汽車設(shè)計(jì)第三章機(jī)械式變速器設(shè)計(jì)課件

1、第3章 機(jī)械式變速器設(shè)計(jì)1哈爾濱工業(yè)大學(xué)汽車工程學(xué)院車輛工程系 *第3章 機(jī)械式變速器設(shè)計(jì)1哈爾濱工業(yè)大學(xué)汽車工程學(xué)院車輛工程3.1 概 述 變速器用來(lái)改變?cè)诓煌氖褂脳l件下發(fā)動(dòng)機(jī)傳到驅(qū)動(dòng)輪上的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速，使汽車得到不同的牽引力和速度，同時(shí)使發(fā)動(dòng)機(jī)在最有利的工況范圍內(nèi)工作。此外，還應(yīng)保證汽車能夠在倒退行駛、滑行或停車時(shí)，使發(fā)動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)系分離；需要時(shí)還應(yīng)有動(dòng)力輸出的功能。2哈爾濱工業(yè)大學(xué)汽車工程學(xué)院車輛工程系 *3.1 概 述 變速器用來(lái)改變?cè)诓煌氖?.2 變速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)布置方案分析 機(jī)械式變速器因具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、傳動(dòng)效率高、制造成本低和工作可靠等優(yōu)點(diǎn)，故在各種形式的汽車上得到廣泛應(yīng)用。3.2.1

2、 變速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的方案分析 1. 兩軸式變速器3哈爾濱工業(yè)大學(xué)汽車工程學(xué)院車輛工程系 *3.2 變速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)布置方案分析 機(jī)械3.2 變速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)布置方案分析3.2.1 變速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的方案分析兩軸式變速器的特點(diǎn)如下：(1) 變速器輸出軸與主減速器主動(dòng)齒輪做成一體，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)縱置時(shí)采用螺旋錐齒輪或雙曲面齒輪傳動(dòng)；發(fā)動(dòng)機(jī)橫置時(shí)用圓柱齒輪傳動(dòng)。(2) 倒擋傳動(dòng)常采用滑動(dòng)齒輪，其他擋位采用常嚙合齒輪。(3) 各擋同步器多裝在輸出軸上。 4哈爾濱工業(yè)大學(xué)汽車工程學(xué)院車輛工程系 *3.2 變速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)布置方案分析3.2.1 變速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的3.2 變速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)布置方案分析2. 中間軸式變速器 中間軸式變速器多用

3、于發(fā)動(dòng)機(jī)前置后輪驅(qū)動(dòng)和發(fā)動(dòng)機(jī)后置后輪驅(qū)動(dòng)的汽車上。變速器第一軸的前端經(jīng)軸承支承在發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪上，第一軸上的花鍵用來(lái)裝設(shè)離合器的從動(dòng)盤，而第二軸的末端經(jīng)花鍵與萬(wàn)向節(jié)連接。 5哈爾濱工業(yè)大學(xué)汽車工程學(xué)院車輛工程系 *3.2 變速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)布置方案分析2. 中間軸式變速器5哈爾濱3.2 變速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)布置方案分析6哈爾濱工業(yè)大學(xué)汽車工程學(xué)院車輛工程系 *3.2 變速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)布置方案分析6哈爾濱工業(yè)大學(xué)汽車工程學(xué)院3.2 變速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)布置方案分析3. 倒擋形式 與前進(jìn)擋位比較，倒擋使用率不高，而且都是在停車狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)換倒擋，故多數(shù)方案均采用直齒滑動(dòng)齒輪方式換倒擋。7哈爾濱工業(yè)大學(xué)汽車工程學(xué)院車輛工程系 *3

4、.2 變速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)布置方案分析3. 倒擋形式7哈爾濱工業(yè)大3.2 變速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)布置方案分析4. 其他結(jié)構(gòu)方案 雙中間軸式變速器示意圖 三中間軸式變速器示意圖 8哈爾濱工業(yè)大學(xué)汽車工程學(xué)院車輛工程系 *3.2 變速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)布置方案分析4. 其他結(jié)構(gòu)方案 3.2 變速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)布置方案分析3.2.2 零部件結(jié)構(gòu)方案分析1. 齒輪形式 變速器用齒輪有直齒圓柱齒輪和斜齒圓柱齒輪兩種。直齒圓柱齒輪僅用于低擋和倒擋。與直齒圓柱齒輪比較，斜齒圓柱齒輪具有使用壽命長(zhǎng)、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、工作噪聲低等優(yōu)點(diǎn)；缺點(diǎn)是制造復(fù)雜，工作時(shí)產(chǎn)生軸向力，這對(duì)軸承不利。變速器中的常嚙合齒輪均采用斜齒圓柱齒輪。2. 換擋機(jī)構(gòu)形式 變速器換擋

