同步器寿命性能试验中换档机械手结构设计

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1、长春大学毕业设计任务书题目同步器寿命性能试验中换档机械手结构设计性质:□毕业设计□毕业论文教学院机械学院专业班级机械0841112学生姓名罗斌下发09年3月1日完成09年6月1日同步器寿命性能试验中换档机械手结构设计一、课题研究的目的和意义21世纪是汽车工业飞速发展的时代，汽车工业逐步成为许多国家的支柱产业。为了控制汽车产品质量，提高汽车品质，势必对其总成及零部件提出更高更严格的要求。变速器是汽车传动系中一个重要总成。同步器是汽车变速器的重要部件，主要用于汽车行驶中平稳变速换挡，操纵轻便灵活，消除冲击噪音和降低汽车油耗。同时，防止变速箱齿轮的损坏，直接影响变速器寿命。因此，研

2、制先进的同步器试验系统，对提高汽车试验技术有着重要意义。同时，汽车是一个由许多种零部件组成的复杂的机械系统。对于产品开发所需的许多技术资料，目前尚不能通过理论计算得到，只能通过试验，因此有人说“汽车是试验出来的”。国外汽车工业由于发展时间较长，且对试验检测工作十分重视，在资金上给予了巨大的投入，一般都有较为齐全的试验装备。再加上严格管理和精良的加工设备，与国内形成了较大的差距。所以，我国汽车厂必须加大对试验检测设备的投入，才能大大缩短同国外同类厂家在试验手段上的差距，有利于我国汽车产品在国内外的竞争能力。本课题正是基于上述情况，利用驱动机械手代替手动换挡来研究变速器总成中同步

3、器寿命试验。二、同步器介绍2.2.1同步器的作用现代汽车上广泛采用活塞式内燃机作为动力源，其转矩和转速变化范围较小。而复杂的使用条件则要求汽车的牵引力和车速能在相当大的范围内变化。第一章绪论为解决这一矛盾，在传动系中设置了变速器。变速器在换挡时，由于两齿轮轮齿不同步时的强制挂挡，使得因两轮齿间存在的速度差而发生冲击和噪音。这样，不但不易挂挡，而且影响了轮齿寿命，使齿端部磨损加剧，甚至使轮齿折断。所以在变速器换挡过程中，必须使所选挡位的一对待啮合齿轮轮齿的圆周速度相等（即同步），才能使之平顺地进入啮合而挂上挡位。因此，产生了同步器。同步器是工业车辆机械变速箱的关键部件，直接影响

4、车辆操纵换挡性能。它是在接合套换挡机构基础上发展起来的。其中包括接合套、花键毂、对应齿轮上的接合齿圈，以及使接合套与对应接合齿圈的圆周速度迅速达到并保持一致的机构，以及阻止两者在达到同步之前接合以防止冲击的结构。目前，同步器的型式主要有常压式、惯性式和自行增力式三种。其中以惯性式同步器的应用最为广泛。如CA1091中型载货汽车六挡变速器中五、六挡使用的是具有锁环装置的惯性同步器。东风EQ1090E型汽车五挡变速器使用的具有锁销装置的惯性同步器。2.2.2同步器的工作原理为避免机械变速箱在换挡时冲击噪声大，一般都采用惯性式同步器（以下简称同步器）。它与常压式同步器一样，都是依靠

5、摩擦作用实现同步的。但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，以避免齿间冲击和发生噪声。按同步器摩擦面的形状分为锥形同步器，片形同步器和多锥形同步器。图1-1为典型的锥形同步器结构简图。此种类型的同步器也是本课题检测中所使用的同步器。在回位弹簧4作用下，接合套2保持在空挡位置（对应工作原理图1-2a）。挂挡时接合套移动，摩擦面接触，因接合元件即接合套与空转齿轮的转速不同，在摩擦面上产生摩擦力矩，使同步环转过一定角度，锁止面顶紧（对应工作原理图1-2b）。通过锁止面对摩擦面加压，在摩擦力矩作用下使接合套与空转齿轮同步。设计时，使锁止面的拔正力矩小于摩

6、擦力矩，接合套不能进入啮合，只有在接合套与空转齿轮转速相同，摩擦力矩消失，同步环转过一定角度，锁止作用失效，接合套在轴向力作用下，继续移动才能与空转齿轮的花键啮合，完成换挡（对应工作原理图1-2c）。图1-1锥型同步器结构示意图1.同步环2.结合套3.空转齿轮4.回位弹簧5.锁止齿6.啮合齿7.锥型摩擦面8.齿毂图1-2同步器工作原理（a）接合套空挡（b）顶住锁止面（c）接合套与空转齿轮的花键啮合1.同步环2.接合套3.锁止面4.空转齿轮的花1.2.3同步器的使用根据上述的同步器工作原理，我们可以进一步理解下列几个问题：1）下长坡时要及早挂入低速挡，以充分利用发动机的辅助制动

7、功能。千万不可熄火空挡滑行，否则安全性不易保证。此外，若换挡时间过晚，挂不上低速挡时，可以考虑踩制动踏板，再配合加油。2）若离合器分离不彻底，所需挡位接合齿圈转速难以达到同步转速，会导致挂挡困难。3）同步器锁环磨损严重，定位弹簧变软，滑块缺损等，易导致挂挡困难或出现异响。4）应及时换挡，爬坡时不能拖挡，高挡不硬撑。5）正常换挡要脚轻手快。从上述工作原理分析可知，同步器实质是一种强制同步装置。在换挡时，惯性作用通过摩擦力矩形式使所需挡位接合齿圈（升挡减速，降挡加速）迅速达到与接合套的惯性转速（即上一个挡位