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汽车同步器设计说明书.doc

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汽车同步器设计说明书.doc

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,可使被刮下来的油存在于螺纹之间的间隙中,但螺距增大又会使接触面减少,增加磨损速度。通常轴向泄油槽为612个,槽宽34nm。(2)锥面半锥角α摩擦锥面半锥角α越小,摩擦力矩越大。但α过小则摩擦锥面将产生自锁现象,避免自锁的条件是tanα≥f。一般取α6°8°。Α6°时,摩擦力矩较大,但在锥面的表面粗糙度控制不严时,则有粘着和咬住的倾向在α7°时很少出现咬住现象。3摩擦锥面平均半径RR设计得越大,则摩擦力矩越大。R往往受结构限制,包括变速器中心距及相关零件的尺寸和布置的限制,以及R取大以后还会影响到同步环径向厚度尺寸要取小的约束,故不能取大。原则上是在可能的条件下,尽可能将R取大些。4锥面工作长度b缩短锥面工作长度b,便使变速器的轴向长度缩短,但同时也减小了锥面的工作面积,增加了单位压力并使磨损加速。设计时可根据下式计算确定bbMm/2πpfR²(5)同步环径向厚度与摩擦锥面平均半径一样,同步环的径向厚度要受机构布置上的限制,包括变速器中心距及相关零件,特别是

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