汽车同步器齿环摩擦材料的制备及性能研究

同步器齿毂粉末冶金项目可行性研究报告一、项目背景目前在我国汽车工业持续增长，汽车销量屡创新高，中国成为世界上唯一一个仍在持续增长的汽车市场，这给中国汽车工业带来了前所未有的发展机遇。

据有关专家预测，中国汽车工业的高速发展期还有8～10年，之后迈进稳定发展期，汽车将逐步进入千家万户，成为老百姓日常生活不可或缺的交通工具。

汽车零部件是汽车工业发展的基础，汽车零部件又涉及多个行业和专业，譬如传统的冶金、机械加工、电子、橡胶等行业，而粉末冶金作为2000之后才在我国逐渐发展起来的新兴产业，目前从技术层面上讲已基本成熟，用粉末冶金制作的零部件范围越来越广泛，发展到镍基、铜基、铁基及硬质合金等领域，就铁基粉末冶金而言，在汽车零部件中已有多个逐步替代钢制零件，汽车同步器齿毂就是其中的典型代表之一。

粉末冶金件相对钢件而言，其最大优势在于：一是加工工序较少，加工效率高，所以成本较低；二是适于异形件生产，产品质量一致性好，报废率较低。

本项目涉及的汽车同步器齿毂是汽车换挡机构中重要部件——汽车同步器的重要组成部分，现在粉末冶金制作的同步器齿毂已经应用在所有的微型汽车、2升以下排量的轿车及部分轻型卡车上，如果按照去年我国年产汽车1800万辆计算，粉末冶金制作的同步器齿毂用在一半的车上，即900万辆，按每套同步器三件计算，就有2700万个同步器。

顺山公司作为全国较大的几家汽车同步器专业生产厂家之一，去年也只作了500多万件。

可见该市场前景十分看好。

二、项目概况及客户介绍重庆市璧山顺山机械有限公司是一家专业从事微型汽（轿）车变速器齿轮、齿轮轴、同步器总成研发、生产与销售的企业。

公司始建于一九九六年，经过顺山人十余载的不懈努力拼搏，公司得到了长足的发展，目前，公司固定资产10000余万元，职工650余人，占地面积59400平方米，拥有现代化生产厂房及办公大楼21500平方米，厂区环境优美宜人、整体协调、美观。

公司实力雄厚，拥有滚、插、剃、拉、珩等齿轮和同步器齿套加工，检测及金切设备300余台，精良的设备及先进的生产工艺与专业的检测技术，加上高素质的职工队伍，大大地提高了公司的生产能力，公司从原材料入厂、机加工全程，到产品包装出厂都有一套完整的科学管理体系，并积累了丰富的生产管理经验，现公司具有年产同步器总成170多万套（500多万件），年产齿轮、齿轮轴各70万件的生产能力。

同步器及同步器齿环的设计探讨于毅【摘要】论文介绍同步器及同步器齿环设计开发流程、设计参数的确定、同步性能核算指标及标准、同步器单体性能和变速箱台架试验验证等.【期刊名称】《汽车实用技术》【年(卷),期】2019(000)009【总页数】4页(P98-101)【关键词】同步器;同步器齿环;同步性能核算与验证【作者】于毅【作者单位】武汉协和齿环有限公司,湖北武汉 430056【正文语种】中文【中图分类】U463.212同步器是手动（包括双离合、AMT和新能源减速机）变速箱内的核心部件，一方面承担扭矩及转速的传递；另一方面对换挡可靠性、舒适性等有重要的影响，其结构与转速传递示意图如所示。

这是同步器的组成，包括结合齿、同步器齿环（组件）、齿毂、齿套、滑块等几大部件。

同步器齿环是同步器的重要组成部件，有单锥齿环、双锥齿环及三锥齿环三种结构。

基本工作原理是：受来自齿套的轴向力的作用，在齿环与齿轮锥间慢慢建立起摩擦力矩（预同步过程），齿轮转速迅速降低（或升高）直到齿环与齿轮逐渐同步旋转、相对转速为零（同步完成），齿环失去惯性力矩，随着一个自动拨环过程，齿套穿越齿环花键与结合齿完成啮合。

