锁销式同步器失效模式分析
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
１总成早期失效 ．
早期失效是锁销 式同步器常见故 障 之一 。特别是在项 目初始台架与道
同步 作用 力不 够 ；二是两 摩擦锥面 接 触面 太小 ，或 设计时 摩擦 锥面锥 度差 过 大 ，造 成 啮 合时 锥 面 单 边 磨 损 严 重 ，同步过程 中不能保证 同步环 与啮
合齿 锥面很好 地实现锁止 作用 ，所 以
锥面 与啮 合齿锥 面间 内锥 面尺寸偏 小 或外锥 面尺寸偏 大 ，使得 同步 器两 啮
时 ，同步 器总成 由于锥面 摩擦 的作用
跟 随 转 动 ，伴 随 着摩 擦 力 的持 续 作 用 ，转速越 转越 快初步 同步。当齿套
确 ，加 工控制 是否 合理 ，制造精度
是否 满足要 求 ，直 接影响 到变速 器
时滑过 台阶 的表面 粗糙 度及相 连接
２同步器锥环早期失效 ．
（ ）同步 器锥 环开 裂 １ 锥 环开 裂 ，在实际使用 中时有发 生。主要原 因有 ：一 是因为锥环基体 粉末件烧结 没 有达 到要 求 ，内部 结 构 疏松 ，在 撞击时产生 开裂 ；二是 由于锁止销在
得锁止 销断裂 ；二是 锁止销 本身 的制 造存在 质量 问题 ，常见问题 存在于 热 处理 ，比如原 材料淬火 后心 部硬度 过
控 制铆头 的旋 转 中心 ，也 就是铆头
铆接过程 中 ，铆压力过大 ，使得内部 产生应力 ，当正常运转时 ，不断地换
挡 ，使得应力释放 引起开裂 。 （ ）同步器 锥面 烧结 ２ 锥环 烧
锁止销铆接时高度不一致，锁止销铆
接 时与端 面不垂 直 ，形 成在换 挡时 作 用 力不一 致或者 有斜 力矩 产生 ，使得
成。
合锥面间隙过小 ， 同步环接合齿端 与
外径处 的过渡 圆角过大 ，与同步 器齿
成 的旋 转也越来越快 ，最 终两摩擦锥
面 的速 度逐渐趋于一致 （ 最终达到 同 步状态 ）。 当齿套通过 锁止销台阶在 大径上 滑动 ，此时齿 套外花锥 因为花
座花键 齿 内轮 辐干涉 ，都 有可能 引起 摩擦副 闻冷却 不够 而形成 烧结 ，或者
各部 分结构尺 寸和 公差设计 是否正
进挡 困难 与脱 挡困难两种 情况 。其 中 进挡 困难 主要 原因是片面 考虑 同步 器 寿命 ，总成作 用高度过大 ，致使在 换 挡过程 中两啮 合锥面 已经啮合 同步 ， 但拨 叉还 在行程 之中 ，产 生不能进 挡 的现 象。脱挡 困难 主要原 因有 同步 器
与铆压机 摆研 中心相 一致 ；三是要
啮合 摩擦 面产 生 自锁 ，使 得同步 器两
啮合锥 面在换 挡时不能脱 开 。由于 同
锥 倒角引导 轻松无冲击地 滑人齿轮结
合 齿的内花键 。此时 由于 同步器齿套
步器锥 面 间一直 受摩擦 力的作用 ，在
特定的状态下还可能产生溜车现象。 （ ２）同 步 时 间 过 长 、 啮 合 齿 “ 齿” 同步 时 间过 长 的主要原 因 打 是在 换挡过程 中啮合齿 间不能够及 时 实现 同步 。一 是 由于 同步器总成 作用 高度 过低 ，进 挡时 由于 摩擦锥 面问 间
与啮 合齿 已经通过花键联 接 ，达到完
全 同步 ，锥面 间因没 有压 力而摩擦 力 完 全消失 ，在惯性推 力的作用下 ，摩
擦锥 面顺利脱开 。周而 复始 ，通过 同
步 器齿套的滑动 ，进行 挡位切换 ，顺 利 完成换挡 。
隙过 大 ，产生 的摩擦 力矩 过小 ，致使
失效模式与原因分析
■ 上海汽车变速器有限公 司／ 朱民益
锁销式同
同步器是 汽车 变速器 中影响换
挡性 能最重要 部件 之一 。锁销式双
工作 原理
同步 器齿 套 通 过 花键 安 装 在 输 出轴上 。拨叉通过拨动齿 套沿轴 向滑
动 ，迫 使同步器沿啮Hale Waihona Puke Baidu齿 方向移动 。 当同步 器锥环与相啮合 齿锥面相接触