5、機(jī)構(gòu)有直齒滑動(dòng)齒輪、嚙合套和同步器換擋三種形式。3. 防脫擋措施9哈爾濱工業(yè)大學(xué)汽車工程學(xué)院車輛工程系 *3.2 變速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)布置方案分析3.2.2 零部件結(jié)構(gòu)方案3.2 變速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)布置方案分析 (1) 將兩接合齒的嚙合位置錯(cuò)開(kāi) (2) 將嚙合套做得較長(zhǎng) 10哈爾濱工業(yè)大學(xué)汽車工程學(xué)院車輛工程系 *3.2 變速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)布置方案分析 (1) 將兩接合齒的3.2 變速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)布置方案分析 (3) 將嚙合套齒座上前齒圈的齒厚切薄 (4) 將接合齒的工作面加工成斜面 11哈爾濱工業(yè)大學(xué)汽車工程學(xué)院車輛工程系 *3.2 變速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)布置方案分析 (3) 將嚙合套齒座3.2 變速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)布置方案分析4.

6、 軸承形式 變速器軸承常采用圓柱滾子軸承、球軸承、滾針軸承、圓錐滾子軸承、滑動(dòng)軸套等。5. 各擋齒輪的布置 對(duì)于典型的中間軸式變速器，其一擋常布置在靠近第二軸和中間軸的后支承處。6. 裝配孔設(shè)計(jì)7. 變速器整體剛性 變速器只有具有足夠的整體剛性才能保證正常工作。整體剛性與軸、殼體的結(jié)構(gòu)以及裝配時(shí)螺栓的扭緊程度有關(guān)。 12哈爾濱工業(yè)大學(xué)汽車工程學(xué)院車輛工程系 *3.2 變速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)布置方案分析4. 軸承形式12哈爾濱工業(yè)3.2 變速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)布置方案分析3.2.3 組合變速器結(jié)構(gòu)方案分析 重型貨車使用條件復(fù)雜，需要的傳動(dòng)比范圍大。如果變速器的擋數(shù)少，則相鄰擋位的傳動(dòng)比間隔就會(huì)增大，造成換擋困難。為

7、解決這個(gè)問(wèn)題，可采用多擋變速器 。1. 組合方案 (1) 前置副變速器13哈爾濱工業(yè)大學(xué)汽車工程學(xué)院車輛工程系 *3.2 變速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)布置方案分析3.2.3 組合變速器結(jié)構(gòu)3.2 變速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)布置方案分析3.2.3 組合變速器結(jié)構(gòu)方案分析 (2) 后置副變速器 (3) 主變速器前、后各設(shè)置一個(gè)副變速器14哈爾濱工業(yè)大學(xué)汽車工程學(xué)院車輛工程系 *3.2 變速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)布置方案分析3.2.3 組合變速器結(jié)構(gòu)3.2 變速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)布置方案分析3.2.3 組合變速器結(jié)構(gòu)方案分析2. 傳動(dòng)比的搭配方式 組合式多擋變速器傳動(dòng)比的搭配方式也有多種形式 (1)插入式 主變速器擋位間公比較大，副變速器的傳動(dòng)比均勻地

8、插入主變速器各擋傳動(dòng)比之間，兩者交替換擋，共同組成一個(gè)單調(diào)變化的傳動(dòng)比序列。15哈爾濱工業(yè)大學(xué)汽車工程學(xué)院車輛工程系 *3.2 變速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)布置方案分析3.2.3 組合變速器結(jié)構(gòu)3.2 變速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)布置方案分析3.2.3 組合變速器結(jié)構(gòu)方案分析 （2) 分段式 主變速器擋位間公比較小，副變速器傳動(dòng)比范圍較大時(shí)，副變速器高、低擋傳動(dòng)比分別與主變速器各擋搭配，組成高、低傳動(dòng)比兩段范圍。 16哈爾濱工業(yè)大學(xué)汽車工程學(xué)院車輛工程系 *3.2 變速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)布置方案分析3.2.3 組合變速器結(jié)構(gòu)3.2 變速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)布置方案分析3.2.3 組合變速器結(jié)構(gòu)方案分析 （3) 綜合式 插入式和分段式的結(jié)合，使傳動(dòng)

