锁环式惯性同步器结构与工作过程
锁环式同步器工作原理
锁环式同步器工作原理
锁环式同步器是一种用于传动系统中的重要部件，它的作用是在传动过程中实
现轴的同步转动。
在汽车、机械设备等领域，锁环式同步器都扮演着重要的角色。
那么，锁环式同步器是如何工作的呢？接下来，我们将详细介绍锁环式同步器的工作原理。
首先，我们来了解一下锁环式同步器的结构。
锁环式同步器主要由锁环、锁块、同步套、同步器齿环等部件组成。
其中，锁环是锁环式同步器的核心部件，它通过锁块与同步套相连，实现轴的同步转动。
同步器齿环则是用来实现齿轮的同步传动，保证传动系统的正常运转。
锁环式同步器的工作原理主要分为两个阶段，同步阶段和锁定阶段。
在同步阶段，当两轴之间的转速不一致时，同步套会受到来自锁块的作用力，使得锁环与同步套之间产生相对运动，从而实现轴的同步转动。
在锁定阶段，当两轴之间的转速达到一致时，锁块会将锁环与同步套锁定在一起，实现轴的稳定传动。
在实际工作中，锁环式同步器通过同步套和锁块的配合，实现了轴的同步转动。
当传动系统中的两轴转速不一致时，同步套会受到锁块的作用力，使得锁环产生相对运动，从而实现轴的同步转动。
当两轴转速一致时，锁块会将锁环与同步套锁定在一起，实现轴的稳定传动。
总的来说，锁环式同步器通过同步套和锁块的配合，实现了轴的同步转动。
它
在传动系统中起着至关重要的作用，保证了传动系统的正常运转。
希望通过本文的介绍，能够更加深入地了解锁环式同步器的工作原理，为相关领域的工作者提供一定的参考和帮助。
汽车锁环式惯性同步器的教学过程探讨
32手动变速器相关知识的学习主要包括挡位齿轮识别及动力传递过程、同步器换挡过程、操纵机构中的挡位锁止装置等3个方面，由于同步器结构组件多、配合紧凑、工作时间快且过程连贯性强、内部作用力及相对运动复杂等特点，使其自学难度较大。
同时，同步器教学时其工作过程动态演示不易，加之学生空间想象力差、关联性思考欠缺及教材、动画及视频展现度不够等原因，又使其成为了教学难点。
因此，本文探讨在同步器教学时采用作用引入、结构讲授、过程分析及实训加深的教学方式，以期提高教学效果，同时培养学生在学习难点知识时认真聆听、仔细观察、积极思考、敢于讨论的学习态度。
1 作用引入同步器的教学通常安排在手动变速器各挡位动力传递分析之后，学生已掌握了各挡位动力传递路线及挡位齿轮的安装情况。
同步器教学强调的是如何及时平顺地从一个挡位换到另一个挡位，引入同步器的作用就是来解决这一问题的，因此需要说明换挡的含义，即移动接合套将目标挡位齿轮与输入轴或输出轴通过花键毂连到一起，实现输出轴转速的改变，换挡过程如图1所示。
2 结构讲授对照图片和实物采用讲授法说明同步器组成件的结构特点及装配关系，为下面的过程分析做准备。
同步器结构如图2所示，按从外到内、从中间到两边的顺序，同步器各组成件的结构特点有：接合套外环槽用来放置换挡拨叉，内环有花键并与花键毂外环花键配合，接合套可在花键毂上轴向滑动，接合汽车锁环式惯性同步器的教学过程探讨王旭斌（河南交通职业技术学院，河南 郑州 451460）摘要：锁环式惯性同步器（以下简称“同步器”）是手动变速器和双离合自动变速器换挡的重要部件，由于结构复杂且工作过程抽象使其成为教学难点，借助图片、实物、动画及视频等教学资源，探讨在同步器的教学中采用作用引入、结构讲授、过程分析及实训加深的教学方式，以期提高教学效果。
关键词：同步器结构；工作过程；教学探讨基金项目：2024年度河南省高等学校重点科研项目“产教深度融合背景下高等职业院校开展社会培训的有效途径及措施的应用研究”，（项目编号：24B880017）图1 换挡过程33套内环花键两端有锥角，且呈120°分布的3组内环花键中部有凹槽；3个滑块放置在花键毂的外圆通槽中，滑块上部的凸台与接合套凹槽配合安装，弹簧的作用是保证空挡时滑块凸台与凹槽的安全配合；花键毂通过花键安装在输入轴或输出轴上，不能轴向移动；将接合套、滑块、弹簧及花键毂配合安装到位观察，它们同步旋转；锁环的内环呈锥面且有螺纹，外环也有带锥角的键齿，有3个缺口用来支撑锁环的端部，将其安装到位可看出配合关系（需指出为了可靠锁止，缺口宽度等于键齿与滑块宽度之和，使锁环相对花键毂有1个键齿宽的转动量）；锁环的外侧元件是与挡位齿轮一体的接合齿圈，接合齿圈有与锁环内锥面配合的光滑外锥面，接合齿圈的键齿也有锥角[1]。
