双锥面同步器简介解读

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双锥面同步器简介

双锥面同步器简介

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)。

双螺旋锥形混合机的结构介绍

双螺旋锥形混合机的结构介绍

双螺旋锥形混合机的结构介绍
概述
双螺旋锥形混合机是一种常用于固体粉末或颗粒的干混合设备,其工作原理是通过双螺旋的旋转和锥形容器的形状,将原料充分混合,以达到混合均匀的效果。

结构
主体结构
双螺旋锥形混合机主要由双螺旋、重锤、传动系统、电机等组成。

两个螺旋的螺线相反,同时旋转,且沿锥形容器的壁面旋转。

重锤位于两个螺旋的下方,重锤的作用是弥补运动惯性,使运动更平稳;在运转时起到支撑和固定容器的作用。

传动系统主要由减速器、联轴器等组成,以达到一定的转速和扭矩传递效果。

容器结构
双螺旋锥形混合机的容器为锥形,最大直径为容器口的两倍,最小直径为容器底部直径的一半。

容器材料常见的有碳钢、不锈钢、钛等,其中不锈钢的抗腐蚀性能较好。

容器内表面光滑,容器底部设有料排放口和密封装置。

底座结构
双螺旋锥形混合机的底座一般由钢板焊制而成,底座上安装减速器和电机。

其他结构
除此之外,双螺旋锥形混合机还配备有进料装置、排料装置、传感器等,以方便控制、操作和维护。

工作原理
双螺旋锥形混合机的工作原理是先将原料通过进料装置加入容器内,然后启动机器,使两个螺旋开始旋转。

在旋转的同时,双螺旋的形状和容器的特殊结构作用下,原料开始自由流动、移动和混合。

在运转过程中,由于双螺旋旋转的方向相反,因此混合效果更加均匀。

混合完成后,可以通过排料口将混合好的物料取出,达到预期的混合效果。

总结
双螺旋锥形混合机是一种高效的混合设备,具有混合效果好、操作简单、维护方便等优点。

通过对其主体结构、容器结构、底座结构等方面的介绍,可以更好地了解和掌握这一设备的特点和优势。

变速器中同步器的作用(一)

变速器中同步器的作用(一)