9、比范圍進(jìn)一步擴(kuò)大 （4）其它17哈爾濱工業(yè)大學(xué)汽車工程學(xué)院車輛工程系 *3.2 變速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)布置方案分析3.2.3 組合變速器結(jié)構(gòu)3.3 變速器主要參數(shù)選擇與計(jì)算3.3.1 擋數(shù) 變速器的擋數(shù)及其傳動(dòng)比由總布置設(shè)計(jì)確定。增加擋數(shù)，有利于提高發(fā)動(dòng)機(jī)的功率利用率、汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性和平均車速。但會(huì)使變速器結(jié)構(gòu)復(fù)雜和質(zhì)量增加，軸向尺寸增大、操縱復(fù)雜、成本高。3.3.2 傳動(dòng)比范圍 變速器的傳動(dòng)比范圍是指變速器最低擋傳動(dòng)比與最高擋傳動(dòng)比的比值，取決于汽車行駛的道路條件和發(fā)動(dòng)機(jī)的功率與汽車質(zhì)量之比(比功率)。 18哈爾濱工業(yè)大學(xué)汽車工程學(xué)院車輛工程系 *3.3 變速器主要參數(shù)選擇與計(jì)算3.3.1 擋數(shù)18

10、哈爾濱3.3 變速器主要參數(shù)選擇與計(jì)算3.3.3 中心距A 中心距A是指兩軸中心線之間或兩相嚙合齒輪中心線之間的距離，對(duì)中間軸式變速器，將中間軸與第二軸軸線之間的距離稱為變速器中心距。對(duì)兩軸式變速器，將變速器輸入軸與輸出軸軸線之間的距離稱為變速器中心距。1. 輪齒接觸應(yīng)力 為齒面上的法向力(N)，表示為 為圓周力(N)，表示為19哈爾濱工業(yè)大學(xué)汽車工程學(xué)院車輛工程系 *3.3 變速器主要參數(shù)選擇與計(jì)算3.3.3 中心距A19哈3.3 變速器主要參數(shù)選擇與計(jì)算3.3.3 中心距A2. 中間軸式變速器中心距 的確定 可根據(jù)下述經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算中心距3. 兩軸式變速器中心距 的確定 其中心距也可以根據(jù)發(fā)

11、動(dòng)機(jī)排量與變速器中心距的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)初選 20哈爾濱工業(yè)大學(xué)汽車工程學(xué)院車輛工程系 *3.3 變速器主要參數(shù)選擇與計(jì)算3.3.3 中心距A20哈3.3 變速器主要參數(shù)選擇與計(jì)算3.3.4 變速器外形尺寸 變速器的橫向外形尺寸，可根據(jù)齒輪直徑以及倒擋中間(過(guò)渡)齒輪和換擋機(jī)構(gòu)的布置初步確定。3.3.5 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算1. 初選軸的直徑 中間軸式變速器的第二軸和中間軸中部直徑 ；軸的最大直徑 與支承間距 的比值，對(duì)中間軸 0.16-0.18；對(duì)第二軸 0.18-0.21。 第一軸花鍵部分直徑 (mm)可按下式初選21哈爾濱工業(yè)大學(xué)汽車工程學(xué)院車輛工程系 *3.3 變速器主要參數(shù)選擇與計(jì)算3.3.4 變速

