十变速器与分动.docx

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十变速器与分动

第十五章变速器与分动器

前已述及，现代汽车上广泛采用活塞式内燃机作为动力源，其转矩和转速变化范围较小，而复杂的使用条件则要求汽车的牵引力和车速能在相当大的范围内变化。

为解决这一矛盾，在传动系中设置了变速器。

它的功用是：

①改变传动比，扩大驱动轮转矩和转速的变化范围，以适应经常变化的行驶范围，以适应经常变化的行驶条件，如起步、加速、上坡等，同时使发动机在有利的工况下工作；②在发动机旋转方向不变的前提下，使汽车能倒退行驶；③利用空挡，中断动力传递，以使发动机能够起步、怠速，并便于变速器换挡或进行动力输出。

变速器有变速传动机构和操纵机构组成，根据需要，还可加装动力输出器。

按传动比变化方式，变速器可分为有级式、无级式和综合式三种。

1）有级式变速器应用最为广泛。

它采用齿轮传动，具有若干个定值传动比。

按所用轮系形式不同，有轴线固定式变速器（普通齿轮变速器）和轴线旋转式变速器（行星齿轮变速器）两种。

目前，轿车和轻中型货车变速器的传动比通常有3~5各前进挡和一个倒挡；在重型货车用的组合式变速器中，则有更多挡位。

所谓变速器挡数，均指前进挡位数。

2）无级变速器的传动比在一定范围内可按无限多级变化，常用的有电力式和液力式（动液式）两种。

电力式的在传动系中也有广泛采用的趋势，其变速传动部分为直流串励电动机。

液力式的传动部分为液力变矩器。

3）综合式变速器是指由液力变矩器和齿轮式有级变速器组成的液力机械式变速器，其传动比可在最大值和最小式之间的几个阶段范围内作无级变化，目前应用较多。

按操纵方式，变速器又可分为强制操纵式、自动操纵式和半自动操纵式三钟。

1）强制操纵式变速器靠驾驶员直接操纵变速杆换挡，为大多数汽车所采用。

2）自动操纵式变速器的传动比选择（换挡）的自动进行的。

驾驶员只需操纵加速踏板，即可控制车速。

3）半自动操纵式变速器有两种形式。

一种是常见的几个挡位自动操纵，其余挡位由驾驶员操纵；另一种是预选式，即驾驶员预先用按钮选定挡位，在踩下离合器踏板或松开加速踏板时，接通一个电磁装置或液压装置来进行换挡。

在多轴驱动的汽车上，变速器之后还装有分动器，以便把力矩分别输送给驱动桥。

本章主要轴向固定式变速器（以下简称变速器），并简要介绍组合式变速器和分动器，至于液力机械式变速器，将在第十六章阐述。

第一节变速器的变速传动机构

一、普通齿轮式变速器

变速器的变速原理以解放CA1040系列轻型载货汽车采用的CAS5-20A型五挡变速器为例来说明。

图15-1所视为该变速器的结构。

它具有五个前进挡，一个倒挡。

第一轴1的前端支撑在发动机曲轴凸缘的滑套中，后端通过球轴逞3支承在变速器前壳体的轴承孔中。

齿轮2与第一轴制成一体，与齿轮42构成常啮合齿轮副。

中间轴遇倒挡齿轮，一挡主动齿轮制成一体，与齿轮42构成常啮合齿轮副.中间轴与倒挡主动齿轮,一挡主动齿轮制成一体,两端用圆锥滚子轴承支承在壳体上.中间轴上的二挡主动齿轮与三挡主动齿轮为双联齿轮37。