变速器中同步器的作用(一)变速器中同步器的作用1. 引言变速器是汽车传动系统的重要组成部分,而同步器是变速器中的一个关键部件,起到非常重要的作用。

本文将详细介绍同步器的作用及其在变速器中的重要性。

2. 同步器的定义同步器是一种用于协调不同转速的机械部件,它能够使得汽车在换挡过程中顺畅地进行转速匹配,从而减少换挡过程中的冲击和磨损。

3. 同步器的作用同步器具有以下几个主要作用:•转速匹配:同步器能够使得驱动轴和输入轴的转速在换挡过程中保持一致,避免出现转速不匹配而导致的冲击和磨损。

•减少换挡冲击:同步器可以调整换挡过程中的离合器开合时间,使得换挡过程更加平滑,减少换挡冲击对车辆和驾驶员造成的伤害。

•延长传动系统寿命:同步器的存在可以减少换挡时的磨损,延长整个传动系统的使用寿命。

•提高换挡快速性:同步器能够使得换挡过程更加快速,提高驾驶体验和行车效率。

4. 同步器的原理同步器通过一组齿轮和摩擦片的组合来实现转速匹配的目标。

当换挡杆操作时,同步器会将驱动轴和输入轴的转速逐渐接近,同时通过摩擦片的作用来保持这种转速匹配。

一旦转速匹配完成,换挡杆就可以顺利地进行换挡操作。

5. 同步器的种类同步器根据不同的变速器型号和结构有着不同的设计。

常见的同步器种类包括:•常规同步器:常见的同步器类型,适用于手动变速器和自动变速器中的手动模式。

通过齿轮和摩擦片的组合实现转速匹配。

•双锥同步器:具有更高的转速匹配性能和快速换挡能力。

适用于高性能汽车和运动型变速器。

•电子同步器:采用电子控制技术,能够实现更加精准的转速匹配和换挡操作。

6. 总结同步器是变速器中不可或缺的重要部件,它通过转速匹配、减少换挡冲击、延长传动系统寿命和提高换挡快速性等方面发挥着重要作用。

不同种类的同步器适用于不同类型的变速器,可以根据需要选用合适的同步器来提升整体性能和驾驶体验。

在日常驾驶中,我们应该正确使用变速器,并定期检查和维护同步器,以确保其正常工作和使用寿命。

双锥面同步器设计理论分析

双锥面同步器设计理论分析

摘 要 : 双 锥 面 同 步器 的 结 构 特 点和 力 学 入 手 , 双 锥 面 同步 器 的设 计 理 论 进行 了分 析 , 出 如 何 确 定 双 锥 面 同步 从 对 指 器 的主 要 参 数 和 间 隙要 求。 关键词 : 汽车 ; 双锥 面 同步 器 : 设计 理 论 分 析 中图 分 类 号 : 4 2 U 7 文 献标 志 码 : A 文 章 编 号 :0 5 2 5 ( 0 0 0 — 0 4 0 1 0 — 5 0 2 1 )4 0 6 — 3
设 计 - 究 研
d i O3 6 /i n1 0 - 5 02 1 . 。1 o: .9 9j s . 5 2 5 . 00 0 7 l . s 0 0 4
汽 科 车 技第4 00 月 期21年7
双锥 面 同 步器 设 许 理 论分 析
张 晶峰 , 永 东 , 永 超 高 雷
东 风 汽 车股 份 有 限公 司 , 汉 4 0 5 ) 武 3 07
环 , 入 啮合齿 。 进

二挡采用 , 扩展到被其他档位采 用。
1 惯 性 式 双 锥 面 同步 器 的 结构

传统 结构 的 同步器是 把摩 擦锥 面和 结合齿 合 为 体 ,二双锥 面 同步器把 同步 锥环 作 为一个 单独零 件 , 同步外环 、 在 内环之 间浮动 , 可沿轴 向移 动 , 并 从 而使 得 内、 外两 个摩 擦面 同时 产生摩 擦 力 , 显著 地提 高 了同步 器 的容 量 。 图 2是 本 田 A cr cod一 、二挡 之 间的 同步器 , 一 侧 为传统 式结 构 , 一侧 为双锥 式结 构 。 另
该 同步器 由滑动齿 套 1滑块 2 同步环 3 同步锥 、 、 、
收 稿 日期 :00 0 一 3 2 1 — 1 O

一种短行程双锥面同步器[实用新型专利]

一种短行程双锥面同步器[实用新型专利]

专利名称:一种短行程双锥面同步器专利类型:实用新型专利
发明人:吕超
申请号:CN200820143330.6
申请日:20081121
公开号:CN201326712Y
公开日:
20091014
专利内容由知识产权出版社提供
摘要:本实用新型提供了一种汽车变速器使用的汽车同步器。

其齿套的一端与拨叉连接,齿套的另一端作用在滑块上,滑块的另一端作用在弹簧上,内锥环、双锥环、外锥环位于齿毂和结合齿之间,内、外锥环通过三个端面键与连接块连接,连接块位于同步齿毂空槽内,同步器双锥环通过六个端面键与结合齿的六个腰型孔实现连接。

本实用新型安装长度比传统的锁环式同步器缩短14mm,可将节省的空间有效加大齿宽,提高承载能力;同步器容量更大,换档力和负荷率分别比传统的锁环式同步器减少46%和25%;同时使换挡操纵更轻便、灵活、可靠,最大限度地减少驾驶员的疲劳强度,提高整车的动力性、燃油经济性。

申请人:天津天海同步器有限公司
地址:301600 天津市静海县静海开发区金海道5号
国籍:CN
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简述同步器的工作原理

