锁环式同步器工作原理
锁环式同步器工作原理
锁环式同步器工作原理
锁环式同步器是一种常用于机械传动中的同步装置，其工作原理可以简单地描述为：
锁环式同步器将传动轴与被传动轴的同步器齿圈通过锁环进行连接。
当传动轴相对被传动轴转动时，同步器齿圈相互啮合，通过摩擦力和弹性变形实现轴的同步转动。
如果传动轴和被传动轴之间存在一定的相位差，同步器齿圈之间就会存在相应的间隙。
此时，锁环式同步器通过在传动轴上设置同步器刻槽，利用弹性变形形成的传感力将同步器齿圈相互拉近，消除间隙，从而实现轴的同步转动。
锁环式同步器由于具有结构简单、可靠性高、使用寿命长等优点，广泛应用于各种机械传动系统中。
锁环式同步器的工作原理
锁环式同步器的工作原理
锁环式同步器是一种基于互斥锁（Mutex）和条件变量（Condition variable）的同步机制，用于多线程间的协同操作。
它的主要工作原理如下：
1. 锁环式同步器内部维护了一个循环数组，每个元素对应一个线程的状态信息，包括状态标志、等待线程队列等。
2. 当一个线程需要进行某个共享资源的操作时，它首先尝试获取元素对应的锁。
如果锁已经被其他线程持有，该线程进入等待状态，并在条件变量上等待。
3. 当持有锁的线程完成了对共享资源的操作后，它释放锁并唤醒等待线程队列中的一个线程。
4. 被唤醒的线程再次尝试获取锁，如果锁仍然被其他线程持有，则该线程继续等待。
5. 当一个线程获取到锁后，它可以执行相应的共享资源操作，并在操作完成后释放锁。
6. 各个线程循环执行上述步骤，实现了对共享资源的安全访问。
锁环式同步器的优势在于通过循环数组的方式，使得线程等待和唤醒的开销减小，提高了多线程协同操作的效率。
同时，锁环式同步器的实现较为复杂，需要考虑线程安全、等待队列管理等问题，因此在使用时需要谨慎处理。
锁环式同步器的原理是什么
锁环式同步器的原理是什么
锁环式同步器是一种机械装置，用于将输入轴和输出轴以一定的速度比同步，实现力的传递和力矩的加减。
其原理主要包括以下几点：
1. 锁环式同步器采用内、外两个锁环，内锁环与输入轴连结，外锁环与输出轴连结。
内外两个锁环之间设有锁牙或锁槽，通过拉环与锁环连接，配合使用过程中形成一种闭合的结构。
2. 当内、外锁环没有相对转动时，拉环将内、外锁环连接在一起，内环与外环形成锁合，整体作为同一部件。
3. 当内、外锁环有相对转动时，拉环拉动锁环则会导致内锁环和外锁环的相对位移。
当拉环施加力矩使内、外锁环相对转动到一定角度时，内、外锁环的锁牙或锁槽会形成嵌合，从而锁住内、外锁环并使其同步转动。
4. 内、外锁环锁合后，输入轴的动力通过内锁环传递到外锁环，再经过输出轴输出，实现两轴的同步转动。
综上所述，锁环式同步器的原理是通过内、外锁环形成嵌合结构，实现输入轴和输出轴的同步转动。
同步器
锁环式惯性同步器工作原理/v_show/id_XMjA2NDMyNjQ=.html/down/jiaoxue/dipan/tujie/chapter1/html/tj4-3.htm/down/jiaoxue/dipan/由于变速器输入轴与输出轴以各自的速度旋转，变换档位时合存在一个"同步"问题。
两个旋转速度不一样齿轮强行啮合必然会发生冲击碰撞，损坏齿轮。
因此，旧式变速器的换档要采用"两脚离合"的方式，升档在空档位置停留片刻，减档要在空档位置加油门，以减少齿轮的转速差。
但这个操作比较复杂，难以掌握精确。
因此设计师创造出"同步器"，通过同步器使将要啮合的齿轮达到一致的转速而顺利啮合。
什么是同步器同步器（Synchronizer），是使在换挡中相互接合的齿轮实现同步的装置。
在换挡过程中，应当使准备啮合的那一对齿轮的接合齿圈的圆周速度达到相等（即同步），才能平顺地挂上挡。
否则，两齿轮齿圈间会发出冲击和噪音，影响齿轮的寿命。
为了便于换挡，现代汽车变速器在常用的各挡间都装有同步器，使相啮合的一对齿轮先同步，而后啮合。
同步器就是使你的车的变速箱中的每一个档位的齿轮与发动机输出的转速保持一致，减少换档离合过程中蹩齿轮的可能，所以现在的车换档只用踩一脚离合器踏板，原来的车都需要踩两次的，目的就是人为使其同步。
主要分类同步器有常压式和惯性式。
目前全部同步式变速器上采用的是惯性同步器，它主要由接合套、同步锁环等组成，它的特点是依靠摩擦作用实现同步。