12、器外形尺寸3.3 變速器主要參數(shù)選擇與計(jì)算3.3.5 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算2. 軸的剛度驗(yàn)算22哈爾濱工業(yè)大學(xué)汽車工程學(xué)院車輛工程系 *3.3 變速器主要參數(shù)選擇與計(jì)算3.3.5 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算23.3 變速器主要參數(shù)選擇與計(jì)算3.3.5 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算2. 軸的剛度驗(yàn)算 若軸在垂直面內(nèi)撓度為 ，在水平面內(nèi)撓度為 和轉(zhuǎn)角為 ，可分別用下式計(jì)算。 23哈爾濱工業(yè)大學(xué)汽車工程學(xué)院車輛工程系 *3.3 變速器主要參數(shù)選擇與計(jì)算3.3.5 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算23.3 變速器主要參數(shù)選擇與計(jì)算3. 軸的強(qiáng)度計(jì)算 在轉(zhuǎn)矩和彎矩的同時(shí)作用下，軸的應(yīng)力用下式計(jì)算 按第三強(qiáng)度理論(最大剪應(yīng)力理論)計(jì)算當(dāng)量彎矩為 抗彎截面系數(shù)按下

13、式計(jì)算3.3.6 齒輪參數(shù)的確定1. 模數(shù) 要保證齒輪有足夠的強(qiáng)度，同時(shí)兼顧對(duì)噪聲和質(zhì)量的影響。 24哈爾濱工業(yè)大學(xué)汽車工程學(xué)院車輛工程系 *3.3 變速器主要參數(shù)選擇與計(jì)算3. 軸的強(qiáng)度計(jì)算24哈爾濱3.3 變速器主要參數(shù)選擇與計(jì)算3.3.6 齒輪參數(shù)的確定 (1) 直齒輪 直齒輪彎曲應(yīng)力為 直齒輪模數(shù)與彎曲應(yīng)力之間有如下關(guān)系： (2) 斜齒輪 斜齒輪彎曲應(yīng)力為25哈爾濱工業(yè)大學(xué)汽車工程學(xué)院車輛工程系 *3.3 變速器主要參數(shù)選擇與計(jì)算3.3.6 齒輪參數(shù)的確定3.3 變速器主要參數(shù)選擇與計(jì)算3.3.6 齒輪參數(shù)的確定 將有關(guān)參數(shù)代人式，整理后得到斜齒輪彎曲應(yīng)力為: 斜齒輪法向模數(shù)與彎曲應(yīng)力

14、之間有如下關(guān)系 汽車變速器齒輪的法向模數(shù) 26哈爾濱工業(yè)大學(xué)汽車工程學(xué)院車輛工程系 *3.3 變速器主要參數(shù)選擇與計(jì)算3.3.6 齒輪參數(shù)的確定3.3 變速器主要參數(shù)選擇與計(jì)算3.3.6 齒輪參數(shù)的確定2. 壓力角 齒輪壓力角較小時(shí)，重合度較大，并降低了輪齒剛度，減少了進(jìn)入嚙合和退出嚙合時(shí)的動(dòng)載荷，使傳動(dòng)平穩(wěn)，有利于降低噪聲；壓力角較大時(shí)，可提高輪齒的抗彎強(qiáng)度和表面接觸強(qiáng)度。汽車變速器常用齒輪模數(shù) 27哈爾濱工業(yè)大學(xué)汽車工程學(xué)院車輛工程系 *3.3 變速器主要參數(shù)選擇與計(jì)算3.3.6 齒輪參數(shù)的確定3.3 變速器主要參數(shù)選擇與計(jì)算3.3.6 齒輪參數(shù)的確定3. 螺旋角 在選取斜齒輪的螺旋角時(shí)應(yīng)

15、注意下列問(wèn)題： (1) 增大螺旋角，可以使齒輪嚙合的重合系數(shù)增加，工作平穩(wěn)、噪聲降低。 (2) 斜齒輪傳遞轉(zhuǎn)矩時(shí)要產(chǎn)生軸向力。28哈爾濱工業(yè)大學(xué)汽車工程學(xué)院車輛工程系 *3.3 變速器主要參數(shù)選擇與計(jì)算3.3.6 齒輪參數(shù)的確定3.3 變速器主要參數(shù)選擇與計(jì)算3.3.6 齒輪參數(shù)的確定4. 齒寬 齒寬的選擇應(yīng)滿足既能減輕變速器質(zhì)量，同時(shí)又能保證齒輪工作平穩(wěn)的要求。齒寬大，工作平穩(wěn)，但變速器質(zhì)量大。齒寬太小會(huì)使輪齒的工作應(yīng)力過(guò)大。 通常根據(jù)齒輪模數(shù)m來(lái)選定齒寬。對(duì)直齒： ，為齒寬系數(shù)，取4.5-8.0；對(duì)斜齒： ， 取6.0-8.5。 5. 齒輪變位系數(shù)的選擇 采用變位齒輪，可以避免齒輪產(chǎn)生干涉