简述同步器的工作原理

简述同步器的工作原理同步器是一种常见的机械装置,它的工作原理主要是通过传递动力来实现不同部件的同步运动。

在工程领域中,同步器被广泛应用于各种机械设备中,如汽车变速器、机床、风力发电机等。

本文将简要介绍同步器的工作原理,希望能帮助读者更好地理解这一重要的机械装置。

首先,让我们来了解一下同步器的结构。

同步器通常由内锥、外锥、同步器套、同步器齿等部件组成。

其中,内锥和外锥分别固定在两个需要同步的轴上,同步器套则固定在内锥上,同步器齿则与外锥齿轮相配合。

当需要进行同步操作时,同步器齿会受到外力作用,使得同步器套与内锥紧密结合,从而实现两个轴的同步运动。

接下来,我们来详细了解同步器的工作原理。

在同步器工作时,首先需要通过操作杆或其他装置施加一定的力量,使得同步器齿与外锥齿轮相互啮合。

随着力量的施加,同步器齿会逐渐与外锥齿轮同步运动,同时同步器套也会受到力的作用,与内锥产生摩擦力,从而实现两个轴的同步运动。

在同步过程中,同步器齿和外锥齿轮的啮合角度、啮合深度等参数都需要严格控制,以确保同步器能够稳定可靠地工作。

此外,同步器的工作原理还与摩擦力和润滑有关。

在同步器工作时,摩擦力起着至关重要的作用。

通过合理控制摩擦力的大小,可以确保同步器在同步过程中能够稳定地传递动力,避免出现滑动或打滑的现象。

同时,润滑也是同步器工作中需要重点考虑的因素之一。

良好的润滑可以减小同步器套与内锥之间的摩擦力,降低磨损,延长使用寿命。

综上所述,同步器的工作原理主要是通过传递力量来实现两个轴的同步运动。

在同步过程中,需要合理控制摩擦力和润滑,确保同步器能够稳定可靠地工作。

希望通过本文的介绍,读者能够对同步器的工作原理有所了解,进一步加深对这一重要机械装置的认识。

双锥面同步器简介分解

双锥面同步器简介分解

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)。

变速箱双锥同步器烧环问题解析及改善对策

变速箱双锥同步器烧环问题解析及改善对策

16910.16638/ki.1671-7988.2019.10.058变速箱双锥同步器烧环问题解析及改善对策于 毅(武汉协和齿环有限公司,湖北 武汉 430000)摘 要:文章介绍变速箱双锥同步器结构及其工作原理,结合售后市场频繁反馈的烧环案例,分析故障发生机理并给出解决方案和建议。

关键词:双锥同步器;非稳定性的同步状态;烧蚀中图分类号:U463 文献标识码:A 文章编号:1671-7988(2019)10-169-03Analysis & Solution for the Burning of Double Cone SynchronizerYu Yi(Wuhan Kyowa Synchronized Ring co., LTD, Hubei Wuhan 430000 )Abstract: This article introduce the double synchronizer ’s structure and working principle, analyze the ring burning mechanism and propose how to solve this problem based on the failure cases happened frequently in after _sales market. Keywords: double synchronizer; unstable synchronization; burning CLC NO.: U463 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2019)10-169-031 手动变速箱及同步器汽车变速箱的用途是改变发动机传送过来的转速和扭矩,使汽车在各种工况下能正常运转,比如启动、爬坡、转弯、加速及倒车等等。

汽车变速箱主要有手动及自动两大类,本文中讨论的是手动及双离合变速箱里的同步器。

多锥面同步器的发展趋势和应用

多锥面同步器的发展趋势和应用

套 即可 自由地 通过同步环而与齿轮
上的结合齿啮合 。 对 于多锥面同步器 ,它属于惯
上的摩擦锥面参与同步器的工作 ,这两个以上的锥面提供的摩擦力矩会明
显大 于单个锥 面的摩擦 力矩 ,同等 条件下 ,双锥面 同步 器的摩擦 力矩 比单 锥面 同步 器增  ̄7 % 上 。同等 量的摩擦 力矩对 同步环锥 面螺纹 的磨 损是 H0 以
性 同步 器,因此具 有一般惯性 同步
器的结构和 工作原 理 ,只是为 了增
相同的,而多锥面同步器的磨损会随着锥面个数的增加 ,分配到多个锥面
上 ,由于换挡 力的减小 ,锥 面受到 的正压 力也 随之减小 ,锥面螺纹 的磨损
大转速矩容量而 增多了摩擦面的个 数 ,多用于重 型汽车 的主 、副变速
力矩。此时切 向分 力则形 成一 拨环 力矩。随着换挡 力的不断 增大 ,同