五挡主动齿轮39，常啮合齿轮42和双联齿轮37均压配在中间轴上。

第一轴的前端用滚针轴承支承在第一轴齿轮内圆孔中，后端利用圆柱滚子轴承20支承在变速气后壳体31上。

六个从动齿轮空套在第二轴上。

花键毂29、38、和41以其内花键与第二轴上的外花键紧配合，并且不能做轴向移动（用卡环锁止）。

圆柱滚子轴承20外圈上有止动槽，槽内装有轴承挡圈，用以防止第二轴向窜动。

该变速器壳体为前后对开式结构，其结合面应涂平面密封胶（如乐泰５１８平面密封胶），以保证壳体的密封。

图１５－２所示为解放CA1040系类轻型载货汽车变速器的传动示意图。

当第一轴旋转时，通过齿轮２带动中间轴及其上的齿轮旋转，其从动齿轮１７，１６，９和８随第一轴的旋转而在第二轴上空转，因此，第二轴不能被驱动。

固定在第二轴上的各个花键毂３５，１３和２４的外圆表面上均制有与其相邻的接合齿圈齿形完全相同的外花键，分别与相应的具有内花键的各个接合套相接合，接合套可沿花键毂轴向滑动。

　　在该变速器中，除倒挡外，各挡均采用同步器换挡。

同步器是一种加装了一套同步装置的接合讨换挡机构。

同步装置的作用是使变速器在汽车行进中换当时不发生接合吃的冲击，其结构和工作原理将在第二节中阐述。

　　欲挂上一挡，可操纵变速杆，通过拨叉使接合套２０左移，与一挡同步器锁环１的接合齿圈和一挡齿轮接合齿泉１８接合后，动力便可从第一轴依次经齿轮２，３３中间轴２６齿轮２９，１７，接合齿泉１８，接合套２０以及花键毂２４，传给第二轴２３输出。

一挡传动比为

式中，ｚ表示齿轮齿数，其下表数字表示各齿轮在图中的标号，以下同次。

第一挡指的是传动比最大的前进挡，以下类推。

欲脱开一挡，可通过拨叉使接合套２０右移，与接合齿圈１８脱离啮合，则变速器退回空当位置。

欲挂上二挡，可通过拨叉使接合套１２右移，使之与二挡同步器锁环１４的接合齿圈和二挡齿轮接合齿圈１５接合后，变速器便从一挡换入了二挡。

此时，动力从第一轴依次经齿轮２，３３，中间轴，齿轮３０，１６，接合齿圈１５，接合套１２及花键毂１３，最后传给第二轴。

其传动比为

同理，使接合套１２左移到与接合齿圈１０接合，则可得到三挡，传动比为

若使接合套５左移到与接合齿圈３接合，则换入第四挡．此时动力从第一轴经齿轮２，接合齿圈３，接合套５和花键毂３５直接传给第二轴，而不再经过中间齿轮传动，故这种挡位称为直接挡，其传动比为

欲挂上五挡，可操纵变速杆，通过拨叉使接合套５右移，使之穿过同步器锁环６与五挡齿轮接合齿泉７接合，动力便可以从第一轴依次经齿轮２，３３，中间轴，齿轮３２，８，接合齿泉７接合套５及花键故５，最后传给第二轴。

