才能同步。只有假定换档前输入端的转速是相应于发动机最大功率的转速n N，才能得到角速度差的最大值Δωmax。所以： ω出=（2×π×n N/60）/i低 ω入=（2×π×n N/60）/i高 Δωmax=ω入-ω出= 2×π×n N/60×（1/i高-1/i低） b）高档换低档：此时汽车处于减速过程，亦可以假定与整车相连的输出端（二轴及同步器齿套）换档时转速不变，仍为换档前的高档转速。而输入端（被同步齿轮）的转速则低于输出端转速。输入端需要加速才能同步。只有假定换档前输入端的转速是相应于发动机最大功率的转速n N，才能得到角速度差的最大值Δωmax。所以： ω出=（2×π×n N/60）/i低 发动机在换档前的角速度ω发为： ω发=ω出×i高=（2×π×n N/60）×i高/i低 输入端（被同步齿轮）换档前的角速度为： ω入= ω发/i低= （2×π×n N/60）×i高/i2低 Δωmax=ω出-ω入 = 2×π×n N/60×（1/i低-i高/i2低） 2. 锁环式同步器的结构参数、尺寸设计计算： 根据同步器计算基本方程式（5）： P×μ×R锥/Sinα= Jc×Δω/ t 按已知条件：同步器输入端转动惯量Jc、角速度Δω均可计算出，而同步时间t一般在同步器设计时可取t = 0.5（S）。 根据式（5），即可计算出所需的同步摩擦力矩Mf值。 根据式（4）： Mf = P×μ×R锥 / Sinα 其中： 换档力P —为了换档轻便，力P应有所控制。按汽车行业标准QC/T 29063—1992中的有关规定： 轻型车中型车重型车 400N（最大） 500N（最大） 620N（最大） 同步锥面摩擦系数μ：在同步器设计计算时一般可取μ= 0.1

变速器和同步器图解 (1)

变速器和同步器图解 三轴五当变速器传动简图 1-输入轴 2-轴承 3-接合齿圈 4-同步环 5-输 出轴 6-中间轴 7-接合套 8-中间轴常啮合齿轮 此变速器有五个前进档和一个倒档，由壳体、第一轴（输入轴）、中间轴、第二轴（输出轴）、倒档轴、各轴上齿轮、操纵机构等几部分组成。 两轴五当变速器传动简图 1-输入轴 2-接合套 3-里程表齿轮 4-同步环 5-半轴 6-主减速器被动齿轮 7-差速器壳 8-半 轴齿轮 9-行星齿轮 10、11-输出轴 12-主减速 器主动齿轮 13-花键毂 与传统的三轴变速器相比，由于省去了中间轴，所以一般档位传动效率要高一些；但是任何一档的传动效率又都不如三轴变速器直接档的传动效率高。 同步器有常压式，惯性式和自行增力式等种类。这里仅介绍目前广泛采用的惯性式同步器。 惯性式同步器是依靠摩擦作用实现同步的，在其上面设有专设机构保证接合套与待接合的花键齿圈在达到同步之前不可能接触，从而避免了齿间冲击。 惯性同步器按结构又分为锁环式和锁销式两种。 其工作原理可以北京BJ212型汽车三档变速器中的二、三档同步器为例说明。花键毂7与第二轴用花键连接，并用垫片和卡环作轴向定位。在花键毂两端与齿轮1和4之间，各有一个青铜制成的锁环（也称同步环）9和5。锁环上有短花键齿圈，花键齿的断面轮廓尺寸与齿轮 1，4及花键毂 7上的外花键齿均相同。在两个锁环上，花键齿对着接合套8的一端都有倒角（称锁止角），且与接合套齿端的倒角相同。 锁环具有与齿轮1和4上的摩擦面锥度相同的内锥面，内锥面上制出细牙的螺旋槽，以便两锥面接触后破坏油膜，增加锥面间的摩擦。三个滑块2分别嵌合在花键毂的三个轴向槽11内，并可沿槽轴向滑动。在两个弹簧圈6的作用下，滑块压向接合套，使滑块中部的凸

同步器的工作原理及分类

同步器的工作原理及分类 1、无同步器时变速器的换档过程：一般采用移动齿轮或接合套换档，为使换档平顺，应 使待啮合的轮齿的圆周速度必须相等（同步）。 ·下面以无同步器的五档变速器中四、五档的互换过程为例加以说明： 图中： 1—第一轴；2—第一轴常啮齿轮；3—接合套；4—第二轴五档齿轮 5——第二轴；6——中间轴五档齿轮 （1）从低速变高速—四档变五档 1）四档时，V3= V2；欲挂五档，离合器分离接合套3右移，先进入空挡。 2）3与2脱离瞬间，V3= V2而V4 > V2，V4 > V3，会产生冲击，应停留。 3）因汽车传动系惯性质量大V3下降较慢，而V4下降较快，必有V3= V2时，此时挂档应平顺 （2）从高速变低速—五档变四档 1）五档时，V3= V4；欲挂五档，离合器分离，接合套3左移，先进入空挡。 2）3与2脱离瞬间，V3= V4而V4 > V2，V3 > V2，会产生冲击，应停留。 3）因V2 比V 3下降快，必无V3= V2时，此时应使离合器接合，并踩一下加速踏板使V2 > V3，而后再分离离合器待V3= V2时平顺挂档 2、同步器的功用及类型 （1）同步器的作用：是使接合套与待啮合的齿圈迅速同步，缩短换档时间；防止在同步前啮合而产生接合齿之间的冲击 （2）类型：分为常压式、惯性式和自增力式；目前广泛采用摩擦惯性同步装置（锁环、锁销式） 惯性式同步器是依靠摩擦作用实现同步的，在其上面设有专设机构保证接合套与待接合的花键齿圈在达到同步之前不可能接触，从而避免了齿间冲击。 1）锁环式：结构紧凑、便于合理布置，多用于轿车和轻型货车上 2）锁销式：结构形式合理，力矩较大，多适用于中型和大型货车上 3）同步器的一般结构：由同步装置（包括推动件、摩擦件）、锁止装置和接合装置三部分组成 3、锁环式惯性同步器的构造及工作原理 轿车和轻、中型货车的变速器广泛采用锁环式惯性同步器，其细部结构多种多样, 但工作原理是一样的 （1）锁环式惯性同步器的构造