R —— 锥面平均半径 锥
— —
同步锥 角
, —— 输入端转动惯量
△ ——输 入端与输 出端的角速度差
卜一 同步时间

步锥面上的摩擦 力矩亦不 断增加 。 当摩擦力矩增加到等于输入端 的惯 性矩 时 ,被连接的两啮合件 的角速 度相 等 , 摩擦 力矩M沩 零 。在 拨环
早的啮合套 ,到锁销式同步器 、锁 环式同步器 ,再 到增 力式 、杠杆式
同步器 ,双锥面 、多锥面同步器等
等。
换挡杆通过拨叉拨动 同步 器齿 套 ,同步器齿套通过滑块槽带动 由 弹簧压紧的滑块一起推动 同步环压
向齿轮的同步锥面 。由于换挡 力的
在手动变速 器中 ,作为核心部
件的同步器的性能提高势在必行,
锥面同步器应用越来越广泛。双锥

汽车变速器同步器

汽车变速器同步器

同步环等回转一个角度
进入接合齿,完成换档
每天进步一点点
第14页
3.具体的工作过程
1)换档杆通过拨叉拨动同步器齿套,同步器齿套通过滑 块槽带动由弹簧压紧的滑块一起推动同步环压向齿轮的同 步锥面。
每天进步一点点
2)由于换档力P的作用和转速差Δω的存在,两同步 锥面一经接触即会产生摩擦力矩Mf,并使同步环相对 同步器齿套转动一个角度。
每天进步一点点
二、变速器换档性能与同步器尺寸的关系
1、同步的基本概念:
同步器知 识培训
I1 (t 1 ) t I ( 2 ) 2 2 t T I 2 t 1 T I1
I1、I2表示系统1、系统2的当量惯量 ω1、ω2表示系统1、系统2的角速度 ωf表示同步时的角速度 T表示同步所需的扭矩 t表示同步所需的时间 ㎏· ㎡ Rad/ s
同步器知 识培训
2、变速器换档用转动惯量计算 转动惯量计算举例
零件序 号 1 零件名称 离合器从动盘 转动惯量(㎏· ㎡) 0.009
档位 1st 2nd 3rd 4th 5th
传动比 12/41 20/39
2
3 4
输入轴
一档齿轮 二档齿轮
0.000552
0.003413 0.001581
5
6
三四档同步器齿毂
其中 Ts Fa μs ds β
同步器知 识培训


拨环力矩(Nm) 接合齿处的轴向力 接合齿间的摩擦系数 接合齿的平均直径 (m) 摩擦锥锥角(°)
每天进步一点点
二、变速器换档性能与同步器尺寸的关系
9、同步器的摩擦力矩与拨环力矩之间的关系
为避免打齿(不同步啮合),必须保证: Tc ≥ Ts

【优秀论文】汽车双锥面锁环式同步器+动力学分析

【优秀论文】汽车双锥面锁环式同步器+动力学分析

分类号学号M*********学校代码10487密级硕士学位论文汽车双锥面锁环式同步器动力学分析学位申请人:罗凡学科专业:车辆工程****:***答辩日期:2015.05.16A Dissertation Submitted in Partial Fulfillment of the Requirementsfor the Degree of Master of EngineeringDynamic Simulation on a Double-cone Synchronizer of TransmissionCandidate:Luo FanMajor:Vehicle Engineering Supervisor:Prof.Zhang YunqingHuazhong University of Science&TechnologyWuhan430074,P.R.ChinaMay,2015独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。

尽我所知,除文中已经标明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。

对本文的研究做出贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。

本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。

学位论文作者签名:日期:年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,即:学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。

