汽车锁环同步器说明书
《电动汽车同步器设计与计算案例综述3300字》
电动汽车同步器设计与计算案例综述1.1.同步器选型本设计中，同步器的结构为锁环式，又称为滑块式。
这种同步器的结构主要包括齿毂、滑块、定位销、弹簧、结合齿圈。
考虑到其组合与自身功能，同步器的各个零件有着功能尺寸与配合安装的尺寸。
同步器的每个零件都需要自己的功能尺寸，同时在安装过程中零件之间也要有匹配的尺寸；联接夹具的外径，花键孔的大直径，花键参数和宽度；还有相应的零件尺寸参数同步环，例如同步带孔大端的直径，半锥角，圆锥形表面的长度，摩擦系数，锁紧角度，组合齿的分度环半径，齿端的倒角，边线角度，同步环槽的宽度，刮油器和排油槽的参数；箔的宽度；合适的尺寸包括滑块中的圆形照明同步器环的凹槽，安全行程，接近尺寸，滑块的末端自由度等。
在设计之初，同步器的参数基于为了获得较短的组合时间，良好的驾驶舒适性和较长的使用寿命，已开发了同步器的寿命和组合性能。
1.1是锁紧环同步器的剖视图：图1.11、同步器接合套2、同步环3、同步环4、花键毂5、同步器弹簧6-7、同步器滑块块同步器附件被弹簧固定在一个固定的齿轮插座上(每组3组)。
同步推进单元的头部位于一个环形齿轮槽中。
当传动装置向轴向移动时，首先必须克服同步压力单元的阻力，然后由推进器推进器施加的力必须通过弹簧、传动轴同步和同步同步来达到柔性换向，达到明显的效果。
它可以避免被踢到齿轮表面的声音。
下图为同步器的整个换档过程应为3的整倍数。
m=2,根据GB3478.1−83:1.2.锥孔直径及倾斜角，锥面平均半径和工作长度的确定同步环锥形孔的DC大端直径是根据齿的分度圆直径D来定义的。
对于轻型车来说，它们之间的差值是12-15毫米。
如果洞太小，同步能力太小，洞太大，环壁太厚，强度不够。
锁环预选中等差13.5，Dc=41.5.同步环锥面半锥角α与换挡时候的同步力矩成反比。
但α太小可能会发生自锁现象。
根据以下公式计算α：f tan >α （7-1）将f 代入得α＞6.3°，考虑到f 在使用中会有所降低，这里选择α=7°作为同步环的内锥角。
变速器同步器工作原理
变速器同步器工作原理同步器的工作原理可以简单地概括为三个步骤：接触、锁定和分离。
首先，在变速器中选择正确的齿轮组合，操纵换挡杆使同步器齿轮与输出齿轮轴同轴。
接着，驾驶员将换挡杆从空档移向目标档位，这将使同步器接触环顶住主动齿轮或被动齿轮。
接触环通过同步器齿将转速平顶锁定在主动齿轮上。
同步器的关键部件是同步器齿，它通常是曲面的锥形齿，主动齿轮和被动齿轮之间的曲面形状相互匹配。
当同步器接触环顶住齿轮时，同步器齿将与齿轮的齿间起到一个摩擦接触的作用。
这个摩擦接触可以让同步器齿和齿轮的转速逐渐趋于一致，从而实现同步。
当同步器齿和齿轮的转速平顶时，驾驶员继续推动换挡杆。
此时，同步器锁环会将主动齿轮和被动齿轮的曲面完全锁定在一起。
这种锁定机制可以使二者同时旋转，从而实现平稳的换挡。
最后，当换挡完成后，驾驶员松开换挡杆，同步器锁环会自动将主动齿轮和被动齿轮分离。
通过分离，主动齿轮和被动齿轮就可以独立旋转，完成换挡过程。
同步器工作的基本原理是利用摩擦力和锁定机构实现齿轮的同步。
同步器齿的摩擦接触可以使主动齿轮和被动齿轮的转速逐渐趋于一致，从而确保平稳换挡。
而同步器的锁定机构可以准确地将两个齿轮锁定在一起，以保证换挡的平稳性。
同步器的设计和制造对于汽车的换挡性能至关重要。
