一种同步器优化方法及同步器

摘要

本发明涉及变速箱技术领域，具体涉及一种同步器优化方法及同步器。该同步器优化方法，包括以下步骤：根据同步环受到的弹簧托柱推力和锁止面推力，以及锁止角、摩擦锥面锥角、摩擦锥面平均半径和锁止面的摩擦系数，分别获取所述滑动齿套和同步环之间锁止面的锁止摩擦力，以及驱使所述滑动齿套述同步环相对滑动的整体滑动分力；若所述锁止摩擦力小于整体滑动分力，对同步器进行优化，直至使所述锁止摩擦力是大于整体滑动分力。能够解决现有技术中仅考虑拨环力矩M2和惯性力矩Mm，使得实际设计出的气动换挡同步器产品性能锁止性能不合格，无法满足实际换挡冲击，造成同步器锁止齿和结合齿异常断裂的问题。

说明书

技术领域

本发明涉及变速箱技术领域，具体涉及一种同步器优化方法及同步器。

背景技术

原同步器锁止性能通过同步器通用锁止理论计算公式进行计算，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，正压力可分解为轴向力和切向力。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：切向力产生的拨环力矩M2和惯性力矩M

现有的锁止理论中，如果M2>M

该同步器通用锁止理论计算公式仅适用于换挡冲击力不大的手动换挡同步器，对于气缸推动滑动齿套进行换挡的气动换挡同步器，再套用现有的锁止理论公式，仅仅考虑拨环力矩M

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种同步器优化方法及同步器，能够解决现有技术中仅考虑拨环力矩M

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：

一方面，提供本发明一种同步器优化方法，其特征在于，包括以下步骤：

根据同步环受到的弹簧托柱推力和锁止面推力，以及锁止角、摩擦锥面锥角、摩擦锥面平均半径和锁止面的摩擦系数，分别获取滑动齿套和同步环之间锁止面的锁止摩擦力，以及驱使所述滑动齿套述同步环相对滑动的整体滑动分力；

若所述锁止摩擦力小于整体滑动分力，对同步器进行优化，直至使所述锁止摩擦力是大于整体滑动分力。

在上述技术方案的基础上，根据公式

其中，μ'为锁止面的摩擦系数，R为摩擦锥面平均半径，R

在上述技术方案的基础上，根据公式

其中，R为摩擦锥面平均半径，R

在上述技术方案的基础上，所述的对同步器进行优化，包括：调整摩擦锥面的平均半径、调整弹簧托柱推力和/或调整锁止角的大小。

在上述技术方案的基础上，所述的调整摩擦锥面的平均半径，包括：保持锁止面平均半径R

在上述技术方案的基础上，通过增加弹簧托柱的弹簧个数，以增大同步环受到的弹簧托柱推力。

在上述技术方案的基础上，通过增大锁止角β，以优化同步器。

在上述技术方案的基础上，通过减小锁止面推力F

在上述技术方案的基础上，通过减小活塞速度，增加排气节流，以减小锁止面推力F

另一方面，本发明还提供一种同步器，所述同步器被配置为滑动齿套和同步环之间锁止面的锁止摩擦力大于驱使所述滑动齿套述同步环相对滑动的整体滑动分力。

与现有技术相比，本发明的优点在于：本优化方法和同步器考虑了同步环受到的弹簧托柱推力的影响，还考虑了滑动齿套和同步环之间锁止面的摩擦力，通过判断滑动齿套和同步环之间的滑动分力是否大于摩擦力，来判断是否达到锁止条件，可以更加准确的确保滑动齿套和同步环之间能够锁止，以适用于气缸推动滑动齿套进行换挡的气动换挡同步器。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中气动换挡同步器换挡受力简图；

图2为本发明实施例中同步环锥面受力分析图；

图3为本发明实施例中同步环锁止面受力分析图；

图4为本发明实施例中一种同步器优化方法的流程图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

以下结合附图对本发明的实施例作进一步详细说明。图1为本发明实施例中气动换挡同步器换挡受力简图；图2为本发明实施例中同步环锥面受力分析图；图3为本发明实施例中同步环锁止面受力分析图；图4为本发明实施例中一种同步器优化方法的流程图。如图1至图4所示：

