同步器设计手册.doc

同步器设计手册前言汽车变速器中采用同步器,可以保证换档操作迅速、轻便无冲击,延长齿轮和传动系统的使用寿命,提高汽车在换档和加速起步时的动力性和经济性,改善驾驶舒适性的有效措施。同步器技术目前被广泛应用于各种车型上。同步器的应用是机械变速器发展过程中一次质的飞跃,在我国汽车行业标准QC/T29063中明确规定轻型汽车变速器前进档必需装有同步器结构,中型汽车除一档、倒档外,其余各档也必需装有同步器结构。随着同步器技术不断发展,对于提高变速器传动性能,具有十分重要的经济技术意义。本手册是在综合同步器理论和实践研究的基础上编写而成。本书结构新颖,文字简洁,图文并茂,通俗易懂。内容包括:同步器结构形式,工作原理,设计参数,结构参数,以及影响同步器性能的因素。本手册可供从事汽车变速器的设计、生产、维修人员参考。本手册经等人员审阅并提出修改意见,在此表示感谢。由于作者水平有限,难免有不足之处,请广大员工提出宝贵意见。作者2007/11/16目录绪论第一章同步器的结构形式及其特点第一节锁销式同步器锁环式同步器锁环式多锥同步器同步器工作原理同步器设计参数及其计算转动惯量及其转换同步力矩Tc及同步时间拨环力矩TB计算实例结构参数设计结构参数设计结构参数设计对换档性能的影响同步器摩擦材料影响同步器性能的因素第一节润滑油对同步器性能的影响第二节其他对同步器性能的影响第六章同步器试验绪论汽车变速器是汽车传动系中的一个重要部件,它的功能是在不同的使用条件下,改变由发动机传到驱动轮上的转矩和转速,使得汽车得到不同的牵引力和车速,以适应不同的使用条件。同时也可以使发动机在最有利的工况范围内工作。为保证变速器具有良好的工作性能,对变速器提出以下基本要求:应有合适的变速档位数和传动比,保证汽车具有良好的动力性和经济性指标。较高的传动效率。应有空档和倒档。换档操纵迅速轻便、工作可靠,噪声小。在手动机械式变速器中(ManualTransmission简称MT),同步器是改善换档性能的主要零部件。对减轻驾驶员的劳动强度,使操纵轻便,提高齿轮及传动系统的使用寿命,提高汽车行驶安全性和乘坐的舒适性,改善汽车起步时的加速性和经济性起着重要作用。S1现以一个五档变速器为例,说明同步器在换档中的作用。图1图2P1假如汽车正在二档位置上行驶,则变速器通过发动机传来的动力,经过第一轴上的齿轮A和中间轴常啮合齿轮B、齿轮P2传递给第二轴上的齿轮S2,使动力输出。这时齿轮P2和齿轮S2的圆周线速度相等,VS2=VP2。当汽车在良好的路面行驶,驾驶员此时要改善汽车行驶的经济性,要从二档换到三档上行驶,这时驾驶员就要把齿轮S2和P2分开,而把齿轮S3和P3接合上。此时中间轴上的齿轮P3的直径要比P2大。由于中间轴传动角速度ω不变,则Vp3>VP2。同理,由于第二轴上的齿轮S3的直径小于S2的直径,VS3<VS2。如果在时间t内踩离合器,由于第二轴与驱动桥、后轮、整车相连,转动惯量很大,齿轮的速度不可能很快降下来。这样,在时间t内,齿轮S2和S3的圆周线速度不相等,见图2所示。要经过相当长的时间tx,等后轮轴停止后,齿轮S2和S3的圆周线速度相等,同时为零。对于中间轴,是齿轮A、B随第一轴即离合器而转动。由于这一段的转动惯量小,离合器分离后,会在很短时间t′x内停止转动,Vp3和VP2很快随第一轴的停止而趋于零。当中间轴与第二轴以不同的速度降低的过程中,齿轮P3和S3圆周线速度相等,驾驶员就要巧妙地抓住这段时间,把齿轮P3和齿轮S3接合上。所以在低档换高档的过程中,全靠驾驶员的熟练操作和丰富经验,同时注意力也要特别集中。对于二档换一档的退档过程中,同理是齿轮P1和S1的减速度要比齿轮P2和S2要大。所以高档换低档是极其复杂的。在分开二档齿轮之前,齿轮S1的圆周线速度VS1比齿轮S2、P2、P1要大,如图3所示,齿轮P2和P1在t′x时趋于零,齿轮S2和S1在tx时趋于零,他们之间相距很大。根本不能相交,齿轮P1和S1圆周线速度永远没有相等的时间。所以,要想在瞬间内使这两个齿轮直接相啮合是不可能的。必须采取一种辅助方法使齿轮P1和S1圆周线速度接近。这就是通常的做法“两脚离合器”:第一步踩下离合器踏板;第二步将排档杆移至空档位置;第三步再松开离合器踏板,稍加油门从a→b,使齿轮p1速度增高并超过齿轮S1的速度线。第四步再踩下离合器踏板b→C,使齿轮p1速度迅速下降,在C点迅速换档。这样就找到了时间t2点,使齿轮P1和S1圆周线速相等。在这个过程中,驾驶员不但要有高超的实践经验和操作技能,而且劳动强度也很大。汽车机械式变速器安装了同步器之后,就不需要“两脚离合器”的操作。减轻了驾驶员的劳动强度,减少换档时齿轮间的撞击,能准确无误地换档,增加了舒适性。同步器发展仅有数十年的历史。自1912年奥地利