锁环式同步器的工作原理
锁环式同步器的工作原理
锁环式同步器是一种基于互斥锁（Mutex）和条件变量（Condition variable）的同步机制，用于多线程间的协同操作。
它的主要工作原理如下：
1. 锁环式同步器内部维护了一个循环数组，每个元素对应一个线程的状态信息，包括状态标志、等待线程队列等。
2. 当一个线程需要进行某个共享资源的操作时，它首先尝试获取元素对应的锁。
如果锁已经被其他线程持有，该线程进入等待状态，并在条件变量上等待。
3. 当持有锁的线程完成了对共享资源的操作后，它释放锁并唤醒等待线程队列中的一个线程。
4. 被唤醒的线程再次尝试获取锁，如果锁仍然被其他线程持有，则该线程继续等待。
5. 当一个线程获取到锁后，它可以执行相应的共享资源操作，并在操作完成后释放锁。
6. 各个线程循环执行上述步骤，实现了对共享资源的安全访问。
锁环式同步器的优势在于通过循环数组的方式，使得线程等待和唤醒的开销减小，提高了多线程协同操作的效率。
同时，锁环式同步器的实现较为复杂，需要考虑线程安全、等待队列管理等问题，因此在使用时需要谨慎处理。
车辆工程毕业设计98解放CA10B手动变速箱结构设计
前言手动变速箱采用齿轮组，每档的齿轮组的齿数是固定的，所以各档的变速比是个定值(也就是所谓的“级” )。
比如，一档变速比是3.85,二档是2.55,再到五档的0.75,这些数字再乘上主减速比就是总的传动比，总共只有5个值(即有5级)，所以说它是有级变速器。
曾有人断言，繁琐的驾驶操作等缺点，阻碍了汽车高速发展的步伐，手动变速器会在不久会被淘汰，从事物发展的角度来说，这话确实有道理。
但是从目前市场的需求和适用角度来看，我认为手动变速器不会过早的离开。
首先，从车的特性上来说，手动变速器的功用是其他变速器所不能替代的。
以卡车为例，卡车用来运输，通常要装载数吨的货品，面对如此高的“压力”，除了发动机需要强劲的动力之外，还需要变速器的全力协助。
我们都知道一档有“劲”，这样在起步的时候有足够的牵引力量将车带动。
特别是面对爬坡路段，它的特点显露的非常明显。
而对于其他新型的变速器，虽然具有操作简便等特性，但这些特点尚不具备。
其次，对于老司机和大部分男士司机来说，他们的最爱还是手动变速器。
从我国的具体情况来看，手动变速器几乎贯穿了整个中国的汽车发展历史，资历较深的司机都是“手动”驾车的，他们对手动变速器的认识程度是非常深刻的，如果让他们改变常规的做法，这是不现实的。
虽然自动变速器以及无级变速器已非常的普遍，但是大多数年轻的司机还是崇尚手动，尤其是喜欢超车时手动变速带来的那种快感，所以一些中高档的汽车也不敢轻易放弃手动变速器。
另外，现在在我国的汽车驾驶学校中，教练车都是手动变速器的，除了经济适用之外，关键是能够让学员打好扎实的基本功以及锻炼驾驶协调性。
第三，随着生活水平的不断提高现在汽车已经进入了家庭，对于普通工薪阶级的老百姓来说，经济型车最为合适，手动变速器以其自身的性价比配套于经济型车厂家，而且经济适用型车的销量一直在车市名列前茅。
它们的变速器全是五档手动变速器.第1章变速器的结构与原理1.1变速器的分类从现在市场上不同车型所配置的变速器来看，主要分为：手动变速器（MT）、自动变速器（AT）、手动/自动变速器（AMT）、无级变速器（CVT）。
3.3课题 同步器构造原理
3.3课题 同步器构造原理 1. 掌握锁环式惯性同步器结构和原理2. 掌握锁环式惯性同步器的装配要点3. 了解锁销式同步器的结构和原理应知：锁环式惯性同步器结构和原理 应会：锁环式惯性同步器的装配要点 建议：采用现场教学并结合多媒体、录像等方式，并注重启发学生能够举一反三，最后教师要总结目前汽车中手动普通齿轮变速器换档的方式有两种，一是采用直齿滑动齿轮，如东风EQ1092的一、倒档的换档方式；二是采用同步器换档，这种方式应用最广泛，几乎所有的变速器都是采用同步器进行换档。