接合套、同步锁环和待接合齿轮的齿圈上均有倒角（锁止角），同步锁环的内锥面与待接合齿轮齿圈外锥面接触产生摩擦。
锁止角与锥面在设计时已作了适当选择，锥面摩擦使得待啮合的齿套与齿圈迅速同步，同时又会产生一种锁止作用，防止齿轮在同步前进行啮合。
当同步锁环内锥面与待接合齿轮齿圈外锥面接触后，在摩擦力矩的作用下齿轮转速迅速降低（或升高）到与同步锁环转速相等，两者同步旋转，齿轮相对于同步锁环的转速为零，因而惯性力矩也同时消失，这时在作用力的推动下，接合套不受阻碍地与同步锁环齿圈接合，并进一步与待接合齿轮的齿圈接合而完成换档过程。
同步器工作原理分解
上述计算没有考虑搅油阻力。 如果考虑搅油阻力，1挡升2挡需要将2挡齿轮转速降下来，搅油阻力 起正面作用，会缩短同步时间；2挡降1挡需要将1挡齿轮的转速升高，搅 油阻力起反面作用，会延长同步时间。 陕西法士特齿轮有限公司 齿轮传动研究所
关于挂挡力与挂挡时间
好的变速箱设计，同步时间短、换挡轻便。 难以提供精确的量化指标。
挂挡时间——小于1秒
手球上挂挡力——小于10公斤力，极限情况不能超过 20公斤力。
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副箱同步器
工作基本原理与主箱同步器相同 锁止同步完成挂挡 锁止机构不同 锁销中部锥形区域与滑套孔倒角为锁止面 工作过程： 1）摘挡至空挡阶段：滑套从一侧挡位摘至空挡，在弹簧的作用下，两侧 锥环总成（带锁止销）反向旋转一定角度，锁止销与滑套上的锁止孔呈锁止 状态； 2）同步阶段：同步器锥环锥面与齿轮锥面贴合，产生摩擦力矩； 3）同步结束，摩擦力矩降为零，锥环总成在拨环力矩作用下，回转一定 角度，滑套越过锁止销台阶； 4）滑套与齿轮结合齿相结合，挂挡结束。
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同步器实验
变速箱整箱实验 1）换挡寿命实验 2）换挡性能实验 同步器单体实验 1）单体寿命实验 2）单体性能实验 实验数据与报告 1）详尽的实验数据——例如实验条件、实验前后磨损 量的测量与记录、摩擦系数曲线、同步时间曲线等 2）国家级实验中心的试验报告
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主箱双锥面同步器工作视频
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主箱同步器常用参数选择范围
锥面角：7°～9° 滑套外径：……目前最大 Φ218 摩擦锥面半径：滑套外径 - X 锁止角：100 °～120 ° 总成轴向尺寸：46～55
同步器工作原理
各部件名称
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主箱双锥面同步器3D图
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主箱双锥面同步器3D图
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空挡状态与挂挡状态
挂挡过程 HOW？
空挡状态
挂挡状态
摘挡状态 陕西法士特齿轮有限公司 齿轮传动研究所
锁环式同步器工作过程
1.滑套离开空档位置，通过柱塞带动滑块轴向移动； 2.预同步阶段：同步环旋转四分之一周节，进入锁止位置； 3.同步阶段：滑套上的齿与锥环的齿锁止面相接触，锥面间 产生摩擦力矩； 4.同步结束，摩擦力矩降为零，同步环在拨环力矩作用下， 回转四分之一周节，滑套穿过同步环； 5.滑套与结合齿圈的齿相结合，挂档结束。
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常见同步器锥环基体材料 1.铜 2.粉末冶金 3.钢：锻造钢环、冲压钢环
一些补充概念：单向同步器、增力 式同步器等。
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常用同步器结构
主箱双（单）锥面锁环式同步器
副箱锁销式同步器
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典型变速箱结构