目前同步器齿环的工艺中主要有四种摩擦介质：铜螺纹（Brass）、喷钼(Molybdenum)、烧结铜（Powder metal）及贴碳(Carbon)，我们可以根据产品同步性能计算的结果灵活选择那种摩擦方式，也可以在台架及路试完成后再做调整。

三种摩擦材料的性能指标对比如下：随着客户对换档性能的要求逐步提高，碳材料的应用日渐增加，得益于良好的动摩擦系数、耐磨性能及油品的兼容性。

（1）变速箱厂或整车厂会根据变速箱结构及空间尺寸大小给出同步器轴向或径向的边界尺寸以及对同步器总成的性能要求；比如：同步器边界尺寸要求：换挡寿命要求：（2）选择适当的花键参数与客户给定空间尺寸匹配；（3）进行同步性能核算，客户的性能要求得到满足的情况下尽量增加同步容量；（4）根据核算输出进行概念设计，建立同步器的初步数模，确定同步器及同步器齿环的主要尺寸，尤其是相关间隙的确立，是保证同步器正常工作的重点；（5）与客户技术交流，进一步完善设计方案；（6）数模完善、CAE分析及二维图的建立；（7）原型样件的试制及验证（单体台架、变速箱试验）；（8）图纸的最后确认及工装样件的试制与验证（变速箱、整车路试等）。

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２０ｃｒ７年第２６卷１２月第１２期机械科学与技术Ｍｅｃｌｌａｎｉｃａｌｓｃｉ饥ｃｅ蚰ｄＴｅｃｌＩＩＩｏｌｏｇｙ蠡时ＡｅｒｏｓｐａｃｅＥｎ西ｎ∞ｒｉｎｇＤｅｃｅｍｂ盱２００ｒ７Ｖ０１．２６Ｎｏ．１２赵军汽车钢质同步环精密成形与实验研究赵军，周杰，安治国（重庆大学机械工程学院，重庆４０００“）摘要：对汽车钢质同步环的成形过程进行了计算机模拟，分析了不同阶段材料的流动情况及模具结构与坯料尺寸对成形质量的影响，同时对同步环模具的失效形式进行分析，指出模具表层温度升高是造成模具失效的主要原因。

为提高模具使用寿命与产品成形性能，对成形工艺进行了改进。

结果表明：模拟结果与实际生产相符，大大缩短了同步环的开发周期；采用热锻＋温整复合成形工艺后，齿形的充填更加饱满，模具受力状况得到了改善，使用寿命得到了．一定的提高。