五挡传动比为

　因

，该当称为超速挡。

超速挡主要用于在良好路面上其轻载或空车驾驶的场合，借此提高汽车的燃油经济性。

但如果发动机效率不高，则超速挡使用效率低，借有效率不显著，甚至影响汽车的动力性。

则超速挡的传动比一般为０．７－０．８５。

　　　为实现汽车的倒向行使，在中间轴的一侧还设置一根较短得到挡轴２７图中按惯例采用展开画法，降到挡轴花在中间轴的下方。

到挡轴２７的两端支承在变速器壳体上，甬道挡轴锁片锁止，防止其转动和轴向移动。

到当中间齿轮２８空套在该轴上，于第二周到挡齿轮２２及中间轴到挡齿轮２５均为常啮斜齿轮。

　　欲刮倒挡时，使接合套２０右移，与倒挡齿轮接合齿泉２１接合，即得倒挡。

动力从第一轴经齿轮２，３３，中间轴齿轮２５，２８，２２，接合泉２１，接合套２０花键毂２４传到第二轴。

由于增加了一个倒当中间齿轮，故第二轴的旋转方向与第一轴相反，汽车便倒退行使。

倒挡传动比为

的数值较大，一般与

相近。

这是考虑到安全，希望倒车时速度尽可能低些。

　　在变速其中利用了同步器和接合讨换挡，可把中间轴上与第二轴上向啮合的颤动齿轮制成常啮合的斜齿轮，从而减小变速器工作时的噪声，减小变速器尺寸及提高齿轮使用寿命。

为了减少内摩擦引起的零件磨损及功率损耗，需在壳体内注入润滑油，采用飞溅湿润滑方式润滑各个齿轮副，轴与轴承等零件的工作表面。

因此，壳体一侧有加油口，底部有放油塞，油面高度即由加油口位置控制。

在第一轴常啮合齿轮和第二轴上的齿轮１１，１３，３５上钻有径向油孔，齿轮２８和３３的轮毂端面开有径向油槽，以便润滑所在部位的滚针轴承。

为防止润滑油从第一轴与轴承盖之间的间隙流入离合器而影响其摩擦性能，在轴承内安装了油封总成，轴承盖内空中有回油槽，可以防止漏油。

为防止润滑油从第二轴后端流出，在变速器后轴承盖内装有油封总成23。

在各轴承盖后盖上盖前后壳体等的接合面装入密垫片，并图密封胶，以防止漏油。

为防止变速器工作时由于油温升高气压正大而造成润滑油渗漏现象，在变速机构及变速器后轴承盖上装有通气塞9，见图15-1。

图15-3所示为解放CA1091型汽车六挡变速器结构。

在改变速器中，一挡倒挡采用接合套换挡，二挡使用锁销式同步器，三-六挡使用锁环式同步器。

图示位置为空挡位置。

用拨叉拨动五六挡同步器的接合套5，使之向左或右移，便可挂上六挡或五挡；向左或向右移动同步器的接合套12，即可挂入二挡或一挡。

向右拨动接合套23，便可得到倒挡。

各挡传动比是

汽车行驶中，变速器在结构上应保证不出现自动跳挡的现象。

防止自动跳挡的结构有多种形式。

CA1091型汽车六挡变速器采用的是齿端倒斜面的结构（图15-4）。

在该变速器的所有接合齿圈及同步器接合套齿的端部两侧都制有倒斜面。

挡同步器的接合套2左移与接合齿圈1接合时（图示位置），接合齿圈将转矩传倒接合套齿的一侧，再经接合套齿的另一侧传给花键毂3。

由于接合齿圈与接合套齿端部位斜面接触，便产生了垂直斜面的正压力，其分力分别为F和

，向左的分力

即为防止跳挡的轴向力。

在东风EQ1090E型汽车使用的五挡变速器中，采用了减薄齿的结构来防止自动跳挡（图15-5）。

在花键毂3的两端,齿厚各减薄0.3-0.4mm，使各牙齿中部形成一凸台。

当同步器的接合套左移与接合套齿圈接合时（图示位置），接合齿圈1将转矩传到接合套2的一侧，再由接合套的另一侧传给花键毂。

由于接合套齿的后端被凸台挡住。

在接触面上作用一个力

，其轴向分力

即为防止跳挡的阻力。

上述两种变速器均为三轴式，适应于传统的发动机前置后轮驱动的布置形式。

在发动机前置前轮驱动或发动机后置后轮驱动的轿车和微轻型货车上，多采用两轴式变速器，其特点式输入轴和输出轴平行，无中间轴。

例如，一汽—大众奥迪100型轿车的012变速器即为这种形式，它是具有五个前进挡、一个倒挡的二轴式全同步器变速器（图15-6）。

输出轴2（第一轴）和输出轴19（第二轴）平行。

第一轴的前端借离合器与发动机曲轴相连，它与输入轴移挡齿轮5输入轴二挡齿轮7和输入轴倒挡齿轮13制成一体。

它是一根细长轴，由四个轴承支承，其前端支承在发动机曲轴后端孔内的滚针轴承上，中间用一球轴承和一滚子轴承支承在变速器前壳体上，后端一滚子轴惩治成在变速器后壳体上。

输入轴上海装有输入轴三挡齿轮8和输入轴四挡齿抡10，两个主动齿轮动通过滚针轴承空套在输入轴上，三四挡花键毂与该轴花键紧配合，输入轴五挡齿轮11与该轴是压配合，这种结构对轴得知限度轴承处的中景和齿轮的通行独豆油很高的要求。

