三锥面同步器应用原理与结构简介
15章_同步器_PPT课件
（2）锁环上花键齿对着接合套的一端有倒角——锁止角。
（3）锁环具有内锥面，内锥面上有细牙螺旋槽——破坏油膜 增加摩擦力。
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（4）锁环上有三个缺口——滑块伸其中。 （5）锁环上有三个凸起——伸入花键毂的三个通槽中。
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3.工作过程 （1）接合套退入空挡
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一、无同步器时变速器的换档过程 1、从低档换入高档
结合齿圈
四档齿轮
脱离瞬间：
V4=VJ
V5>VJ、 V4
五档齿轮
保持空档片刻 V5降低，VJ、 V4变化不大
花键毂
在VJ与V5相等时挂入五档 中间轴
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结合套
1）低档换高档
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1、同步器功用： 使结合套与待啮合齿圈迅速同步，缩短换档时 间，同时防止啮合时齿间冲击。
2、结构： 同步装置、锁止装置、结合装置
3、分类： 锁环式惯性同步器 锁销式惯性同步器
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（一）锁环式惯性同步器
1、组成：
滑块
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细牙螺旋槽
2、结构：
锁环
结合齿圈
1.从低速挡换入高速挡
4
2
（1）在四档时 V3=V4
（2）退入空档 V3=V4 V4<V2 故V3<V2
（3）空档停留片刻 V2下降快 V3下降慢
（4）当V3=V2时 接合套 左移挂入五档
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2.从高速挡换入低速挡
（1）在五档时 V（32=）V2退入空档
V3=V2 V4<V2 故 V（33>）V4由于V4下降快
感应同步器的原理及应用
感应同步器的原理及应用1. 什么是感应同步器感应同步器，又称为电感同步器或感应电机，是一种利用感应原理实现同步转速的电动机。
2. 感应同步器的工作原理感应同步器的工作原理是基于电磁感应现象。
当感应同步器的转子受到旋转磁场的作用，通过电感感应产生感应电流，进而产生旋转磁场，与定子磁场相互作用，使感应同步器能够按照旋转磁场的转速同步运转。
3. 感应同步器的结构组成感应同步器的结构主要包括定子和转子两部分。
3.1 定子定子是感应同步器的固定部分，由定子线圈和定子铁心组成。
定子线圈通电产生旋转磁场，从而通过感应作用引起转子运动。
3.2 转子转子是感应同步器的动态部分，由铁芯和导体线圈组成。
转子线圈通电时，产生电流，同时也会产生磁场，并与定子的磁场相互作用，从而实现同步运转。
4. 感应同步器的主要应用感应同步器广泛应用于各种机械设备和工业系统中，以下是几个主要的应用领域：4.1 电机驱动系统感应同步器通常用作电机驱动系统的电源，它能够提供高效率、可靠性和稳定性的转速控制。
在工业设备、机器人和家电等领域得到广泛应用。
4.2 电力系统感应同步器可用于电力系统的配电、传输和控制中。
它能够实现电能的传输与布局，提高电力系统的效率和稳定性。
4.3 可再生能源感应同步器在可再生能源领域具有重要作用，例如风力发电和水力发电。
通过控制感应同步器的转速，可以实现电力的高效转换和储存。