一个优秀的同步器应该具备以下特点：具有良好的同步性能，可以快速、平滑地完成换挡动作；具有高强度和耐磨损性，可以在高转速和重负荷的工况下长时间使用；具有良好的耐久性，能够承受长时间、高频率的使用而不发生失效；具有紧凑的结构和轻量化的设计，以减小整体质量和提高燃油经济性。
总之，变速器同步器是确保汽车换挡平稳和可靠的重要部件，其工作原理主要包括接触、锁定和分离三个步骤。
通过摩擦接触和锁定机构，同步器能够保证主动齿轮和被动齿轮的转速同步，并实现平稳、快速的换挡过程。
同步器的设计和制造对于汽车的性能和可靠性具有重要影响。
变速器
汽车底盘的构造与维修
2.1 锁环式惯性同步器
图3-8 锁环式同步器构造
汽车底盘的构造与维修
图3-9
锁环式惯性同步器工作原理
1－待啮合齿轮的接合齿圈 2－滑块
8－接合套
9－锁环（同步环）
汽车底盘的构造与维修
2.2 锁销式惯性同步器（图3-10）
汽车底盘的构造与维修
课题3.4 课题3.4 手动变速器的操纵机构
2)图3—3 普通齿轮变速器的工作原理
汽车底盘的构造与维修
课题3.2手动变速器的变速传动机构 课题3.2手动变速器的变速传动机构 3.2
1.作用 1.作用 变速器包括变速传动机构和操纵机构两大部分。 变速传动机构是变速器的主体 , 变速传动机构的主 要作用是改变速比、旋转方向 ; 操纵机构的作用是实现换档。 2. 三轴式变速器变速传动机构 主要由齿轮、轴、壳体和支撑件等组成。 典型的 3 轴式 5 档变速器 ( 见图3-4 )
故障诊断与排除: ①变速器发出金属干摩擦声，即为缺油和油的质量不好。应加油 和检查油的质量，必要时更换。 ②行驶时换入某档若响声明显，即为该档齿轮轮齿磨损；若发生 周期性的响声，则为个别齿损坏。 ③空档时响，而踏下离合器踏板后响声消失，一般为一轴前、后 轴承或常啮合齿轮响；如换入任何档都响，多为二轴后轴承响。 ④变速器工作时发生突然撞击声，多为轮齿断裂，应及时拆下变 速器盖检查，以防机件损坏。 ⑤行驶时，变速器只有在换入某档时齿轮发响，在上述完好的前 提下，应检查啮合齿轮是否搭配不当，必要时应重新装配一对 新齿轮。此外，也可能是同步器齿轮磨损或损坏，应视情况修 复或更换。
DC6J70TH系列变速箱总成使用说明书
山西大同齿轮集团有限责任公司产品介绍及使用说明书DC6J70TH系列1.概述DC6J70TH系列变速箱是主副箱结合的工程车用变速箱，其结构是在DC6J70T主箱的基础上加一气控换档的后副箱。
该系列变速箱总成的各项技术指标达到了世界九十年代先进水平，具有结构紧凑、重量轻、操纵轻便、可靠性高、易于维修、零件通用性强、整车适用性好等特点。
可匹配于功率140～180PS/3000r/min,最大输入扭矩686Nm的柴油发动机。
适用于8～12吨的载重汽车。
我公司还可根据用户需要，对变速箱进行变型设计，并提供使用、维修方面的咨询服务，供应变速箱的备品备件。
2. 技术参数1.1DC6J70TH技术参数3.型号说明DC 6 J 70 T H ×× -00020大齿集团标识总成特征号前进档数变型号机械式带后副箱最大输入扭矩同步器换档(Kg·m)注：在总成特征号中，00030代表变速箱带离合器壳总成，00020代表变速箱带离合器壳总成及取力器总成。
4. 结构及工作原理说明4.1 结构•DC6J70TH系列变速箱主箱为三轴式。
单中间轴定轴传动，有六个前进档，一个倒档，二到六档齿轮为斜齿轮，一倒档为直齿轮。
二轴上的各档均装在双列滚针轴承上，二、三、四、五、六档装有锁环式惯性同步器，一、倒档为啮合套。
