КОРОБКА ПЕРЕДАЧ Российский патент 1994 года по МПК F16H3/04 F16H29/04 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к многоступенчатым реверсивным редукторам с механизмом пере- ключения передач.

Известен бесступенчатый редуктор, содержащий корпус, установленные в нем ведущий вал, ведомый вал с расположенной в нем шестерней, промежуточные элементы, выполненные с зубчатым венками и взаимодействующие с шестерней ведомого вала [1].

Этот редуктор снабжен червячной передачей, установленным параллельно ведущему валу промежуточным валом, поворотной рамой, связанной с промежуточным валом и червячной передачей, двумя взаимодействующими между собой дополнительными шестернями, одна из которых установлена на ведущем валу, а другая - на промежуточном. Промежуточные элементы выполнены в виде секторов, оси вращения которых эксцентричны относительно оси промежуточного вала и смещены относительно одна другой по окружности на равный угол.

Известна коробка передач, содержащая корпус, соосные входной и выходной валы, ведущее зубчатое колесо с внешним зацеплением, установленное на ведущем валу, ведомое зубчатое колесо с внутренним зацеплением, установленное на выходном валу, параллельные входному валам промежуточные валы с промежуточными зубчатыми колесами и механизм управления с узлом реверсирования [2] .

В известной коробке передач промежуточные колеса имеют возможность поочередно и порознь включаться в кинематическую цепь, в которой входной и выходной валы соосны, а механизм управления выполнен в виде рычага, взаимодействующего с кольцевыми пазами промежуточных колес.

Недостатки известной коробки передач - относительно большие габариты, недостаточная надежность переключения передач и отсутствие возможности реверсиврования каждой ступени.

Цель изобретения - уменьшение габаритов, повышение надежности работы за счет исключения одновременного включения нескольких ступеней и обеспечение реверсирования всех ступеней передач.

Коробка передач содержит корпус, соосные входной и выходной валы, ведущее зубчатое колесо с внешним зацеплением, установленное на ведущем валу, ведомое зубчатое колесо с внутренним зацеплением, установленное на выходном валу, параллельные входному и выходному валам промежуточные валы с промежуточными зубчатыми колесами и механизм управления с узлом реверсирования. Коробка передач снабжена двуплечими рычагами, установленными с возможностью качания в корпусе между венцами ведущего и ведомого колес. Промежуточные валы установлены на концах каждого рычага, а промежуточные колеса этих валов находятся в зацеплении. Механизм управления выполнен в виде жестко соединенных с рычагами кронштейнов с зубчатыми зацеплениями, тяг с зубчатыми зацеплениями и с пазами, установленных с возможностью перемещения в корпусе и взаимодействия с зубчатыми зацеплениями кронштейнов, двуплечего рычага переключения, закрепленного на корпусе шаровым шарниром и взаимосвязанного одним из своих плеч с одним из пазов тяг. Узел реверсирования выполнен в виде дополнительных осей, закрепленных в корпусе, паразитных шестерней, установленных на дополнительных осях, шестерни с внешним зацеплением, установленной на входном валу с ограничением осевого перемещения относительно корпуса, шестерни с внутренним зацеплением, установленной концентрично шестерне внешнего зацепления и взаимосвязанной с ней через паразитные шестерни, двух шпонок, установленных на входном валу и предназначенных для взаимодействия или с шестерней с внешним зацеплением, или с ведущим зубчатым колесом, при этом входной вал установлен в корпусе с возможностью осевого перемещения в два крайних положения.

На фиг. 1 изображена коробка передач, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - кинематическая схема коробки.