4.4 自动化控制感应同步器在自动化控制系统中也扮演重要角色。
它可以用于滑动门、电梯、智能家居等场景中，实现运动控制和位置感知。
4.5 交通运输感应同步器广泛应用于交通运输领域，如电动汽车、高铁和电动自行车等。
它们可以提供高效能源转换和精确控制，促进交通运输的发展和改善。
5. 总结感应同步器是一种利用感应原理实现同步转速的电动机，通过电磁感应现象使转子能够按照旋转磁场的转速同步运转。
感应同步器在电机驱动系统、电力系统、可再生能源、自动化控制和交通运输等领域有着广泛的应用。
汽车传动系统——变速器和同步器图解
汽车传动系统——变速器和同步器图解三轴五当变速器传动简图1-输入轴2-轴承3-接合齿圈4-同步环5-输出轴6-中间轴7-接合套8-中间轴常啮合齿轮此变速器有五个前进档和一个倒档，由壳体、第一轴（输入轴）、中间轴、第二轴（输出轴）、倒档轴、各轴上齿轮、操纵机构等几部分组成。
两轴五当变速器传动简图1-输入轴2-接合套3-里程表齿轮4-同步环5-半轴6-主减速器被动齿轮7-差速器壳8-半轴齿轮9-行星齿轮10、11-输出轴12-主减速器主动齿轮13-花键毂与传统的三轴变速器相比，由于省去了中间轴，所以一般档位传动效率要高一些；但是任何一档的传动效率又都不如三轴变速器直接档的传动效率高。
同步器有常压式，惯性式和自行增力式等种类。
这里仅介绍目前广泛采用的惯性式同步器。
惯性式同步器是依靠摩擦作用实现同步的，在其上面设有专设机构保证接合套与待接合的花键齿圈在达到同步之前不可能接触，从而避免了齿间冲击。
惯性同步器按结构又分为锁环式和锁销式两种。
其工作原理可以北京BJ212型汽车三档变速器中的二、三档同步器为例说明。
花键毂7与第二轴用花键连接，并用垫片和卡环作轴向定位。
在花键毂两端与齿轮1和4之间，各有一个青铜制成的锁环（也称同步环）9和5。
锁环上有短花键齿圈，花键齿的断面轮廓尺寸与齿轮1，4及花键毂7上的外花键齿均相同。
在两个锁环上，花键齿对着接合套8的一端都有倒角（称锁止角），且与接合套齿端的倒角相同。
锁环具有与齿轮1和4上的摩擦面锥度相同的内锥面，内锥面上制出细牙的螺旋槽，以便两锥面接触后破坏油膜，增加锥面间的摩擦。
三个滑块2分别嵌合在花键毂的三个轴向槽11内，并可沿槽轴向滑动。
在两个弹簧圈6的作用下，滑块压向接合套，使滑块中部的凸起部分正好嵌在接合套中部的凹槽10中，起到空档定位作用。
滑块2的两端伸入锁环9和5的三个缺口12中。
只有当滑块位于缺口12的中央时，接合套与锁环的齿方可能接合。
前置发动机后轮驱动汽车变速器的外操纵机构1-变速器壳体2-变速连动杆3-变速杆一般前置发动机后轮驱动汽车的变速器距离驾驶员座位较近，换档杆等外操纵机构多集中安装在变速器箱盖上，结构简单、操纵容易并且准确。
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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双锥面锁环式同步器设计与应用
双锥面锁环式同步器设计与应用薛桂凤张鸿源孟昭俊（天津市天海汽车同步器厂）摘要本文介绍了为提高同步力矩、缩短同步时间、提高同步器的工作性能，有利于换档操作轻便的一种新型同步器结构——双锥面锁环式同步器的设计与应用关键词双锥面锁环式同步器前言现代机械式齿轮传动变速器换档过程中，同步器得到普遍的应用。
由于在各档位齿轮之间设置了同步器，可保证换档时齿轮的啮合不受冲击，清除了换档噪声，延长了齿轮的寿命。
使得换档过程轻便、迅速，从而有利于提高汽车的动力性和燃料经济性。
图1现代变速器所采用的同步器大都是属于惯性锁止式同步器。
它们的结构形式虽各有不同，但工作原理都是一样的，即把要啮合的转动件的转速，在同步之前，利用其相对角加（或减）速度所产生的惯性力矩，来阻止它们的不同步啮合。