输出轴9与主减速器主动锥齿轮4制成一体，前端用大圆锥滚子轴承支承在变速器前壳体上，后端用小圆锥滚子轴承支承在变速器后壳体后端。

输出轴上装有6个从动齿轮23、21、20、18、16、14，一挡、二挡和五挡、倒挡花键以其内花键与输出轴上的外花键紧配合。

三、四挡从动齿轮20、18以花键与输出轴紧配合，其它各挡从动齿轮则通过滚针轴承空套在输出轴上。

各挡传动比是：

=39/11=3.545,

=40/19=2.105,

=40/28=1.429,

=35/34=1.029,

=31/37=0.838,

=35/10=3.5。

由上述可见，两轴式变速器从输入轴到输出轴指通过一对齿轮传动，倒挡

传动路线中也只有一个中间齿轮，因而机械效率高，噪声小。

但它不可能有直接挡，因而最高挡的机械效率比直接挡低。

二、组合式变速器

重型货车的装载质量大，使用条件复杂。

欲保证重型车有良好的动力性，经济性和加速性，则必须扩大传动比范围并增多挡数。

为避免变速器结构过于复杂和便于系列化生产，多采用组合式变速器，即以1—2种四挡或五挡变速器为主体，通过更换齿轮和配置不同的副变速器（一般为两挡），得到一组不同传动比范围的变速器系列。