本发明提供一种同步器优化方法，包括以下步骤：

S1：根据同步环受到的弹簧托柱推力和锁止面推力，以及锁止角、摩擦锥面锥角、摩擦锥面平均半径和锁止面的摩擦系数，分别获取滑动齿套和同步环之间锁止面的锁止摩擦力，以及驱使所述滑动齿套述同步环相对滑动的整体滑动分力。

S2：若所述锁止摩擦力小于整体滑动分力，对同步器进行优化，直至使所述锁止摩擦力是大于整体滑动分力。

在使用该同步器优化方法时，通过同步环受到的弹簧托柱推力和锁止面推力，以及锁止角、摩擦锥面锥角和摩擦锥面平均半径，来分别计算滑动齿套和同步环之间锁止面的锁止摩擦力以及滑动齿套和同步环相对滑动的整体滑动分力，通过判断锁止摩擦力是否大于整体滑动分力，来判断滑动齿套和同步环之间是否能够锁止。当锁止摩擦力小于整体滑动分力，对同步器进行优化，直至锁止摩擦力是大于整体滑动分力，达到锁止条件。本方法考虑了同步环受到的弹簧托柱推力的影响，还考虑了滑动齿套和同步环之间锁止面的摩擦力，通过判断滑动齿套和同步环之间的滑动分力是否大于摩擦力，来判断是否达到锁止条件，可以更加准确的确保滑动齿套和同步环之间能够锁止。

避免了现有技术中仅仅考虑切向力产生的拨环力矩M

在一些可选的实施例中，根据公式

在本实施例中，考虑了同步环锁止齿锁止力P

在计算锁止面正压力S＝P

根据公式

在一些可选的实施例中，根据公式

其中，R为摩擦锥面平均半径，R

在本实施例中，考虑了同步环锁止齿锁止力P

在计算同步环锁止齿锁止力P

根据公式

在一些可选的实施例中，所述的对同步器进行优化，包括：调整摩擦锥面的平均半径、调整弹簧托柱推力和/或调整锁止角的大小。

在一些可选的实施例中，所述的调整摩擦锥面的平均半径，包括：保持锁止面平均半径R

在一些可选的实施例中，通过增加弹簧托柱的弹簧个数，以增大同步环受到的弹簧托柱推力。

在一些可选的实施例中，通过增大锁止角β，以优化同步器。

在一些可选的实施例中，通过减小锁止面推力F

在一些可选的实施例中，通过减小活塞速度，增加排气节流，以减小锁止面推力F

在上述方案中，可通过保持锁止面平均半径R

在本实施例中，锁止面的平均半径R

本发明还提供一种同步器，所述同步器被配置为滑动齿套和同步环之间锁止面的锁止摩擦力大于驱使滑动齿套述同步环相对滑动的整体滑动分力。

该同步器改变了现有技术中采用的根据拨环力矩M2大于摩擦力矩M

综上所述，该同步器优化方法和同步器，通过同步环受到的弹簧托柱推力和锁止面推力，以及锁止角、摩擦锥面锥角、摩擦锥面平均半径和锁止面的摩擦系数，来分别计算滑动齿套和同步环之间锁止面的锁止摩擦力以及滑动齿套和同步环相对滑动的整体滑动分力，通过判断锁止摩擦力是否大于整体滑动分力，来判断滑动齿套和同步环之间是否能够锁止。当锁止摩擦力小于整体滑动分力，对同步器进行优化，直至锁止摩擦力是大于整体滑动分力，达到锁止条件。本方法考虑了同步环受到的弹簧托柱推力的影响，还考虑了滑动齿套和同步环之间锁止面的摩擦力，通过判断滑动齿套和同步环之间的滑动分力是否大于摩擦力，来判断是否达到锁止条件，可以更加准确的确保滑动齿套和同步环之间能够锁止，以适用于气缸推动滑动齿套进行换挡的气动换挡同步器。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

需要说明的是，在本申请中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。