視頻講解文字 ： 鎖環(huán)式同步器用來(lái)使結(jié)合套與準(zhǔn)備套入的齒圈運(yùn)動(dòng)速度迅速同步。主軸同步器在花鍵轂背面的槽里有三個(gè)金屬滑塊和銷，每個(gè)銷的下部有相應(yīng)的壓簧，用來(lái)使定位銷的球面突出花鍵轂的外圈，同步器安裝后，花鍵轂的內(nèi)花鍵與輸出軸的外花鍵嚙合，花鍵轂的外花鍵與結(jié)合套的內(nèi)花鍵嚙合。銅質(zhì)鎖環(huán)有 3 個(gè)缺口，以讓開花鍵轂上的滑塊和定位銷。鎖環(huán)有一個(gè)內(nèi)圓錐面。外圓上有齒形花鍵，花鍵的形狀和尺寸和花鍵轂的外花鍵相同。鎖環(huán)的花鍵也與結(jié)合套嚙合，鎖環(huán)的缺口比滑塊寬，允許鎖環(huán)移動(dòng)，鎖環(huán)的外花鍵可以脫離結(jié)合套的內(nèi)花鍵。檔結(jié)合套移動(dòng)選檔時(shí)，滑 塊推動(dòng)鎖環(huán)移動(dòng)，直至鎖環(huán)的內(nèi)圓錐面與輸入軸常嚙合齒輪的齒圈外圓錐面接觸為止，鎖環(huán)內(nèi)圓錐面上的螺旋槽可以破壞結(jié)合面的油膜，以增加摩擦，兩個(gè)錐面之間的轉(zhuǎn)速差使鎖環(huán)繞齒圈轉(zhuǎn)動(dòng)，直到鎖環(huán)的缺口與滑塊之間的間隙消除為止。因?yàn)殒i環(huán)的花鍵齒此時(shí)正好與結(jié)合套的內(nèi)花鍵相抵，結(jié)合套不能嚙合，駕駛員施加的軸向力作用在鎖環(huán)齒端面上，使兩圓錐面之間建立起摩擦力，直至內(nèi)圓錐面的轉(zhuǎn)速相同，此時(shí)結(jié)合套沿鎖環(huán)倒角斜面向前滑動(dòng)，與鎖環(huán)嚙合，在這個(gè)過程中花鍵端面的倒角起了很大作用，平穩(wěn)而快速的換擋過程完成。 鎖環(huán)式同步器的結(jié)構(gòu)參數(shù)、尺寸設(shè)計(jì)計(jì)算 ： 根據(jù)同步器計(jì)算基本方程式（ 5）： PR 錐 /Sin= Jc/ t 按已知條件：同步器輸入端轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 Jc、角速度 均可計(jì)算出，而同步時(shí)間 t一般在同步器設(shè)計(jì)時(shí)可取 t = 0.5（ S）。 根據(jù)式（ 5），即可計(jì)算出所需的同步摩擦力矩 Mf值。 根據(jù)式（ 4）： Mf = PR 錐 / Sin 其中： 換檔力 P 為了換檔輕便，力 P應(yīng)有所控制。按汽車行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) QC/T 29063 1992中的有關(guān)規(guī)定： 輕型車 中型車 重型車 400N（最大） 500N（最大） 620N（最大） 同步錐面摩擦系 數(shù) ：在同步器設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)一般可取 = 0.1 同步錐角 ：同步摩擦力矩 Mf可隨著 角減小 而增大，但 角的極限取決于錐面 角避免自鎖的條件，即： tg （見后說明） 根據(jù)式（ 4）：可得 R錐 = Mfsin/P （ 7） 同步環(huán)結(jié)構(gòu)參數(shù)及尺寸的確定：（圖 10） D 分度圓直徑 同步環(huán)大端直徑 同步環(huán)錐面角 B 同步環(huán)錐面寬 由圖 9可推算出： = 2R 錐 + Btg （ 8） 考慮到同步環(huán)本身的強(qiáng)度和剛性，根據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)時(shí)可按下式初步確定同步環(huán)接合齒分度圓直徑： D = /0.8 0.85 （ 9） 考慮到同步環(huán)的散熱和耐磨損，提供足夠大的錐面面積。設(shè)計(jì)時(shí)推薦按下述經(jīng)驗(yàn)公式確定同步錐面寬 B： B = （ 0.25 0.40） R錐 （ 10） 在初步確定分度圓直徑 D后，即可按表 1選取相近的漸開線花鍵參數(shù)：模數(shù) m 、齒數(shù) Z。