本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。

保密□,在年解密后适用本授权书。

本论文属不保密□。

(请在以上方框内打“√”)学位论文作者签名:指导教师签名:日期:年月日日期:年月日摘要同步器是汽车齿轮变速器的重要部件。

它使得变速箱输入输出部分同步以后再结合,以提高换档平顺性、避免冲击、消除噪声及延长齿轮寿命,其性能直接影响换档品质。

关于双锥面同步器同步时间计算方法的探讨

关于双锥面同步器同步时间计算方法的探讨

关于双锥面同步器同步时间计算方法的探讨赵清碧【摘要】主要从双锥面同步器的结构特点和力学分析入手,通过理论计算,同时结合公司近几年的产品开发过程中双锥面同步器计算开发的工作,以及公司实验室同步器台架试验的结果,对双锥面同步器同步时间计算提出一些算法,为同步器设计及性能分析提供依据.【期刊名称】《机械管理开发》【年(卷),期】2012(000)005【总页数】2页(P101-102)【关键词】商用车;客车;双锥面同步器;设计理论【作者】赵清碧【作者单位】中国重汽集团大同齿轮有限公司,山西大同037305【正文语种】中文【中图分类】U463.2110 引言同步器装置是机械式变速器的主要零部件之一,在现代汽车机械式变速器设计中广泛使用。

它是一种利用摩擦原理的装置,具体工作原理是使得输出轴同需挂档的新齿轮装置快速实现同步转速,能够避免变速器换挡时齿轮或花键齿之间的冲击,实现平稳的换挡工作[1]。

双锥面同步器是各类同步器中使用比较广泛的一种,具有承载能力强、同步容量大的特点,在国内外已经被广泛使用。

近十年时间,在我公司的产品设计中,双锥面同步器的设计水平不断提高,其应用的档位,从最初的一、二档使用,逐步趋向于高档位使用。

1 双锥面同步器的一般结构说明以公司某型号同步器,见图1为例说明。

该同步器由滑动齿套1、锁销2、外同步环3、内同步环4、同步器锥环5、弹簧6、齿座7等组成,其中接合花键7是起到一个定位连接的作用,可以使用别的连接方式,比如电子束焊等。

关于同步器的工作原理,有很多的类似的理论,这里就不再详细介绍。

图1 某型号双锥面同步器2 双锥面同步器的受力分析见图 2,θ1为外同步环于内同步环外侧工作面角度;θ2为内同步环内侧面于同步器锥环工作面角度;p1为内同步环外侧工作面相对外同步环压力;p2为同步器锥环工作面相对内同步环压力;D 1为外同步环工作面平均直径;D 2为内同步环工作面平均直径;F为齿套给予的换挡力。

同步器工作原理

同步器工作原理
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பைடு நூலகம்
副箱同步器
工作基本原理与主箱同步器相同 锁止同步完成挂挡
锁止机构不同 锁销中部锥形区域与滑套孔倒角为锁止面
工作过程: 1)摘挡至空挡阶段:滑套从一侧挡位摘至空挡,在弹簧的作用下,两侧
锥环总成(带锁止销)反向旋转一定角度,锁止销与滑套上的锁止孔呈锁止 状态;
2)同步阶段:同步器锥环锥面与齿轮锥面贴合,产生摩擦力矩; 3)同步结束,摩擦力矩降为零,锥环总成在拨环力矩作用下,回转一定 角度,滑套越过锁止销台阶; 4)滑套与齿轮结合齿相结合,挂挡结束。
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主箱双锥面同步器工作视频
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主箱同步器常用参数选择范围
• 锥面角:7°~9° • 滑套外径:……目前最大
Φ218 • 摩擦锥面半径:滑套外径 -
X • 锁止角:100 °~120 ° • 总成轴向尺寸:46~55
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关于限位
• 为什么要限位? ——结合齿处倒锥齿 ——滑套与拨叉磨损、噪音 • 常用限位结构:
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同步器实验
变速箱整箱实验 1)换挡寿命实验 2)换挡性能实验
同步器单体实验 1)单体寿命实验 2)单体性能实验
实验数据与报告 1)详尽的实验数据——例如实验条件、实验前后
磨损量的测量与记录、摩擦系数曲线、同步时间曲线
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谢谢!
第23页/共24页
感谢您的观看!
第24页/共24页
锁环式同步器工作过程
1.滑套离开空档位置,通过柱塞带动滑块轴向移动; 2.预同步阶段:同步环旋转四分之一周节,进入锁止位
置; 3.同步阶段:滑套上的齿与锥环的齿锁止面相接触,锥

