close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY 05811

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
BY (11) 5811
(13) C1
(19)
7
(51) F 16D 23/06
(12)
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
СПОСОБ А.А.ЦЕРЕНИ ВКЛЮЧЕНИЯ ПЕРЕДАЧ СТУПЕНЧАТЫХ
ТРАНСМИССИЙ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
(21) Номер заявки: a 20000291
(22) 2000.03.28
(46) 2003.12.30
(71) Заявитель: Военная академия Республики Беларусь (BY)
(72) Авторы: Цереня Анатолий Александрович; Грибков Юрий Александрович;
Каноник Иван Владимирович; Кислейко Петр Васильевич; Клецко Вадим Иванович; Шапилевич Сергей Сергеевич (BY)
(73) Патентообладатель: Военная академия
Республики Беларусь (BY)
(57)
1. Способ включения передач ступенчатых трансмиссий путем синхронизации угловых скоростей вала и шестерни, установленной на валу свободно, и соединения последних
с помощью зубчатой муфты с предварительной ее деблокировкой, отличающийся тем,
что синхронизацию производят путем замыкания элементов зубчатой муфты и упругоподатливых элементов шестерни.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что выравнивание угловых скоростей вращения вала и шестерни производят при относительном повороте шестерни относительно вала на угол
ϕ<
4π
,
k
BY 5811 C1
где
ϕ - угол поворота, рад,
k - число упругоподатливых элементов.
Фиг. 1
BY 5811 C1
3. Устройство для включения передач ступенчатых трансмиссий, содержащее зубчатую муфту, установленную на шлицах вала и снабженную фигурными отверстиями для
прохода пальцев, соединенных с обеих сторон с дисками, фиксирующие пальцы, расположенные в зубчатой муфте для обеспечения фиксации последней при помощи шариков с
пружинами, отличающееся тем, что на дисках с наружной стороны закреплены жестко
синхронизирующие пальцы, концы которых выполнены в виде полусферы, причем синхронизирующие пальцы по окружности дисков расположены равномерно, а на торцовых
поверхностях дисков, связанных жестко с шестернями, выполнены канавки, заполненные
шариками, замкнутыми с одной и второй стороны пружинами, установленными по периферии дисков и образующими вместе с шариками упругоподатливые элементы, канавки
закрыты кольцами со сферическими поверхностями с возможностью образования паза,
имеющего ширину менее диаметра шариков, причем упругоподатливые элементы сообщены между собой посредством канавок, ширина которых равна ширине паза, а число
синхронизирующих пальцев равно числу упругоподатливых элементов, причем диаметр
синхронизирующих пальцев выполнен с возможностью обеспечения входа в паз по всей
длине окружности диска.
(56)
SU 1686234 A1, 1991.
SU 1504400 A1, 1989.
SU 1147872 A, 1985.
BY 1498 C1, 1996.
RU 2126498 C1, 1999.
RU 2098682 C1, 1997.
DE 3217950 A, 1983.
JP 57094133 A, 1982.
Изобретение относится к области транспортного машиностроения, в частности к способам включения передач ступенчатых трансмиссий и к механизмам включения передач в
коробках передач автомобилей, тракторов, строительно-дорожных машин. Под устройством включения передач понимается синхронизатор.
Общеизвестен способ включения передач ступенчатых трансмиссий путем синхронизации угловых скоростей вала и шестерни, установленной на валу свободно, и соединения
вала и шестерни с помощью зубчатой муфты с предварительной ее деблокировкой, причем синхронизацию производят путем фрикционного выравнивания угловых скоростей
вала и шестерни.
Известен инерционный синхронизатор коробки передач транспортного средства, который содержит муфту, установленную с возможностью продольного перемещения под
воздействием вилки на шлицах втулки, соединенной с валом и имеющей соединительные
зубья, вводимые в зацепление с соединительными зубьями шестерен, два ряда отверстий с
конусными фасками, два конусных фрикционных кольца, вводимых во взаимодействие с
поверхностью шестерни и имеющих ряд выемок, расположенных соответственно ряду отверстий в муфте, пальцы, соединенные с фрикционными кольцами, входящие с зазором в
отверстия второго ряда, выполненные в муфте, и имеющие конусные выточки, взаимодействующие с фасками отверстий муфты, фиксирующее устройство, включающее пальцы,
проходящие сквозь отверстия первого ряда, выполненные в муфте (каретке).
(Патент РФ 2098682, МПК F 16D 23/08, 1997).
Недостатком данного способа и синхронизатора, выполненного по данному способу,
является: применение дефицитных сплавов цветных металлов, достаточно большие энергозатраты при переключении передач, большое время переключения передач, зависимость
2
BY 5811 C1
работы синхронизатора от температуры окружающей среды (изменяется коэффициент
трения), большое тепловыделение при работе синхронизатора, сложность обслуживания
синхронизатора при необходимости замены фрикционных колец.
