同步器培训材料
同步器工作原理
同步器工作原理同步器是一种用于调节机械设备运行速度和保持运行同步的重要装置。
它广泛应用于各种机械设备和系统中，如发电机组、电动机、传动装置等。
同步器的工作原理是通过一定的机械结构和控制系统，使不同设备之间的运动速度和位置保持同步，从而确保整个系统的正常运行和工作效率。
同步器的工作原理可以简单概括为以下几个方面：1. 传动装置，同步器通常由传动装置和控制系统两部分组成。
传动装置是同步器的核心部分，它通过齿轮、链条、皮带等方式将不同设备的运动连接起来，使它们能够同步运行。
2. 控制系统，控制系统是同步器的智能部分，它通过传感器、执行器和控制器等设备，实时监测和控制设备的运动状态和速度，从而保持设备之间的同步运行。
3. 反馈调节，同步器通过不断的反馈调节，使设备的运动速度和位置保持在一定的范围内，从而确保设备之间的同步性。
例如，当一个设备的运动速度发生变化时，同步器会通过控制系统及时调节其他设备的运动速度，以保持它们的同步运行。
4. 安全保护，同步器在工作过程中还需要具备一定的安全保护功能，当设备出现异常情况时，能够及时停止或调整运动状态，以避免造成设备损坏或安全事故。
同步器的工作原理是一个复杂而精密的系统工程，它需要精准的机械结构和灵活的控制系统相结合，才能确保设备之间的同步运行。
在实际应用中，同步器不仅可以提高设备的工作效率和精度，还能减少能源消耗和设备损耗，具有重要的经济和社会意义。
总的来说，同步器的工作原理是通过传动装置、控制系统、反馈调节和安全保护等方面的协同作用，实现不同设备之间的同步运行，从而保证整个系统的正常工作。
它在工业生产和日常生活中都发挥着重要作用，是现代机械设备不可或缺的重要部分。
3.3课题 同步器构造原理
3.3课题 同步器构造原理 1. 掌握锁环式惯性同步器结构和原理2. 掌握锁环式惯性同步器的装配要点3. 了解锁销式同步器的结构和原理应知：锁环式惯性同步器结构和原理 应会：锁环式惯性同步器的装配要点 建议：采用现场教学并结合多媒体、录像等方式，并注重启发学生能够举一反三，最后教师要总结目前汽车中手动普通齿轮变速器换档的方式有两种，一是采用直齿滑动齿轮，如东风EQ1092的一、倒档的换档方式；二是采用同步器换档，这种方式应用最广泛，几乎所有的变速器都是采用同步器进行换档。
一、同步器的功用1．功用同步器的功用是使接合套与待啮合的齿圈迅速同步，缩短换档时间；且防止在同步前啮合而产生换档冲击。
想一想：如果没有同步器，变速器的换档的过程是怎样的呢？下面带着这样的问题，我们进入下面的学习。
2．无同步器的换档过程以无同步器五档变速器的四、五档互换为例进行介绍，如图3－32所示为其结构简图，是采用接合套进行换档。
图3－32 无同步器五档变速器的四、五档简图1－一轴 2－一轴常啮合齿轮 3－接合套 4－二轴四档齿轮 5－二轴 6－中间轴四档齿轮 7－中间轴 8－中间轴常啮合齿轮 9－花键毅1) 低档换高档(四档换五档)变速器在四档工作时，接合套3与二轴四档齿轮4上的接合齿圈啮合，两者接合齿圆周速度V 3=V 4。
欲换入五档时，驾驶员先踩下离合器踏板，离合器分离，再通过变速操纵机构将接合套3左移，处于空档位置。
此时仍是V 3=V 4，因二轴四档齿轮4的转速低于一轴常 啮合齿轮2的转速，圆周速度V 4<V 2。
所以在换入空档的瞬间，V 3<V 2，为避免齿轮冲击，不应立即换入五档，应先在空档停留片刻。
在空档位置时，变速器输入轴各零件已与发动机中断了动力传递且转动惯量较小，再加上中间轴齿轮有搅油阻力，所以V 2下降较快，如图 3－33a)所示；而整个汽车的转动惯性大，导致接合套3(与第二轴转速相同)的圆周速度V 3下降慢，因图3－33a)中两直线V 3、V 2的倾斜度不同而相交，交点即为同步状态(V 3=V 2)。
同步器工作原理
同步器工作原理同步器是一种用于协调多个线程之间的操作顺序和互斥访问共享资源的工具。
它能够确保线程按照特定的顺序执行，并且能够防止多个线程同时访问共享资源，从而避免数据的不一致性和竞态条件的发生。
在并发编程中，同步器的工作原理是通过使用锁、条件变量和原子操作等机制来实现的。
