同步器知識培訓(xùn)課件.ppt

1、,單位：中國長安汽車集團股份有限公司 重慶青山變速器分公司 時間：2011-7-28,同步器知識培訓(xùn),同步器知識培訓(xùn),一、同步器的基礎(chǔ)介紹 二、變速器換檔性能與同步器尺寸的關(guān)系 三、變速器常見換檔故障及產(chǎn)生的主要原因,目錄：,同步器知識培訓(xùn),一、同步器的基礎(chǔ)介紹,同步器知識培訓(xùn),1、基本作用,同步器的基本作用是保證換檔時齒輪嚙合不受沖擊，消除換檔噪音，延長齒輪壽命，使換檔動作方便迅速，有利于提高汽車的動力性和燃料經(jīng)濟性,同步器知識培訓(xùn),a、齒環(huán)式同步器：應(yīng)用最廣泛 根據(jù)摩擦錐面數(shù)的多少可分為單錐同步器和多錐同步器,一、同步器的基礎(chǔ)介紹,2、同步器分類,同步器知識培訓(xùn),b、鎖銷式同步器 多用于中

2、性和重型汽車上,一、同步器的基礎(chǔ)介紹,2、同步器分類,同步器知識培訓(xùn),c、預(yù)掛檔位彈嚙式同步器,一、同步器的基礎(chǔ)介紹,2、同步器分類,一、同步器的基礎(chǔ)介紹,換檔完成,同步器知識培訓(xùn),3、換檔過程,駕駛員通過換檔機構(gòu)將力傳遞到同步器齒套,齒套移動，通過滑塊將力傳遞給齒環(huán),齒環(huán)移動壓緊錐面產(chǎn)生摩擦力矩,錐面摩擦力使同步器輸入端和輸出端同步,齒套撥正齒環(huán)后穿過齒環(huán)，與齒圈接合,同步器知識培訓(xùn),4、換檔過程圖解,一、同步器的基礎(chǔ)介紹,（1）退檔：接合齒的倒錐致使退檔需要一定退檔力,同步器知識培訓(xùn),4、換檔過程圖解,一、同步器的基礎(chǔ)介紹,（2）空檔：滑塊進(jìn)入齒套滑塊槽,同步器知識培訓(xùn),4、換檔過程圖解,

3、一、同步器的基礎(chǔ)介紹,（3）空檔制動：齒套向需換入的檔位方向移動，給滑塊一軸向力,同步器知識培訓(xùn),4、換檔過程圖解,一、同步器的基礎(chǔ)介紹,（4）預(yù)同步：a、齒套帶動滑塊移動接觸齒環(huán) b、齒環(huán)上的螺紋刺破同步錐面上的油膜，使同步錐面相 接觸，產(chǎn)生的摩擦力矩 c、齒套接合齒貼近齒環(huán)接合齒,同步器知識培訓(xùn),4、換檔過程圖解,一、同步器的基礎(chǔ)介紹,（5）同步： a、齒套的軸向力通過鎖止角施加在齒環(huán)上產(chǎn)生足夠的摩擦力矩 b、同步器輸入、輸出端的轉(zhuǎn)速差迅速降低,同步器知識培訓(xùn),4、換檔過程圖解,一、同步器的基礎(chǔ)介紹,（6）同步完成： 同步器輸入、輸出端轉(zhuǎn)速差降為0，達(dá)到同步，同步力矩降為0，此時齒套將撥正

4、齒環(huán),同步器知識培訓(xùn),4、換檔過程圖解,一、同步器的基礎(chǔ)介紹,（7）釋放齒環(huán)： a、同步器輸入、輸出端同步，同步力矩變?yōu)?，此時齒套撥正齒環(huán) b、齒套穿過齒環(huán),同步器知識培訓(xùn),4、換檔過程圖解,一、同步器的基礎(chǔ)介紹,（8）齒套與齒圈的接合齒接觸：此時由于齒套的接合齒和齒圈的接合齒的位置是隨機的，齒套要穿過齒圈必須旋轉(zhuǎn)一定的角度，因此在這個階段會產(chǎn)生二次沖擊,同步器知識培訓(xùn),4、換檔過程圖解,一、同步器的基礎(chǔ)介紹,（9）齒套與齒圈的接合齒完全接合：,同步器知識培訓(xùn),二、變速器換檔性能與同步器尺寸的關(guān)系,1、同步的基本概念：,I1、I2表示系統(tǒng)1、系統(tǒng)2的當(dāng)量慣量 1、2表示系統(tǒng)1、系統(tǒng)2的角速度