可远距离双杆或单杆（左置或右置）手动操作，上盖装有倒档和空档指示开关，输出端装有里程表机构；变速箱换档如图六所示。
副箱为双级齿轮减速，气控啮合套换档，副箱换档时需停车换档。
（图六-1）直接档大盖导块位置（图六-2）超速档大盖导块位置4.2 工作原理一. 同步器工作原理：以锁环式同步器为例，锁环式同步器的结构如图七（A）所示。
变速时，换档机构通过拨叉推动啮合套，由于同步器推块一起移动，当同步器推块与同步环接触时遍推动同步环向齿轮上的齿环移动，使两锥面相接触见图七（C）。
由于啮合套上有推力，两锥面间存在正压力，且二者存在转速差，故二者一经接触便产生摩擦力矩，此力矩带动同步环相对于啮合套转动，直至同步环推块槽靠在推块的一侧为止见图七（D），此时啮合套与同步环同步旋转，啮合套齿端倒角与同步（图七）同步器结构及工作原理图环齿端倒角正好相抵触（设计上使推块槽比推块宽半个齿距），而不能进入接合，起到了锁止作用。
锁环式同步器常见故障及原因分析
带有 同步器 的汽 车变速 器具 有换 档柔 和 、 操
于 其 在 换 档 操 作 时 ，离 合 器 分 离 不 彻 底 时 进 行 换 档 ， 者 进 行 跳 档 等 不 合 理 操 作 造 成 的 ， 者 车 辆 或 或 未 按 时 进 行 强 制 保 养 或 定 期 保 养 ，造 成 润 滑 油 中 杂 质 偏 多 ， 夹 杂 在 摩 擦 副 中 间 也 会 造 成 摩 擦 副 的 磨 损 ； 产 制 造 方 面 ， 于 同 步 器 的 安 装 尺 寸 受 到 生 由 二 轴 及 壳 体 上 一 系 列 零 部 件 的尺 寸 的影 响 ，正 常
２２生 产 加 工 方 面 ．
同步 器 在 设 计 时 ， 最 理 想 的 安 装 使 用 尺 寸 。 有 要 保 证 该 尺 寸 ，需 要 与 同 步 器 安 装 相 关 的 零 部 件 都 要 在 图 纸 要 求 的 加 工 公 差 之 内 ， 同 时 同 步 器 的 锥 面 尺 寸 ，摩 擦 层 的 材 质 及 粘 结 强 度 要 满 足 使 用 要 求 。 同时 ， 装 配 时 ， 避 免 上 盖 上 及 输 出轴 上 在 要
１３换 档 打 齿 ． 如 图 １所 示 的 同 步 环 在 圆 周 方 向 上 分 布 着 ６个 连
接 内 摩 擦 环 的 连 接 爪 。 有 时 也 会 出 现 爪 子 断 裂 的 现 象 。造 成 此 故 障 的原 因 ，一般 情 况 下 是 粗 暴 换
变 速 器 在 换 档 过 程 中 ， 时 会 发 出 打齿 声 。 有 一 般 情 况 下 ， 打 齿 是 同摩 擦 带 磨 损 相 伴 一 块 出 现 的 。变 速器 打 齿 ，是 同步 器 失 效 损 坏 的 主 要 特 征 之 一 。 造 成 打 齿 的 直 接 原 因 是 摩 擦 副 磨 损 ，使 得 同步 器设 计 时 留有 的 磨 损 后 备 量 消 失 ， 同步 器 无 法 提 供 换 档 操 作 时 的 摩 擦 同步 力 矩 ，这 时 的 同步 器 只 是 相 当 于 一 个 换 档 滑 套 ，在 一 脚 离 合 器 的 情 况 下 换 档 ，必 然 造 成 同步 器 滑 套 和 接 合 齿 圈 的结
汽车底盘构造与维修(项目3- 汽车传动系统-3变速器)
坑与销在一条直线上，相互
之间具有一定的间隙，当变
速器挂上某一档时，相应的
拨叉轴的凹坑就离开此位置，