目前，组合式变速器已成为重型车变速器主要的形式。

图15-7所示为常见的一种组合式变速器传动机构示意图。

它实质上是由四挡主变速器I和串联安装在主变速器之后的两挡（高速挡和低速挡）副变速器Ⅱ组成（副变速器输出轴19同时也是主变速器输出轴），这样可得到8个前进挡。

副变速器传动比较大时，多置于主变速器之后（图15-8a），以利于减小主变速器的质量和尺寸。

组合式变速器的传动比

。

其中

分别为主变速器和副变速器的传动比。

主变速器各挡传动比间隔较小，而副变速器的一挡传动比较大。

在换挡时，当主变速器接合套17右移并与齿轮18的接合齿圈接合，副变速器即挂入直接挡（高速挡），其传动比为

，主变速器的四个挡位传动比

即分别等于组合式变速器的四个较小的传动比

。

挡接合套17左移并与齿轮16的接合齿圈接合时，副变速器变卦入低速挡，传动比

>1。

此时将主变速器分别挂入一二三四挡，变可得到组合式变速器的四个较大的传动比，分别为

=

。

这种由副变速器高低速两挡传动比分别预主变速器各挡传动比搭配而组成高低两段传动比范围的配合方式，称为俄分段式配挡。

它仅在四五挡间换挡时，不需要操纵副变速器。

当主变速器各挡传动比间隔较大而副变速器低挡传动比又较小时，组合的得到传动比均匀的插入主变速器各挡传动比之间，这称为插入式配挡。

它需要主副变速器交替换挡，故换挡操作较分段式复杂。

倒挡轴6上有两个齿轮。

期中，倒挡传动齿轮7与第一中间轴一挡齿轮5啮合，从而保证了倒挡轴随输入轴2旋转。

另一倒挡齿轮8空套在倒挡轴上，与副变速器输入轴齿轮18经常啮合。

欲将组合式变速器挂入倒挡，应先将主变速器置于空挡，再将接合套9右移，使之与齿轮8的接合齿圈接合。

于是，动力便可从输入轴2依次经齿轮1457倒挡轴8接合套9齿轮8传到齿轮18。

此时，若将接合套17右移，便得高速倒挡，左移变得倒低速倒挡。

为了保证到车安全，常用低速倒挡。

动力输出轴13与第二轴14的接合与分离，由动力输出接合套12操纵。

图15-8所视为中国重型汽车集团公司生产的斯太尔重型汽车用的ZFS6-90型带夫变速器的两种变速器传动机构示意图。

图15-8a所示组合式变速器也是在主变速器（五挡变速器）的后面串联安装了一个两挡副变速器Ⅱ，这样可得到10个前进挡。

在主变速器Ⅰ中，除倒挡采用直齿轮传动外，其余各挡均采用斜齿齿轮传动。

二-五挡采用同步器换挡，而一挡和倒挡是利用接合套11的移动完成换挡的。

副变速器中的高速挡和低速挡的挂挡也采用了同步器。

当副变速器中的同步器接合套17左移并与固定外齿圈16接合时，行星齿轮内齿圈15被固定而不能转动，则副变速器挂入低速挡。

挡接合套17右移并与副变速器高速挡齿圈18接合时，行星齿轮轴14输出轴19行星齿轮内齿圈15与副变速器输入轴齿轮20固联在一起而同步旋转，则副变速器挂入高速挡。

润滑油泵2由第一轴直接驱动，并通过第一轴和第二轴6中的中心油道，润滑第二轴上的常啮齿轮5、7、9、10、12的内孔与第二轴的配合表面以及副变速器中的行星齿轮轴14。