表一 3鎖環(huán)式同步器的基本尺寸： 1）錐面角 ：由式（ 4）可知， 越小則摩擦力矩 Mf越大。但 小到一定程度時(shí)，將發(fā)生兩個(gè)摩擦錐面抱死分不開的現(xiàn)象。 在兩錐面達(dá)到同步以后，這時(shí)換檔力 P還在作用著，則： P = Nsin+sNcos 式中： s 兩錐面間的靜摩擦系數(shù) 當(dāng)完成同步換檔且換檔力 P=0 時(shí)，同步環(huán)內(nèi)錐面應(yīng)脫離同步錐體外錐面，此時(shí)摩擦力 sN 的方向就反過來(lái)了。它有阻止同步環(huán)脫開，或是說有使兩錐面之間互相抱死的趨勢(shì)。只有在保證下列條件時(shí)，才能避免兩錐面間發(fā)生抱死分不開的現(xiàn)象。即 Nsin sNcos tg s （ 11） 由于摩擦系數(shù) s 在設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)推薦采用 0.10,故錐面角 一般可取 6 730. 對(duì)多錐面同步器，由于摩擦力矩有足夠大，錐面角可取 8 或 830 。 2）同步環(huán)的幾個(gè)結(jié)構(gòu)尺寸： a.摩擦錐面的平均半徑 R錐和同步錐環(huán)的徑向厚度 W： R錐和 W的大小，都受到變速器齒輪中心距和相關(guān)零件結(jié)構(gòu)及空間尺寸的限制。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)在許可范圍內(nèi)， R錐和 W都應(yīng)該越大越好。 R錐越大則同步摩擦力矩 Mf也就越大。而 W大小則與同步錐環(huán)的強(qiáng)度和剛性有關(guān)。 W越大則錐環(huán)的強(qiáng)度就越大而且不容易變形，保證錐環(huán)在長(zhǎng)期工作中不易損壞。 c.同步錐環(huán)的工作面寬度 B： 在選擇 B時(shí)，應(yīng)考慮： B大時(shí)會(huì)影響同步器軸向尺寸加大，但 B的大小也直接影響到錐環(huán)為散熱和耐磨損能否提供足夠大的錐面面積。一般在設(shè)計(jì)時(shí)， R錐越大則 B也要相應(yīng)選擇大一些。有些資料推薦的一個(gè)經(jīng)驗(yàn)公 式可做參考： B（ 0.25 0.40） R錐 d.同步錐環(huán)內(nèi)錐面上的螺紋線： 螺紋頂寬：在內(nèi)錐面上加工螺紋線的目的是為了能把錐面間已有的齒輪潤(rùn)滑油油膜很快的切割破壞并刮走。油膜破壞得越快，摩擦力提高的也越快。螺紋頂寬設(shè)計(jì)得越窄，則切割刮走油膜越快。但螺紋頂寬過尖，則接觸面上的壓強(qiáng)大磨損也大。一般推薦螺紋頂寬為 0.025 0.10。另一方面要求螺頂?shù)谋砻娲植诙纫茫也辉试S留有切削刀痕。所以螺頂表面增加最后一道研磨工序是十分必要的。 螺距及螺紋角 ：螺距的大小要保證螺紋之間的間隙足以容納被擠出來(lái)的油量。但螺距也不能過大，否則錐面的接觸面積要變小，磨損會(huì)變大。一般螺距推薦取 0.6 0.75。螺紋角一般取 60 ，螺紋深可取 0.25 0.40。 軸向排油槽：在螺紋線上開軸向油槽的主要目的是盡快地把油排掉，以盡快地提高摩擦力。一般油槽槽寬可取為 3mm，槽深要稍大于螺紋底徑。油槽數(shù)按R錐的大小可選取 6 9個(gè)。為減小應(yīng)力集中，油槽底的圓角半徑應(yīng)盡量取得大一些。 同步錐環(huán)鎖止角 鎖：在鎖環(huán)式同步器中設(shè)置鎖止角的目的有二：一是通過鎖止角斜面將換檔力傳至同步錐 面上。二是通過鎖止角斜面換檔力將分解一切向分力，從而產(chǎn)生一拔環(huán)力矩。此力矩將會(huì)使同步錐環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)一角度而脫離齒套齒端的斜面。使齒套可繼續(xù)前移與齒輪結(jié)合齒圈嚙合完成掛檔。但從設(shè)計(jì)上要保證，同步摩擦力矩 Mf 始終應(yīng)大于此撥環(huán)力矩。只有當(dāng)兩嚙合件達(dá)到同步， Mf等于 0時(shí)，撥環(huán)力矩才可將同步錐環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)一角度，使齒套前移完成同步嚙合掛檔。