Согласно изобретению, способ включения передач ступенчатых трансмиссий осуществляется путем синхронизации угловых скоростей вала и шестерни, установленной на
валу свободно, и соединения вала и шестерни с помощью зубчатой муфты с предварительной ее деблокировкой, причем синхронизацию производят путем замыкания элементов зубчатой муфты и упругоподатливых элементов шестерни.
Синхронизатор, выполненный по способу, содержит зубчатую муфту, установленную
на шлицах вала и снабженную фигурными отверстиями для прохода пальцев, соединенных с обеих сторон с дисками, фиксирующие пальцы, расположенные в зубчатой муфте
для обеспечения фиксации последней при помощи шариков с пружинами, на дисках с наружной стороны закреплены жестко синхронизирующие пальцы, концы которых выполнены в виде полусферы, причем синхронизирующие пальцы по окружности дисков расположены равномерно, и на торцовых поверхностях дисков, связанных жестко с шестернями, выполнены канавки, заполненные шариками, замкнутыми с одной и второй стороны
пружинами, установленными по периферии дисков и образующими вместе с шариками
упругоподатливые элементы, канавки закрыты кольцами со сферическими поверхностями
с возможностью образования паза, имеющего ширину менее диаметра шариков, причем
упругоподатливые элементы сообщены между собой посредством канавок, ширина которых равна ширине паза, а число синхронизирующих пальцев равно числу упругоподатливых элементов, причем диаметр синхронизирующих пальцев выполнен с возможностью
обеспечения входа в паз по всей длине окружности диска.
Задачей изобретения является обеспечение экономии сплавов цветных металлов,
уменьшение энергозатрат при переключении передач, уменьшение времени переключения
передач, простота замены элементов синхронизирующего устройства даже без разборки
всей коробки передач, уменьшение тепловыделения во время синхронизации.
Техническим результатом изобретения является улучшение тягово-динамических и
эксплуатационных свойств транспортного средства.
Это все достигается путем эффективного использования упруго- фрикционного демпфирования при включении передач.
На фиг. 1 дан разрез устройства для осуществления способа включения передач ступенчатых трансмиссий.
На фиг. 2 показано расположение упругоподатливых элементов в диске.
Фиг. 3 поясняет расположение пазов (каналов) в диске.
На фиг. 4 и фиг. 5 даны схемы соответственно наружного и внутреннего колец со сферическими поверхностями.
Предлагаемый способ включения передач ступенчатых трансмиссий обеспечивает выравнивание угловых скоростей вала и шестерни, установленной на нем свободно. Этот
способ осуществляют с помощью муфты, установленной на шлицах вала, замыканием
элементов муфты (синхронизирующих пальцев) и упругоподатливых элементов (шариков
с пружинами).
После выравнивания угловых скоростей вала и шестерни осуществляют деблокировку
зубчатой муфты и последующее соединение вала и шестерни путем зацепления торцовых
зубьев муфты и шестерни.
Выравнивание угловых скоростей вращения вала и шестерни осуществляется при относительном повороте шестерни относительно вала на угол
ϕ<
где ϕ - угол поворота, радиан,
K - число упругоподатливых элементов.
4π
,
K
3
BY 5811 C1
Пояснение к формуле. Если бы вероятность замыкания синхронизирующих пальцев с
упругоподатливыми элементами была 100 %, то формула имела бы вид:
ϕ<
2π
.
K
Однако при подходе синхронизирующих пальцев к "конечному" шарику упругоподатливого элемента вероятность замыкания снижается до 50 %, так как возможен "срыв"
пальца и он начнет "входить", уже с начала, в следующий упругоподатливый элемент. Поэтому более достоверной является формула
ϕ<
4π
.
K
Устройство для осуществления способа включения передач ступенчатых трансмиссий,
т.е. синхронизатор, выполнено следующим образом.
На валу 1 с каналами для подвода смазки 2, 3, 4 установлена зубчатая муфта 5. По
обеим сторонам от муфты 5 (фиг. 1) расположены диски 6, соединенные между собой
блокирующими пальцами 7. В муфте 5 имеются фигурные отверстия для пальцев 7. Фиксирующие пальцы 8 и шарики 9, которые прижимаются к пальцам пружинами, обеспечивают фиксацию муфты 5 относительно дисков 6 в нейтральном положении. Фиксирующие
пальцы 8 расположены в муфте 5, которая является зубчатой, причем зубья в ней выполняют и роль шлиц.
На подшипниках 10 на валу 1 установлены шестерни 11 и 12, находящиеся в постоянном зацеплении с шестернями соответственно 13 и 14.