在组合式变速器中，除上述副变速器在主变速器之后的布置形式外，当副变速器传动比较小时，也可布置。

在主变速器之前（图15-8b）。

有的重型货车为了得到更多的挡位，在主变速器的前后都装有副变速器。

目前，副变速器多与主变速器制成一体。

单独布置的副变速器很少应用，因为两根变速杆进行操作很不方便。

第二节同步器

一、无同步器时变速器的换挡过程

变速器在换挡过程中，必须使所选挡位的一对待啮合齿轮齿的圆周速度相等（即同步），才能使之平顺的进入接合而挂上挡。

如两齿轮轮齿不同步时即强制挂挡，势必因两齿轮间存在速度差儿发生冲击和噪声。

这样，不但不易挂挡，而且影响轮齿寿命，使齿端部磨损加剧，甚至使轮齿折断。

为使换挡平顺，驾驶员应采取合理的换挡操作步骤现以图15-9所示无同步器的五挡变速器中四五挡（四挡为直接挡,五挡为超速挡）互相转换的过程为例，说明其原理。

第一轴1及其齿轮2直接与离合器连接，五挡齿轮4则通过齿轮6中间轴和齿轮7与齿轮保持传动关系。

接合套3届花键固与第二轴5相连，而第二轴又依次通过万象传动装置驱动桥和行使系与整个汽车保持传动关系。

所以齿轮2和4的转速，从而其轮齿及其端部的花键齿的圆周速度都与离合器转速成正比；同理，接合套3的转速，从而其花键齿的圆周速度都与汽车速度成正比。

（1）从低速挡（四挡）换入高速挡（五挡）变速器在四挡工作时，接合套3与齿轮2上的接合套齿圈接合，二者的圆周速度

和

显然相等。

欲从四挡换入五挡，驾驶员应先踩下离合器踏板，使离合器分离，随即通过变速杆等将接合套3右移，推入空挡位置。

在接合套3刚与齿轮2脱离接合的瞬间，仍然是

。

由于从齿轮6到齿轮4的升速比大于齿轮2到齿轮7的升速比，五挡齿轮4的转速永远高于齿轮2的转速，从而齿轮4的花键齿圆周速度

，所以在刚推入空挡的瞬间，

。

为避免产生冲击，不应在此时立即将接合套3推向齿轮4而挂五挡，而需在空挡位置停留片刻。

此时，由于离合器从动盘已与发动机脱离，动力传动中断，接合套3与齿轮4的转速及其花键齿的圆周速度

都在逐步降低。

但是，变速器上处于空挡，接合套3和齿轮4间没有联系，

下降的快慢有所不同，接合套3因与整个汽车联系在一起，惯性很大，故

下降较快。

而齿轮4只与中间轴及其齿轮、第一轴和离合器从动盘相联系，惯性很小，故

下降较快。

这样，虽然

原先大于

，但由于下降的比

快，故在变速器推入空挡以后的某个时刻，必然会有

（同步）的情况出现，而过此时刻，又将出现

的情况。

所以，最好是恰在

的时刻时接合套右移而挂入五挡。

若与齿轮4相联系的一系列零件的惯性越小，则

下降的越快，而同步情况出现的越早，并且在同样速度差的情况下，齿的冲击力也越小。

这就是第十四章中提出的，要求离合器从动部分转动惯量尽可能小的理由。

2）从高速挡（五挡）换入低速挡（四挡）变速器在五挡工作以及刚从五挡推入空挡时，接合套3与齿轮4的花键齿圆周速度相同，即

，同时

，故

。

但是退入空挡后，由于

下降的比

快，根本不可能出现

的情况；相反，停留在空挡的时间越久，二者的差值将越大。

所以，驾驶员在分离离合器并接合套3左移到空挡以后，随即重新接合离合器，同时踩一下加速踏板，使发动机连同离合器从动盘和第一轴一同加速到第一轴即齿轮2的转速，该转速高于接合套转速，即

，然后在分离离合器，等待片刻，到

时，即可挂入四挡（直接挡）。

上述相邻挡位相互转换时所应采取的不同操纵步骤，虽然只举接合套换挡为例，但同样是用于移动齿轮换挡的情况，因为所依据的速度分析原理是一样的。

由此可见，欲使一般变速器换挡时不产生轮齿或花键齿间的冲击，需要进行较复杂的操作，并应在短时间内迅速而准确地完成。

这对于即使是技术很熟练的驾驶员，也易造成疲劳。

因此，要求在变速器结构上采取措施，既保证挂挡平顺又使操作简化，减轻驾驶员劳动强度。

同步器即是在这样的要求下产生。

二、同步器的构造及原理

同步其实在结合讨还当机构基础上发展起来的，其中处有钱艺术机的接合套花键毂对应齿轮上的接合齿圈外，还增设了使接合套与对应接合齿圈的圆周速度迅速达到并保持一致（同步）的机构，以及阻止两者在达到同步之前接合以防止冲击的结构。

同步器有常压式惯性式自行增压式等种类。

目前，广泛采用的是惯性式同步器。

1、常压式同步器

图15-10所示为装有常压式同步器的变速器。

第一轴齿轮与空套在第二轴5上的齿轮4之间装有花键毂1。

花键毂以其内外花键分别与第二轴和接合套3作滑动连接。

向左或向右拨动接合套，其内花键齿圈可与齿轮2或齿轮4的接合齿圈接合,即挂上直接挡或第二挡。

在齿轮2与4接合齿圈相对的一侧均有一个外锥面，相应的在花键毂两侧加工出内锥面。

在花键毂的径向孔内，装有定位销6，它借弹簧的压力嵌入在接合套3内切出的环形凹槽中。

图15-10a—c所视为挂直接挡过程中同步器的工作示意图。

图15-10a所视为接合套在空挡位置。

挂直接挡时，向左拨动接合套，通过定位销带动花键毂1一同左移。

当花键毂的内锥面与齿轮的外锥面接触时，花键毂即不能再继续左移。

由于接合套与花键毂之间有弹簧顶住的定位销6，若驾驶员作用在接合套上的力不大，则定位销便阻止接合套在花键毂停止不动的情况下继续向左移动，此时的位置如图15-10b所示。

两锥面在驾驶员通过操纵机构加于接合套和花键毂上的力的作用互相压紧。

齿轮2与花键毂存在转速差，因而两锥面一经接触，便产生摩擦作用。

这种摩擦作用促使第一轴齿轮的转速降低到与花键毂的转速（亦即接合套的转速）相等，因而二者花键齿的圆周转速相等（同步）。

此时，驾驶员继续增大加于接合套上的推力，使接合套克服弹簧力压下定位销6而相对花键毂继续左移，其内花键齿圈便于齿轮2的接合齿圈接合，即挂入直接挡，如图15-10c所示。

由此可见，用常压式同步器换挡与用接合套换挡相比较，在工作过程上的区别，主要在于前者的摩擦作用能使需接合的两花键齿圈迅速达到并保持同步，并且由于带弹簧的定位销6对接合套的阻力，使两齿圈在达到同步之前暂不接合。

