带同步器变速器与滑套式变速器的通用化设计研究

颜宗宏

摘 要：带同步器的变速器在汽车换挡过程中有着换挡轻便性好、舒适度高、换挡过程平顺、顿挫感低、操作简单、驾驶强度低等显著优点;但也存在一些缺点，如同步器成本高、部分摩擦材料耐磨性差，司机操作不当时摩擦材料磨损快等，为此国内部分市场存在使用滑套式换挡的变速器。滑套式变速器使用两脚离合换挡，零件数量少，也没有同步器的摩擦材料，所以成本较低、同样条件下使用可靠性较高。鉴于带同步器变速器与滑套式变速器在市场上共存，文章通过研究提出了一种通用化的设计方法，可简单并快速的实现带同步器变速器与滑套式变速器的互换，对变速器降本及通用化设计等具有重要的借鉴意义。关键词：变速器;同步器;滑套;通用化;换挡中图分类号：U462.1  文献标识码：B  文章编号：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

帶同步器的变速器，同步器一般采用锁环式结构[1]，这种结构在传统机械式变速器上应用比较普遍，根据同步器摩擦副锥面的数量可以分为单锥面、双锥面和多锥面[2]，如图1所示是锁环式双锥面同步器结构图，由9个零件组成，1为外摩擦环、2为中间环、3为内摩擦环、4为结合齿圈、5为齿毂、6为滑动齿套、7为滑块、8为柱销、9为弹簧[3]。

与齿轮连接的结合齿圈，有的采用外花键连接方式，有的采用内花键连接方式，下面将详细介绍不同连接方式下如何实现带同步器变速器与滑套式变速器的通用性。

1 结合齿圈采用外花键连接

针对结合齿圈4采用外花键连接方式时，装配示意图如图2所示，两侧齿轮的配合花键为内花键。

在采用滑套式结构后，去掉齿毂4两侧的止动环、与同步器连接的主轴和换挡拨叉不变，具有通用性。原同步器中的1～9零件去掉，将齿毂5、滑动齿套6结构做成一体式滑套10，滑套式变速器滑套外花键结构如图3所示。

2 结合齿圈采用内花键连接

针对结合齿圈4采用内花键连接方式时，装配示意图如图4所示，两侧齿轮的配合花键为外花键。

在采用滑套式结构后，去掉齿毂4两侧的止动环、与同步器连接的主轴和换挡拨叉不变，具有通用性。原同步器中的1～9零件去掉，将齿毂5、滑套6结构做成一体式滑套11，滑套式变速器外花键结构如图5所示。

3 两种连接方式的分析比较

通过对上述两种方案的布置方式分析看出，带同步器的变速器，同步器需要的零件较多，存在1～9多种零件，滑套式变速器通过巧妙的设计，只需要一个滑套零件10或11就可以实现换档。并且同步器变速器与滑套式变速器具有良好的互换性，两侧配合的齿轮、换档拨叉、传递动力的主轴均不变，零件通用性好便于组织生产，滑套式同步器取消了齿毂两侧的限位卡簧，所以从设计降成本的角度而言具有先进性和创新性。

一般滑块式变速器设计采用小滑套结构[4]，配合使用叉脚直径较小的拨叉，在售后使用中部分客户要求在不改变箱型的基础上将滑套式变速器更改为带同步器变速器，这时需要将拨叉也换成叉脚处直径较大的，增加了更换上盖零件的工时费和零件成本费，本文提出的新设计结构可以有效降低售后的改装费用，对用户就滑套式变速器更改为带同步器变速器具有重要的经济效益。

结合齿圈无论采用外花键或内花键连接都具有较高的可行性和优点，结合齿圈采用外花键连接方案，在拨叉宽度较窄的情况下可以进行滚齿加工，滑套外花键加工效率较高，而结合齿圈采用内花键方案，配合齿轮的外花键由于受齿宽的限制，一般较难实现滚齿加工，大多以插齿为主，效率较低。

4 总结

经过以上分析可以看出，通过滑套采用外花键或内花键两种连接方式的结构巧妙设计，都实现了带同步器变速器与

滑套式变速器的通用化设计，在不改变其它零件的基础上，以最少的零件替换就可以实现互换，降低了变速器的设计成本，从而降低了售后更换费用，本文提出的设计方案对变速器降本及通用化设计等具有重要的借鉴意义。

参考文献

[1] 马超圣.汽车变速器同步器，第一版[M].汽车杂志社，1990.

[2] 王望予.汽车设计（第四版）[M].北京：机械工业出版社，2004.

[3] 魏小强.不对称花键啮合齿对锁环式同步器换挡平顺改善分析.[J]汽车科技.2019.01期.

[4] 赫建勇，任明辉，高方.双中间轴变速器CA10TA190M的设计开发. [J]汽车技术.2012.12期.