一、同步器的功用1．功用同步器的功用是使接合套与待啮合的齿圈迅速同步，缩短换档时间；且防止在同步前啮合而产生换档冲击。
想一想：如果没有同步器，变速器的换档的过程是怎样的呢？下面带着这样的问题，我们进入下面的学习。
2．无同步器的换档过程以无同步器五档变速器的四、五档互换为例进行介绍，如图3－32所示为其结构简图，是采用接合套进行换档。
图3－32 无同步器五档变速器的四、五档简图1－一轴 2－一轴常啮合齿轮 3－接合套 4－二轴四档齿轮 5－二轴 6－中间轴四档齿轮 7－中间轴 8－中间轴常啮合齿轮 9－花键毅1) 低档换高档(四档换五档)变速器在四档工作时，接合套3与二轴四档齿轮4上的接合齿圈啮合，两者接合齿圆周速度V 3=V 4。
欲换入五档时，驾驶员先踩下离合器踏板，离合器分离，再通过变速操纵机构将接合套3左移，处于空档位置。
此时仍是V 3=V 4，因二轴四档齿轮4的转速低于一轴常 啮合齿轮2的转速，圆周速度V 4<V 2。
所以在换入空档的瞬间，V 3<V 2，为避免齿轮冲击，不应立即换入五档，应先在空档停留片刻。
在空档位置时，变速器输入轴各零件已与发动机中断了动力传递且转动惯量较小，再加上中间轴齿轮有搅油阻力，所以V 2下降较快，如图 3－33a)所示；而整个汽车的转动惯性大，导致接合套3(与第二轴转速相同)的圆周速度V 3下降慢，因图3－33a)中两直线V 3、V 2的倾斜度不同而相交，交点即为同步状态(V 3=V 2)。
汽车传动系, 行驶系作业
汽车传动系概述填空题1、汽车传动系主要有______ 、_______ 、_______ 和_______ 、________ 、________ 组成。
2、传动系的布置形式决定于________及________ 。
问答题1、汽车传动系的基本功用是什么？2、汽车传动系有哪几种布置形式？各有什么特点？离合器填空题1．离合器的类型可分为_____、_____、_____ 、_____ 。
2．摩擦片式离合器基本上是由______ 、_____ 、_____ 和_____ 四部分组成。
3．单片离合器压盘的驱动方式有_____ 和_____ 两种；双片离合器中间压盘的驱动方式有_____ 、_____ 和_____ 三种。
4．普通摩擦片式离合器从装配开始到彻底分离，压紧弹簧有______ 次压缩过程，因此在离合器装配后接合状态下，压紧弹簧不能______ ，必须留有充分的______ 间隙，否则便不能______ 。
5．从动盘的基本结构由_____ 、_____ 和______ 组成。
6．单片离合器从动盘在安装时其花键毂______ 的一端应朝后,而带有扭转减振器的从动盘，其扭转减振器突出的一端应朝_______ 。
7．离合器踏板自由行程是指_______ 和______ 之间的_______ 在踏板上的反映。
8．离合器踏板自由行程过大，会产生离合器_______ 现象；而过小又会产生离合器_______ 现象。
9．膜片弹簧离合器可分为_______ 、_______ 两种形式。
10．按操作能源的不同，离合器操纵机构分为_______ 和_______ 两种。
其中前者又分为_______ 和_______ 两种。
_______ 多用于轻型车和轿车上，_______ 多用于重型车辆上，_______ 应用广泛，各类车都有应用。
11．离合器踏板的自由行程是为了保证_______ 与_______ 之间具有一定的间隙。
《汽车构造》需要掌握的知识点
《汽车构造》需要掌握的知识点：1.汽车传动系统的组成、功能和布置方案答：组成：离合器及其操纵、变速器及其操纵、万向节与传动轴、驱动桥功能：实现汽车减速增矩、实现汽车变速、实现汽车倒车、必要时中断传动系统的动力传递和应使车轮具有差速功能布置方案：前置后驱（FR）、前置前驱（FF）、后置后驱（RR）、中置后驱（MR）、全轮驱动（AWD）类型:液力式(液力机械式/静液式)/和电力式2.(螺旋)周布弹簧离合器和膜片离合器等的结构和优缺点答:膜片离合器由分离指和碟簧两部分组成,分为推式膜片弹簧离合器(双支承环式/单支承环式/无支承环式)和拉式膜片弹簧离合器(无支承环式/单支承环式).膜片离合器优缺点:膜片弹簧离合器转矩容量大且较稳定(书15页图14-4)/操纵轻便/结构简单且较紧凑/高速时平衡性好/散热通风性能好/摩擦片的使用寿命长/可冲压加工,适合大批量生产/膜片弹簧难制造（热处理等）/分离指根部应力集中，容易产生裂纹或损坏/分离指舌尖易磨损，且难以恢复。