但在这种同步器中对接合套的轴向阻力是由弹簧压力造成的，故其大小有限（“常压式”的名称即由此而得）。

如过驾驶员用力过猛，则可能在未达到同步前，接合套便克服弹簧压力，压下定位销而与齿轮2的接合齿圈接触，此时齿间仍将产生冲击。

因此，常压式同步器工作不很可靠，目前较少采用。

2、惯性同步器

惯性同步器与常压式同步器一样，都是依靠摩擦作用实现同步的。

但它可以从结构上保证接合套与待接合的花键齿圈在达到同步之前不可能接触，以避免齿间冲击和发生噪声。

轿车和轻中型货车广泛采用锁环式惯性同步器，其结构和工作原理可以解放CA1091中型载货汽车六挡变速器中的五六挡同步器为例说明。

该同步器构造如图15-11所示。

同步器花键毂15的内花键与轴上的外花键配合，用卡环18轴向固定。

同步器接合套7的内花键齿与花键毂15的外花键齿滑动配合，接合套7可轴向移动。

在花键毂两端与齿圈3和9之间，各有一个青铜制成的锁环（同步器）4和8，锁环上有断续的短花键齿圈图15-11b，花键齿的断面齿廓尺寸即齿数与齿圈3、9及花键毂的外花键齿均相同。

两个锁环上的花键齿，在对着接合套的一端都有倒角（称锁止角），且与接合套齿端的倒角相同。

锁环具有与齿圈上的锥形面锥度相同的内锥面，锥面上制出细牙的螺旋槽，以便两锥面接触后能破坏油膜，增加锥面间的摩擦，缩短同步时间。

三个滑块5分别嵌合在花键毂的三个轴向槽b内，并可沿轴向滑动。

三个定位销6分别插入三个滑块的通孔中，在弹簧16的作用下，定位销压向接合套，使定位销端部的球面正好嵌在接合套中部的凹槽a中，起到空挡定位作用。

滑块5的两端深入锁环的三个缺口c中，锁环的三个凸起部d分别伸入花键毂的三个通槽e中，只有当凸起部d位于通槽e的中央时，接合套与锁环的齿方能啮合。

图15-12所使为变速器由五挡挂入六挡时，该同步器的工作过程。

当接合套刚从五挡退到空挡时（图15-12a），齿圈3和接合套7（连同锁环）都在其本身及其所联系的一系列运动件的惯性作用下，继续演员方向旋转。

设它们的转速分别为

，则此时

。

锁环4在轴向是自由的，故其内锥面与齿圈3的外锥面并不接触。

若要挂入六挡，可通过五六挡拨叉拨动接合套7，并通过定位销6带动滑块5一起向左移动。

当滑块左端面与锁环4的缺口c（图15-11b）端面接触时，便推动锁环移向齿圈3，使具有转速差（

）的两锥面一经接触便产生摩擦作用（图15-12b）。

齿圈3通过摩擦作用带动锁环相对于接合套超前转过一个角度，直到锁环的凸起部d与花键毂15通槽e的另一侧面接触时，锁环便于接合套同步转动。

此时，的宽度加上接合套的一个齿厚，从而使接合套的齿端倒角与锁环相应的齿端倒角正好互相抵触而不能进入啮合。

在上述锁环与接合套齿端倒角相互抵触的情况下，若要接合套齿圈与锁环的齿圈接合上，必须使锁环相对于接合套后退一个角度。

由于驾驶员始终对于接合套十佳一个轴向力，使接合套齿端倒角加紧锁环齿端倒角，于是在锁环的锁止角斜面上作用有法向压力

（见图15-12b左上角的局部放大图）。

力

可分解为轴向力

和切向力

。

切向力

所形成的力矩试图使锁环相对于接合套向后退转，称为拨环力矩。

轴向力

则使锁环4与齿圈3的锥面产生摩擦力矩，使二者转速

迅速接近，并且实际上可认为

不变，只是

趋近于

。

这是因为锁环