同时，还需确保要结合的转动件的转速在达到同步后方能啮合。
图1所示是目前最广泛采用的一种惯性锁止式同步器，被称为锁环式同步器。
它利用制作在啮合套16及同步环11和17啮合齿端的倒角（锁止角）斜面，在未达到同步之前，对啮合件施加惯性锁止作用，以防止不同步啮合。
当两啮合件转速达到同步时，则摩擦锥面的摩擦力降为零。
此时，在换档力的继续作用下，达到同步啮合。
1同步过程的理论分析图2所示为同步系统简图图2Jc ——变速器一轴和离合器从动片等零件的转动惯量Jv ——汽车惯量 Mc ——离合器阻力矩 Mv ——汽车行驶阻力矩 Ms ——同步环摩擦力矩 ωe ——输入角速度 ωv ——输出角速度 其中：Mc ——离合器阻力矩是由于离合器分离不彻底、空气摩擦阻力、变速器输入端部件搅油阻力所造成的。
其值越小越好，以减小同步器在同步过程中所做的功。
但它的具体值不易测定，在理论分析时可假定此值在同步换档过程中是不变的。
Mv ——汽车行驶阻力矩是由于汽车行驶时受到的滚动阻力、坡道阻力、风阻及传动轴、驱动桥等部件机械损失造成的。
Mv 的变化对于换档影响不大，所以在同步换档过程中其值也可认为是不变的。
同步器终
2
二、常用同步器的结构和工作原理
1、两脚离合器时代
两脚离合器的工作原理：
以四档变速器为例（图一），汽车原来使用二档行驶，现 在转变为三档。换挡时VP3>VS3 。 如图二，在tx时刻VP3=VS3.所以在此时可实现平稳换挡。
•输
•输
出
入
•图一
•图二
3
从二档换到一档：
换挡时VS1>VS2，此时在踩离合后，齿轮S1和P1不会有共 同的线速度。解决方法是踩离合器----挂入空挡----松离合 器----踩油门（提升P轴速度）----VS2>VS1（图三b点）---松油门----踩离合器----挂档（图三c点） 这就是两脚离合器的工作原理。
•同步环结构参数及 尺
•寸的确定：（图十 三）
•设计时推荐按下述经验公式确定同步锥面宽
：
B = （0.25～0.40）R锥 （10）
• •D—分度圆直径 •φ—同步环大端直径 •α—同步环锥面角
•
• 在初步确定分度圆直径 D 后，即可按表 1 选取相近的渐开 线花键参数：模数 m 、齿数 Z。
•表一
凡是利用惯性力矩使锁止装置起作用的同步器 都叫惯性锁止式同步器。
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4、其他常用同步器
1）、双锥面和多锥面 锁环式同步器
2）、增力式同步器（又称波舍式同步器 ）
6 三、惯性式同步器理论分析
1、惯性式同步器系统简图
•图十
•Jc— 输入端一轴和离合器从 • 动片等零件的转动惯量 •M c— 离合器阻力矩 •ωc— 输入端角速度 •M f— 同步环摩擦力矩 •Mv— 汽车行驶阻力矩 •ωv— 输出端角速度 •Jv— 输出端转动惯量
•当换挡力的不断增加，摩擦力矩 也能克服输入端的惯性时，两锥体 之间的速度差为零，此时摩擦力矩 将变为零。在拨环力矩的作用下同 步环转动一个小的角度，使两锁止 面分开，此时齿套就可以自由的通 过同步环而与齿轮上的结合齿啮合
同步器换挡机构的组成
同步器换挡机构的组成一、同步器的组成同步器是一种用于平稳换挡的装置，主要由同步器鼓、同步器套和同步器机构组成。
1. 同步器鼓同步器鼓是同步器的核心部件，由锥面、锥块、锥环等零部件组成。
其作用是通过锥面的摩擦作用，实现主轴与从轴的同步旋转。
同步器鼓内部设置有同步器齿槽，与换挡器齿轮齿槽相匹配，用于传递动力。
2. 同步器套同步器套是同步器的外壳部分，由套体和锁定套组成。
同步器套的主要作用是保护同步器鼓以及其他零部件，同时通过与主轴齿槽的衔接，实现换挡时的同步旋转。