圖 12為鎖環(huán)式同步 器同步過程的受力分析。 由圖 12可知： T = Ncos N = P/sin T = P/tg Mo = Tr 鎖 = Pr 鎖 / tg （ 12） 式中： P 換檔力 N 作用在鎖止斜面上的正壓力 T 作用在鎖止斜面上的切向分力 鎖止角 r鎖 鎖止斜面的作用半徑（分度圓半徑） Mo 作用在鎖止斜面上的撥環(huán)力矩 為避免 “ 不同步嚙合 ” ： 同步摩擦力矩 Mf Mo 由式（ 4）、（ 12）： PR 錐 /sin Pr 鎖 / tg 整理后： tgr 鎖 / R錐 sin/ （ 13） 在鎖環(huán)式同步器設(shè)計(jì)時(shí)鎖止角 選取為： = 52 60 若考慮到鎖止斜面間的摩擦力，則由圖 12： 切向力 T= Ncos - NBsin 軸向力 P= Nsin+ NBcos 將 T 、 P 代入 Mf及 Mo計(jì)算式并整理后得： tg （ r鎖 sin -BR 錐） /（ R 錐 -Br 鎖 sin ） 式中： B 鎖止斜面間的摩擦系數(shù) 綜上所上述：鎖止角 選取大些，可以避免發(fā)生 “ 不同步嚙合 ” 的不正?，F(xiàn)象。但 角過大時(shí)，撥環(huán)力矩將過小，將影響順利嚙合。 一般在鎖環(huán)式同步器設(shè)計(jì)時(shí)，同步器齒套、同步錐環(huán)及結(jié)合齒圈的鎖止角 選取同一值。但近來(lái)這一設(shè)計(jì)原則有所改變，即結(jié)合齒圈的鎖止角 應(yīng)比齒套的小 1 2 ，而結(jié)合齒圈的鎖止角則取得更小。前者是為了避免角的棱邊 首先接觸易劃傷鎖止面。（見圖 13）后者則是為了順利嚙合。 鎖止面的平均半徑 R鎖和同步環(huán)滑塊槽口寬度 H： 鎖止面的平均半徑 R鎖的大小，可以參照上述式（ 4）的計(jì)算結(jié)果而定。 同步錐環(huán)齒的鎖止面和同步器齒套齒的鎖止面貼靠情況，對(duì)順利地同步換檔有很大影響。而同步錐環(huán)一端的滑塊缺口能允許同步錐環(huán)產(chǎn)生轉(zhuǎn)角的大小，則起著十分重要的作用。在設(shè)計(jì)上應(yīng)予以控制，該轉(zhuǎn)角過大或過小都會(huì)使兩鎖止面接觸位置不良。（圖 14 b、 c）在鎖止位置時(shí)，兩個(gè)鎖止面彼此之間貼靠的位置要最為有利。（圖 14 a）如果鎖止面之間貼靠的位置不當(dāng) ，會(huì)導(dǎo)致同步錐環(huán)鎖止齒的過早損壞或換檔困難。同步錐環(huán)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)角大小是和同步錐環(huán)一端的滑塊缺口寬度 H和滑塊本身的寬度 h有關(guān)。 一般推薦： H-h 0.5 鎖止齒周節(jié) 3.鎖環(huán)式同步器主要零件適用的原材料及熱處理要求：見有關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。 4. 鎖環(huán)式同步器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)注意的幾個(gè)問題： 1）鎖環(huán)式同步器的各個(gè)零件裝配成套后，零件彼此之間的裝配間隙正確與否，對(duì)同步 器能否正確工作十分有關(guān)。正確的設(shè)計(jì)應(yīng)該是同步器齒套端面間隙大于 端 面間隙，即 2 1 （見圖 15） 否則會(huì)出現(xiàn)摩擦錐面尚未接觸，還沒有產(chǎn)生 使同步錐環(huán)相對(duì)齒套轉(zhuǎn)動(dòng)一角度并形成鎖止位置的摩擦力矩時(shí)，齒套就可能通過同步錐環(huán)。導(dǎo)致不同步嚙合及換檔沖擊。一般設(shè)計(jì)時(shí)可?。?1= 0.5 1.0 mm 2 -1= 0.20 0.30 mm 2)考慮到同步錐環(huán)錐面的磨損，同步錐環(huán)齒的端面與結(jié)合齒圈端面之間應(yīng)保有一定的間隙 3 （見圖 15）。使同步錐環(huán)錐面的