汽车同步器的研究与设计论文

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1、汽车同步器的研究与设计毕业论文第一章绪论1.1选题背景1.1.1汽车同步器的应用与发展趋势近几年来我国汽车行业发展迅速，产量连年突破新高。汽车工业已成为国民经济的第四大支柱行业，同时我国仅次于美、日、德的汽车第四大生产国。随着汽车产业的发展，对机械换档装置中的重要部件——同步器的要求也越来越高。但是，目前国内对同步器的研究很少，其生产还处于照抄照搬的模仿阶段，而在普通齿轮变速器中采用同步器，可以保证换档时齿轮啮合不受冲击，消除噪声，延长齿轮寿命，使换档动作方便迅速，有利于提高汽车的动力性和燃油经济性，由此可见同步器的重要。图1.1汽车同步器1.1.2我国同步器发展的现状由于变速器输入轴与输出

2、轴以各自的速度旋转，变换档位时啮合存在一个"同步"问题。两个旋转速度不一样齿轮强行啮合必然会发生冲击碰撞，损坏齿轮。因此，旧式变速器的换档要采用"两脚离合"的方式，升档在空档位置停留片刻，减档要在空档位置加油门，以减少齿轮的转速差。但这个操作比较复杂，难以掌握精确。因此设计师创造出"同步器"，通过同步器使将要啮合的齿轮达到一致的转速而顺利啮合。1.1.3锁环式同步器的特点、组成与分类40同步器有常压式，惯性式和自行增力式等种类。惯性式同步器是依靠摩擦作用实现同步的，在其上面设有专设机构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，从而避免了齿间冲击。惯性同步器按结构又分为锁环式和锁销

3、式两种。目前全部同步式变速器上采用的是惯性同步器，它主要由接合套、卡环（锁环）等组成，它的特点是依靠摩擦作用实现同步。接合套、锁环和待接合齿轮的齿圈上均有倒角（锁止角），锁环的内锥面与待接合齿轮齿圈外锥面接触产生摩擦。锁止角与锥面在设计时已作了适当选择，锥面摩擦使得待啮合的接合套与接合齿圈迅速同步，同时又会产生一种锁止作用，防止齿轮在同步前进行啮合。当同步锁环内锥面与待接合齿轮齿圈外锥面接触后，在摩擦力矩的作用下齿轮转速迅速降低（或升高）到与锁环转速相等，两者同步旋转，齿轮相对于锁环的转速为零，因而惯性力矩也同时消失，这时在作用力的推动下，接合套不受阻碍地与锁环、接合齿圈接合，并进一步与待接

4、合齿轮的齿圈接合而完成换档过程。1.2本课题的研究工作本文阐述了汽车手动变速器中的关键组成部件——同步器的主要设计过程，其中包括该课题的选题背景，具体方案的确定和主要零件的设计计算。本文在查阅大量同步器设计相关资料的基础上，对同步器进行比较深入的研究和分析，最终得出了具体的方案。本次设计以中国某型货车为模型，参考部分整车数据，通过大量的计算分析，设计出了中间轴式五档手动变速器中的五档同步器。其中同步环的主要参数有同步环锥面上的螺纹槽、锥面半锥角、摩擦锥面平均半径、锥面工作长度、同步环径向厚度、锁止角、同步时间。最后对同步器进行校核，看同步器的性能是否符合技术要求。并且对键和花键进行了计算与校

5、核。40第二章方案选择及论证2.1汽车同步器的结构特点同步器是在接合套换档机构基础上发展起来的，其中除包括接合套、花键毅、对应齿轮上的接合齿圈外，还增设了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（同步）的机构，以及阻止二者在达到同步之前接合以防止冲击的机构。目前广泛采用的是惯性式同步器，它是依靠摩擦作用实现同步的。惯性式同步器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，以避免齿间发生冲击和产生噪声。汽车同步器的零件如图二。1、9-变速器齿轮2-滚针轴承3、8-结合齿圈4、7-锁环（同步环）5-弹簧6-定位销10-花键毂11-结合套图2.1锁环式同步器2.2同步器的

6、工作原理轿车和轻、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某型汽车五档变速器中的五档同步器为例说明，如图三所示。将花键毅740套装到的二轴上后，即用卡环轴向固定。在花键毅两端与齿圈和相同齿圈之间，各有一个青铜制成的锁环（也称同步环）2。锁环上有断续的短花键齿圈，花键齿的断面轮廓尺寸与齿圈1及花键毅7上的外花键均相同。两个锁环上的花键齿，在对着结合套的一端都有倒角（称为锁止角），且与结合套齿端的倒角相同。锁环具有与齿圈1上的锥形摩擦面锥度相同的内锥面，锥面上制出螺旋槽，以便两锥面接触后破坏油膜，增加锥面间的摩擦。三个滑5分别嵌合在花键毅的三个轴向槽内，并可沿槽轴向滑动。三

7、个定位销4分别插入三个滑块的通孔内。在弹簧6的作用下，定位销4压向接合套3，使定位销端部的球面正好嵌在接合套中部的凹槽内，起到空挡定位的作用。滑块5的两端伸入锁环2的三个缺口中，锁环的三个凸起部8分别伸入到花键毅7的三个通槽中，只有当凸起部8位于缺口的中央时，接合套与锁环的齿方可接合。设变速器由四档换入五档（直接档），锁环式惯性同步器的工作原理如图三所示。1、接合齿圈2、同步环3、接合套4、定位销5、滑块6、