双锥面同步器简介解读

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)。

同步器Microsoft_PowerPoint_演示文稿

同步器Microsoft_PowerPoint_演示文稿

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同步器是改善汽车机械式变速器换挡性能的主要零 部件,对减轻驾驶员的劳动强度,致使操纵轻便,提高 齿轮及传动系统的平均使用寿命,提高汽车形式安全性 和舒适性,并对改善汽车起步时的加速性和经济性起着 极其重要的作用。
第6页
一、同步器的分类
同步器
常压式
惯性式
自行增力式
锁环式惯性同步器
锁销式惯性同步器
1.锁环式同步器
工作可靠、耐用,摩擦锥面 半径受限,转矩容量不大; 适于轻型以下汽车,广泛用 于轿车及轻型客、货汽车。
摩擦元件
2.锁销式惯性同步器
与锁环式类似,但锁止元件是三个 锁销及相配的锁销孔倒角,另有三 个以弹簧及钢球定位的定位销。摩 擦元件是铆在锁销两端的同步锥环。 摩擦锥面径向尺寸大,转矩容量大, 广泛用于中、重型汽车上。
同步器结构原理
•同步器及其工作原理
1.同步器作用 •使啮合件与待啮合件同步啮合。
五 档 花 键 毂
啮合件 待啮合件
•同步器及其工作原理
2.同步器组成 •结合套,花键毂,滑块,弹簧圈,同 步环。
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•同步器及其工作原理
3.同步器结构Leabharlann .同步器结构实物结构
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•同步器及其工作原理
4.同步原理
4)随着换档力P的不断增大,同步锥面上的摩 擦力矩Mf亦不断增加。当摩擦力矩Mf增加到等 于输入端的惯性矩时,被连接的两啮合件的角 速度相等,摩擦力矩Mf为零,从而实现同步。
5)在力P的继续作用下,所产生的拨环力矩将使同步环转动 一角度,从而使两锁止斜面脱开,此时同步器齿套即可自由 地通过同步环而与齿轮上的结合齿啮合。
3)在力P的作用下,在同步锥 面上可形成一正压力。由于两 锥面存在有转速差,所以可在 这正压力作用下锥面上产生摩 擦力矩。力T则形成一拨环力 矩,力图使同步环反转而脱离 齿套齿端锁止斜面,但同步环 錐面上的摩擦力矩却阻止同步 环反转。只要在结构设计上保 证摩擦力矩大于拨环力矩,使 两个锁止斜面始终靠紧,从而 可阻止齿套移动。这一作用称 之为“锁止作用”
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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。

DABS13-2变速器是根据日本铃木G13B发动机变速器测绘的,所采用的同步器型式为单锥齿环式同步器(齿环又称为同步环),图1为DABS13-2变速器的一、二档同步器结构图。

图 1 同步器结构图1 同步环(齿环);2 外齿圈;3 转接套齿;4 弹簧;5滑块;6齿轮(包含同步锥毂)2.同步器的工作原理换档时,首先驾驶员踩下离合器踏板,把变速杆脱离原档位,置于空档位置,这时变速器的输入端和输出端的转速有差异,同步器的作用就是使环锥的工作表面上产生摩擦力矩,以加速或减速被接合零件,使二者在最短时间内转速达到一致,在同步状态下换档。

在图1中,转接套齿3通过内花键连接在变速器的二轴上,同步锥毂跟被驱动齿轮6做成一体,两个同步环1是浮套在同步锥毂的锥面上,转接套齿3在圆周方向设有均布的三个槽,三个滑块分别装在三个槽内,压缩弹簧4装在滑块5的内侧。