3. 同步器机构同步器机构是同步器的驱动装置，由同步器鼓轴、同步器骨架、同步器弹簧等组成。
同步器机构通过驱动同步器鼓的转动，使其与主轴和从轴同步运动，从而实现换挡时的平稳衔接。
二、换挡机构的组成换挡机构是指用于实现汽车换挡操作的装置，主要由换挡杆、换挡叉、换挡齿轮等组成。
1. 换挡杆换挡杆是换挡操作的手柄，位于驾驶室内的中央控制台或方向盘下方。
通过对换挡杆的上下左右移动，驱动换挡机构实现不同挡位的切换。
换挡杆一般具有P（停车）、R（倒车）、N（空挡）、D（驱动）等挡位，以及手动挡的1、2、3等挡位。
2. 换挡叉换挡叉是一种与换挡杆相连的杆状零部件，主要由杆头、弹簧等构成。
换挡叉通过与换挡杆的连接，将换挡杆的操作转化为换挡机构的动作。
换挡叉一般与同步器鼓的齿槽相匹配，用于选择不同的挡位。
3. 换挡齿轮换挡齿轮是汽车传动系统中的齿轮装置，用于实现不同挡位之间的传动比。
换挡齿轮一般由钢制材料制成，具有不同的齿数和齿形，通过与同步器齿槽的咬合，实现换挡时的动力传递。
三、同步器换挡机构的作用同步器换挡机构是汽车传动系统中的重要装置，其主要作用是实现平稳换挡和传递动力。
具体作用如下：1. 平稳换挡同步器换挡机构通过同步器的摩擦作用和换挡齿轮的咬合，实现主轴和从轴之间的同步旋转，从而实现换挡过程中的平稳衔接。
同步器的存在可以有效降低换挡时的冲击和噪音，提高驾乘舒适性。
汽车同步器
汽车同步器汽车同步器是一种重要的机械装置，它在车辆变速装置的工作中起着至关重要的作用。
本文将详细介绍汽车同步器的原理、功能和作用，帮助读者更好地理解并认识这一关键部件。
1. 同步器的定义汽车同步器是一种用于车辆变速器系统的机械装置，它的主要功能是在换挡过程中实现轴的同步，以确保换挡顺畅和减少传动零件的磨损。
2. 同步器的原理汽车同步器的工作原理基于同步锁定原理。
正常情况下，当驾驶员准备换挡时，会踩下离合器踏板，此时发动机和变速器之间断开联系。
同时，同步器开始工作，它通过一系列的摩擦片和同步锁元件来提供必要的摩擦力，以使得两个轴之间的转速达到同步。
一旦同步完成，驾驶员即可轻松换挡。
3. 同步器的组成汽车同步器通常由同步锁、同步器壳体、同步齿带、同步滑块、同步摩擦垫等部件组成。
这些部件通过严密的配合和摩擦，实现了换挡时的轴同步和减少磨损。
4. 同步器的功能汽车同步器具有以下几个重要功能：- 轴的同步：同步器通过合理的设计和工作原理，确保驱动轴和被驱动轴之间的转速同步，以实现平稳的换挡操作。
- 减少振动和噪音：同步器在换挡过程中起到缓冲和减震的作用，使得整个传动系统更加平稳，并减少噪音的产生。
- 减少磨损：同步器在换挡时，通过提供摩擦力和正确的同步锁定，降低了传动零件的磨损程度，延长了整个变速器系统的使用寿命。
- 提高驾驶体验：同步器的存在使得驾驶员在换挡时可以更加轻松和顺畅，提高了整体驾驶体验和操作性能。
5. 同步器的作用同步器作为车辆变速器的重要组成部分，对于车辆的正常运行至关重要。
它的作用主要体现在以下几个方面：- 保护变速器：同步器通过控制换挡的平稳性和减少传动零件的磨损，起到了保护变速器的作用，延长了整个传动系统的使用寿命。
- 提高驾驶舒适性：同步器的存在使得驾驶员在换挡时更加顺畅和舒适，减少了驾驶的疲劳程度，提高了乘车体验。
- 提高动力传递效率：同步器通过实现轴的同步，保证了动力的高效传递，提高车辆的整体性能和燃油经济性。
同步器
视频讲解文字：锁环式同步器用来使结合套与准备套入的齿圈运动速度迅速同步。
主轴同步器在花键毂背面的槽里有三个金属滑块和销，每个销的下部有相应的压簧，用来使定位销的球面突出花键毂的外圈，同步器安装后，花键毂的内花键与输出轴的外花键啮合，花键毂的外花键与结合套的内花键啮合。