周布弹簧离合器结构(单盘:主动部分：飞轮、压盘、离合器盖（四组传动片）/从动部分：从动盘（摩擦片）、从动盘毂（从动轴）/压紧机构：16个螺旋弹簧/操纵机构：分离杠杆、分离套筒（轴承）、分离叉)单盘特点:飞轮、压盘和离合器盖都是主动部分/离合器盖与压盘之间用沿圆周切向均匀布置的传动片连接（传动片可周向传递转矩，轴向可弹性移动），并通过离合器盖连接在飞轮上，因此压盘也是主动部分/从动盘处于压盘与飞轮之间/通过压盘四周均匀排列的螺旋弹簧，将压盘、从动盘、飞轮压紧在一起/分离时分离杠杆的外端推动压盘，克服压紧弹簧力，使主动部分与从动部分分离/离合器需要与曲轴一起作动平衡，为保证拆卸后的安装，离合器盖与飞轮之间用定位销来保证相对角位置/与膜片弹簧离合器相比结构复杂，质量大，周布的螺旋弹簧受离心力的影响产生径向变形，并因减小压紧力而导致打滑。
双盘特点:可以传递较大的转矩，用于重型车辆。
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。
图14-13 锁环式惯性同步器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n3、n7和n4，此时，n4＝n7，n3＞n7，即n3＞n4。
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(n3＞n4)的两锥面一经接触便产生摩擦作用(图14—14b)。
锁环同步器的组成 -回复
锁环同步器的组成-回复标题：锁环同步器的组成及其工作原理锁环同步器是现代手动变速器中的一种重要部件，其主要功能是在换挡过程中实现齿轮间的快速、平稳啮合，避免齿轮之间的冲击和磨损。
本文将详细解析锁环同步器的组成及其工作原理。
一、锁环同步器的基本组成锁环同步器主要由以下几个部分组成：1. 同步环：同步环是锁环同步器的核心部件，通常由高硬度、耐磨的合金材料制成。
其内侧有锥面结构，与待啮合齿轮的锥面相匹配。
2. 锁环：锁环位于同步环内侧，其形状与同步环内部的锥面相适应。
在同步过程中，锁环会跟随同步环移动，并最终锁定两个齿轮。
3. 齿套：齿套是连接输入轴和同步器的部件，其内部设有与待啮合齿轮相匹配的齿形结构。
4. 滑套：滑套是连接同步环和齿套的部件，允许同步环和齿套相对移动。
5. 弹簧：弹簧用于推动滑套和锁环回到初始位置，保持同步器的待命状态。
二、锁环同步器的工作原理锁环同步器的工作过程可以分为以下几个步骤：1. 初始状态：在未进行换挡操作时，同步器处于待命状态。
此时，弹簧将滑套和锁环推向齿套的一端，使得同步环与待啮合齿轮的锥面之间存在一定的间隙。
2. 同步阶段：当驾驶员操作换挡杆，选择新的齿轮档位时，输入轴通过齿套带动同步环向待啮合齿轮靠近。
由于同步环和待啮合齿轮的锥面存在速度差，因此会产生摩擦力，使得同步环和待啮合齿轮的速度逐渐接近并最终达到一致，这就是同步过程。
3. 锁定阶段：当同步环和待啮合齿轮的速度完全一致时，锁环会在摩擦力的作用下向待啮合齿轮一侧移动，并最终嵌入齿轮的齿槽中，实现齿轮的锁定。
此时，齿套可以在输入轴的驱动下与锁定的齿轮同步转动。
4. 脱离阶段：当需要解除锁定状态时，驾驶员可以通过换挡杆操作同步器，使得滑套和锁环在弹簧的作用下返回初始位置，解除对齿轮的锁定。
此时，输入轴可以与已解锁的齿轮分离，准备进行下一次换挡操作。
三、总结锁环同步器作为一种重要的机械装置，其巧妙的设计和精密的制造工艺使其能够在短时间内实现齿轮间的快速、平稳啮合，大大提高了手动变速器的换挡性能和使用寿命。
锁销式同步器换挡原理流程图
人推产生力FN, 向左
5左移
8卡槽倒角与5 孔端倒角相顶
锁止开始
钢球顶在4卡槽 中
3和8相对于5 转过一角度
