帶同步器變速器與滑套式變速器的通用化設計研究

顏宗宏

摘 要：帶同步器的變速器在汽車換擋過程中有著換擋輕便性好、舒適度高、換擋過程平順、頓挫感低、操作簡單、駕駛強度低等顯著優(yōu)點;但也存在一些缺點，如同步器成本高、部分摩擦材料耐磨性差，司機操作不當時摩擦材料磨損快等，為此國內(nèi)部分市場存在使用滑套式換擋的變速器。滑套式變速器使用兩腳離合換擋，零件數(shù)量少，也沒有同步器的摩擦材料，所以成本較低、同樣條件下使用可靠性較高。鑒于帶同步器變速器與滑套式變速器在市場上共存，文章通過研究提出了一種通用化的設計方法，可簡單并快速的實現(xiàn)帶同步器變速器與滑套式變速器的互換，對變速器降本及通用化設計等具有重要的借鑒意義。關鍵詞：變速器;同步器;滑套;通用化;換擋中圖分類號：U462.1 ?文獻標識碼：B ?文章編號：1671-7988（2020）11-85-03

Abstract：?Transmission with synchronizer has obvious advantages in the process of shifting， such as good portability， high comfort?of operation， smooth during shifting， low jerk and bump， simple operation， low driving intensity， etc. however， there are also some disadvantages， such as high cost of synchronizer， poor wear resistance of some friction materials， fast wear of friction materials when the driver is not operating properly， etc. Therefore， transmission with the type of sliding sleeve shifting is used in some domestic markets. The sliding sleeve transmission uses double-declutching to shift gears， with fewer parts and no friction material of synchronizer， so it has lower cost and higher reliability under the same conditions compared with synchronizer. In view of the coexistence of the transmission with synchronizer and the sliding sleeve transmission in the market， this paper puts forward a general design method through research， which can realize the interchange of the transmis?-sion with synchronizer and the sliding sleeve transmission simply and quickly， and has important reference significance for the cost reduction and general design of the transmission.Keywords： Transmission; Synchronizer; Sliding sleeve; Generalization; Shift gearCLC NO.：?U462.1 ?Document Code： B ?Article ID： 1671-7988（2020）11-85-03

前言

帶同步器的變速器，同步器一般采用鎖環(huán)式結(jié)構(gòu)[1]，這種結(jié)構(gòu)在傳統(tǒng)機械式變速器上應用比較普遍，根據(jù)同步器摩擦副錐面的數(shù)量可以分為單錐面、雙錐面和多錐面[2]，如圖1所示是鎖環(huán)式雙錐面同步器結(jié)構(gòu)圖，由9個零件組成，1為外摩擦環(huán)、2為中間環(huán)、3為內(nèi)摩擦環(huán)、4為結(jié)合齒圈、5為齒轂、6為滑動齒套、7為滑塊、8為柱銷、9為彈簧[3]。

與齒輪連接的結(jié)合齒圈，有的采用外花鍵連接方式，有的采用內(nèi)花鍵連接方式，下面將詳細介紹不同連接方式下如何實現(xiàn)帶同步器變速器與滑套式變速器的通用性。

1?結(jié)合齒圈采用外花鍵連接

針對結(jié)合齒圈4采用外花鍵連接方式時，裝配示意圖如圖2所示，兩側(cè)齒輪的配合花鍵為內(nèi)花鍵。

在采用滑套式結(jié)構(gòu)后，去掉齒轂4兩側(cè)的止動環(huán)、與同步器連接的主軸和換擋撥叉不變，具有通用性。原同步器中的1～9零件去掉，將齒轂5、滑動齒套6結(jié)構(gòu)做成一體式滑套10，滑套式變速器滑套外花鍵結(jié)構(gòu)如圖3所示。

2?結(jié)合齒圈采用內(nèi)花鍵連接

針對結(jié)合齒圈4采用內(nèi)花鍵連接方式時，裝配示意圖如圖4所示，兩側(cè)齒輪的配合花鍵為外花鍵。

在采用滑套式結(jié)構(gòu)后，去掉齒轂4兩側(cè)的止動環(huán)、與同步器連接的主軸和換擋撥叉不變，具有通用性。原同步器中的1～9零件去掉，將齒轂5、滑套6結(jié)構(gòu)做成一體式滑套11，滑套式變速器外花鍵結(jié)構(gòu)如圖5所示。

3?兩種連接方式的分析比較

通過對上述兩種方案的布置方式分析看出，帶同步器的變速器，同步器需要的零件較多，存在1～9多種零件，滑套式變速器通過巧妙的設計，只需要一個滑套零件10或11就可以實現(xiàn)換檔。并且同步器變速器與滑套式變速器具有良好的互換性，兩側(cè)配合的齒輪、換檔撥叉、傳遞動力的主軸均不變，零件通用性好便于組織生產(chǎn)，滑套式同步器取消了齒轂兩側(cè)的限位卡簧，所以從設計降成本的角度而言具有先進性和創(chuàng)新性。

一般滑塊式變速器設計采用小滑套結(jié)構(gòu)[4]，配合使用叉腳直徑較小的撥叉，在售后使用中部分客戶要求在不改變箱型的基礎上將滑套式變速器更改為帶同步器變速器，這時需要將撥叉也換成叉腳處直徑較大的，增加了更換上蓋零件的工時費和零件成本費，本文提出的新設計結(jié)構(gòu)可以有效降低售后的改裝費用，對用戶就滑套式變速器更改為帶同步器變速器具有重要的經(jīng)濟效益。

結(jié)合齒圈無論采用外花鍵或內(nèi)花鍵連接都具有較高的可行性和優(yōu)點，結(jié)合齒圈采用外花鍵連接方案，在撥叉寬度較窄的情況下可以進行滾齒加工，滑套外花鍵加工效率較高，而結(jié)合齒圈采用內(nèi)花鍵方案，配合齒輪的外花鍵由于受齒寬的限制，一般較難實現(xiàn)滾齒加工，大多以插齒為主，效率較低。

4 總結(jié)

經(jīng)過以上分析可以看出，通過滑套采用外花鍵或內(nèi)花鍵兩種連接方式的結(jié)構(gòu)巧妙設計，都實現(xiàn)了帶同步器變速器與

滑套式變速器的通用化設計，在不改變其它零件的基礎上，以最少的零件替換就可以實現(xiàn)互換，降低了變速器的設計成本，從而降低了售后更換費用，本文提出的設計方案對變速器降本及通用化設計等具有重要的借鑒意義。

參考文獻

[1] 馬超圣.汽車變速器同步器，第一版[M].汽車雜志社，1990.

[2] 王望予.汽車設計（第四版）[M].北京：機械工業(yè)出版社，2004.

[3] 魏小強.不對稱花鍵嚙合齒對鎖環(huán)式同步器換擋平順改善分析.[J]汽車科技.2019.01期.

[4] 赫建勇，任明輝，高方.雙中間軸變速器CA10TA190M的設計開發(fā). [J]汽車技術(shù).2012.12期.