滑块5外侧凸台在弹簧力的作用下,把外齿圈2限定在空档位置。

外齿圈2的内接合齿与转接套齿3相配合。

同步环1和外齿圈2的接合齿的端面具有倒角,起着换档时的锁止作用。

为了防止脱档,同步锥毂3和外齿圈2采用了倒锥形接合齿。

动力传递路线为:同步锥毂6 ——〉外齿圈2 ——〉转接套齿3 ——〉二轴。

图2中的A为空档状态;B为换档时的同步状态;C为换档后的接合状态。

换档时在F力作用下,外齿圈2滑动。

在弹簧力的作用,滑块5上端始终顶在外齿圈中部的弧形槽内,外齿圈轴向移动时使滑块偏转一个角度,致使滑块的一个端面紧贴于同步环端面上的凸缘上,从而推动同步环轴向移动,使内、外同步锥面接触。

由于力F的作用和转速差的存在,锥面一经接触即刻产生一定的滑动摩擦力矩,使同步环相对于外齿圈转动一个角度,转动方向取决于转速差的方向。

图3中b为同步环凹槽,c为滑块,滑块伸入b槽内,因而同步环只能转动距离a(即半个齿距)。

此时,外齿圈的接合齿一侧倒角面恰好与同步环接合齿倒角面相对。

两个接合齿倒角面接触之后,由于换档力F继续增加,外齿圈克服滑块与弹簧力的作用继续移动。

因同步环相对于外齿圈已经转过了一个角度,外齿圈的齿端斜面压住了同步环接合齿端斜面。

在斜面上产生正压力W,其轴向分力S = W·cos (θ/2)和切向分力F= W·sin(θ/2)(见图4)。

力F的继续存在,使摩擦锥面上产生摩t形成拨环力矩,力图使同步环反转而脱离外齿圈齿端锁止倒角斜面。

但是作擦力矩,而力Ft用在同步环上的摩擦力矩阻止同步环反转。

随着力F的不断增大,工作锥面上的摩擦力矩不断增加。

当摩擦力矩达到等于输入端的惯性力矩时,被连接两端速度相等,惯性力矩消失,摩擦力矩变为零。

此时的轴向力仍起作用,在拨环力矩的作用下,将同步环连同输入端零件反转一角度,齿端锁止面脱开,外齿圈可以顺利地通过同步环继续前移。

此时,外齿圈克服弹簧力,滑块上端退出弧形槽,让外齿圈通过,完成换档。

图 4上述同步器的主要优点是轴向尺寸小、性能良好、使用可靠、造价低。

缺点是同步力矩较小,在低档换档时表现尤为明显。

要想显著增大其同步力矩,则需要扩大同步器的径向尺寸,这显然不是一个很好的方法。

在此背景下双锥同步器应运而生。

图5为本人在DABS13-2变速器的基础上,将二档同步器改为双锥面后的结构图。

图 51-外齿环 2-钢环 3-内齿环 4-二档齿轮双锥同步器在工作原理和结构布置上与单锥面齿环式同步器基本上是类似的。

所不同的只是它采用了两对摩擦锥面,而不是一对摩擦锥面。

它的特点是把原来的两个锥形零件分别做成了四个零件,原来与二档从动齿轮一体的同步锥毂被做成单独的一个零件(钢环),其大端上制有三个凸块,相应的在二档从动齿轮上有三个凹槽,凸块嵌入在凹槽中,这样二档齿轮带动钢环一起转动。

原来的一个齿环改成两个齿环,内齿环上制有六个凸块,外齿环上制有六个缺口,凸块嵌入在缺口中,这样外齿环也带动内齿环一起转动。

结果是在挂二档时,当二档从动齿轮与二轴之间有相对角速度差时,整个锥体结构中就存在两对滑动摩擦锥面。

所以在总体尺寸一样的情况下,加在外齿圈上一定的轴向推力所产生的同步力矩,就等于作用在两对锥面之间的摩擦力矩的总和。

对于加在换档杆上一定的推力来说,就能产生大得多的同步力矩,从而缩短同步时间,提高了同步器的工作性能,有利于换档操作。

附图二为某变速器产品的双锥同步器齿环和钢环的实物照片。

三.同步器模型及同步过程的理论分析换档时,首先驾驶员踩下离合器踏板,把变速杆脱离原档位,置于空挡位置,这时变速器的输入端和输出端的转速有差异,而同步转速却是一个新的转速,实际上变速器的输出端连接的是整车,因而具有相当大的转动惯量,故在一般情况下,假设输出端的转速在换档瞬间是不变的。

