同步器主要参数的确定

汽车工程
2015-12-25
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1.摩擦系数f
  汽车在行驶过程中换挡,特别是在高挡区换挡次数较多,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,又要求用摩擦因数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外,还与工作面的表面粗糙度、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上的锥面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,已遭淘汰。
  由黄铜合金与钢材构成的摩擦副,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得窄些,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,使磨损加快。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。图3—20a中给出的尺寸适用于轻、中型汽车;图3—20b则适用于重型汽车。通常轴向泄油槽为6~12个,槽宽3~4mm。
   (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tana≥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°时就很少出现咬住现象。    ,
 (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。



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