变速箱同步器失效过程与失效机理分析-论文.pdf

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1、第50卷第14期机械工程学报VO1．50NO．1420l4年7月JOURNALOFMECHANICALENGINEERINGJu1．2O14Dol：l0．3901／JME．2014．14．069变速箱同步器失效过程与失效机理分析徐万里赵巍张学明，2徐曦萌粟斌(1．中国人民解放军总后勤部油料研究所北京102300；2．武汉理工大学能源与动力工程学院武汉430070)摘要：为分析变速箱同步器的失效过程和失效机理，在自行研制的试验台上对变速箱同步器进行试验。试验过程中，获得每一次换挡时锥体的转速、结合套的位移和摩擦力矩与换挡时间的关系曲线，以及摩擦因数与换挡次数的关系曲线。试验

2、完成后，对摩擦副表面利用扫描电子显微镜和白光干涉形貌仪进行观察，对润滑油内的铁含量利用原子发射光谱仪进行测量。结果表明，随着换挡次数的增加，摩擦因数在不断降低，使得同步器锥体获得的加速度不断减少而在同步阶段所经历的时间不断延长，并最终导致同步器失效。在换挡过程中摩擦副表面的微凸体被磨损以致油膜难以破裂，使得固体摩擦因数所占比例不断降低而油膜摩擦因数逐渐占主导优势，是引起摩擦因数不断降低的主要原因。关键词：变速箱同步器；失效过程；失效机理中图分类号：TH132AnalysisonFailureProcessandFailureMechanismofTransmissionS

3、ynchronizerXUWanliZHAOWeiZHANGXueming_XUXimengSUBin(1．PetroleumOilandLubricantInstitute，ChinaPLAGeneralLogisticsDepartment，Beijing102300；2．SchoolofEnergyandPowerEngineering，WuhanUniversityofTechnology,Wuhan430070)Abstract：Basedonacustom-builtexperimentalapp~ams，thetransmissionsynchronizer

4、experimentisperformedtoanalyzethefailureprocessandfailuremechanismoftransmissionsynchronizer．Duringtheexperiment，therotatespeedofcone，theshiftofsleeve，themomentoffrictionwithshifttime，andthefrictioncoeficientasafunctionofshiftnumberareobtained．Afterexperiment，thesurfacesoffrictionmaterial

5、areanalyzedbyscanningelectronicmicroscope(SEM)andthenon-contactsurfaceprofilerMicroXAMrespectively,andtheFecontentcontainedinlubricatingoilismeasuredbyatomicemissionspectrometry．Theresultsindicatedthatthefrictioncoeficientgoesdownwiththenumberofshifts，whichledtothereductionoftheaccelerati

6、onandtheincrementofthesynchronizationtime．Thesynchronizerbecomesinvalidbecauseoflowfrictioncoeficient．Duringtheshiftprocess，theasperitiesofsurfaceareworn，whichmakestheoilfilmrupturedificultly．Theproportionofsolidfrictioncoeficientcontinuestoreduceandtheoilfilmfrictioncoeficientoccupiesthe

7、dominancegradually,whichisthemaincausetoinducethereductionoffrictioncoeficient．Keywords：transmissionsynchronizer；failureprocess；failuremechanism的结构、摩擦材料以及润滑油等方面开展工作以提0前言高同步器的性能。KOGA等L3阐述了多锥同步器存在的潜在优势，OKAZAKI等L4-5l从理论分析和试验同步器是变速箱中的重要零部件，其作用是在研究上验证了多锥同步器的优越性能。变速箱换挡时，通