16、、根切和配湊中心距。 29哈爾濱工業(yè)大學(xué)汽車工程學(xué)院車輛工程系 *3.3 變速器主要參數(shù)選擇與計(jì)算3.3.6 齒輪參數(shù)的確定3.3 變速器主要參數(shù)選擇與計(jì)算3.3.6 齒輪參數(shù)的確定 變位齒輪主要有兩類：高度變位和角度變位。高度變位齒輪副的一對(duì)嚙合齒輪的變位系數(shù)之和等于零。角度變位齒輪副的變位系數(shù)之和不等于零。6. 齒頂高系數(shù) 齒頂高系數(shù)對(duì)重合度、輪齒強(qiáng)度、工作噪聲、輪齒相對(duì)滑動(dòng)速度、輪齒根切和齒頂厚度等有影響。7. 齒輪材料的選取 為提高齒輪的耐磨性及抗彎曲疲勞和接觸疲勞的能力，現(xiàn)代汽車變速器齒輪大都采用滲碳合金鋼。 30哈爾濱工業(yè)大學(xué)汽車工程學(xué)院車輛工程系 *3.3 變速器主要參數(shù)選擇與計(jì)

17、算3.3.6 齒輪參數(shù)的確定3.3 變速器主要參數(shù)選擇與計(jì)算3.3.7 各擋齒輪齒數(shù)的分配 初選中心距、齒輪模數(shù)和螺旋角以后，可根據(jù)預(yù)先確定的變速器擋數(shù)、傳動(dòng)比和傳動(dòng)方案來(lái)分配各擋齒輪的齒數(shù)。1. 確定一擋齒輪的齒數(shù) 一擋傳動(dòng)比為31哈爾濱工業(yè)大學(xué)汽車工程學(xué)院車輛工程系 *3.3 變速器主要參數(shù)選擇與計(jì)算3.3.7 各擋齒輪齒數(shù)的3.3 變速器主要參數(shù)選擇與計(jì)算3.3.7 各擋齒輪齒數(shù)的分配2. 對(duì)中心距 進(jìn)行修正 當(dāng)計(jì)算出的 不是整數(shù)時(shí)，要將其取整，從式 或 可知，中心距有了變化。3. 確定常嚙合傳動(dòng)齒輪副的齒數(shù) 已知： 而常嚙合傳動(dòng)齒輪中心距和一擋齒輪的中心距相等，即： 聯(lián)立可求出 和32

18、哈爾濱工業(yè)大學(xué)汽車工程學(xué)院車輛工程系 *3.3 變速器主要參數(shù)選擇與計(jì)算3.3.7 各擋齒輪齒數(shù)的3.3 變速器主要參數(shù)選擇與計(jì)算3.3.7 各擋齒輪齒數(shù)的分配4. 確定其他各擋的齒數(shù) 如果二擋齒輪是直齒輪，模數(shù)與一擋齒輪相同，則 如果二擋齒輪是斜齒輪，螺旋角 與常嚙合齒輪的 不同，此時(shí)有 而從消除或減少中間軸上的軸向力出發(fā)，齒輪還須滿足下列關(guān)系33哈爾濱工業(yè)大學(xué)汽車工程學(xué)院車輛工程系 *3.3 變速器主要參數(shù)選擇與計(jì)算3.3.7 各擋齒輪齒數(shù)的3.3 變速器主要參數(shù)選擇與計(jì)算3.3.7 各擋齒輪齒數(shù)的分配5. 確定倒擋齒輪齒數(shù) 初選 以后，可計(jì)算出中間軸與倒擋軸的中心距為 為保證倒擋齒輪的嚙