下面将详细介绍同步器的工作原理。
1. 锁机制：同步器中最基本的机制是锁。
锁是用于保护共享资源的一种机制，惟独持有锁的线程才干访问共享资源，其他线程必须等待锁的释放才干继续执行。
常见的锁包括互斥锁和读写锁。
互斥锁用于保护临界区，同一时间惟独一个线程可以进入临界区执行代码。
读写锁可以同时允许多个线程读取共享资源，但只允许一个线程写入共享资源。
2. 条件变量：条件变量是一种线程间的通信机制，它可以使线程在满足特定条件之前等待，并在条件满足时被唤醒。
条件变量通常与锁结合使用，用于实现线程的等待和唤醒操作。
在同步器中，条件变量可以用于线程的等待和唤醒操作，以及线程之间的通信。
当某个线程需要等待某个条件满足时，它可以调用条件变量的等待方法，该方法会释放锁并使线程进入等待状态。
当条件满足时，其他线程可以调用条件变量的唤醒方法，唤醒等待的线程继续执行。
3. 原子操作：原子操作是指不会被中断的操作，它可以保证在多线程环境下的操作是原子性的，即不会被其他线程干扰。
在同步器中，原子操作可以用于实现对共享资源的原子访问，从而避免竞态条件的发生。
常见的原子操作包括原子读、原子写和原子比较交换等。
原子读可以确保读取共享资源的值是最新的。
原子写可以确保写入共享资源的值是完整的。
原子比较交换可以用于实现对共享资源的原子更新。
4. 同步器的工作流程：同步器的工作流程通常包括以下几个步骤：（1）线程请求同步器的锁；（2）同步器检查锁的状态，如果锁已被其他线程持有，则线程进入等待状态；（3）如果锁未被持有，则线程成功获取锁，并执行相应的操作；（4）线程释放锁，唤醒可能正在等待的其他线程。
同步器技术讲座
同步器技术讲座一、概述：1、汽车变速器一般介绍：1）汽车变速器功用：在不同的使用条件下，改变由发动机传到驱动轮上的转矩和转速，使汽车得到不同的牵引力和车速，以适应不同的使用条件。
同时也可使发动机可以在最有利的工况范围内工作。
为保证变速器具有良好的工作性能，对变速器提出以下基本要求：a.应正确选择合适的变速器档位数和传动比，保证汽车具有良好的动力性和经济性指标。
b.具有较高的传动效率。
c.应设有倒档和空档。
d.换档操纵迅速轻便、工作可靠、噪声小。
2）汽车变速器分类：目前汽车变速器大致可分以下两类：a.手动机械式变速器（MT）Manual Transmissionb.自动变速器：Ⅰ）液力自动变速器（AT、EAT）Electron AutomaticⅡ）无级变速器（CVT）Continuously variabieⅢ）自动机械式变速器（AMT）Automatic Mechanical 2．手动机械式变速器：目前常见为定轴齿轮式传动。
分类：1）三轴式：多用于前置后驱传动结构图1。
三轴式五档全同步变速器2)二轴式：多用于前置前驱传动结构图2。
二轴式四档全同步变速器（前置纵向）3) 多轴式：变速器具有2 ~ 3根中间轴，多用于重型汽车变速器。
二、同步器的应用：在手动机械式变速器（MT）中，为实现换档操作迅速轻便无冲击，有利于提高汽车的动力性和燃料经济性。
在各档位中多采用同步器来实现换档操作。
1．同步器的结构型式：1）常压式同步器：是一种早期开发的同步器。
特点是结构简单，但其不能保证被啮合件在同步状态（即角速度相等）下实现换档。
也就是常压式同步器不能从根本上解决换档时的啮合冲击问题，所以这种同步器目前已被淘汰。
2）惯性式同步器：由于惯性式同步器能够确保同步啮合换档，目前得到广泛应用。
3）惯性增力式同步器：又称“波尔舍”（Porsehe）同步器。
由于这种同步器对材料、热处理及制造精度均要求较高，目前在国内采用较少。
同步器设计手册教学教材
对于中间轴，是齿轮A、B随第一轴即离合器而转动。由于这一段的转动惯量小，离合器分离后，会在很短时间t′x 内停止转动，Vp3和VP2很快随第一轴的停止而趋于零。
当中间轴与第二轴以不同的速度降低的过程中，齿轮P3和S3圆周线速度相等，驾驶员就要巧妙地抓住这段时间，把齿轮P3和齿轮S3接合上。所以在低档换高档的过程中，全靠驾驶员的熟练操作和丰富经验，同时注意力也要特别集中。
图7
6.同步器齿环。同步器齿环是同步器中的一个重要零件。内孔是锥面，与接合齿的外锥面配合。整个内锥面上是螺距等于0.6左右的螺纹，用来破坏外锥面上的油膜，提高它们之间的摩擦系数。内锥面沿轴向开有一些槽，便于流出被两锥面之间挤出的油。轮齿靠近齿套端有倒角。倒角有两个作用，一是在没有同步前起锁止作用，二是同步后便于齿套进入。倒角角度的大小与齿套相同。齿环的外圆处，有三个均布的方槽（或三个凸台），是滑块推动同步环的位置，方槽（或凸台）中心应与所在齿槽中心重合，方槽（或凸台）宽度与滑块（或齿毂上的槽）宽度的差等于二分之一齿距。
早期开发的同步器为常压式同步器，有锥形和片式两种。由于它不能保证被啮合齿轮在同步状态（即角速度相等）下实现换档，不能从根本上解决换档时啮合冲击问题，所以这种同步器目前已被淘汰。
同步器讲座教学课件PPT
齿座产品制造要点
• 内外花键跨棒距； • 推块槽对称度； • 弹簧孔深及弹簧孔轴向 尺寸； • 内花键厚度尺寸
十堰同创传动技术有限公司研发中心 2007.08
齿套产品制造要点
• 内花键跨棒距 • 拨叉槽对称度、粗糙度； • 锁止角、倒锥角；
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锥毂产品制造要点
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同步器 2007.08
同步器总成产品制造、装配要点
拨叉槽
• 同步器总成接口相关 尺寸：结合齿内花键、 齿座内花键、拨叉槽 • 总成装配需要注意并 紧尺寸、滑套滑动顺 畅 • 同步环锥面涂油等
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同步器换挡过程
过程2”同步过程”
滑套继续朝前运动，使得滑套8的 内齿和同步环3的外齿开始接触。 换档力通过锁止块7和滑套8被导 入同步环上。在滑套内齿上产生 了由锁止装置打开的锁止转矩TZ， 小于摩擦转矩TR。
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同步器换挡过程
过程3”解锁过程 ”
当达到同样转速时摩擦转矩接近零， 第三过程。解锁过程开始，锁止转矩 大于摩擦转矩，滑套的内齿使同步环 产生一个逆转过程，换档力急速下降， 锥毂与同步环锥面上产生强大的摩擦 力而发生同步运动。达到同步后，结 合套开始向齿轮方向移动。
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过程5” 滑套锁定锥毂”
结合套的齿把离合器锥毂相对 于同步环扭转。换档通路打开， 结合套建立起在档位齿轮组和 驱动轴之间的形状锁定的功率 流向.
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汽车同步器的工作原理(教案)
请在任务这1.4里同输步器入的页工作面原理标题
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二、惯性同步器的特点和应用
3.锁环式多锥惯性同步器： 在锁环式两个锥面间插入两个辅
助同步锥, 锥表面的有效摩擦面积成 倍增加,同步转矩相应增加,减小换档 力或缩短同步时间。多用于低速档和 重型货车的主、副变速器以及分动器 中。
四、双锥同步器的结构和特点
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通常双锥面同步器为三个环组成：内环，中环和同 步环。
中环是插在齿轮上的，它与两个锥面都可以结合，所以 中环所受的力有可能是内环方向过来的力，也可能是同步环 方向过来的力，双锥同步器的中环作用就在于此，所以双锥 同步器和单锥同步器相比，能适当增大换挡时同步器摩擦力， 使换挡变得轻快。
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三、惯性同步器的工作原理
2.工作原理
接合齿
锁环
接合套
接合套带动滑块推动两锥面相靠 锥面产生摩擦力矩同步环转动一个角度
锁止面起作用阻止同步器齿套前移 实现同步
