同步器設(shè)計說明書（全套資料含CAD圖紙）

同步器設(shè)計說明書（全套資料含CAD圖紙）,同步器,設(shè)計,說明書,仿單,全套,資料,cad,圖紙 同步器說明書 同步器說明書 同步器分為常壓式，慣性式和慣性增力式。但是在現(xiàn)在的汽車領(lǐng)域中，得到廣泛使用的是慣性式同步器。 慣性式同步器有鎖銷式，滑塊式，鎖環(huán)式，多片式和多維式幾種。今天我們設(shè)計的是以款鎖環(huán)式同步器。 一，同步器工作原理： 同步器換擋過程由三個階段組成。 第一階段：同步器離開中間位置，做軸向移動并靠在摩擦面上。摩擦面相互接觸瞬間，由于齒輪的角速度和滑動齒套的角速度不同，在摩擦力矩作用下鎖銷相對滑動齒套轉(zhuǎn)動一個不大的角度，并占據(jù)鎖止位置。此時鎖止面接觸，阻止了滑動齒套向換擋方向移動。 第二階段：來自手柄傳至換擋撥叉并作用在滑動齒套上的力F，經(jīng)過鎖止元件又作用在摩擦面上。由于齒輪的角速度和滑動齒套的角速度不相同，在上述表面產(chǎn)生摩擦力?；瑒育X套和齒輪分別與整車和變速器輸入轉(zhuǎn)動零件相連接。于是，在摩擦力矩作用下，滑動齒套和齒輪的轉(zhuǎn)速逐漸接近，其角速度差減小了。在角速度差等于零的瞬間同步過程結(jié)束。 第三階段：角速度差等于零，摩擦力矩消失，而軸向力F仍作用在鎖止元件上，使之解除鎖止?fàn)顟B(tài)，此時滑動鎖套和鎖銷上的斜面相對移動，從而使滑動齒套占據(jù)了換擋位置。 二，主要參數(shù)的確定 1． 摩擦系數(shù)f 汽車在行駛過程中換擋，特別是在高檔區(qū)換擋次數(shù)較多，意味著同步器工作頻繁。同步器是在同步環(huán)與連接齒輪之間存在角速度差的條件下工作，要求同步環(huán)有足夠的使用壽命，應(yīng)當(dāng)選用耐磨性能良好的材料。為了獲得較大的摩擦力矩，又要求用摩擦因素大而且性能穩(wěn)定的材料制作同步環(huán)。另一方面，同步器在油中工作，使摩擦因數(shù)減小，這就為設(shè)計工作帶來困難。 摩擦因數(shù)除與選用的材料有關(guān)以外，還與工作面得表面粗糙度，潤滑油種類和溫度等因素有關(guān)。作為與同步環(huán)錐面接觸的齒輪部分與齒輪做成一體，用低碳合金鋼制成。對錐面的表面粗糙度要求比較高，用來保證在使用過程中摩擦因數(shù)變化小。若錐面的表面粗糙度差，在使用過程初期容易損害同步環(huán)錐面。 同步環(huán)常選用能保證具有足夠高的強度和硬度,耐磨性能良好的黃銅合金制造，如錳黃銅，鋁黃銅和錫黃銅等。早期用青銅合金制造的同步環(huán)因使用壽命短，已經(jīng)遭淘汰。 由黃銅合金與鋼材料構(gòu)成的摩擦副，在油中工作的摩擦因數(shù)f取為0.1. 摩擦因數(shù)f對換擋齒輪和軸的角速度能迅速達到相同有重要作用。摩擦因數(shù)大，換擋省力或縮短同步時間；摩擦因數(shù)小則反之，甚至失去同步作用。為此，在同步環(huán)錐面處制有破壞油膜的細(xì)牙螺紋槽及與螺紋槽垂直的泄油槽，用來保證摩擦面之間有足夠的摩擦因數(shù)。 2.同步環(huán)主要尺寸的確定 （1）同步環(huán)錐面上的螺紋槽 如果螺紋槽螺線的頂部設(shè)計的窄些，則刮去存在于摩擦錐面之間的油膜效果好。但頂部寬度過窄會影響接觸面壓強，使摩擦加快。試驗還證明：螺紋的齒頂寬對f的影響很大，f隨齒頂?shù)哪p而降低，換擋費力，故齒頂寬不易過大。螺紋槽設(shè)計得大些，可使被刮下來的油存在于螺紋之間的間隙中，但螺距增大又會使接觸面減少，增加磨損速度。通常軸向泄油槽為6~12個，槽寬3~4nm。 （2）錐面半錐角α 摩擦錐面半錐角α越小，摩擦力矩越大。但α過小則摩擦錐面將產(chǎn)生自鎖現(xiàn)象，避免自鎖的條件是tanα≥f。一般取α=6°~8°。Α=6°時，摩擦力矩較大，但在錐面的表面粗糙度控制不嚴(yán)時，則有粘著和咬住的傾向；在α=7°時很少出現(xiàn)咬住現(xiàn)象。 (3)摩擦錐面平均半徑R R設(shè)計得越大，則摩擦力矩越大。R往往受結(jié)構(gòu)限制，包括變速器中心距及相關(guān)零件的尺寸和布置的限制，以及R取大以后還會影響到同步環(huán)徑向厚度尺寸要取小的約束，故不能取大。原則上是在可能的條件下，盡可能將R取大些。 (4)錐面工作長度b 縮短錐面工作長度b，便使變速器的軸向長度縮短，但同時也減小了錐面的工作面積，增加了單位壓力并使磨損加速。