钢球被挤压在其他拨叉轴的
图3-25 互锁装置工作示意图 l、3、5-拨叉轴 2、4-互锁钢球 6-互锁销
凹坑，自动锁住其余拨叉轴。
当变速器处于空挡时，所有拨叉轴的侧面凹槽同互锁钢球、互锁销都在一 条直线上。互锁装置工作的机理是当驾驶员用变速杆推动某一拨叉轴时， 自动锁止其余拨叉轴， 从而防止同时挂上两个 挡位。有的三挡变速器 将自锁和互锁装置合二 为一同时只能移动一根 拨叉轴，实现互锁。
普通变速器的工作原理
图3-2 两级齿轮传动示意图 1、3-主动齿轮 2、4-从动齿轮
普通变速器的工作原理
发动机的动力输入轴是通过一根中间轴，间 接与动力输出轴连接的。中间轴的两个齿轮（红 色）与动力输出轴上的两个齿轮（蓝色）是随着 发动机输出一起转动的。但是如果没有同步器 （紫色）的接合，两个齿轮（蓝色）只能在动力 输出轴上空转。图中同步器位于中间状态，相当 于变速器挂了空档。
惯性锁环式同步器 惯性锁销式同步器
（一）锁环式惯性同步器
1、组成：由花键毂、结合套、同步环（也称锁环）、滑块、卡簧等组成。同 步环、齿圈及花键毂上具有相同的花键齿。
两个同步环和齿圈上的花键齿在对
齿
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
着结合套的一端都有倒角（称锁止角）
圈
齿 圈
且与结合套齿端的倒角相同。同步环具
有与齿圈上的锥形摩擦面锥度相同的内
同步过程
由于在接合套与锁环齿端倒角相抵触时，驾驶员始终对接合套施加一个 轴向推力，该轴向推力使接合套的齿端倒角面与锁环的齿端倒角面之间产生 正压力N，力N可分解为轴向力F1和切向力F2。F2形成一个试图拨动锁环相 对于接合套反转的力矩，称为拨环力矩M2。在待接合齿圈与锁环未达到同 步之前，锁环上作用着两个方向相反的力矩：F2产生的拨环力矩M2和惯性 力矩Mj(摩擦力矩M1)。如果M2>M1，锁环即可相对于接合套向后倒转一 个角度，以便二者进入啮合；如果M2<M1，锁环则不能倒转，而通过其齿 端锁止角阻止接合套进入啮合，这就是锁环的锁止作用。如图c所示。 对于一定的轴向推力，拨环力矩M2的大小取决于锁环与接合套齿端倒角(锁 止角)的大小，而惯性力矩Mj的大小则取决于摩擦锥面的锥角大小。实际上 在设计同步器时，都经过适当地选择齿端倒角和摩擦面锥角，保证在达到同 步之前始终保持M2>M1，驾驶员轴向作用力的加大只能加快同步的速度， 缩短换挡的时间。
同步器设计
第五节同步器设计同步器有常压式、惯性式和惯性增力式三种。
常压式同步器结构虽然简单，但有不能保证啮合件在同步状态下(即角速度相等)换挡的缺点，现已不用。
得到广泛应用的是惯性式同步器。
一、惯性式同步器惯性式同步器能做到换挡时两换挡元件之间的角速度达到完全相等之前，不允许换挡，因而能完善地完成同步器的功能和实现对同步器的基本要求。
按结构分，惯性式同步器有锁销式、滑块式、锁环式、多片式和多锥式几种。
虽然它们的结构不同，但都有摩擦元件、锁止元件和弹性元件。
图3—17a所示锁销式同步器的摩擦件是同步环2和齿轮3上的凸肩部分，分别在它们的内圈和外圈设计有相互接触的锥形摩擦面。
锁止元件位于滑动齿套1的圆盘部分孔中做出的锥形肩角和装在上述孔中、在中部位置处有相同角度的斜面锁销4。
锁销与同步环2刚性连接。
弹性元件是位于滑动齿套1圆盘部分径向孔中的弹簧7。
在空挡位置，钢球5在弹簧压力作用下处在销6的凹槽中，使之保持滑动齿套与同步环之间没有相对移动。