多 。主要 反应 的现象为 同步器换挡 困 难 、同步时 间过 长 、啮 合齿 “ 打齿 ”
等。 （ ）换挡 困难 换挡 困难 主要 有 １
锥面 同步 器因其结 构紧凑 、设计模
块化 、同步 容量大 、传递转 矩大 、 可靠 性高 、制 造成 本低等 优点被广 泛应 用于重 型汽车 变速器 中。它 的
生 “ 齿”而发响。 打
可 能是 因为同步 器总成作 用高 度过高 或者 过低 ，也可能 是 由于 两摩擦 锥面
间摩 擦力不够 ，摩 擦锥面 不能够 及时 同步 ，加重 了锁止 销的承 受扭 力 ，使
工艺 ，保 证锁止 销 自身的抗 剪强 度
与韧 性 ；三是要 保证销 止销 自身的 加工 精度 ，特别是 同步 器齿套 换挡
在拨 又的作用下继续滑动 ， 到锁止 遇
销 台阶时 ，轴 向力迫使 同步器齿套锥 环组件 与相啮合齿锥面 间的压力越来 越大 ，由此产生的锥面摩擦 力也越来 越大 ，同步作用越来越 强 ，同步器总
换挡性能以及整车正常运行 。
锁销式同步器结构
锁 销 式 同步 器 总 成 结 构 如 图 所 示 ，它 由高 低 挡 锁 止 销 （ 三 各 根 ）、弹簧 （ 六根 ） 、高低 挡锥环 组 件 （ 一 套 ）及 同步 器 齿 套组 各
高 ，金相 组织 不合格 ，销子表 面渗 碳
的 圆弧 ，因为这将直 接导 致换 挡的
顺滑性及同步器寿命 。
３优 化铆压装 配工艺 ．
铆接 对于 锁销式 同步 器来说 ，
过 深 ，渗碳时产 生应 力集 中等 ；三是
是 至关 重要 的一道 工艺 。一是必须 要 控制 铆压机 的铆接 压力 ；二是 要
路试 验较为常 见。其 根本原 因以设计
误 差、制造 累积误差超 差引起干涉居
７ ００ ６ ２１ ｇ第？
ｗ＇ｗ． ｃ ９ ０ ｃ ｍ ｗ ｍ １ ５ ｏ
换挡 时间长 。由于挂 挡时 同步 器还 没
Ｍ Ｃ 理 代 零 部件
有同步 ，齿 套与结合齿仍存在 较高的 速度差时 ，齿 套与结合齿 的外花 键产
早期失效是锁销 式同步器常见故 障 之一 。特别是在项 目初始台架与道
同步 作用 力不 够 ；二是两 摩擦锥面 接 触面 太小 ，或 设计时 摩擦 锥面锥 度差 过 大 ，造 成 啮 合时 锥 面 单 边 磨 损 严 重 ，同步过程 中不能保证 同步环 与啮
合齿 锥面很好 地实现锁止 作用 ，所 以
锥面 与啮 合齿锥 面间 内锥 面尺寸偏 小 或外锥 面尺寸偏 大 ，使得 同步 器两 啮
时 ，同步 器总成 由于锥面 摩擦 的作用
跟 随 转 动 ，伴 随 着摩 擦 力 的持 续 作 用 ，转速越 转越 快初步 同步。当齿套
确 ，加 工控制 是否 合理 ，制造精度
是否 满足要 求 ，直 接影响 到变速 器
时滑过 台阶 的表面 粗糙 度及相 连接
２同步器锥环早期失效 ．
（ ）同步 器锥 环开 裂 １ 锥 环开 裂 ，在实际使用 中时有发 生。主要原 因有 ：一 是因为锥环基体 粉末件烧结 没 有达 到要 求 ，内部 结 构 疏松 ，在 撞击时产生 开裂 ；二是 由于锁止销在
得锁止 销断裂 ；二是 锁止销 本身 的制 造存在 质量 问题 ，常见问题 存在于 热 处理 ，比如原 材料淬火 后心 部硬度 过
控 制铆头 的旋 转 中心 ，也 就是铆头
铆接过程 中 ，铆压力过大 ，使得内部 产生应力 ，当正常运转时 ，不断地换
挡 ，使得应力释放 引起开裂 。 （ ）同步器 锥面 烧结 ２ 锥环 烧
锁止销铆接时高度不一致，锁止销铆
接 时与端 面不垂 直 ，形 成在换 挡时 作 用 力不一 致或者 有斜 力矩 产生 ，使得
成。
合锥面间隙过小 ， 同步环接合齿端 与
外径处 的过渡 圆角过大 ，与同步 器齿
成 的旋 转也越来越快 ，最 终两摩擦锥
面 的速 度逐渐趋于一致 （ 最终达到 同 步状态 ）。 当齿套通过 锁止销台阶在 大径上 滑动 ，此时齿 套外花锥 因为花