摩擦惯性式同步器的故障诊断与检修

龙源期刊网 https://www.wendangku.net/doc/1d1614346.html, 摩擦惯性式同步器的故障诊断与检修 作者：李明刚殷挺峰 来源：《农机使用与维修》2015年第01期 摘要本文介绍了同步器的作用、结构原理，重点分析了同步器出现故障后，容易引起手 动变速器在换挡时出现换挡困难、跳挡等现象，并对锁环式和锁销式两种常见的摩擦惯性式同步器检修要点进行了说明，为驾驶者合理使用变速器及维修人员提高维修质量和效率提供参考。 关键词同步器故障诊断检修 1同步器的作用 同步器是在结合套式换挡的基础上发展起来的，其作用在于使结合套与待结合齿圈迅速同步，缩短换挡时间。其次起到锁止作用，保证结合套与待结合齿圈在达到同步前禁止啮合，从而避免换挡时齿间的冲击。现代汽车手动变速器前进挡几乎都采用了同步器，倒挡通常采用直齿滑动齿轮式换挡方式。 2摩擦惯性式同步器结构原理 摩擦惯性式同步器按锁止装置不同分为锁环式惯性同步器和锁销式惯性同步器两种。同步器一般都由同步装置、锁止装置、接合装置三部分组成。所有摩擦惯性式同步器的工作原理都是使摩擦锥环的工作表面上产生摩擦力矩，以加速（或减速）被接合零件，使之在最短时间内达到同步状态。换挡时，首先驾驶员踩下离合器踏板，把变速杆脱离原挡位，置于空挡位置，此时变速器输入端和输出端的转速有差异。随着换挡动作的进行，同步器锥环在拨叉带动下，逐渐压向被同步齿轮的接合锥面，这两个锥面一经接触就会产生摩擦力矩，被同步的齿轮开始减速（或加速），随着换挡力不断作用，两锥面的摩擦力矩不断增加，当摩擦力矩等于输入端惯性力矩即被连接两端的角速度相同时，惯性力矩消失即摩擦力矩为零，实现同步啮合。 3摩擦惯性式同步器故障诊断与检修 若同步器出现故障，容易引起手动变速器在换挡时出现换挡困难、跳挡等现象。如锁环式同步器的锁环螺纹槽磨损变平后，将会无法切割润滑油油线，和齿轮相应锥面压在一起转动时，不能形成摩擦作用，从而导致换挡困难。同步器中弹簧圈或滑块下方螺旋弹簧变形、脱出、弹力过软或折断将会引起变速器挡位不易摘下。此外，同步器结合套装反后不仅会造成换挡不到位，齿轮不能全齿宽啮合引起跳挡，还会造成换挡拨叉和结合套上的拨叉座槽单面磨损，加剧拨叉及结合套的损坏。 3.1锁环式惯性同步器的检修

同步器锁止条件与实例浅析

同步器锁止条件与实例浅析 一汽长齿 作者：张继宁 审核：刘力 [摘要] 本文介绍了同步器锁止条件的推导，并结合具体实例作简要分析。 关键词： 阻力比 摩擦力矩 拨环力矩 锁止角 同步器的设计中，锁止条件的确立需适当选取，定量描述锁止条件的参数为阻力比： γ=Ti Tc ≥1 ① Tc:同步器锥面的摩擦力矩 Ti:同步环分度圆上的拨环力矩 必须满足条件γ≥1，对于锁环式同步器选择较大的锁止角i θ，可以获得较大的γ值，可保证在同步器未同步前，同步器齿套绝不会拨开同步环与锥体接合，但会使同步解除力与时间的乘积增大、同步器的啮合力与时间的乘积增大、使同步器的操纵性能变坏。相反γ选取过小（接近1）会使同步器锁止条件变差，产生挂档冲击。 为方便理解，请参考附图I ，锥面摩擦力矩: T c = c c c r u θsin **F ② 拨环力矩: T i =r i *F*)2 tan 2tan *1( i i i i u u θθ+- ③ F :同步齿套上的操纵力 r c :同步锥体的有效半径，r c =31[（D 3 w -D 3i ）/(D 2w -D 2i ) ④ (D w 同步环大径，D i 同步环小径) i u ：齿套锁止角斜面与同步环锁止角斜面的摩擦系数，实际设计时，应尽量减小i u 值。 c u ：锥体与同步环之间的摩擦系数，铜基材料的同步环与钢质锥体在齿轮油润滑下取 c u =0.08–0.11 c θ：锥体锥面角，为防止同步环自锁在锥体上，选取时应使 tan c θ≥c u ,当c u =0.11时c θ≥ 6.28°实际应用时常取 c θ =6.5°、7°、8°等。