6.1.2 锁销式同步器工作原理
同步器换挡过程由三个阶段组成。
第一阶段，同步器离开中间位置，作轴向移动并靠在摩擦面上。摩擦面相互接触瞬间，如图6-1所示，由于齿轮3的角速度?3和滑动齿套1的角速度?1不同，在摩擦力矩作用下琐销4相对滑动齿套1转动一个不大的角度，并占据图上所示的锁止位置。此时锁止面接触，阻止了滑动齿套向换挡方向移动。
第二阶段，来自手柄传至换挡拨叉并作用在滑动齿套上的力F，经过锁止元件又作用到摩擦面上。由于?3和?1不等，在上述表面产生摩擦力。滑动齿套1和齿轮3分别与整车和变速器输入轴转动零件相连。于是，在摩擦力矩作用下，滑动齿套1和齿轮3的转速逐渐接近，其角速度差??=|?1-?3|减小了。在??=0瞬间同步过程结束。
第三阶段，??=0，摩擦力矩消失，而轴向力F仍作用在锁止元件上，使之解除锁止状态，此时滑动齿套和锁削上的斜面相对移动，从而使滑动齿套占据了换挡位置。
锁销式同步器的优点是零件数量少，摩擦锥面平均半径较大，使转矩容量增加。这种
同步器轴向尺寸长是它的缺点。锁销式同步器多用于中、重型货车的变速器中。
6.2 锁环式同步器
6.2.1 锁环式同步器结构
如图6-2所示，锁环式同步器的结构特点是同步器的摩擦元件位于锁环1或4和齿轮5或8凸肩部分的锥形斜面上。作为锁止元件是做在锁环1或4上的齿轮和做在啮合套7上的齿的端部，且端部均为斜面称为锁止面。弹性元件是位于啮合套座两侧的弹簧圈。弹簧圈将置于啮合套座花键上中部呈凸起状的滑块压向啮合套。在不换挡的中间位置，滑块凸起部分嵌入啮合套中部的内环槽中，使同步器用来换档的零件保持在中立位置上。滑块两端伸入锁环缺口内，而缺口的尺寸要比滑块宽一个接合齿。
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图6-2 锁环式同步器
1、4—锁环 2—滑块 3—弹簧圈 5、8—齿轮 6—啮合套座 7—啮合套 Figure 3 -2 lock ring Synchronizer
1、4-locked Central 2-slider 3-coil 5、8-Gear 6-mesh sets Block 7-mesh sets
6.2.2 锁环式同步器工作原理
换挡时，沿轴向作用在啮合套上的换挡力，推啮合套并带动滑块和锁环移动，直至锁环锥面与被接合、齿轮上的锥面接触为止。之后，因作用在锥面上的法向力与两锥面之间存在角速度??，致使在锥面上作用有摩擦力矩，它使锁环相对啮合套和滑块转过一个角度，并由滑块予以定位。接下来，啮合套的齿端与锁环齿端的锁止面接触（图6-3a）,使啮合套的移动受阻，同步器处在锁止状态，换挡的第一阶段工作至此已完成。换挡力将锁环继续压靠在锥面上，并使摩擦力矩增大，与此同时在锁止面处作用有与之方向相反的拨环力矩。齿轮与锁环的角速度逐渐接近，在角速度相等的瞬间，同步过程结束，完成了换挡过程的第二阶段工作。之后，摩擦力矩随之消失，而拨环力矩使锁环回位，两锁止面分开，同步器解除锁止状态，啮合套上的接合齿在换挡力作用下通过锁环去与齿轮上的接合齿啮合(图6-3b)完成同步换挡。
锁环式同步器有工作可靠，零件耐用等优点，但因结构布置上的限制，转矩容量不大，而且由于锁止面在锁环的接合齿上，会因齿端磨损而失效，因而主要用于乘用车和总质量不大的货车变速器中。
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图6-3 锁环式同步器工作原理 a) 同步器锁止位置 b) 同步器换挡位置 1—锁环 2—啮合套 3—啮合套上的接合齿 4—滑块 Figure 6 -3 lock ring Synchronizer Principle
a) Synchronizer Locking location b) Shifting position Synchronizer
1-locked Central 2-mesh sets 3-meshing gears bearing 4-slider
6.2.3 锁环式同步器主要尺寸的确定
（1） 接近尺寸 b 同步器换挡第一阶段中间，在滑块侧面压在锁环缺口侧边的同时，且啮合套相对滑块作轴向移动前，啮合套接合齿与锁环接合齿倒角之间的轴向距离b（图6-4），称为接近尺寸。尺寸b应大于零，取b=0.2～0.3mm。
图6-4 接近尺寸和分度尺寸
1—啮合套接合齿 2—滑块 3—锁环 4—齿轮接合齿 Figure 6 -4 close to the size and degree Dimensions
1-meshing gears sets 2-slider 3-locked Central 4-gear gear
（2） 分度尺寸 a 滑块侧面与锁环缺口侧边接触时，啮合套接合齿与锁环接合齿中心线间的距a（图6-4） ,称为分度尺寸。尺寸a应等于1/4接合齿齿距。
尺寸a和b是保证同步器处于正确锁止位置的重要尺寸，应予以控制。
（3） 滑块转动距离 c （图6-5）滑块在锁环缺口内转动距离c影响分度尺寸a。滑块
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宽度d、滑块转动距离c与缺口宽度尺寸E之间的关系如下
E=d+2c （6-1）
滑块转动距离c与接合齿齿距t的关系如下 c?R1t （6-2） 4R2式中，R1为滑块轴向移动后的外半径（即锁环缺口外半径）；R2为接合齿分度圆半径。
图6-5 滑块转动距离
1—啮合套 2—锁环 3—滑块 4—锁环缺口 Figure 6 -5 slider rotation distance
1-mesh sets 2-locked Central 3-slider 4-locked Central gap
（4）滑块端隙?1 滑块端隙?1系指滑块端面与锁环缺口端面之间的间隙，如图6-6所示，同时，啮合套端面与锁环端面的间隙为?2，要求?2>?1。若?20,应使?2>?1，通常取?1=0.5mm左右。
锁环端面与齿轮接合齿端面应留有间隙?3（图6-6），并可称之为后备行程。 预留后备行程?3的原因是锁环的摩擦面会因摩擦而磨损，并在接下来的换挡时，锁环要向齿轮方向增加少量移动。随着磨损的增加，这种移动量也逐渐增多，导致间隙
?3逐渐减少，直至为零；此后，两摩擦锥面间会在这种状态下出现间隙和失去摩擦力
矩。而此刻，若锁环上的摩擦锥面还未达到许用磨损的范围，同步器也会因失去摩擦力矩而不能实现锁环等零件与齿轮同步后换挡，故属于因设计不当而影响同步器寿命。一
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般应取?3=1.2～2.0mm。
在空挡位置，锁环锥面的轴向间隙应保持在0.2～0.5mm。
图3-6 滑块端隙?1 Figure 3 -6 slider-gap?1
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