Шестерни 11 и 12 имеют диски 15 и 16, жестко с ними связанные, в которых установлены упругоподатливые элементы, составленные из шариков 17 и пружин 18. Шарики закрыты внутренними 19 и наружными 20 кольцами, причем кольцами со сферическими поверхностями. Кольца со сферическими поверхностями 19 и 20 закрепляют кольцами 21 и
22.
По торцам дисков 6 жестко закреплены синхронизирующие пальцы 23.
Муфта 5 установлена на переходной втулке 24, которая жестко связана с валом 1 посредством шлицевого соединения.
На втулке 24 по наружному периметру выполнены шлицы, размеры которых соответствуют размерам торцовых зубьев шестерен 11 и 12. Перед описанием работы синхронизатора остановимся на особенностях.
Размерная цепь синхронизатора может быть выполнена в двух вариантах.
Первый вариант. Когда пальцы 7 заблокированы совместно с муфтой 5, передвижение
муфты 5, дисков 6 и пальцев 23 осуществляется до упора пальцев 23 в "днище" канавок
дисков 15 и 16.
Второй вариант более предпочтительный. В этом случае пальцы 23 сопрягаются с шариками 17, не доходя до "днища" канавок дисков 15 и 16. При этом торцы дисков 6 соприкасаются с торцами дисков 15 и 16 соответственно.
Еще одна особенность. Образование переходных линий в районе точек 25, 26, 27, 28,
29, 30, 31, 32 (фиг. 2, фиг. 3) нисколько не соответствует заклиниванию шариков. В районе этих точке выполнены зазоры порядка 1 мм между шариками и внутренними (по радиусу) поверхностями канавок. Центробежные силы обеспечивают беспрепятственный
"поджим" шариков к наружной поверхности канавок. При этом шарик минует зону переходных линий, и заклинивания не происходит.
Работает синхронизатор следующим образом.
Для включения передачи муфту сдвигают относительно нейтрального положения в
сторону шестерни соответствующей передачи. При перемещении синхронизирующие
пальцы 23 входят в паз по всей окружности соответствующего диска 16. Если пальцы 23
попадут в области 25-26, 27-28, 29-30, 31-32 (фигура 2, фигура 3), то шарики раздвинутся,
и при несовпадении угловых скоростей вращения произойдет замыкание упругоподатли4
BY 5811 C1
вых элементов, число которых равно числу пальцев 23. Выравниванию угловых скоростей
будет способствовать и трение торцов дисков 6 с торцами дисков 15 или 16 соответственно. Этот случай для второго, более предпочтительного, варианта размерной цепи синхронизатора.
Если пальцы 23 не попадут в области 25-26, 27-28, 29-30, 31-32, то это будет самый
благоприятный случай, т.к. пальцы окажутся сразу в пазу и с самого начала войдут в упругоподатливые элементы. Произойдет замыкание упругоподатливых элементов, угловые
скорости синхронизируются. И в этом случае выравниванию угловых скоростей способствует фрикционное демпфирование.
Угол конуса поверхностей пальцев 7 выбран так, что пока не произойдет синхронизация угловых скоростей вала и шестерни, перемещение муфты 5 невозможно (муфта заблокирована). Оно становится возможным тогда, когда сравняются угловые скорости
вращения диска 6 и, например, диска 16. Создаются условия для безударного включения
муфты 5.
При дальнейшем воздействии в осевом направлении муфта 5, отжимая пружины, выводит шарики 9 фиксаторов из проточек пальцев 8, перемещается в сторону, например,
шестерни 12 и своим зубчатым венцом муфта 5 бесшумно входит в зацепление с зубчатым
венцом, например, шестерни 12.
Способ и синхронизатор, выполненный по способу, позволит легко переключать передачи на автомобилях, тракторах, строительно-дорожных машинах. Причем такой синхронизатор может найти применение на машинах с автоматическим переключением передач. Легкость переключения передач позволит применить довольно компактные исполнительные механизмы.
При размерах шестерен 11 и 12, позволяющих разместить в них упругоподатливые
элементы, можно обойтись и без дисков 15 и 16.
Параметры упругоподатливых элементов и синхронизирующих пальцев подбирают в
зависимости от значений моментов синхронизации на определенных передачах.
При обслуживании коробки передач возможна замена упругоподатливых элементов и
синхронизирующих пальцев без ее разборки.
Сущность изобретения не изменяется и в следующем исполнении синхронизатора. В
дисках 6, соединенных между собой блокирующими пальцами 7, располагают упругоподатливые элементы, а в дисках 15 и 16 (или шестернях 11 и 12) закрепляют синхронизирующие пальцы 23. И в этом случае более предпочтительным является второй вариант
размерной цепи синхронизатора. В таком исполнении синхронизатор приобретает более
определенные черты сборочной единицы.
Фиг. 2
5
BY 5811 C1
Фиг. 3
Фиг. 4
Фиг. 5
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
156 Кб
Теги
05811, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа