同步器设计.ppt

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1、第三章第三章 机械式变速器设计机械式变速器设计内容回顾内容回顾汽汽车车设设计计总体设计总体设计发动机选型发动机选型底盘设计底盘设计车身及外形设计车身及外形设计电子电器系统设计电子电器系统设计总体布置（几何尺寸、人机工程、运动干涉）总体布置（几何尺寸、人机工程、运动干涉）总体性能设计（动力性、经济性、稳定性、通过性）总体性能设计（动力性、经济性、稳定性、通过性）传动系传动系行驶系行驶系转向系转向系制动系制动系离合器离合器变速器变速器万向传动轴万向传动轴驱动桥驱动桥第三章第三章 机械式变速器设计机械式变速器设计解决方案解决方案减小换挡冲击！减小换挡冲击！无同步器的五档变速器四、五档齿轮示意图锁环式

2、同步器的工作原理锁环式同步器的工作原理第五节同步器设计第五节同步器设计一、惯性式同步器一、惯性式同步器一、惯性式同步器一、惯性式同步器n n作用：作用：作用：作用：在两换挡元件之间的角速度达到完全相等在两换挡元件之间的角速度达到完全相等在两换挡元件之间的角速度达到完全相等在两换挡元件之间的角速度达到完全相等 之前不允许换挡。之前不允许换挡。之前不允许换挡。之前不允许换挡。n n分类：分类：分类：分类：锁销式、滑块式、锁环式、多锥式锁销式、滑块式、锁环式、多锥式锁销式、滑块式、锁环式、多锥式锁销式、滑块式、锁环式、多锥式n n组成：组成：组成：组成：摩擦元件、锁止元件、弹性元件摩擦元件、锁止元件

3、、弹性元件摩擦元件、锁止元件、弹性元件摩擦元件、锁止元件、弹性元件（一）锁销式同步器（一）锁销式同步器（一）锁销式同步器（一）锁销式同步器1.1.结构结构结构结构2.2.工作原理工作原理工作原理工作原理(1)(1)锁止锁止锁止锁止(2)(2)同步同步同步同步(3)(3)换挡换挡换挡换挡优点：优点：优点：优点：零件数量少，摩擦锥面平均半径零件数量少，摩擦锥面平均半径零件数量少，摩擦锥面平均半径零件数量少，摩擦锥面平均半径 较大，使转矩容量增加。较大，使转矩容量增加。较大，使转矩容量增加。较大，使转矩容量增加。缺点：缺点：缺点：缺点：轴向尺寸长。轴向尺寸长。轴向尺寸长。轴向尺寸长。应用：应用：应用

4、：应用：多用于最大总质量大于多用于最大总质量大于多用于最大总质量大于多用于最大总质量大于6 6吨的货吨的货吨的货吨的货 车变速器中。车变速器中。车变速器中。车变速器中。（二）锁环式同步器（二）锁环式同步器（二）锁环式同步器（二）锁环式同步器1.1.结构结构结构结构2.2.工作原理工作原理工作原理工作原理(1)(1)锁止锁止锁止锁止(2)(2)同步同步同步同步(3)(3)换挡换挡换挡换挡优点：优点：优点：优点：工作可靠、零件耐用。工作可靠、零件耐用。工作可靠、零件耐用。工作可靠、零件耐用。缺点：缺点：缺点：缺点：转矩容量不大。转矩容量不大。转矩容量不大。转矩容量不大。应用：应用：应用：应用：多用

5、于乘用车和总质量多用于乘用车和总质量多用于乘用车和总质量多用于乘用车和总质量 不大的货车变速器中。不大的货车变速器中。不大的货车变速器中。不大的货车变速器中。锁环式同步器的工作原理锁环式同步器的工作原理(1)(1)接近尺寸接近尺寸接近尺寸接近尺寸b b 定义：定义：定义：定义：初始位置时，啮合套接合初始位置时，啮合套接合初始位置时，啮合套接合初始位置时，啮合套接合 齿与锁环接合齿倒角之间齿与锁环接合齿倒角之间齿与锁环接合齿倒角之间齿与锁环接合齿倒角之间 的轴向距离。的轴向距离。的轴向距离。的轴向距离。取值：取值：取值：取值：b=0.20.3mmb=0.20.3mm锁环式同步器主要尺寸的确定锁环

6、式同步器主要尺寸的确定(2)(2)分度尺寸分度尺寸分度尺寸分度尺寸a a 定义：定义：定义：定义：接触位置时，啮合套接合接触位置时，啮合套接合接触位置时，啮合套接合接触位置时，啮合套接合 齿与锁环接合齿中心线间齿与锁环接合齿中心线间齿与锁环接合齿中心线间齿与锁环接合齿中心线间 的距离。的距离。的距离。的距离。取值：取值：取值：取值：a=1/4a=1/4接合齿齿距接合齿齿距接合齿齿距接合齿齿距锁环式同步器主要尺寸的确定锁环式同步器主要尺寸的确定取值：取值：取值：取值：(R R1 1为滑块轴向移动后的外半径；为滑块轴向移动后的外半径；为滑块轴向移动后的外半径；为滑块轴向移动后的外半径；R R2 2