5、 Rad/ s f表示同步時的角速度 Rad/ s T表示同步所需的扭矩 Nm t表示同步所需的時間 s,同步器知識培訓(xùn),2、變速器換檔用轉(zhuǎn)動慣量計算,一質(zhì)量為m質(zhì)點相對其距離為r的一位置的轉(zhuǎn)動慣量計算： I=mr2 一質(zhì)量為M、半徑為r的簡單圓柱體對軸心的轉(zhuǎn)動慣量計算 I=Mr2/2,二、變速器換檔性能與同步器尺寸的關(guān)系,轉(zhuǎn)動慣量計算,同步器知識培訓(xùn),2、變速器換檔用轉(zhuǎn)動慣量計算,換檔用當(dāng)量轉(zhuǎn)動慣量：變速器上換擋用的當(dāng)量轉(zhuǎn)動慣量通常定義為空檔時各零部件的轉(zhuǎn)動慣量換算到同步器輸入端上的轉(zhuǎn)動慣量 對于齒輪傳動系，當(dāng)所有單個零件的轉(zhuǎn)動慣量和傳動比都知道的情況下，可以計算任一位置的當(dāng)量轉(zhuǎn)動慣量,二、

6、變速器換檔性能與同步器尺寸的關(guān)系,同步器知識培訓(xùn),舉例說明：對于一個簡單的帶有三軸的齒輪傳動系，齒數(shù)用z表示，轉(zhuǎn)動慣量用I表示，換算到各軸上的當(dāng)量轉(zhuǎn)動慣量計算如下： 換算到軸1上的轉(zhuǎn)動慣量 換算到軸3上的轉(zhuǎn)動慣量,2、變速器換檔用轉(zhuǎn)動慣量計算,二、變速器換檔性能與同步器尺寸的關(guān)系,同步器知識培訓(xùn),2、變速器換檔用轉(zhuǎn)動慣量計算,二、變速器換檔性能與同步器尺寸的關(guān)系,轉(zhuǎn)動慣量計算舉例,一二檔同步器,三四檔同步器,五檔同步器,同步器知識培訓(xùn),2、變速器換檔用轉(zhuǎn)動慣量計算,二、變速器換檔性能與同步器尺寸的關(guān)系,轉(zhuǎn)動慣量計算舉例,請計算： 1、輸入軸上的當(dāng)量轉(zhuǎn)動慣量 2、各同步器上的等效轉(zhuǎn)動慣量,同步器

7、知識培訓(xùn),轉(zhuǎn)速差=將要換入檔位的齒輪的轉(zhuǎn)速-同步器的轉(zhuǎn)速 其中 將要換入檔位的齒輪的轉(zhuǎn)速為 同步器不在輸入軸上時 同步器在輸入軸上時,二、變速器換檔性能與同步器尺寸的關(guān)系,3、轉(zhuǎn)速差,同步器知識培訓(xùn),同步器的轉(zhuǎn)速為 同步器不在輸入軸上時 同步器在輸入軸上時,二、變速器換檔性能與同步器尺寸的關(guān)系,3、轉(zhuǎn)速差,備注： 通常在計算中，升檔時，發(fā)動機轉(zhuǎn)速取4000rpm 降檔時，發(fā)動機轉(zhuǎn)速取3000rpm 升檔：12，23，34，45，24，35，等等 降檔：54，43，32，21，53，42，等等,同步器知識培訓(xùn),4、同步錐的摩擦力矩計算,二、變速器換檔性能與同步器尺寸的關(guān)系,其中 Tc 摩擦力矩（

8、Nm） d 同步錐的動摩擦系數(shù) Rc 同步錐的平均半徑 （m） 摩擦錐錐角（）,同步器知識培訓(xùn),其中 C 同步容量（m），單位力在摩擦錐面上產(chǎn)生的摩擦力矩 d 同步錐的動摩擦系數(shù) c 同步錐的平均直徑 （m） 摩擦錐錐角（）,二、變速器換檔性能與同步器尺寸的關(guān)系,5、同步容量計算,單錐： 雙錐 三錐,同步器知識培訓(xùn),其中 C 同步容量（Nm/N） IR 換入檔位的同步器輸入端的當(dāng)量轉(zhuǎn)動慣量（） 換入檔位的同步器輸入端與輸出端的轉(zhuǎn)速差（rad/s） ds 同步器齒套行程 （m） dh 換檔手柄的行程（m） 換檔機構(gòu)的效率 Ph 手柄的換檔沖量Ft（Ns）,二、變速器換檔性能與同步器尺寸的關(guān)系,6

9、、同步容量與換檔沖量的關(guān)系,同步器知識培訓(xùn),二、變速器換檔性能與同步器尺寸的關(guān)系,7、換檔性能評價與換檔沖量的關(guān)系,其中: Rup、Rdown 換檔性能評價值，為10分值， 6分及6分以下為差，68分為中，8分及8分以上為好 F 換檔手柄上的換檔力（N） t 同步時間（s） G 目標(biāo)檔位 Ft =Ph 手柄上的換檔沖量（Ns）,同步器知識培訓(xùn),對于新設(shè)計同步器，可根據(jù)用戶要求的換檔性能評價值算出換檔所需的換檔沖量,二、變速器換檔性能與同步器尺寸的關(guān)系,7、換檔性能評價與換檔沖量的關(guān)系,同步器知識培訓(xùn),8、同步器的撥環(huán)力矩計算,二、變速器換檔性能與同步器尺寸的關(guān)系,Ts=Ft*ds/2 Ft=F