5通过钢球和4 带动3左移
2和3产生正压 力
2和3产生摩擦 力矩M1
摩擦力矩的形成与锁 止开始
分力F2产生拨销 力矩M2
M2使3和8相对 于5逆转
5和8的正压力
分力F1使2与3压紧 产生摩擦力矩M1
M1使3和8相对 于5顺转
M1始 终大 于M2 锁止
摩擦力矩的形成与 锁止过程
2和3同步
同步啮合过 程
拨销力矩M2作用
M1消失
3和8相对于心
结合套克服弹簧 压力向左移动
结合套与结合齿 圈顺利结合
挂入5挡
锁环式同步器工作原理
锁环式同步器工作原理
锁环式同步器是一种用于传动系统的重要部件，它在汽车、机械设备等领域都有着广泛的应用。
它的主要作用是在传动过程中实现轴的同步运动，保证传动系统的正常工作。
那么，锁环式同步器是如何实现这一功能的呢？接下来，我们将从工作原理的角度来详细介绍一下。
首先，锁环式同步器的工作原理可以分为两个方面，一是通过锁环的摩擦作用实现同步，二是通过锁环的结构设计来实现同步。
在传动系统中，当需要进行换挡操作时，锁环式同步器会通过摩擦作用来实现轴的同步运动。
具体来说，当换挡杆施加压力时，锁环会受到压力并与摩擦锥进行摩擦，从而实现轴的同步运动。
这种摩擦作用可以有效地减少换挡时的冲击和噪音，保护传动系统的正常工作。
其次，锁环式同步器的结构设计也是实现同步的关键。
锁环式同步器通常由锁环、摩擦锥、同步器套等部件组成。
其中，锁环是实现同步的核心部件，它的结构设计直接影响着同步器的性能。
通过合理设计锁环的形状和材料，可以提高同步器的同步精度和耐磨性，从而保证传动系统的稳定性和可靠性。
在实际工作中，锁环式同步器通过摩擦作用和结构设计的配合，可以实现轴的同步运动，保证传动系统的正常工作。
同时，锁环式同步器还具有结构简单、制造成本低、使用寿命长等优点，因此在传动系统中得到了广泛的应用。
总的来说，锁环式同步器的工作原理主要包括摩擦作用和结构设计两个方面。
通过这两个方面的配合，锁环式同步器可以实现轴的同步运动，保证传动系统的正常工作。
在今后的工程设计和制造中，我们可以根据锁环式同步器的工作原理来优化设计，提高同步器的性能，为传动系统的稳定运行提供更好的保障。
汽车锁环同步器说明书
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。
同步器的结构与工作原理
汽车底盘构造与维修
所示，花键毂用 内花键套装在轴的外花键上，用垫圈、卡环轴向定位。 三个滑块分别装在花键毂上三个均布的轴向槽内，沿槽 可以轴向移动。花键毂两端与齿轮之间各有一个青铜制 成的锁环（同步环）。锁环有内锥面，与接合齿圈外锥 面相配合，组成锥面摩擦副。通过这对锥面摩擦副的摩 擦，可使转速不等的两齿轮在接合之前迅速达到同步。
汽车底盘构造与维修
同步器的结构与工作原理
同步器的功用是使接合套与待啮合 的齿圈迅速同步，缩短换挡时间且防止 在同步前啮合而产生换挡冲击。
目前所采用的同步器几乎都是摩擦 式惯性同步器，按锁止装置不同可分为 锁环式惯性同步器和锁销式惯性同步器， 下面以锁环式惯性同步器为例介绍其结 构及工作原理。
同步器的结构与工作原理
同步器的结构与工作原理
图3-7 锁环式惯性同步器的结构
同步器的结构与工作原理
二、 同步器的工作原理
下面以二挡换三挡为例说明锁环 式惯性同步器的工作原理，如图3-8 所示。
同步器的结构与工作原理
图3-8 锁环式惯性同步器的工作原理
同步器的结构与工作原理
（1）空挡位置。 （2）挂挡。 （3）锁止。 （4）同步啮合。 锁环式惯性同步器尺寸小、结构紧凑，摩擦力矩较小。
再谈汽车锁环式惯性同步器
１ ． 结 构 交 代 的 不 详 细
图 １ 锁环式惯性同步器结构图
拨 叉
随 着社 会 的发 展 、 汽 车的普及 ， 与
汽 车 相 关 的教 材 、 读 物也越来越 多 了，
可 以 用 眼花 缭 乱来 形 容 ，但 繁荣 背 后
难 免 还 有 些 不尽 如 人 意 的 地 方 。根 据
了 ，尤 其 对 初 学 者 来说 ，更 是 云 里 雾 里。 本文 中 ， 我 以 贯『 生锁 环 式 同步 器 的