而输入端则靠同步器的摩擦副作用来达到与输出端同步。

为了对同步器作进一步研究,用如图6所示的简图表示该系统。

系统的输入端有第一轴和离合器从动片等零件的转动惯量JC 、离合器阻力矩MC、同步环摩擦力矩MS和输入角速度ωC。

输出端有汽车惯量JV 、汽车行驶阻力矩MV、同步环摩擦力矩MS和输出角速度ωV。

各个量的作用方向如图6所示。

图6 同步器系统简图离合器阻力矩MC是由于离合器分离不彻底、空气摩擦阻力,以及来自变速器输入端所带动任何附件和变速器的油阻造成的。

它的值越小越好,以减小同步器在同步过程中所做的功。

但它的值不易测定,在换档过程中此值可假定是不变的。

汽车行驶阻力矩MV是由于汽车行驶时受到的滚动阻力、道路坡度阻力、风阻和后桥等部件中的机械损失造成的。

MV的变化对于换档影响不大,所以在换档过程中其数值也可以认为是不变的。

同步环上的摩擦力矩MS 在换档过程中也可以认为是不变的。

对同步过程的理论分析,主要是研究同步力矩和同步时间的关系。

根据牛顿第二定律,M=Jε式中:M——力矩,N·m;J——转动惯量,kg·m2;ε——角加速度,rad/s2。

对于该系统的输入端:J C εC= -+MS- MC(1)式中负号适用于低档换高档,正号适用于高档换低档。

同理,对系统的输出端:J V εV =±M S -M V (2)在换档过程中M S 、M C 和M V 都不随时间而变化,因此以上二式对时间的积分为J C ωC =(-+ M S -M C )t + C (3) J V ωV =(±M S -M V )t + D (4)式中积分常数C 和D 可以按换档时原档位的初始条件计算如下: 同步器输入端的初角速度设比值,r=—————————————同步器输出端的初角速度式中的r 可以称为“同步器传动比”。

低档换高档时r >1,高档换低档时r <1。

令同步器的输出初角速度为ω,则同步器的输入初角速度为r ω,开始换档时t=0。

则 C=J C r ω (5a ) D=J V ω (5b ) 把上两式代入(3),(4)式,得J C ωC =(-+ M S -M C )t+J C r ω (3a ) J V ωV =(±M S -M V )t+J V ω (4a )换档终了时 t=t E ωCE =ωVE 式中: t E ——同步时间;ωCE ——换档终了时的输入角速度; ωVE ——换档终了时的输出角速度。

于是可以推出: -+ M S -M C r ω ±M S -M V ω—————— + —— = ———— + —— (6) J C t E J V t E 整理后,得式:ωJ V J C (r-1) M V J C - M C J V±M S = ——————— + ————— (7a )(J V +J C )t E J V +J C为了研究M S 和t E 之间的关系,把上式改为:J V J C ω(r-1) M V M C±M S = ———— [ ———— + ——- - —— ] (7b )J V +J C t E J V J C根据统计资料J V /J C 的值一般约为100,所以如取J V /(J V +J C )≈1来简化上述方程,则ωJ c (r-1) M V J C±M S ≈ —————— + ———— - M C (8)t E J V另外,M V /M C 值一般约为10,而J V /J C ≈100,所以M V J C /J V 约为M C /10。

因此(8)式中如果把M V J C /J V 一项忽略不计,即取M V J C /J V -M C ≈-M C ,这就相当于在值中有10%的误差,这是完全现实的。

这样(8)式可简化为:ωJ c (r-1)±M S ≈ —————— - M C (9)t EωJ c (r-1)从而得 t E ≈ —————— (10)±M S + M C从上式中可以看出,整车的参数对同步器的同步性能影响不是很大。

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