7、为为为为接合接合接合接合齿齿齿齿分度分度分度分度圆圆圆圆半径。半径。半径。半径。)(3)(3)滑块转动距离滑块转动距离滑块转动距离滑块转动距离c c定义：定义：定义：定义：滑块在锁环缺口内转动的距离。滑块在锁环缺口内转动的距离。滑块在锁环缺口内转动的距离。滑块在锁环缺口内转动的距离。锁环式同步器主要尺寸的确定锁环式同步器主要尺寸的确定锁环式同步器主要尺寸的确定锁环式同步器主要尺寸的确定(4)(4)滑块端隙滑块端隙滑块端隙滑块端隙1 1 1 1定义：定义：定义：定义：滑块端面与锁环缺口端面的间隙。滑块端面与锁环缺口端面的间隙。滑块端面与锁环缺口端面的间隙。滑块端面与锁环缺口端面的间隙。取值：取值

8、：取值：取值：（三）多锥式同步器（三）多锥式同步器（三）多锥式同步器（三）多锥式同步器n n特点：特点：特点：特点：两个辅助同步锥；较大的转矩容量、低热负荷。两个辅助同步锥；较大的转矩容量、低热负荷。两个辅助同步锥；较大的转矩容量、低热负荷。两个辅助同步锥；较大的转矩容量、低热负荷。n n应用：应用：应用：应用：多用于总质量大的货车变速器中。多用于总质量大的货车变速器中。多用于总质量大的货车变速器中。多用于总质量大的货车变速器中。（四）惯性增力式同步器（四）惯性增力式同步器（四）惯性增力式同步器（四）惯性增力式同步器n n特点：特点：特点：特点：摩擦力矩大、结构简单、工作可靠、轴向尺寸短。摩擦

9、力矩大、结构简单、工作可靠、轴向尺寸短。摩擦力矩大、结构简单、工作可靠、轴向尺寸短。摩擦力矩大、结构简单、工作可靠、轴向尺寸短。n n应用：应用：应用：应用：货车变速器。货车变速器。货车变速器。货车变速器。1.1.摩擦因数摩擦因数摩擦因数摩擦因数f f二、同步器主要参数的确定二、同步器主要参数的确定锰黄铜锰黄铜铝黄铜铝黄铜锡黄铜锡黄铜2.2.同步环主要尺寸的确定同步环主要尺寸的确定同步环主要尺寸的确定同步环主要尺寸的确定（）同步环锥面上的螺纹槽（）同步环锥面上的螺纹槽（）同步环锥面上的螺纹槽（）同步环锥面上的螺纹槽轻、中型车轻、中型车货车货车二、同步器主要参数的确定二、同步器主要参数的确定（）

10、锥面半锥角（）锥面半锥角（）锥面半锥角（）锥面半锥角 定义：定义：定义：定义：圆锥面母线与轴线间的夹角。圆锥面母线与轴线间的夹角。圆锥面母线与轴线间的夹角。圆锥面母线与轴线间的夹角。矛盾：矛盾：矛盾：矛盾：角度越小，摩擦力矩越大；过小会产生自锁。角度越小，摩擦力矩越大；过小会产生自锁。角度越小，摩擦力矩越大；过小会产生自锁。角度越小，摩擦力矩越大；过小会产生自锁。取值：取值：取值：取值：=68=68（）摩擦锥面平均半径（）摩擦锥面平均半径（）摩擦锥面平均半径（）摩擦锥面平均半径R R 定义：定义：定义：定义：摩擦锥面中心的半径。摩擦锥面中心的半径。摩擦锥面中心的半径。摩擦锥面中心的半径。矛盾：

11、矛盾：矛盾：矛盾：R R越大，摩擦力矩越大；越大，摩擦力矩越大；越大，摩擦力矩越大；越大，摩擦力矩越大；受结构限制较明显。受结构限制较明显。受结构限制较明显。受结构限制较明显。取值：取值：取值：取值：尽可能取大些。尽可能取大些。尽可能取大些。尽可能取大些。（）锥面工作长度（）锥面工作长度（）锥面工作长度（）锥面工作长度b b二、同步器主要参数的确定二、同步器主要参数的确定3.3.锁止角锁止角锁止角锁止角 定义：定义：定义：定义：接触齿面与端面的夹角。接触齿面与端面的夹角。接触齿面与端面的夹角。接触齿面与端面的夹角。影响：影响：影响：影响：保证只有角速度差等于零时才能换挡。保证只有角速度差等于零

12、时才能换挡。保证只有角速度差等于零时才能换挡。保证只有角速度差等于零时才能换挡。取值：取值：取值：取值：264226424.4.同步时间同步时间同步时间同步时间t t5.5.转动惯量的计算转动惯量的计算转动惯量的计算转动惯量的计算二、同步器主要参数的确定二、同步器主要参数的确定三、同步器的计算三、同步器的计算n n摩擦力矩摩擦力矩n n同步时间同步时间n n摩擦锥面和锁止面的角度摩擦锥面和锁止面的角度自动变速器的换挡原理自动变速器的换挡原理本节小结本节小结1.由整车行驶平顺性引入同步器的作用；由整车行驶平顺性引入同步器的作用；2.介绍了同步器的分类；介绍了同步器的分类；3.回顾了同步器的工作原理；回顾了同步器的工作原理；4.进行了锁环式同步器各参数的选取；进行了锁环式同步器各参数的选取；5.从运动学的角度计算了同步器的性能；从运动学的角度计算了同步器的性能；6.分析了自动变速器的换挡冲击问题。分析了自动变速器的换挡冲击问题。