如 图 １所 示 为 锁 环 式 惯 性 同 步 器 结构 图 。 图形 交 代 得 不 清 楚 ， 打“ ？”
再 谈汽 车 锁 环式 惯性同步器
知 识点为例 ， 进行一 下阐述。
目前 职 业 院 校 所 使 用 的 汽 车 教
材 ，主要 以交通 版和 劳 动版 为 主 ， 根
据 本人 的教 学经 历和 查 阅资料 ， 我 感 觉 这一 系列 教材 有缺 憾 ， 尤 其 是 汽 车 底 盘 部 分 锁 环 式 惯 性 同 步 器 知 识 点
的介绍 ， 较 为典型 。
本 人 从 教 数 十 年 的 经 验 ，查 阅大 量 资
变速
齿 端锥 面
料和 走 访 调 研 ，我 发现 汽 车 类 教 材 里
有 些 知 识 交 代 得 不 够 清 楚 ，且 雷 同 较 多， 这本教材里是这样 ， 那 本 读 物 里 也
ａ ） 同步开始
ｂ ） 同步过程
ｃ ） 挂入挡位
程 。 另外 ， 教 材 里介 绍 的是 桑塔 纳 ２ 轴 变速 器里 的 同步 器 ， 而 教 材 里 给 出 的图形 ， 却 不 是 桑 塔 纳 变 速 器 里 的 同
同步器(终)
2、同步摩擦力矩Mf 计算：
Mf = P×μ×R 锥/Sinα (4)
式中： P—作用在同步锥面轴向力 μ—同步锥面间摩擦系数 R 锥—锥面平均半径 α—同步锥角 由（3）式可得： P×μ×R 锥/Sinα= Jc×Δω/ t 图十一 (5)
上式称为：同步器计算基本方程式。
3、拨环力
前已述，要是同步器能达 到完全同步，摩擦力矩Mf 必须大于拨环力矩。 保证实现锁止作用的条件： Mf≥N×sinβ×r 锁 （6）
此种同步器，结构紧凑、尺 寸较小，使用可靠性、工艺 性好。但摩擦锥面受其尺寸 的限制不能太大，而齿轮的 直径比摩擦锥面直径大，故 有较大的转动惯量，同步时 间长。
图五
1、换当前
2、换挡
3、同步
4、换挡完成
图六 锁环式惯性同步器换挡过称
在换挡力的作用下，同步齿环的斜 面受一个正压力N，其轴向分力 S=Nxcosβ，切向分力T=Nxsinβ。 力S推动同步环，使同步锥面之间 形成正压力。由于转速差的存在， 两锥面间产生摩擦力矩。 力T则形成一个拨环力矩，拨环力 矩力图使同步环脱离锁止面，但同 步锥体上摩擦力矩却要阻止同步环 反转。只要在设计时保证摩擦力矩 Mf大于拨环力矩，就能保证锁止面 始终靠紧，从而阻止齿套移动。 当换挡力的不断增加，摩擦力矩也 能克服输入端的惯性时，两锥体之 间的速度差为零，此时摩擦力矩将 变为零。在拨环力矩的作用下同步 环转动一个小的角度，使两锁止面 分开，此时齿套就可以自由的通过 同步环而与齿轮上的结合齿啮合， 完成换挡。
图十七
若考虑到锁止斜面间的摩擦力，则由图 十七： 切向力T∑= N×cosβ- N×μB×sinβ 轴向力P∑= N×sinβ+ N×μB×cosβ 将T∑、P∑代入 Mf 及 Mo 计算式并整理后得： tgβ≥（r锁 sinα-μμBR 锥）/（μR锥-μBr锁 sinα）
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1）花键毂：花键毂轴向固定；并与齿圈、锁环具有相同花键齿2）接合套：用来连动花键毂、同步环、啮合齿圈，并与齿圈、锁环具有相同花键齿3）同步环（锁环）：锁环的倒角与接合套倒角相同，锁环具有内锥面，其上有螺旋槽，以便两锥面接触后，破坏油膜，增加锥面间的摩擦。
惯性同步器的结构分析
惯性同步器的结构分析同步器是工业车辆机械变速箱的关键部件，直接影响车辆操纵换挡性能。
同步器结构类型较多，也比较复杂，有必要对其进行分析，使我们对同步器的结构和工作原理有个清晰的认识，以便在设计时同步器与主机——工业车辆合理匹配。
1.同步器的工作原理和基本组成为避免机械变速箱在换挡时冲击噪声大，一般都采用惯性式同步器（以下简称同步器）。
图1为典型的锥形同步器结构简图，在回位弹簧4作用下，接合套2保持在空挡位置（对应工作原理图2.)挂挡时接合套移动，摩擦面接触，因接合元件即接合套．匆离转类珍藏转达泰国。
复函抵面上产生摩擦力矩。
使同步环转过一定角度，销止面顶紧（对应工作原理图2b)。