10、Ncos(/2); Ft”=FRsin(/2) FR= sFN Ft =Ft- Ft” = FNcos(/2)- ssin(/2) Fa= FNsin(/2); Fa”= FRcos(/2) Fa= Fa+ Fa” = FNsin(/2)+ scos(/2),同步器知識培訓(xùn),8、同步器的撥環(huán)力矩計算,二、變速器換檔性能與同步器尺寸的關(guān)系,其中 Ts 撥環(huán)力矩（Nm） Fa 接合齒處的軸向力 s 接合齒間的摩擦系數(shù) ds 接合齒的平均直徑 （m） 摩擦錐錐角（）,同步器知識培訓(xùn),9、同步器的摩擦力矩與撥環(huán)力矩之間的關(guān)系,二、變速器換檔性能與同步器尺寸的關(guān)系,為避免打齒（不同步嚙合），必須保證：

11、Tc Ts,同步器知識培訓(xùn),10、同步時間計算,二、變速器換檔性能與同步器尺寸的關(guān)系,根據(jù)動力學(xué)原理,可得出,假設(shè)換檔過程中加速度不變,同步器知識培訓(xùn),11、同步器的滑磨功計算,二、變速器換檔性能與同步器尺寸的關(guān)系,若不考慮齒環(huán)內(nèi)錐面的螺紋和油槽,若考慮齒環(huán)內(nèi)錐面的螺紋和油槽,其中 Q 熱容量（J/） Ic 轉(zhuǎn)動慣量（） 轉(zhuǎn)速差（rad/s） Wc 錐面工作寬度 （m） Wg 油槽寬度（m） n 油槽數(shù)量 Rl 牙尖寬/螺距 c 錐面平均直徑,同步器知識培訓(xùn),12、表面壓力計算,二、變速器換檔性能與同步器尺寸的關(guān)系,表面壓力計算時要考慮錐面的有效接觸面積,其中 Fa 軸向力（N） 同步錐角 （

12、 ） Wc 錐面工作寬度 （m） Wg 油槽寬度（m） n 油槽數(shù)量 Rl 牙尖寬/螺距 c 錐面平均直徑,同步器知識培訓(xùn),13、圓周應(yīng)力計算,二、變速器換檔性能與同步器尺寸的關(guān)系,其中 R1 齒環(huán)的名義內(nèi)錐半徑尺寸（m） R2 齒環(huán)的名義外圓半徑尺寸（m） R 齒環(huán)需計算圓周應(yīng)力處的半徑尺寸（m）,為保證齒環(huán)的強度，需計算重要截面的圓周應(yīng)力 當(dāng)R=R1時，圓周應(yīng)力最大,同步器知識培訓(xùn),14、同步器尺寸設(shè)計方法,二、變速器換檔性能與同步器尺寸的關(guān)系,同步器知識培訓(xùn),三、變速器常見換檔故障及產(chǎn)生的主要原因,1、換檔打齒,齒套與齒圈結(jié)合時產(chǎn)生很大的沖擊，稱為打齒，產(chǎn)生的原因是： 設(shè)計或制造使錐面的

13、摩擦力矩低于撥環(huán)力矩 同步器滑塊未起預(yù)定的作用 因設(shè)計或制造導(dǎo)致公差累計不合理 后備量不足,同步器知識培訓(xùn),三、變速器常見換檔故障及產(chǎn)生的主要原因,2、換檔力大或換檔時間長,換檔所需的時間長或換檔困難，產(chǎn)生的原因為： 同步器的同步容量不足 同步器制造質(zhì)量差 換檔機構(gòu)的效率太低 潤滑油的低溫性能差 同步錐表面刮油效果差 離合器分離不徹底,同步器知識培訓(xùn),三、變速器常見換檔故障及產(chǎn)生的主要原因,3、換檔二次沖擊大,同步完成后齒套和齒圈接合時產(chǎn)生的力，產(chǎn)生的原因為： 同步器齒套鎖止角設(shè)計不合理 同步器滑塊的爬坡力和爬坡行程設(shè)計不合理 摩擦錐面質(zhì)量差（如圓度、圓柱度、表面粗糙度、錐度等） 潤滑油的低溫性能差 同步錐表面刮油效果差 離合器分離不徹底 換檔機構(gòu)設(shè)計不合理 設(shè)計或制造時公差累計不合理