同步环等回转一个角度 进入接合齿，完成换档
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任务1.4 同步器的工作原理
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任务1.4 同步器的工作原制理动系统的组成
制动系统的类型
同步器的分类 惯性同步器的工作特点及应用
双锥同步器的结构及特点
（4）滑块： 装于花键毂三轴向槽内带定位销以便空挡定位两端伸入两
锁环的三缺口。
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三、惯性同步器的工作原理
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变速箱同步器资料25页PPT
53、人们通常会发现，法律就是这样 一种的 网，触 犯法律 的人， 小的可 以穿网 而过， 大的可 以破网 而出， 只有中 等的才 会坠入 网中。 ——申 斯通 54、法律就是法律它是一座雄伟的大 夏，庇 护着我 们大家 ；它的 每一块 砖石都 垒在另 一块砖 石上。 ——高 尔斯华 绥 55、今天的法律未必明天仍是法律。 ——罗·伯顿
1、最灵繁的人也看不见自己的背脊。——非洲 2、最困难的事情就是认识自己。——希腊 3、有勇气承担命运这才是英雄好汉。——黑塞 4、与肝胆人共事，无字句处读书。——周恩来 5、阅读使人充实，会谈使人敏捷，写作使人精确。——培根
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开在同步环上的轴向泄油槽为6-12个，槽宽3-4mm
开在锥环上的泄油槽一般为半圆环状 重型变速器目前有用钢-钼配合的摩擦副，主要是提高耐磨性和 强度
同步器培训
同步器工作原理
4、由于换档力的继续作用和增大，摩擦 力矩增大,使齿轮的速度降低或升高，当 摩擦力矩等于惯性力矩时，齿轮、同步环 和啮合套三者达到了同步运转 这样，齿轮和同步环间无相对运动， 惯性力矩消失，拨环力矩将使同步环相对 啮合套反向转过一个角度，花键齿不再相 抵触，使啮合套越过同步环与齿轮上的齿 环啮合，而完成换档
μ1w
F
β F1
r
锁止面平均半径
β 锁止面锁止角 μ 1 倒棱面的摩擦系数 F1为摩擦力矩产生的力转化到半径r上 只要F1>拨环力矩F2,同步器就不能接合换档 忽略倒棱面间的摩擦时,同步器锁止公式 tgβ <μ R /(sinα r)
r R
α
w
F2
同步器培训
锥面平均半径
工作长度 后备行程
锥面工作长度与摩擦材料、表面压力、表面开形状有关 b=Mm/(2π μ pR2) P 摩擦锥面上许用压力 p=1-1.5MPa b 锥面工作长度 缩短锥面工作长度的措施 将锥面平均半径取得大些,有助于缩短锥面工作长度 减小后备行程有助于缩短锥面工作长度 随着锥面耐磨性的提高,后备行程有逐步减小的趋势 中重型变速器后备行程一般在1.2-2mm 有时将全部同步器设计成一样尺寸,此时要求，高档同步器不能承 载太小,允许低档同步器应力取高些
1
2
3
4
5
6
7ห้องสมุดไป่ตู้
4、锁销
5、滑动齿套 6、同步环 7、锥环
同步器培训
同步器工作原理
1、空档状态下， 同步环锥面与锥环锥面不直 接接触（中间为润滑油）， 同步环处于浮动状态
同步器培训
同步器工作原理
2、在换档力的作用下，
齿套带动锁销、推
块轴向运动，推块
端面压紧同步环 使 锥面间产生摩檫,齿 端倒角与同步环齿 端倒角尚未接触
同步器培训
同步器工作原理
3、继续加大换档力，在摩檫力作用下同步环转动一个
角度,同步环凸台靠紧齿座凹槽，同步环与齿套同步旋转, 此时齿端倒角与同步环齿端倒角接触 ，阻止滑动齿套向 换档方向运动，同步环齿端倒角上的正压力分解为轴向 力和切 向力两个分力，轴向 力使两锥面间存在正压力， 而产生摩擦力矩，切向力 产生拨环力矩,拨环力矩使同步环反转,而同步环上 的摩擦力矩又阻止同步环反转，只要设计上保证摩擦力 矩大于拨环力矩，不管换档力有多大，啮合套与同步环 齿端倒角总是相抵触而不能接合，起到了锁止作用