关键词：钢质同步环；有限元；使用寿命；失效分析中图分类号：ＴＧ３１５．１文献标识码：Ａ文章编号：１００３－８７２８（２００７）１２．１５６６硝ＳｔｕｄｙｏｆＰｒｅｃｉｓｉｏｎＦｏｒｍａｔｉｏｎａｎｄＥｘＤｅｒｉｍｅｎｔｏｎＳｙｎｃｈｒｏＩｌｉｚｉｎｇＳｔｅｅｌ磷ｎｇＺｈａｏＪｕｎ，ＺｈｏｕＪｉｅ，ＡｎＺｈｉ｛皿ｏ（ｈ】匠ｔｉｔｕｔｅ０ｆＭｅｃＩ姗ｉｃａｌＥｎ百ｎｅｅｒｉｎｇ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇｕｌｌｉｖｅ措ｉｔｙ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ４（）００４４）Ａｂｓ咖ｃｔ：Ｗｅｓｉｍｕｌａｔｅｔｌｌｅｆｏ姗ｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓ０ｆａｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚｉｎｇｓｔｅｅｌｒｉｎｇａｎｄａＩｌａｌｙｚｅｔｈｅｎｏｗｏｆｍａｔｅｒｉａｌｓｉＩｌｄｉ蕾ｆ色ｒ－ｅｎｔｇｔａｇｅｓａｎｄｔｌｌｅｉｎｎｕｅｎｃｅｏｆｔｈｅｓｉｚｅｏｆａｂｌａｎｋａｎｄ８ｔｍｃｔｕｒｅ０ｆａｄｉｅｏｎｔＩＩｅｑｕａｌｉｔ），ｏｆｔｌｌｅｆｏｒｍｉｎｇ．Ｗｅａｌ∞肌ａ．１ｙ∞ｔｌｌｅｆａｉｌｕｒｅｆｏ珊ｏｆｄｌｅｄｉｅ０ｆｍｅｓｙｎｅｈｒｏｎｉｚｉｎｇｒｉｎｇ８ｎｄｐｏｉｎｔ叫ｔｔｌｌｅｍａｊｏｒｃａｕｓｅｏｆｔｌｌｅｆａｉｌｕｒｅｉ８ｄＩｅｉｎｃｒｅ髂ｉｎｇｏｆｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｔｔ｝ｌｅｓｕｒｆａｃｅｌａｙｅｒｏｆｔｈｅｄｉｅ．Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｒａｉｓｅｔｈｅｓｅｎ，ｉｃｅｌｉｆｅｏｆｄｌｅｄｉｅ肌ｄｔｌｌｅｐｅｒｆｏｒｍ蚰ｃｅｏｆｄｌｅｗｏｒｋｐｉｅｃｅｆｏ咖ｅｄ，ｗｅｉｍｐｒｏｖｅｔｌｌｅｆｏｎＩｌｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓ．Ｔｈｅｆａｉｌｕｒｅａｎａｌｙｓｉ８ｒｅｓｕｈｓｉｎｄｉｃａｔｅｔｌｌａｔｔｌｌｅｓｉＨｍｌａｔｉｏｎｒｅ叭ｌｔｓａｒｅｉｎｃｏｍｆｏｎＩｌｉｔ），ｗｉｔｌｌｅｎ百ｎｅｅｒｉｎｇｐｒａｃｔｉｃｅ．ＩｔｔａｋｅｓｌｅｓｓｔｉｍｅｔｏｄｅＶｅｌｏｐａｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚｉｎｇｒｉｎｇ．Ｔｈｅｕｓｅ０ｆｈｏｔｆｂ学ｉｎｇｐｌｕｓｗａ咖ｐｌ鹪ｔｉｃｆｏ珊ｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｅｎｈａｎｃｅｓｔｈｅｓｔｒｅｓｓｃｏｎｄｉｔｉｏｎｏｆ出ｅｄｉｅａｎｄｐｒｏｌｏｎｇｓｉｔｓｓｅｒｖｉｃｅｌｉｆｅ．Ｋｅｙｗ叮ｄｓ：ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚｉｎｇｓｔｅｅｌｒｉｎｇ；ｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔ；眈ｒｖｉｃｅｌｉｆｅ；ｆａｉｌｕｒｅａｎａｌｙｓｉｓ综合成形工艺近年来发展的一种新的齿轮成形方法，它的特点是采用预成形工艺成形出零件的复杂形状，然后用终成形来保证零件的尺寸精度和表面质量。

7510.16638/ki.1671-7988.2021.012.022变速箱同步器换挡打齿问题研究张 瑞（上海汽车集团股份有限公司技术中心，上海 201804）摘 要：换挡打齿为同步器失效模式之一，其影响因素较多。

文章介绍了同步器的结构，并搭建了问题系统分析流程，并从同步性能、总成间隙及摩擦材料特性等角度多维度分析，为换挡打齿失效问题提供解决方案及建议。

关键词：同步器；换挡打齿；总成间隙；摩擦特性中图分类号：U463.212+.41 文献标识码：B 文章编号：1671-7988(2021)12-75-03Research of Gear Clash Issue in Transmission Synchronizer SystemZHANG Rui（SAIC Motor Technical Center, Shanghai 201804）Abstract: Gear clash is one common failure mode for synchronizer system, which has many influencing factors. This paper introduces the structure of the synchronizer, and sets up the system analysis flow for problem solving. Synchronizer performance, assembly clearance and friction material characteristics are used to solving the gear clash issue. Keywords: Synchronizer; Gear clash; Tolerance stack; Friction materialCLC NO.: U463.212+.41 Document Code: B Article ID: 1671-7988(2021)12-75-03前言同步器是汽车变速器中的关键零部件。