19、合和不產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)干涉，齒輪8和9的齒頂圓之間應(yīng)保持有0.5mm以上的間隙，則齒輪9的齒頂圓直徑應(yīng)為：34哈爾濱工業(yè)大學(xué)汽車工程學(xué)院車輛工程系 *3.3 變速器主要參數(shù)選擇與計(jì)算3.3.7 各擋齒輪齒數(shù)的3.4 同步器設(shè)計(jì)3.4.1 慣性式同步器1. 鎖銷式同步器 (1) 鎖銷式同步器結(jié)構(gòu)35哈爾濱工業(yè)大學(xué)汽車工程學(xué)院車輛工程系 *3.4 同步器設(shè)計(jì)3.4.1 慣性式同步器35哈爾濱工業(yè)大3.4 同步器設(shè)計(jì)3.4.1 慣性式同步器 (2) 鎖銷式同步器的工作原理 同步器換擋過(guò)程由三個(gè)階段組成。 第一階段，司機(jī)用手推換擋手柄，通過(guò)換擋撥叉把力F 傳給滑動(dòng)齒套，再通過(guò)彈簧鋼球5銷6傳給同步環(huán)2，使得同

20、步器離開(kāi)中間位置，做軸向移動(dòng)并使同步環(huán)2 的內(nèi)錐面壓靠在齒輪3 的外錐面上。 第二階段，司機(jī)用力推換擋手柄，通過(guò)換擋撥叉把力F 傳給滑動(dòng)齒套，再經(jīng)過(guò)鎖止元件作用在摩擦面上。 第三階段，滑動(dòng)齒套1和齒輪3的轉(zhuǎn)速達(dá)到相等，即達(dá)到同步,從而使鎖止元件解除鎖止?fàn)顟B(tài)?；瑒?dòng)齒套與齒輪3上的接合齒進(jìn)入嚙合。 36哈爾濱工業(yè)大學(xué)汽車工程學(xué)院車輛工程系 *3.4 同步器設(shè)計(jì)3.4.1 慣性式同步器36哈爾濱工業(yè)大3.4 同步器設(shè)計(jì)3.4.1 慣性式同步器2. 鎖環(huán)式同步器 (1) 鎖環(huán)式同步器的結(jié)構(gòu)37哈爾濱工業(yè)大學(xué)汽車工程學(xué)院車輛工程系 *3.4 同步器設(shè)計(jì)3.4.1 慣性式同步器37哈爾濱工業(yè)大3.4 同步

21、器設(shè)計(jì)3.4.1 慣性式同步器(2) 鎖環(huán)式同步器工作原理 (a) 同步器鎖止位置 (b) 同步器換擋位置38哈爾濱工業(yè)大學(xué)汽車工程學(xué)院車輛工程系 *3.4 同步器設(shè)計(jì)3.4.1 慣性式同步器 (a)3.4 同步器設(shè)計(jì)3.4.1 慣性式同步器 (3) 鎖環(huán)式同步器的主要尺寸 接近尺寸和分度尺寸 滑塊移動(dòng)距離 39哈爾濱工業(yè)大學(xué)汽車工程學(xué)院車輛工程系 *3.4 同步器設(shè)計(jì)3.4.1 慣性式同步器 3.4 同步器設(shè)計(jì)3.4.1 慣性式同步器滑塊端隙 40哈爾濱工業(yè)大學(xué)汽車工程學(xué)院車輛工程系 *3.4 同步器設(shè)計(jì)3.4.1 慣性式同步器滑塊端隙 40哈3.4 同步器設(shè)計(jì)3.4.1 慣性式同步器3.

22、多錐式同步器4. 慣性增力式同步器41哈爾濱工業(yè)大學(xué)汽車工程學(xué)院車輛工程系 *3.4 同步器設(shè)計(jì)3.4.1 慣性式同步器41哈爾濱工業(yè)大3.4 同步器設(shè)計(jì)3.4.2 同步器鎖止條件的建立 同步器鎖止條件建立的過(guò)程即確定摩擦錐面和鎖止面的角度的過(guò)程。這些角度要滿足在連接件角速度完全相等以前，不能進(jìn)行換擋。這些角度還用來(lái)計(jì)算摩擦力矩和同步時(shí)間。 換擋時(shí)為保證沒(méi)有沖擊地將齒輪和軸連接起來(lái)，必須使它們的轉(zhuǎn)動(dòng)角速度相等。此時(shí)同步器必需的摩擦力矩可用下式表示 則作用在同步器摩擦面上的軸向力為 42哈爾濱工業(yè)大學(xué)汽車工程學(xué)院車輛工程系 *3.4 同步器設(shè)計(jì)3.4.2 同步器鎖止條件的建立42哈爾3.4 同步