滑动齿套与同步环之间为弹性连接。
图3—17b所示锁环式同步器摩擦元件，是通过滑动齿套8及锁环9上的锥面来实现的。
作为锁止元件是锁环9的内齿和做在齿轮10上的接合齿端部。
齿轮10和锁环9之间是弹性连接。
图3—17 惯性式同步器结构方菜a)锁销式 b)锁环式1、8--滑动齿套 2--同步环 3、10--齿轮 4--锁销5--钢球 6--销 7--弹簧 9--锁环在惯性式同步器中，弹性元件的重要性仅次于摩擦元件和锁止元件，它用来使有关部分保持在中立位置的同时，又不妨碍锁止、解除锁止和完成换挡的进行。
锁销式同步器的优点是零件数量少，摩擦锥面平均半径较大，使转矩容量增加。
这种同步器轴向尺寸长是它的缺点。
锁销式同步器多用于中、重型货车的变速器中。
滑块式同步器本质上是锁环式同步器，它工作可靠、零件耐用；但因结构布置上的限制，转矩容量不大，而且由于锁止面在同步锥环的接合齿上，会因齿端磨损而失效，因而主要用于轿车和轻型货车变速器中。
同步器拆装与检测教案
实践教学教案用纸教案用纸附页提要教学内容、方法和过程附记老师讲解老师规范操作，边操作边讲解，可让学生拍视频。
一、项目介绍同步器拆装与检测，按照“5S”管理要求；要求合理选择工具和量具，完成爱丽舍1.6L手动变速箱五档同步器的拆装与检测。
包括现场分50分和考卷分40分，合计90分。
1•同步器的拆装：按照维修手册工艺拆装，包括第二轴螺母的拆卸、五档同步器的拆卸、轮毂的拆卸、定位销的拆卸等，做到熟练无误。
2.工具及量具选择：合理选择工具、量具等。
3.记录：规范使用塞尺测量并进行记录。
4.规范安全操作。
5.考试时间：30分钟二、工、量具的选择及正确使用要求：考试的过程中能争取进行工具的清点、并能正确写出需要使用的工具的名称；会对塞尺进行校准；会对设备进行型号确认。
注意事项：（1）清点工具要全面，书写名称要规范；（2）填写要规范认真；（3）数塞尺的片数时要准确。
三、清洁要求：（1）清洁要彻底规范，不能走形式。
（2）用过的工具、拆下的零件都要进行清洁。
四、规范拆卸三角盖要求：（1）未使用短接杆扣2分；（2）未调棘轮扳手旋向就开始拆卸的扣2分；（3）螺栓未分两次拆卸的扣2分；（4）未取下密封垫圈检查扣2分，检查不彻底1分；（5）未检查三角盖的扣2分。
五、规范拆卸五档拨叉定位销要求：（1）定位销掉地扣2分；（2）定位销未放入零件盒扣1分；（3）未清洁零件扣2分；清洁不彻底扣1分。
六、规范拆卸二轴锁紧螺母要求：（1）不会或者未能正确挂两个档位扣3分；（2）未调棘轮扳手旋向就开始拆卸的扣2分；（3）二轴锁紧螺母未放入零件盒扣1分。
七、规范拆卸五档同步器拨叉、同步器、五档从动齿轮要求：（1）未使用拉马扣2分，拉马使用不规范扣1分；（2）零件掉落扣2分；（3）拆卸后未分解零件并扌去放整齐扣2分；（4）未取下滚针轴承扣2分。
八、规范测量五档同步器锁环和五档从动齿轮之间的间隙要求：（1）不能正确使用塞尺测量扣3分；（2九、装配与检测步骤：（1）装复同步器及五档从动齿轮；（2）装复二轴固定锁紧螺母；（3）装复三角盖。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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。早期用青铜合金制造
的同步环因使用寿命短，已经遭淘汰。
由黄铜合金与钢材料构成的摩擦副，在油中工作的摩擦因数f取
为0.1.