同步器分类及特点
1、常压式同步器: 2、惯性增力(波舍)式
3、惯性式同步器: 锁销式同步器
不能保证被啮合件在角速度相等条件下换档,应用较少 能保证同步状态下换档，结构简单、工作可靠、轴向尺寸短 目前在国内变速器上很少采用 广泛采用 磨擦锥面平均半径大,转矩容量大，多用于中重型变速器低档区 及变速器后副箱；同步器轴向尺寸大,故大量应用受到结构限 制,有被双锥同步器取代的趋势
齿套受到正压力的分 力将阻止齿套脱出
正压力分力,切向力 传递扭矩
齿套脱出方向
同步器培训
变速箱互锁机构
变速箱挂上某一档位后， 使其中两只刚球分别进入 另外两根拨叉轴槽内，将 这两根拨叉轴锁住见图
挂上档
钢球抵住 拨叉轴, 阻止换档 保证只有 一个档位 可以挂档
同步器培训
变速箱同步机构
同步器功能
实现迅速、轻便、无噪声换档 避免啮合套、锥环端部强烈冲击受到损坏。
提高同步容量措施(Mm=Fμ R/sinα )
α 愈小,摩擦力矩愈大,同步容量愈大 R愈大,摩擦力矩愈大,同步容量愈大,采用多锥同步器可增大锥面平 均半径R μ 愈大，摩擦力矩愈大,同步容量愈大，但μ提高困难
同步环材质
同步环有锻造和铸造两种形式 锻造 用于轿车和轻型车 铸造 多用于中重型货车（因强度关系要求大的断面） 同步环材质有铜质 铅黄铜、锰铜、铝铜 钢质 20Cr
工作可靠、零件耐用，应用较广 转矩容量不大，主要用于轿车、轻型变速器及中重型变速器 主 箱中、高档区 转矩容量较大、轴向尺寸较短，可降低换档力、缩短同步时 间， 主要用于中重型变速器主箱低档区 及变速器后副箱
锁环式同步器 单锥同步器 双锥同步器
同步器培训
同步器构成 （以单锥同步器为例）
1、齿座 2、推块 3、弹簧
锁止角
已有结构的锁止角在26°-60° 通过锁止条件方程式计算锁止角
同步时间
货车
低档换高档的同步时间 0.3-0.8
高档换低档的同步时间 0.3-1.5
同样两个档位间切换 高档换低档时间较低档换高档的时间要长
同步器培训
锥面半锥角 设计时λ 要避免锥面自锁，避免自锁的条件tgα ≥μ μ =0.1 α =6°-8° α =6°时 摩擦力矩较大,但在锥面粗糙度控制不好时易粘着、咬住 α =7°时 很少出现咬隹现象
商用车动力总成工程中心
动力总成所变速箱室 2011.10.15
同步器培训
变速箱结构 DF6S650变速箱结构是三轴式、单中间轴、定轴传动。有六 个前进档和一个倒档，所有前进档都采用滑块式同步器
同步器培训
变速箱动力传递路线
同步器培训
变速箱自锁机构
为了保证变速箱在工作中不会自 动脱档，全部档位均设有防脱档 机构，啮合套和齿轮花键啮合齿 均加工为倒锥齿，当被啮合齿轮 上作用有扭矩时，相啮合花键倒 锥齿间存在正压力N，正压力分解 为轴向力F和切向力P，切向力传 动扭矩，轴向力P始终将啮合套拉 向被啮合齿轮端如图八所示，使 啮合套和齿轮啮合齿不能脱开， 从而有效地防止脱档。
同步器培训
同步器工作原理
5
完成换档后，同步 环锥面与锥环锥面 脱离接触，同步环 处于浮动状态
同步器培训
同步时间与同步力的关系
摩檫力矩 Mm=Fμ R/sinα 同步时力矩公式为 Mm=J2Δ ω /t J2Δ ω /t=Fμ R/sinα 同步时间与换档力的关系 t=J2Δ ω /(Fμ R/sinα)
同步器培训
摩擦系数 增大摩擦系数，则换档省力或缩短同步时间 保持较大摩擦系数的措施： 在同步环锥面上,开有破坏油膜的细牙螺纹槽 螺纹槽的齿顶宽对摩擦系数的影响很大，随着齿顶的摩损，摩擦系 数降低，换档费力 0.6-0.75
50°-60° 不大于0.2 开与螺纹槽垂直的泄油槽, 可开在同步环上或开在锥环上
F
Fμ /sinα α R Mm
Δω
J2 t F μ R
同步器同步前后的角速度差 变速箱传动系各部分转动惯量等价至二轴齿轮处的等价转动惯量 同步时间 换档力 锥面摩擦系数 锥面平均半径
同步器培训
必须满足连接件间角速度完全相等以前，不能换档 确定满足同步条件的摩檫锥面、锁止面角度
同步器锁止条件
同步器锁止 F1=Mm/r=Fμ R/(sinα r) F2=Ftgβ(不计倒棱面间摩擦力)