設(shè)計時可根據(jù)下式計算確定b b=Mm/2πpfR2 （5）同步環(huán)徑向厚度與摩擦錐面平均半徑一樣，同步環(huán)的徑向厚度要受機構(gòu)布置上的限制，包括變速器中心距及相關(guān)零件，特別是事錐面平均半徑和布置上的限制，不宜取很厚，但是同步環(huán)的徑向厚度必須保證同步環(huán)有足夠的強度。 轎車同步環(huán)厚度比貨車小些，應(yīng)選用鍛件或精密鍛造工藝加工制成，可提高材料的屈服強度和疲勞壽命。貨車同步環(huán)可用壓鑄加工。鍛造時選用錳黃銅等材料。有的變速器用高強度，高耐磨性的鋼配合的摩擦副，即在鋼質(zhì)或球墨鑄鐵同步環(huán)的錐面上噴鍍一層鉬（厚度約0.3~0.5mm）,使其摩擦因數(shù)在鋼與銅合金摩擦副范圍內(nèi)，而耐磨性和強度有顯著提高。也有的同步環(huán)是在銅環(huán)基體的錐空表面噴上厚0.07~0.12mm的鉬制成。噴鉬環(huán)的壽命是銅環(huán)的2~3倍。以鋼質(zhì)為基體的同步環(huán)不僅可以節(jié)約銅，還可以提高同步環(huán)的強度。 3.鎖止角β 鎖止角β選取的正確，可以保證只有在換擋的兩個部分之間角速度差達到零值才能進行換擋。影響鎖止角β選取的因素主要有摩擦因數(shù)f、摩擦錐面的平均半徑R、鎖止面平均半徑和錐面半錐角α。已有結(jié)構(gòu)的鎖止角在26°~46°范圍內(nèi)變化。 4.同步時間t 同步器工作時，要連接的兩個部分達到同步的時間越短越好。除去同步器的結(jié)構(gòu)尺寸，轉(zhuǎn)動慣量對同步時間有影響以外，變速器輸入軸，輸出軸的角速度差及作用在同步器摩擦錐面上的軸向力，均對同步時間有影響。軸向力大，同步時間減少。而軸向力與作用在變速桿手柄上的力有關(guān)，不同車型要求作用到手柄上的力也不相同。為此，同步時間與車型有關(guān)，計算時可在下屬范圍內(nèi)選?。簩I車變速器高檔取0.15~0.30s，低檔取0~0.80s；對貨車變速器高檔取0.30~0.80s，低檔取1.00~1.50s。 5.轉(zhuǎn)動慣量的計算 換擋過程中依靠同步器改變轉(zhuǎn)速的零件統(tǒng)稱為輸入端零件，它包括第一軸及離合器的從動盤，中間軸及其上的齒輪，與中間軸上齒輪相嚙合的第二軸上的常嚙合齒輪。其轉(zhuǎn)動慣量的計算：首先求得各零件的轉(zhuǎn)動慣量，然后按不同檔位轉(zhuǎn)換到被同步的零件上。對已有的零件，其轉(zhuǎn)動慣量通常用扭擺法測出；若零件未制成，可將這些零件分解為標(biāo)準(zhǔn)的幾何體，并按照數(shù)學(xué)公式合成求出轉(zhuǎn)動慣量。 三．同步器的計算 同步器的計算目的是確定摩擦錐面和鎖止角的角度，這些角度是用來保證在滿足連接鍵角速度完全相等以前不能進行換擋時所應(yīng)滿足的條件，以及計算摩擦力矩和同步時間。換擋第一階段，處于空擋瞬間，考慮到潤滑油阻力在常溫下對齒輪轉(zhuǎn)速的降低作用可忽略不計，并假設(shè)汽車在阻力不大的道路上行駛，同時時間不大于一秒則認(rèn)為在該瞬間汽車速度保持不變，即變速器輸出端轉(zhuǎn)換于換擋瞬間不變，而輸入端靠摩擦作用達到與輸出端同步。如上所述，換擋時為保證沒有沖擊的將齒輪和軸連接起來，必須使他們的轉(zhuǎn)動角速度相等。摩擦力矩Mm計算如下 式中，為離合器從動盤、第一軸與第二軸常嚙合齒輪連接在一起轉(zhuǎn)動的齒輪的轉(zhuǎn)動慣量；為發(fā)動機的角速度；為在第K檔工作的變速器輸出軸角速度；為第K+1檔的輸出軸上齒輪的角速度； 、為變速器第K和K+1檔的傳動比。 另一方面，設(shè)換擋時作用在變速桿手柄上的法向力為，（對轎車和大客車，取=60N；對貨車，取=100N，變速桿手柄到嚙合套的傳動比為，則作用在同步器摩擦錐面上的軸向力F應(yīng)為 式中，為換擋機構(gòu)傳動效率。 由此可算得工作表面上的摩擦力矩為 式中，為摩擦錐面半錐角；f為工作錐面的摩擦因數(shù)；R為摩擦錐面平均半徑。 同步時的摩擦力矩方程式為 同步器應(yīng)滿足的鎖止條件。 為防止連接件在轉(zhuǎn)動角速度相等以前接合換擋，必須滿足下述條件 式中，為由摩擦力矩產(chǎn)生的，用來防止過早換擋的力 為因鎖止面傾斜而產(chǎn)生的力 式中，r為鎖止面平均半徑；為鎖止面鎖止角。 將和代入到中，得到 因此，欲保證鎖止和滑動齒套不能繼續(xù)移動，必須滿足如下條件 參考文獻：（1）汽車構(gòu)造（第2版）陳家瑞 機械工業(yè)出版社 （2）機械設(shè)計綜合課程設(shè)計 王大康 機械工業(yè)出版社 （3）機械設(shè)計(第八版) 紀(jì)名鋼 泭良貴 高等教育出版社 （4） 畫法幾何及機械制圖 陜西科學(xué)技術(shù)出版社