铜质锁环有3个缺口，以让开花键毂上的滑块和定位销。
锁环有一个内圆锥面。
外圆上有齿形花键，花键的形状和尺寸和花键毂的外花键相同。
锁环的花键也与结合套啮合，锁环的缺口比滑块宽，允许锁环移动，锁环的外花键可以脱离结合套的内花键。
档结合套移动选档时，滑块推动锁环移动，直至锁环的内圆锥面与输入轴常啮合齿轮的齿圈外圆锥面接触为止，锁环内圆锥面上的螺旋槽可以破坏结合面的油膜，以增加摩擦，两个锥面之间的转速差使锁环绕齿圈转动，直到锁环的缺口与滑块之间的间隙消除为止。
因为锁环的花键齿此时正好与结合套的内花键相抵，结合套不能啮合，驾驶员施加的轴向力作用在锁环齿端面上，使两圆锥面之间建立起摩擦力，直至内圆锥面的转速相同，此时结合套沿锁环倒角斜面向前滑动，与锁环啮合，在这个过程中花键端面的倒角起了很大作用，平稳而快速的换挡过程完成。
锁环式同步器的结构参数、尺寸设计计算：根据同步器计算基本方程式（5）：P×μ×R锥/Sinα= Jc×Δω/ t按已知条件：同步器输入端转动惯量Jc、角速度Δω均可计算出，而同步时间t一般在同步器设计时可取t = 0.5（S）。
根据式（5），即可计算出所需的同步摩擦力矩Mf值。
根据式（4）：Mf = P×μ×R锥 / Sinα其中：换档力P —为了换档轻便，力P应有所控制。
按汽车行业标准QC/T 29063—1992中的有关规定：轻型车中型车重型车400N（最大） 500N（最大） 620N（最大）同步锥面摩擦系数μ：在同步器设计计算时一般可取μ= 0.1同步锥角α：同步摩擦力矩Mf可随着α角减小而增大，但α角的极限取决于锥面角避免自锁的条件，即：tgα≥μ（见后说明）根据式（4）：可得R锥= Mf×sinα/P×μ（7）同步环结构参数及尺寸的确定：（图10）D—分度圆直径φ—同步环大端直径α—同步环锥面角 B—同步环锥面宽由图9可推算出：φ= 2R锥+ B×tgα（8）考虑到同步环本身的强度和刚性，根据统计数据和经验，设计时可按下式初步确定同步环接合齿分度圆直径：D = φ/0.8～0.85 （9）考虑到同步环的散热和耐磨损，提供足够大的锥面面积。
1-3-4-汽车传动系-变速器-课题三： 三轴机械变速器及同步器结构
变速器课题三：三轴机械变速器及同步器结构授课地点：专业教室课前准备：1. 三轴变速器10台，通用工具10套。
2. 轴承拆卸专用工具5套3. 学生分组，约4人一组2.1简述三轴机械变速器的三轴就是指变速器的输入轴、轴出轴和中间轴。
典型的手动变速器结构及原理：（教材图2-50）变速器前进档位的驱动路径是：输入轴常啮合齿轮－中间轴常合啮齿轮－中间轴对应齿轮－第二轴对应齿轮。
倒车轴上的齿轮也可以由操纵装置拨动，在轴上移动，与中间轴齿轮和输出轴齿轮啮合，以相反的旋转方向输出。
2.2三轴五挡变速器工作过程2.3同步器构造与工作原理2.3.1装同步器的必要性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。
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。
同步器在使变速器结构上采取措施，即保证挂挡平顺，又使操作简便。
2.3.2同步器类型同步器有3种类型，即常压式、惯性式和自行增力式。
目前全同步式变速器上多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。
并且在结构上保证，在两待啮合齿轮同步前，不能进入啮合。
惯性同步器按结构又分为锁环式和锁销式两种。
轿车和轻、中型货车的变速器广泛采用锁环式惯性同步器。
2.3.3锁环式惯性同步器工作原理[解释]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。