通过锁止面对摩擦面加压，在摩擦力矩作用下使接合套与空转齿轮同步。
设计时，使锁止面的拨正力矩小于摩擦力矩，接合套不进人啮合，只有志接自家与空转首轮渡这相同，摩擦力知消失，同步一环转过一定角度，锁址止作用失效，接合套在轴向力作用下．继续波动才能与空转齿轮的花键啮合，完成换档（对应工作原理图2c）。
由工作原理可知同步器具有3种功能：同步：挂挡时使进人结合的2元件转速逐渐相等。
锁止：只有主从动元件同步后才能结合。
定位：空挡时使接合套保持在中位。
由于该种同步器必须在主从动元件同步后才能进人结合状态，因此必须采用中间元件，即同步环。
目前同步器布置形式为接合套通过滑动配合的花键与齿我相连，同步环布置在接合套与空转齿轮之间。
一个接合套用于挂2个挡。
同步环与接合套或与空转齿轮连接一起转动，也可相对接合套和空转齿轮转动一定的角度，以便使换挡开始时的锁止面起作用。
当同步环与接合套一起转动时，锁止面位于同步环与接合套之间。
同步环与空转齿轮一起转动时，锁止面则位于同步环与空转齿轮之间。
回位弹簧的布置应使接合套能自动回位，于空挡位置，使接合套在无轴向外力作用下不离开空挡位置。
同步器的连接关系及传力路线图见图3。
2同步器的种类及其特性2.1按磨擦面的形状可分为锥形和片形(1)锥形同步器 目前绝大多数工业车辆采用如图１所示的锥形同步器，其摩擦面在接合套只作用较小的轴向力就能产生较大的摩擦力矩，且结构简单，制造方便，承载能力大。
富康轿车锁环式同步器的工作原理
富康轿车锁环式同步器的工作原理(l)锁环式同步器的同步过程如图3-7所示。
设变速器由Ⅲ档换入Ⅳ档,当接合套3刚从Ⅲ档退到空档时(如图3-7a所示),待啮合齿轮1和接合套3(连同同步环2)都在其自身及所联接的一系列运动件的惯性作用下,继续延原方向(如图中箭头所示)旋转。
设它们的转速分别为N1、N3和n2,则此时N2=N3，N1>n3,即nl>N2。
同步环2在轴向是自由的,故其内锥面与待啮合轮的外锥面不接触。
图3-7同步器工作原理筒图l-待啮合齿轮;2-同步环;3-接合套;4-滑块(2)同步环移向待啮合齿轮1,使其有转速差(Nl>N2)的两锥面一经接触便产生摩擦作用(如图3-7b所示)。
待接合套3超前转过一个角度,直至滑块与同步环缺口侧壁接触时,同步环便和接合套同步转动。
此时接合套的齿与同步环的齿错开了约半个齿厚,从而使接合套3的齿端倒角与同步环2相应的齿端倒角正好互相抵触而不能进人啮合。
显然,若要使接合套的齿圈与同步环的齿圈接合,必须使同步环相对于接合套后退一个角度。
(3)图3-7b所示左上角的局部放大表示由驾驶员始终给接合套施加一个轴向力使接合套齿端倒角压紧同步环齿端倒角,于是在同步环的锁止角斜面上作用有法向力N。
力N可分解为轴向力Fl和切向力F2。
F2所形成的力矩力图使同步环相对于接合套向后退转,此力矩称为拨环力矩。
轴向力Fl则使同步环2与待啮合齿轮l二者的锥面产生摩擦力矩,使二者转速N2和n1迅速接近,并且实际上认为N2不变,只是Nl趋近于N2。
这是因为同步环2与整车相联系,转动惯量大,转速变化缓慢。
而待啮合齿轮仅与离合器从动部分相联系,转动惯量小,即产生一惯性力矩,其方向与旋转方向相同。
(4)惯性力矩通过摩擦锥面作用到同步环上,阻止同步环相对于接合套向后退转。
亦即在同步环上作用着两个方向相反的力矩:其一为切向力F2形成的力图使同步环相对于接合套向后退转的拨环力矩M2;另一为摩擦锥面上阻止同步环向后退转的惯性力矩Ml.若Nl尚末等于N2之前,两个锥面间摩擦力矩的数值与待啮合齿轮1的惯性力矩相等。
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
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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
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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。
图14-13 锁环式惯性同步器
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n3、n7
和n4，此时，n4＝n7，n3＞n7，即
n3＞n4。
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(n3＞n4)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
角度，直到锁环的凸起部d与花键毂15通槽e的另一侧面接触时，锁环便与接合套同步转动。
此时，接合套的齿与锁环的齿，较锁环的凸起部d位于花键毂的通槽e中央时错开了约半个齿厚(花键毂通槽宽度为锁环凸起部d的宽度加上接合套的一个齿厚A)，从而使接合套的齿端倒角与锁环相应的齿端倒角正好互相抵触而不能进入啮合。
显然，此时若要接合套的齿圈与锁环的齿圈接合上，必须使锁环相对于接合套后退—个角度。
由于驾驶员始终对于接合套施加一个轴向力，使接合套齿端倒角压紧锁环齿端倒角，于是在锁环的锁止角斜面上作用有法向压力N。
力N可分解为轴向力F1和切向力F2。
切向力F2所形成的力矩力图使锁环相对于接合套向后退转，称为拨环力矩。
轴向力F1则使锁环4与齿圈3二者的锥面产生摩擦力矩，使二者转速n3与n4迅速接近，并且实际上可认为n4不变，只是n3趋近于n4。
这是因为锁环4连同接合套7通过花键毂15与整个汽车相联系，转动惯量大，转速下降很慢。
而齿圈3仅与离合器从动部分相联系，转动惯量很小，速度降低较前者快得多。
因为齿圈3是减速旋转，根据惯性原理，即产生惯性力矩，其方向与旋转方向相同。
此惯性力矩通过摩擦锥面作用到锁环上，阻止锁环相对接合套向后退转。
亦即在锁环上作用着两个方向相反的力矩：其一为切向力F2形成的力图使锁环相对于接合套向后退转的拨环力矩M2；另一为摩擦锥面上阻止锁环向后退转的惯性力矩M1。
在n3尚未等于n4之前，两个锥面间摩擦力矩的数值与齿圈3惯性力矩相等。
如果M2＞M1，则锁环4即可相对于接合套向后退转一个角度，以便二者进入接合；若M2＜M1，则二者不可能进入接合。
摩擦力矩M1与轴向力F1的垂直于摩擦锥面的分力成正比，而M2则与切向力F2成正比。
F1和F2都是法向力N的分力，二者的比值取决于花键齿锁止角的大小。
故在设计同步器时，适当地选择锁止角和摩擦锥面的锥角，便能保证在达到同步(n3＝n4)之前，齿圈3施加在锁环4上的惯性力矩M1总是大于切向力F2形成的拨环力矩M2，因而，不论驾驶员通过操纵机构加在接合套上的轴向推力有多大，接合套齿端与锁环齿端总是互相抵触而不能接合。
这说明锁环4对接合套的锁止作用是齿圈3的惯性力矩造成的，而不像常压式同步器那样由定位销的弹力造成的，此即“惯性式”名称的由来。
只要驾驶员继续加力于接合套上，摩擦作用就迅速使齿圈3转速降到与锁环4转速相同，而后二者保持同步旋转，即齿圈3相对于锁环的转速和角减速度均为零，于是其惯性力矩便消失。
但由于轴向力F1的作用，两个摩擦锥面还是紧密接合着的。
因而此时切向力F2形成的拨环力矩M2便使锁环连同齿圈3及与之相连的所有零件一起相对于接合套向后退转一个角度，使锁环凸起部d又移到花键毂毅15的通槽中央，两个花键齿圈不再抵触，此时接合套压下定位销6继续左移，而与锁环的花键齿圈进入接合(图14—14c)，锁环的锁止作用即行消失。
接合套与锁环接合后，轴向力F1不再存在，锥面间的摩擦力矩也就消失。
如果此时接合套花键齿与齿圈3的花键齿发生抵触，如图14—14c所示，则与上述相似，作用在齿圈3花键齿端斜面上的切向分力，使齿圈3及其相连零件相对于锁环及接合套转过一个角度，使接合套与齿圈3进入接合(图14—14d)，而最后完成了换入六档(由低速档换入高速档)的全过程。
如果是由六档(直接档)换入五档(由高速档换入低速档)，上述过程也适用。
但应注意，此时齿圈9和齿轮10(图14—13a)被加速到与锁环8(亦即与接合套7)同步，从而使接合套先后与锁环及齿圈9进入啮合而完成换档过程。