锁环式惯性同步器结构与工作过程

1、精品文档_02欢迎下载潜坡56定位惮7接合套s锁坏9五档接合询图/10第二轴五档售轮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，以避免齿问冲击和发生噪声。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 ca1091型汽车六档变速器中的五、六档同步器（图1413a）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1413b）,花键齿的断面轮廓尺 寸与

2、齿圈3、9及花键毂15上的外花键齿均相同。读讣（同步球j 4 六档接含齿圈33r钟轴承21第一轴17中间轴五档也轮18卡坪图1473赣环式同步器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

3、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1414所示。当接合套7刚从五档退到空档 时（图1414a）,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,止匕时，n4=n7, n3n7, 即n3n4。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

4、,并通过定位销6带动滑 块5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（n3n4）的两锥面一 经接触便产生摩擦作用（图1414b） 0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精品文档角度， 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

5、，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no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

6、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mio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m2m1,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 m2m1,则二者不可能进入接合。摩擦力矩m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

7、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

8、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 1414c) ，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1414c 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 1414d) ，而最后完成了换入六档 ( 由低速档换入高速档 ) 的全过3 欢迎下载 。精品文档程。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