Коробка передач содержит корпус в виде дисков 1 и 2 с соединительными элементами 3, подшипники 4 и 5, входной вал 6, ведущее зубчатое колесо 7 с внешним зацеплением, установленное с ограниченным осевым перемещением на ведущем валу, ведомое зубчатое колесо 8 с внутренним зацеплением, установленное на входном валу 9, удерживаемое в корпусе подшипниками 10, параллельные входному и выходному валам, промежуточные валы 11, 12, 13, 14, 15 и 16, установленные на концах двуплечих рычагов 17, 18 и 19, закрепленных в корпусе 1 с возможностью качения на шарнирных осях 20, 21 и 22, от среднего нейтрального положения между венцами ведущего 7 и ведомого 8 зубчатых колес, промежуточные колеса 23, 24, 25, 26, 27 и 28, установленные на промежуточных валах со взаимным зацеплением на каждом рычаге, кронштейны 29, 30 и 31 с зубчатыми зацеплениями 32 жестко соединенными с рычагами 17, 18 и 19 тягу 33 соединенную жестко и тяги 34 и 35 с пазами 36, 37, 38 и 39, с зубчатыми рейками 40, связанными с зацеплением 32 на кронштейнах, двуплечий рычаг 41, переключения, закрепленный на корпусе шаровым шарниром 42, дополнительные оси 43, закрепленные в корпусе, паразитные шестерни 44 на них, шестерню 45 с внешним зацеплением, установленную на входном валу с ограниченным осевым перемещением относительно корпуса, шестерню 46 с внутренним зацеплением установленную концентрично шестерне 45 и связанную с ней шестернями 44, две шпонки 47 и 48, предназначенные для поочередного взаимодействия с шестернями 45 при реверсе или с ведущим зубчатым колесом 7 посредством шпоночных пазов 49 и 50 на шестерне 45 и колесе 7 при осевом перемещении входного вала 9 в два крайних положения, обгонную муфту 51, связывающую колесо 7 с шестерней 46, закрепленную на корпусе ось 53, а на ней - рычаг 52, переключения передач на реверс, снабженный зубчатым сектором 54, входящим в постоянное зацепление с зубчатым венцом 55 цилиндрического кулачка 56 с профилированным винтообразным ребром 57, скользящим в прорези 58 ответного профиля во внешней обойме радиально-упорного подшипника 59, вилку 60 на внешней обойме, удерживающую ее от вращения, опираясь на втулку 62, оси 43, внутренняя обойма которого жестко закреплена на входном валу 9, центрирующую шейку 61 на входном валу, кронштейн 63, на корпусе удерживающий шарнир 42 рычага 41.

Коробка передач работает следующим образом. Для задания необходимого передаточного отношения, т. е. соотношения скоростей вращения входного и выходного 8 валов, требуется в кинематическую цепь между валами подключить одну из пар промежуточных шестерен (промежуточных зубчатых колес) 23 и 24 или 25 и 26, или 27 и 28. Все указанные колеса имеют различное число зубьев, а некоторые из этих колес для расширения диапазона передаточных отношений выполнены двухвенчатыми. Включение в работу той или иной пары промежуточных колес возможно путем поворота двуплечих рычагов 17, 18 или 19 на осях 20 и 21 или 22. При таком повороте одно из промежуточных колес пары входит в зацепление с венцом внешнего зацепления ведущего колеса 7, а другое - с венцом внутреннего зацепления ведомого колеса 8, (одно из таких включений показано на фиг. 3). Для этого конец рычага 41 переключения передач вводится в паз 36 тяги 34 занимающей нейтральное положение, т.е. положение, при котором оси пазов 36, 37 и 38 находятся на одной линии (фиг. 2). Затем, приложив усилие к свободному концу рычага 41 в перпендикулярном направлении, производят продольное перемещение тяги 34, которая через посредство жестко связанной с ней рейки 40, зубья которой находятся в зацеплении с зубьями сектора на кронштейне 29, обеспечивает поворот двуплечего рычага 17 вокруг оси 20 на угол, при котором промежуточное колесо 23 входит в зацепление с ведомым колесом 8, а промежуточное колесо 24 - с ведущим колесом 7. Таким образом, кинематическая цепь с заданным передаточным отношением замыкается между входным и выходным валами. В этом примере она выглядит следующим образом: ведущее зубчатое колесо 7 - промежуточное зубчатое колесо 24 (двухвенчатое) - промежуточное зубчатое одновенчатое колесо 23 - ведомое зубчатое колесо 8 - выходной вал 9. Обратным перемещением рычага 41 производят выключение данной передачи. Аналогично производят включение и выключение других передач, количество которых может быть иным, чем изображенный на чертежах варианте. Количеству прямых передач соответствует количество реверсивных.