汽车同步器齿环摩擦材料原料物相分析及表征
胡萍;俞忠新;成浩
【期刊名称】《玻璃钢/复合材料》
【年(卷),期】2004(000)006
【摘要】采用X-射线衍射、红外光谱、X射线光电子能谱等现代仪器,对汽车同步器齿环摩擦材料所选用的改性酚醛树脂、碳纤维、铁粉、铜粉、石墨、硫酸钡、硬脂酸锌等原料的组成进行了表征及分析.结果表明,改性酚醛树脂的红外光谱显示其结构中存在腰果壳油、三聚氰胺的成分.从X射线光电子能谱可知,碳纤维表面有C,O,N,Si等元素,所选用的增强纤维是PAN基碳纤维,在碳骨架的表面含有C=O及C-O-C极性基团,另有少量SiO2;X-射线衍射显示,膨胀铁粉原料中主要含有Fe3O4,还有FeO和Fe2O3,铜粉原料中主要含有Cu和Zn,另有少量Pb,石墨原料纯度较高,硬脂酸锌和BaSO4原料的纯度较低.为进一步提高汽车同步器齿环摩擦材料的性能,须对原材料进行进一步的筛选.
【总页数】4页(P27-30)
【作者】胡萍;俞忠新;成浩
【作者单位】武汉理工大学化学工程系;武汉理工大学化学工程系;武汉理工大学机电学院,武汉,430070
【正文语种】中文
【中图分类】U463.212+.41;U465.6
【相关文献】
1.汽车同步器齿环碳纤维摩擦材料粘接夹具设计 [J], 陈成英
2.汽车同步器齿环摩擦材料的制备及性能研究 [J], 俞忠新;胡萍;张涛;王宗跃;颜新天;李永强
3.汽车同步器齿环摩擦材料用改性酚醛树脂表征 [J], 俞忠新;胡萍;张涛;成浩;巩志海
4.汽车钢制同步器齿环碳纤维摩擦材料及用法 [J],
5.汽车同步器齿环摩擦材料碳纤维表面结构分析 [J], 俞忠新;刘莉;胡萍;姜明;杨利明
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汽车同步器齿环碳纤维摩擦材料粘接夹具设计
陈成英
【期刊名称】《机械设计与制造》
【年(卷),期】2009(000)011
【摘要】碳纤维复合摩擦材料在高温高压下通过耐高温胶粘剂粘接到汽车同步器齿环摩擦面上.针对摩擦材料高温高压粘接固化工艺技术要求,设计了应用于摩擦材料高温高压粘接夹具,指出了夹具中关键零件的结构设计和设计要点,并叙述了粘接夹具的使用方法.实践证明,设计夹具达到了工艺要求,生产的产品质量稳定.
【总页数】2页(P243-244)
【作者】陈成英
【作者单位】陕西省机械研究院,咸阳,712000
【正文语种】中文
【中图分类】TH16
【相关文献】
1.汽车同步器齿环摩擦材料原料物相分析及表征 [J], 胡萍;俞忠新;成浩
2.汽车同步器齿环摩擦材料的制备及性能研究 [J], 俞忠新;胡萍;张涛;王宗跃;颜新天;李永强
3.汽车同步器齿环摩擦材料用改性酚醛树脂表征 [J], 俞忠新;胡萍;张涛;成浩;巩志海
4.汽车钢制同步器齿环碳纤维摩擦材料及用法 [J],
5.汽车同步器齿环摩擦材料碳纤维表面结构分析 [J], 俞忠新;刘莉;胡萍;姜明;杨利明
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