【變速器同步器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)案例1700字】

變速器同步器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)案例綜述1.1同步器介紹同步器，顧名思義是使兩個(gè)零件達(dá)到同步狀態(tài)，目前同步器的原理大都是靠摩擦力帶動(dòng)嚙合部位達(dá)到同步狀態(tài)，稱(chēng)之為摩擦同步器。汽車(chē)中常見(jiàn)的摩擦同步器有慣性增力式、慣性式和常壓式。第三種結(jié)構(gòu)最為簡(jiǎn)單，但缺點(diǎn)為該同步器不能在齒輪連續(xù)工作狀態(tài)下進(jìn)行換擋，故不常用，最為廣泛的是慣性式。慣性式的優(yōu)點(diǎn)在于嚙合件在換擋時(shí)兩嚙合件角速度形同，能順利換擋，即能很好實(shí)現(xiàn)同步器的功能，慣性式同步器根據(jù)結(jié)構(gòu)不同，也分為許多種類(lèi)，如常見(jiàn)的鎖環(huán)式、多錐式、鎖銷(xiāo)式等，雖然他們結(jié)構(gòu)各不相同，但組成缺一樣，都是由彈性部件、摩擦部件及鎖止部件組成。其中承受轉(zhuǎn)矩最大的是鎖銷(xiāo)式，由于本次設(shè)計(jì)為重型汽車(chē)變速器，對(duì)同步器要求是能夠承受較大的轉(zhuǎn)矩，故本次選用鎖銷(xiāo)式。1.2鎖銷(xiāo)式同步器該同步器的構(gòu)造間下圖，其換擋過(guò)程：當(dāng)變速器換擋時(shí)，接合套在5在外力的作用下向左移動(dòng)，借助中間零件鋼球10、定位銷(xiāo)4，使得摩擦錐環(huán)與摩擦盤(pán)相接觸，此時(shí)摩擦錐環(huán)與摩擦追盤(pán)之間有一個(gè)轉(zhuǎn)速差，但兩者接觸后，靠摩擦力的作用帶動(dòng)鎖銷(xiāo)8轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)的鎖銷(xiāo)8轉(zhuǎn)動(dòng)后與接合套的倒角接觸，阻止結(jié)合套繼續(xù)移動(dòng)，此時(shí)法向反作用力在軸上的分力使得摩擦錐盤(pán)、摩擦錐盤(pán)相互抵緊，使得接合套帶動(dòng)花鍵達(dá)到同步；此時(shí)，由于摩擦力的作用，導(dǎo)致鎖銷(xiāo)相對(duì)接合套的軸線(xiàn)有一定角度偏移，即鎖銷(xiāo)的倒角抵住接合套倒角，迫使摩擦錐盤(pán)帶動(dòng)摩擦錐環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)，直到鎖銷(xiāo)與孔的軸線(xiàn)偏移角度為0，接合套的移動(dòng)不再受倒角的阻力，僅有鋼球的阻力，這是換擋阻力小，達(dá)到輕松換擋的目的。這種同步器優(yōu)點(diǎn)在于不減少，摩擦面間產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩大，弊端在于軸向尺寸大。本設(shè)計(jì)中同步器選擇內(nèi)錐式。1-軸齒輪2-摩擦錐盤(pán)3-摩擦錐環(huán)4-定位銷(xiāo)5-接合套6-二擋齒輪7-二軸8-鎖銷(xiāo)9-花鍵轂10-鋼球11-彈簧圖1.1鎖銷(xiāo)式慣性同步器1.3同步器主要參數(shù)的確定（1）摩擦因數(shù)f摩擦因數(shù)的選取與眾多因素有關(guān)，如材料、粗糙度的大小、潤(rùn)滑油和工作環(huán)境等，對(duì)于與同步環(huán)接觸的齒輪齒面，通常采用低碳合金鋼，該材料在工作過(guò)程中摩擦因數(shù)變化小。同步環(huán)的材料選取黃銅合金制作，優(yōu)點(diǎn)在于黃銅合金制造出的同步環(huán)不僅強(qiáng)度高，且硬度大，能保證其工作壽命。該種材料制作的同步環(huán)在油中工作時(shí)摩擦因數(shù)一般選取為0.1。摩擦因數(shù)的大小對(duì)同步環(huán)的工作至關(guān)重要，其值越大，則換擋越順利，縮短其同步的時(shí)間；其值越小，換擋過(guò)程需要較大的力矩，且達(dá)到同步的時(shí)間較長(zhǎng)，甚至達(dá)不到同步的目的。對(duì)于大部分同步環(huán)來(lái)講，為了使摩擦因數(shù)足夠大、，通常采取在同步環(huán)錐面加工出槽，以破環(huán)油膜，進(jìn)而增大摩擦力。（2）同步環(huán)主要尺寸的確定1）錐面半錐角αα的數(shù)值決定摩擦力矩的大小，數(shù)值越大，摩擦力矩大，換擋時(shí)間越短，換擋越省力，但數(shù)值不能過(guò)小，否則產(chǎn)生自鎖，導(dǎo)致?lián)Q擋失敗；發(fā)生自鎖的條件為半錐角tanα小于摩擦因數(shù)f，所以根據(jù)此條件α數(shù)值選取為5°-9°，通過(guò)經(jīng)驗(yàn)得知，當(dāng)摩擦角α取為5°時(shí)，對(duì)錐面粗糙度要求較高，否則產(chǎn)生膠合現(xiàn)象；取α為7°時(shí)，不會(huì)出現(xiàn)此現(xiàn)象，故α取7°。2）摩擦錐面平均半徑R由前人研究得知，摩擦力矩隨R值的增大而增大，R越大，則換擋和到達(dá)同步的時(shí)間越短，換擋也越順利。但R值大小同時(shí)受變速器的空間尺寸的影響和限制。綜上所述，R值在合理的范圍內(nèi)盡量取上限值。3）錐面工作長(zhǎng)度b錐面長(zhǎng)度越長(zhǎng)，則變速器的軸向尺寸增加，錐面的面積較大，減小了單位面積的受力，提高其使用壽命；反之變速器軸向尺寸減小，錐面的面積減小，單位面積所受應(yīng)力增加，加劇磨損，降低變速器的使用壽命。4）同步環(huán)徑向厚度同步環(huán)徑向厚度的選取與錐面平均半徑的選取原則相同，其厚度的選取受到變速器中心距及空間幾何尺寸的限制，厚度值不易過(guò)大。選用的原則為在保證同步環(huán)具有足夠的強(qiáng)度前提下，盡量使同步環(huán)的厚度值較小。（3）鎖止角β鎖止角數(shù)值的大小影響換擋是否順利，因?yàn)殒i止角的大小能保證兩部分實(shí)現(xiàn)同步轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)間長(zhǎng)短。目前同步器所用的鎖止角大小在26°～42°范圍內(nèi)。同步器的作用是使具有轉(zhuǎn)速差的兩部分達(dá)到同步轉(zhuǎn)動(dòng)，對(duì)其工作性能衡量的一個(gè)重要指標(biāo)是兩部分達(dá)到同步時(shí)間的長(zhǎng)短，時(shí)間越短，代表同步器的性能越好。影響的