摩擦因数f对换挡齿轮和轴的角速度能迅速达到相同有重要作
用。摩擦因数大，换挡省力或缩短同步时间；摩擦因数小则反之，甚
至失去同步作用。为此，在同步环锥面处制有破坏油膜的细牙螺纹槽
及与螺纹槽垂直的泄油槽，用来保证摩擦面之间有足够的摩擦因数。
2.同步环主要尺寸的确定
（1）同步环锥面上的螺纹槽
如果螺纹槽螺线的顶部设计的窄些，则刮去存在于摩擦锥面之间
的油膜效果好。但顶部宽度过窄会影响接触面压强，使摩擦加快。试
验还证明：螺纹的齿顶宽对f的影响很大，f随齿顶的磨损而降低，
换挡费力，故齿顶宽不易过大。螺纹槽设计得大些，可使被刮下来的
油存在于螺纹之间的间隙中，但螺距增大又会使接触面减少，增加磨
损速度。通常轴向泄油槽为6~12个，槽宽3~4nm。
（2）锥面半锥角α
摩擦锥面半锥角α越小，摩擦力矩越大。但α过小则摩擦锥面
将产生自锁现象，避免自锁的条件是tanα≥f。一般取α=6°~8°。
Α=6°时，摩擦力矩较大，但在锥面的表面粗糙度控制不严时，则有
粘着和咬住的倾向；在α=7°时很少出现咬住现象。
(3)摩擦锥面平均半径R
R设计得越大，则摩擦力矩越大。R往往受结构限制，包括变速
器中心距及相关零件的尺寸和布置的限制，以及R取大以后还会影响
到同步环径向厚度尺寸要取小的约束，故不能取大。原则上是在可能
的条件下，尽可能将R取大些。
(4)锥面工作长度b
缩短锥面工作长度b，便使变速器的轴向长度缩短，但同时也减
小了锥面的工作面积，增加了单位压力并使磨损加速。设计时可根据
下式计算确定b b=Mm/2πpfR²
（5）同步环径向厚度与摩擦锥面平均半径一样，同步环的径向
厚度要受机构布置上的限制，包括变速器中心距及相关零件，特别是
事锥面平均半径和布置上的限制，不宜取很厚，但是同步环的径向厚
度必须保证同步环有足够的强度。
轿车同步环厚度比货车小些，应选用锻件或精密锻造工艺加工制
成，可提高材料的屈服强度和疲劳寿命。货车同步环可用压铸加工。
锻造时选用锰黄铜等材料。有的变速器用高强度，高耐磨性的钢配合
的摩擦副，即在钢质或球墨铸铁同步环的锥面上喷镀一层钼（厚度约
0.3~0.5mm）,使其摩擦因数在钢与铜合金摩擦副范围内，而耐磨性和
强度有显著提高。也有的同步环是在铜环基体的锥空表面喷上厚
0.07~0.12mm的钼制成。喷钼环的寿命是铜环的2~3倍。以钢质为基
体的同步环不仅可以节约铜，还可以提高同步环的强度。
3.锁止角β
锁止角β选取的正确，可以保证只有在换挡的两个部分之间角
速度差达到零值才能进行换挡。影响锁止角β选取的因素主要有摩
擦因数f、摩擦锥面的平均半径R、锁止面平均半径和锥面半锥角α。
已有结构的锁止角在26°~46°范围内变化。
4.同步时间t
同步器工作时，要连接的两个部分达到同步的时间越短越好。除
去同步器的结构尺寸，转动惯量对同步时间有影响以外，变速器输入
轴，输出轴的角速度差及作用在同步器摩擦锥面上的轴向力，均对同
步时间有影响。轴向力大，同步时间减少。而轴向力与作用在变速杆