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副箱同步器3D图
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副箱同步器3D图
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副箱同步器锁止状态示意图
锁止状态
非锁止状态
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转动惯量与同步时间等的计算
可以计算同步力 或者同步时间、锁 止安全系数等。 需要相关零件的 转动惯量，即需要 零件的3D模型。 部分计算用参数 需要实验获得。
说课锁环式同步器(PPT文档)
目标 导学法
演示 促学法
明确学习目标，促使学生积极讨论探 究，寻找正确答案。
由教师亲身演示，强化操作规范；并 通过点评与总结，巩固和深化知识。
环节四
说教学过程
为了达到预期的教学目标，我将本节课的教学 过程分成以下几个阶段：
创设情境 导入新课
查阅资料 完成工单
出现疑问 分组讨论
设置任务 实际操作
教师演示 解答疑问
课堂总结 突破难点
最终 目标
联系所学 排除故障
锁环式同步器
如何解决
创
设
换挡困难
情
境
导
无法换挡
入
新 课
推动换挡杆
导入新课
要求学生用5分钟的时间阅读课本“锁环 式同步器”相应章节，完成下面的学习任务 书。
查 阅 资 料
完
成
工 单
体现重点
在完成任务书之后，我把学生分成四个小组，分组将 同步器的各个零件组装起来。
3、齿对齐时结合套可以继续向左移动，将齿轮与输出轴连接起来 同步旋转，完成顺利换挡。
突破难点
通过分步骤、化繁为简的方法突破难点
引导学生联系本节课的教学内容，分析变速器换档 困难的故障原因并写出排除故障的方案。根据方案维修 导入课题阶段换挡困难的变速器。
突破难点
联
故障原因
系
所
学
同步器锁环、齿
环倒锥齿磨损
教师演示 加深印象
结合本节课的内容与教法，所使用到的教具如下：
桑塔纳2000变速器 （故障：换挡困难）
桑塔纳2000 五档锁环式同步器
学习任务书
底盘拆装实训资料
环节三
说学法
结合前面提到的教法，本节课我引导学生采用 以下三种学法，实现教学目标。
汽车锁环同步器说明书
同步器说明书同步器说明书同步器分为常压式，惯性式和惯性增力式。
但是在现在的汽车领域中，得到广泛使用的是惯性式同步器。
惯性式同步器有锁销式，滑块式，锁环式，多片式和多维式几种。
今天我们设计的是以款锁环式同步器。
一，同步器工作原理：同步器换挡过程由三个阶段组成。
第一阶段：同步器离开中间位置，做轴向移动并靠在摩擦面上。
摩擦面相互接触瞬间，由于齿轮的角速度和滑动齿套的角速度不同，在摩擦力矩作用下锁销相对滑动齿套转动一个不大的角度，并占据锁止位置。
此时锁止面接触，阻止了滑动齿套向换挡方向移动。
第二阶段：来自手柄传至换挡拨叉并作用在滑动齿套上的力F，经过锁止元件又作用在摩擦面上。
由于齿轮的角速度和滑动齿套的角速度不相同，在上述表面产生摩擦力。
滑动齿套和齿轮分别与整车和变速器输入转动零件相连接。
于是，在摩擦力矩作用下，滑动齿套和齿轮的转速逐渐接近，其角速度差减小了。
在角速度差等于零的瞬间同步过程结束。
第三阶段：角速度差等于零，摩擦力矩消失，而轴向力F仍作用在锁止元件上，使之解除锁止状态，此时滑动锁套和锁销上的斜面相对移动，从而使滑动齿套占据了换挡位置。
二，主要参数的确定1．摩擦系数f汽车在行驶过程中换挡，特别是在高档区换挡次数较多，意味着同步器工作频繁。
同步器是在同步环与连接齿轮之间存在角速度差的条件下工作，要求同步环有足够的使用寿命，应当选用耐磨性能良好的材料。
为了获得较大的摩擦力矩，又要求用摩擦因素大而且性能稳定的材料制作同步环。
另一方面，同步器在油中工作，使摩擦因数减小，这就为设计工作带来困难。
摩擦因数除与选用的材料有关以外，还与工作面得表面粗糙度，润滑油种类和温度等因素有关。
作为与同步环锥面接触的齿轮部分与齿轮做成一体，用低碳合金钢制成。
对锥面的表面粗糙度要求比较高，用来保证在使用过程中摩擦因数变化小。
若锥面的表面粗糙度差，在使用过程初期容易损害同步环锥面。
同步环常选用能保证具有足够高的强度和硬度,耐磨性能良好的黄铜合金制造，如锰黄铜，铝黄铜和锡黄铜等。