23、器設(shè)計(jì)3.4.2 同步器鎖止條件的建立43哈爾濱工業(yè)大學(xué)汽車工程學(xué)院車輛工程系 *3.4 同步器設(shè)計(jì)3.4.2 同步器鎖止條件的建立43哈爾3.4 同步器設(shè)計(jì)3.4.2 同步器鎖止條件的建立 摩擦錐面上的法向合力為 可得摩擦面上的摩擦力矩為 得到換擋時(shí)的摩擦力矩方程式為 為防止連接件在轉(zhuǎn)動(dòng)角速度相等以前接合換擋，就要滿足如下關(guān)系式：44哈爾濱工業(yè)大學(xué)汽車工程學(xué)院車輛工程系 *3.4 同步器設(shè)計(jì)3.4.2 同步器鎖止條件的建立44哈爾3.4 同步器設(shè)計(jì)3.4.2 同步器鎖止條件的建立 于是由： 可得： 即欲保證同步前滑動(dòng)齒套不能繼續(xù)移動(dòng)，必須滿足3.4.3 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的計(jì)算 換擋過(guò)程中，依靠同步器

24、改變轉(zhuǎn)速的零件通稱為輸入端零件。 45哈爾濱工業(yè)大學(xué)汽車工程學(xué)院車輛工程系 *3.4 同步器設(shè)計(jì)3.4.2 同步器鎖止條件的建立45哈爾3.4 同步器設(shè)計(jì)3.4.3 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的計(jì)算 輸入端零件轉(zhuǎn)動(dòng)慣量一般采用如下方法計(jì)算： (1) 求出各零件的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。 (2) 把這些轉(zhuǎn)動(dòng)慣量按不同的傳動(dòng)比轉(zhuǎn)換到被同步零件上。 46哈爾濱工業(yè)大學(xué)汽車工程學(xué)院車輛工程系 *3.4 同步器設(shè)計(jì)3.4.3 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的計(jì)算46哈爾濱工業(yè)3.4 同步器設(shè)計(jì)3.4.3 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的計(jì)算 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量轉(zhuǎn)換前、后系統(tǒng)的能量保持相等，即 而 所以3.4.4 同步器主要參數(shù)的確定1. 摩擦因數(shù)47哈爾濱工業(yè)大學(xué)汽車工程學(xué)院車輛工程系

25、*3.4 同步器設(shè)計(jì)3.4.3 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的計(jì)算47哈爾濱工業(yè)3.4 同步器設(shè)計(jì)3.4.3 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的計(jì)算 摩擦因數(shù)大，則換擋省力，達(dá)到同步的時(shí)間較短，因此保證較大的摩擦因數(shù)對(duì)同步器工作有利。摩擦因數(shù)與摩擦副材料、工作表面粗糙度、潤(rùn)滑油種類和溫度等因素有關(guān)。2. 摩擦錐面半錐角 摩擦錐面半錐角越小，摩擦力矩越大。為增大同步器容量，值應(yīng)取小些；但也不能太小，否則摩擦錐面將產(chǎn)生自鎖現(xiàn)象。 3. 同步環(huán)錐面上的螺紋槽48哈爾濱工業(yè)大學(xué)汽車工程學(xué)院車輛工程系 *3.4 同步器設(shè)計(jì)3.4.3 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的計(jì)算48哈爾濱工業(yè)3.4 同步器設(shè)計(jì)3.4.3 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的計(jì)算 為保持摩擦因數(shù)，在摩擦錐面上制有破壞油膜的細(xì)牙螺紋槽及與螺紋槽垂直的泄油槽。4. 摩擦錐面平均半徑 在 、 、 一定的情況下增大，可以增大摩擦力矩，縮短同步時(shí)間。 49哈爾濱工業(yè)大學(xué)汽車工程學(xué)院車輛工程系 *3.4 同步器設(shè)計(jì)3.4.3 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的計(jì)算49哈爾濱工業(yè)3.4 同步器設(shè)計(jì)3.4.3 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的計(jì)算5.