手柄上的力有关，不同车型要求作用到手柄上的力也不相同。为此，
同步时间与车型有关，计算时可在下属范围内选取：对轿车变速器高
档取0.15~0.30s，低档取0~0.80s；对货车变速器高档取0.30~0.80s，
低档取1.00~1.50s。
5.转动惯量的计算
换挡过程中依靠同步器改变转速的零件统称为输入端零件，它包
括第一轴及离合器的从动盘，中间轴及其上的齿轮，与中间轴上齿轮
相啮合的第二轴上的常啮合齿轮。其转动惯量的计算：首先求得各零
件的转动惯量，然后按不同档位转换到被同步的零件上。对已有的零
件，其转动惯量通常用扭摆法测出；若零件未制成，可将这些零件分
解为标准的几何体，并按照数学公式合成求出转动惯量。
三．同步器的计算
同步器的计算目的是确定摩擦锥面和锁止角的角度，这些角度是
用来保证在满足连接键角速度完全相等以前不能进行换挡时所应满
足的条件，以及计算摩擦力矩和同步时间。换挡第一阶段，处于空挡
瞬间，考虑到润滑油阻力在常温下对齿轮转速的降低作用可忽略不
计，并假设汽车在阻力不大的道路上行驶，同时时间不大于一秒则认
为在该瞬间汽车速度保持不变，即变速器输出端转换于换挡瞬间不
变，而输入端靠摩擦作用达到与输出端同步。如上所述，换挡时为保
证没有冲击的将齿轮和轴连接起来，必须使他们的转动角速度相等。
摩擦力矩Mm计算如下
11()1()11()barmreerkkrekkJMJttJtiiJtii
式中，rJ为离合器从动盘、第一轴与第二轴常啮合齿轮连接在
一起转动的齿轮的转动惯量；e为发动机的角速度；a为在第K
档工作的变速器输出轴角速度；b为第K+1档的输出轴上齿轮的角
速度；
k
i
、1ki为变速器第K和K+1档的传动比。
另一方面，设换挡时作用在变速杆手柄上的法向力为sF，（对轿
车和大客车，取sF=60N；对货车，取sF=100N，变速杆手柄到啮合
套的传动比为gsi，则作用在同步器摩擦锥面上的轴向力F应为
sgsFFi
式中，为换挡机构传动效率。
由此可算得工作表面上的摩擦力矩mM为
sinmFfRM
式中，为摩擦锥面半锥角；f为工作锥面的摩擦因数；R
为摩擦锥面平均半径。
同步时的摩擦力矩方程式为
111()sinrekkJFfRtii
1sin11()rekkJtFfRii
同步器应满足的锁止条件。
为防止连接件在转动角速度相等以前接合换挡，必须满足下述条
件 12FF
式中，1F为由摩擦力矩mM产生的，用来防止过早换挡的力
1sinmMFfRFrr
2F为因锁止面倾斜而产生的力
2tanFF
式中，r为锁止面平均半径；为锁止面锁止角。
将1sinmMFfRFrr和2tanFF代入到12FF中，
得到 tansinFfRFr
因此，欲保证锁止和滑动齿套不能继续移动，必须满足如下条
件
fR
tan<
rsin
参考文献：（1）汽车构造（第2版）陈家瑞 机械工业出版社
（2）机械设计综合课程设计 王大康 机械工业出版社
（3）机械设计(第八版) 纪名钢 泭良贵 高等教育出
版社
（4） 画法几何及机械制图 陕西科学技术出版社