Переключение работы коробки на реверс осуществляется с помощью рычага 52, при повороте которого на оси 53, зубчатый сектор 54 поворачивает зубчатый венец 55, цилиндрического кулачка 56 с профилированным винтовым ребром 57. Ребро 57 входит в контакт со станками кольцевой прорези 58 ответного профиля на переферии внешней обоймы радиально-упругого подшипника 59, внутренняя обойма которого жестко закреплена на входном валу 6. В результате такого взаимодействия происходит осевое перемещение входного вала относительно корпуса. Шпонка 47 выходит из контакта со шпоночным пазом 49, а шпонка 48 наоборот, входит в контакт со шпоночным пазом 50. При реверсировании передач кинематическая цепь выглядит следующим образом: входной вал 6 - шпонка 48 - шпоночный паз 50 - шестерня 45 - паразитные шестерни 44 - шестерня 46 обгонная муфта 51 - ведущее колесо 7 - промежуточное колесо 27 - промежуточное колесо 28 - ведомое колесо 8 - выходной вал 9.

Возможны различные варианты выполнения коробки передач в пределах прав, ограниченных формулой изобретения.

Технико-экономический эффект от использования изобретения выражается в снижении расходов материалов за счет относительного уменьшения габаритов вследствие компактного размещения узлов и деталей, в снижении экономических расходов путем повышения надежности, а также расширения функциональных возможностей за счет обеспечения реверсирования всех ступеней передач.

Изобретение относится к многоступенчатым реверсивным коробкам передач, имеющим соосные входной и выходной валы с ведущим и ведомым зубчатыми колесами, параллельные им промежуточные валы с зубчатыми колесами и механизм управления с узлом реверсирования. Цель изобретения - уменьшение габаритов, повышение надежности и расширение функциональных возможностей. Характерной особенностью устройства является компактное размещение промежуточных колес между венцом наружного зацепления ведущего колеса и венцом внутреннего зацепления ведомого колеса. Промежуточные колеса, находящиеся в попарном взаимном зацеплении, размещены на противоположных концах двуплечих рычагов, закрепленных в корпусе с возможностью качания. 1 з.п.ф-лы, 3 ил.

1. КОРОБКА ПЕРЕДАЧ, содержащая корпус, соосные входной и выходной валы, ведущее зубчатое колесо с внешним зацеплением, установленное на ведущем валу, ведомое зубчатое колесо с внутренним зацеплением, установленное на выходном валу, параллельные входному и выходному валам промежуточные валы с промежуточными зубчатыми колесами и механизм управления с узлом реверсирования, отличающаяся тем, что, с целью уменьшения габаритов и повышения надежности в работе путем исключения одновременного включения нескольких ступеней, оно снабжено двуплечими рычагами, установленными с возможностью качания в корпусе между венцами ведущего и ведомого колес, промежуточные валы установлены на концах каждого рычага, промежуточные колеса этих валов находятся в зацеплении, а механизм управления выполнен в виде жестко соединенных с рычагами кронштейнов с зубчатыми зацеплениями, тяг с зубчатыми зацеплениями и с пазами, установленных с возможностью перемещения в корпусе и взаимодействия с зубчатыми зацеплениями кронштейнов, двуплечего рычага переключения, закрепленного на корпусе шаровым шарниром и взаимосвязанного одним из своих плеч с одним из пазов тяг. 2. Коробка передач по п.1, отличающаяся тем, что, с целью обеспечения реверсирования всех ступеней передач, узел реверсирования выполнен в виде дополнительных осей, закрепленных в корпусе, паразитных шестерней, установленных на дополнительных осях, шестерни с внешним зацеплением, установленной на входном валу с ограничением осевого перемещения относительно корпуса, шестерни с внутренним зацеплением, установленной концентрично шестерне внешнего зацепления и взаимосвязанной с ней через паразитные шестерни, двух шпонок, установленных на входном валу и предназначенных для взаимодействия или с шестерней с внешним зацеплением, или с ведущим зубчатым колесом, а входной вал установлен в корпусе с возможностью осевого перемещения в два крайних положения.