鎖環(huán)式慣性同步器結(jié)構(gòu)與工作過程

1、鎖環(huán)式慣性同步器結(jié)構(gòu)與工作過程1鎖環(huán)式慣性同步器結(jié)構(gòu)與工作過程鎖環(huán)式慣性同步器是依靠摩擦作用實現(xiàn)同步。它可以從結(jié)構(gòu)上保證接合套與待接合的花鍵齒圈在達(dá)到同步之前不可能接觸，以避免齒間沖擊和發(fā)生噪聲。轎車和輕、中型貨車的變速器廣泛采用鎖環(huán)式慣性同步器，其結(jié)構(gòu)和工作原理可以解放CAl091型汽車六檔變速器中的五、六檔同步器(圖14—13a)為例說明。將花鍵轂15套裝到第二軸上后，即用卡環(huán)18軸向固定。在花鍵轂兩端與齒圈3和9之間，各有一個青銅

2、制成的同步鎖環(huán)(也稱同步環(huán))4和8。鎖環(huán)上有斷續(xù)的短花鍵齒圈(圖14—13b)，花鍵齒的斷面輪廓尺寸與齒圈3、9及花鍵轂15上的外花鍵齒均相同。兩個同步鎖環(huán)上的花鍵齒，在對著接合套的一端，都有倒角(稱鎖止角)，且與接合套齒端的倒角相同。同步鎖環(huán)具有與齒圈3和9上的錐形摩擦面錐度相同的內(nèi)錐面，錐面上制出細(xì)牙的螺旋槽，以便兩錐面接觸后，破壞油膜，增加錐面間的摩擦。三個滑塊5分別嵌合在花鍵轂的三個軸向槽b內(nèi)，并可沿槽軸向滑動。三個定位銷6分別

3、插入三個滑塊的通孔中。在彈簧16的作用下，定位銷壓向接合套，使定位銷端部的球面正好嵌在接合套中部的凹槽a中，起到空檔定位作用。滑塊5的兩端伸入鎖環(huán)4和8的三個缺口c中。鎖環(huán)的三個凸起部d分別伸入到花鍵轂的三個通槽e中，只有當(dāng)凸起部d位于缺口e的中央時，接合套與鎖環(huán)的齒方可能接合。鎖環(huán)式慣性同步器結(jié)構(gòu)與工作過程3帶動鎖環(huán)相對于接合套超前超前轉(zhuǎn)過一個角度，直到鎖環(huán)的凸起部d與花鍵轂15通槽e的另一側(cè)面接觸時，鎖環(huán)便與接合套同步轉(zhuǎn)動。此時，接

4、合套的齒與鎖環(huán)的齒，較鎖環(huán)的凸起部d位于花鍵轂的通槽e中央時錯開了約半個齒厚(花鍵轂通槽寬度為鎖環(huán)凸起部d的寬度加上接合套的一個齒厚A)，從而使接合套的齒端倒角與鎖環(huán)相應(yīng)的齒端倒角正好互相抵觸而不能進入嚙合。顯然，此時若要接合套的齒圈與鎖環(huán)的齒圈接合上，必須使鎖環(huán)相對于接合套后退—個角度。由于駕駛員始終對于接合套施加一個軸向力，使接合套齒端倒角壓緊鎖環(huán)齒端倒角，于是在鎖環(huán)的鎖止角斜面上作用有法向壓力N。力N可分解為軸向力F1和切向力F2

5、。切向力F2所形成的力矩力圖使鎖環(huán)相對于接合套向后退轉(zhuǎn)，稱為撥環(huán)力矩。軸向力F1則使鎖環(huán)4與齒圈3二者的錐面產(chǎn)生摩擦力矩，使二者轉(zhuǎn)速n3與n4迅速接近，并且實際上可認(rèn)為n4不變，只是n3趨近于n4。這是因為鎖環(huán)4連同接合套7通過花鍵轂15與整個汽車相聯(lián)系，轉(zhuǎn)動慣量大，轉(zhuǎn)速下降很慢。而齒圈3僅與離合器從動部分相聯(lián)系，轉(zhuǎn)動慣量很小，速度降低較前者快得多。因為齒圈因為齒圈3是減速旋轉(zhuǎn)，根據(jù)慣性原理，即產(chǎn)生慣性力矩，其方向與是減速旋轉(zhuǎn)，根據(jù)慣性

6、原理，即產(chǎn)生慣性力矩，其方向與旋轉(zhuǎn)方向相同。旋轉(zhuǎn)方向相同。此慣性力矩通過摩擦錐面作用到鎖環(huán)上，阻止鎖環(huán)相對接合套向后退轉(zhuǎn)。亦即在鎖環(huán)上作用著兩個方向相反的力矩：其一為切向力在鎖環(huán)上作用著兩個方向相反的力矩：其一為切向力F2形成的力圖使鎖環(huán)相對于接合套形成的力圖使鎖環(huán)相對于接合套向后退轉(zhuǎn)的撥環(huán)力矩向后退轉(zhuǎn)的撥環(huán)力矩M2；另一為摩擦錐面上阻止鎖環(huán)向后退轉(zhuǎn)的慣性力矩；另一為摩擦錐面上阻止鎖環(huán)向后退轉(zhuǎn)的慣性力矩M1。在n3尚未等于n4之前，兩個

7、錐面間摩擦力矩的數(shù)值與齒圈3慣性力矩相等。如果M2＞M1，則鎖環(huán)4即可相對于接合套向后退轉(zhuǎn)一個角度，以便二者進入接合；若M2＜M1，則二者不可能進入接合。摩擦力矩M1與軸向力F1的垂直于摩擦錐面的分力成正比，而M2則與切向力F2成正比。F1和F2都是法向力N的分力，二者的比值取決于花鍵齒鎖止角的大小。故在設(shè)計同步器時，適當(dāng)?shù)剡x擇鎖止角和摩擦錐面的錐角，便能保證在達(dá)到同步(n3＝n4)之前，齒圈3施加在鎖環(huán)4上的慣性力矩M1總是大于切向力

8、F2形成的撥環(huán)力矩M2，因而，不論駕駛員通過操縱機構(gòu)加在接合套上的軸向推力有多大，接合套齒端與鎖環(huán)齒端總是互相抵觸而不能接合。這說明鎖環(huán)4對接合套的鎖止作用是齒圈3的慣性力矩造成的，而不像常壓式同步器那樣由定位銷的彈力造成的，此即此即“慣性式慣性式”名稱的由來。名稱的由來。只要駕駛員繼續(xù)加力于接合套上，摩擦作用就迅速使齒圈3轉(zhuǎn)速降到與鎖環(huán)4轉(zhuǎn)速相同，而后二者保持同步旋轉(zhuǎn)，即齒圈3相對于鎖環(huán)的轉(zhuǎn)速和角減速度均為零，于是其慣性力矩便消失。但

9、由于軸向力F1的作用，兩個摩擦錐面還是緊密接合著的。因而此時切向力F2形成的撥環(huán)力矩M2便使鎖環(huán)連同齒圈便使鎖環(huán)連同齒圈3及與之相連的所有零件一起相對于接合套向后退轉(zhuǎn)一及與之相連的所有零件一起相對于接合套向后退轉(zhuǎn)一個角度，個角度，使鎖環(huán)凸起部d又移到花鍵轂毅15的通槽中央，兩個花鍵齒圈不再抵觸，此時接合套壓下定位銷6繼續(xù)左移，而與鎖環(huán)的花鍵齒圈進入接合(圖14—14c)，鎖環(huán)的鎖止作用鎖止作用即行消失。接合套與鎖環(huán)接合后，軸向力F1不再