座花键 齿 内轮 辐干涉 ，都 有可能 引起 摩擦副 闻冷却 不够 而形成 烧结 ，或者
各部 分结构尺 寸和 公差设计 是否正
进挡 困难 与脱 挡困难两种 情况 。其 中 进挡 困难 主要 原因是片面 考虑 同步 器 寿命 ，总成作 用高度过大 ，致使在 换 挡过程 中两啮 合锥面 已经啮合 同步 ， 但拨 叉还 在行程 之中 ，产 生不能进 挡 的现 象。脱挡 困难 主要原 因有 同步 器
与铆压机 摆研 中心相 一致 ；三是要
啮合 摩擦 面产 生 自锁 ，使 得同步 器两
啮合锥 面在换 挡时不能脱 开 。由于 同
锥 倒角引导 轻松无冲击地 滑人齿轮结
合 齿的内花键 。此时 由于 同步器齿套
步器锥 面 间一直 受摩擦 力的作用 ，在
特定的状态下还可能产生溜车现象。 （ ２）同 步 时 间 过 长 、 啮 合 齿 “ 齿” 同步 时 间过 长 的主要原 因 打 是在 换挡过程 中啮合齿 间不能够及 时 实现 同步 。一 是 由于 同步器总成 作用 高度 过低 ，进 挡时 由于 摩擦锥 面问 间
与啮 合齿 已经通过花键联 接 ，达到完
全 同步 ，锥面 间因没 有压 力而摩擦 力 完 全消失 ，在惯性推 力的作用下 ，摩
擦锥 面顺利脱开 。周而 复始 ，通过 同
步 器齿套的滑动 ，进行 挡位切换 ，顺 利 完成换挡 。
隙过 大 ，产生 的摩擦 力矩 过小 ，致使
失效模式与原因分析
■ 上海汽车变速器有限公 司／ 朱民益
锁销式同
同步器是 汽车 变速器 中影响换
挡性 能最重要 部件 之一 。锁销式双
工作 原理
同步 器齿 套 通 过 花键 安 装 在 输 出轴上 。拨叉通过拨动齿 套沿轴 向滑
动 ，迫 使同步器沿啮Hale Waihona Puke Baidu齿 方向移动 。 当同步 器锥环与相啮合 齿锥面相接触
多 。主要 反应 的现象为 同步器换挡 困 难 、同步时 间过 长 、啮 合齿 “ 打齿 ”
等。 （ ）换挡 困难 换挡 困难 主要 有 １
锥面 同步 器因其结 构紧凑 、设计模
块化 、同步 容量大 、传递转 矩大 、 可靠 性高 、制 造成 本低等 优点被广 泛应 用于重 型汽车 变速器 中。它 的
生 “ 齿”而发响。 打
可 能是 因为同步 器总成作 用高 度过高 或者 过低 ，也可能 是 由于 两摩擦 锥面
间摩 擦力不够 ，摩 擦锥面 不能够 及时 同步 ，加重 了锁止 销的承 受扭 力 ，使
工艺 ，保 证锁止 销 自身的抗 剪强 度
与韧 性 ；三是要 保证销 止销 自身的 加工 精度 ，特别是 同步 器齿套 换挡
在拨 又的作用下继续滑动 ， 到锁止 遇
销 台阶时 ，轴 向力迫使 同步器齿套锥 环组件 与相啮合齿锥面 间的压力越来 越大 ，由此产生的锥面摩擦 力也越来 越大 ，同步作用越来越 强 ，同步器总
换挡性能以及整车正常运行 。
锁销式同步器结构
锁 销 式 同步 器 总 成 结 构 如 图 所 示 ，它 由高 低 挡 锁 止 销 （ 三 各 根 ）、弹簧 （ 六根 ） 、高低 挡锥环 组 件 （ 一 套 ）及 同步 器 齿 套组 各
高 ，金相 组织 不合格 ，销子表 面渗 碳
的 圆弧 ，因为这将直 接导 致换 挡的
顺滑性及同步器寿命 。
３优 化铆压装 配工艺 ．
铆接 对于 锁销式 同步 器来说 ，
过 深 ，渗碳时产 生应 力集 中等 ；三是
是 至关 重要 的一道 工艺 。一是必须 要 控制 铆压机 的铆接 压力 ；二是 要
路试 验较为常 见。其 根本原 因以设计
误 差、制造 累积误差超 差引起干涉居
７ ００ ６ ２１ ｇ第？
ｗ＇ｗ． ｃ ９ ０ ｃ ｍ ｗ ｍ １ ５ ｏ
换挡 时间长 。由于挂 挡时 同步 器还 没
Ｍ Ｃ 理 代 零 部件
有同步 ，齿 套与结合齿仍存在 较高的 速度差时 ，齿 套与结合齿 的外花 键产