СИНХРОНИЗАТОР Российский патент 1995 года по МПК F16D23/02 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в коробках передач транспортных машин для соединения зубчатого колеса с валом, что необходимо для включения передачи.

Известен синхронизатор с инерционным замком, содержащий муфту включения, которая взаимодействует со ступицей с помощью шлицевого соединения и снабжена разнесенными по окружности укороченными зубьями с профильной поверхностью. Укороченные зубья контактируют с выпуклыми частями упругого кольца, входящими в выемки, выполненные в бортике ступицы. Торец упругого кольца при взаимодействии с блокирующим кольцом обеспечивает фрикционное сцепление с шестерней и синхронизирует вращение этой шестерни и ступицы синхронизатора, благодаря чему происходит безударное взаимодействие включающей муфты и шестерни (Заявка ЕПВ N 0168184, кл. F 16 D 23/06, 1986).

Недостатком этой конструкции является сложность ее изготовления, так как требуется выполнить профильную поверхность только нескольких зубьев, разнесенных определенным образом по окружности муфты.

Известен синхронизатор, содержащий ступицу, установленную на валу, на которой с возможностью осевого перемещения, размещена зубчатая муфта, подпружиненная в радиальном направлении упругим разрезным толкателем, снабженным выступами, установленным с возможностью взаимодействия с подвижным в осевом направлении блокирующим кольцом, на котором выполнен конус для контакта с конической поверхностью зубчатого колеса. Ступица имеет три удлиненных зубца, равномерно расположенных по окружности, которые входят в пазы блокирующего кольца, и пазы под выступы толкателя, расположенные под углом 120о. Контактирующие с выступами толкателя зубья муфты укорочены до их впадин и выполнены со скосами со стороны блокирующего кольца, а впадины с этой же стороны выполнены в виде сквозных пазов с заходными фасками.

Недостатком данного технического решения также является сложность изготовления зубчатой муфты, где требуется выполнение нескольких (управляющих) зубьев укороченными с разнонаклонным продольным профилем, что предопределяет строгую ориентацию муфты относительно ступицы при сборке, а также возможность неравномерного приложения осевого усилия к блокировочному кольцу через торец толкателя из-за технологических погрешностей при выполнении управляющих зубьев муфты, в результате чего неизбежен неравномерный износ конических фрикционных поверхностей синхронизатора.

Сущность изобретения заключается в том, что синхронизатор содержит установленную неподвижно на валу ступицу с зубчатым венцом и равномерно расположенными по окружности пазами под выступы плоского разрезного упругого толкателя, размещенного в ступице, блокирующее кольцо, смонтированное с возможностью взаимодействия с толкателем, зубчатую муфту, установленную на ступице с возможностью осевого перемещения и взаимодействия с выступами толкателя. Все зубья муфты уменьшены со стороны торца по высоте на одну и ту же длину. Между уменьшенными по высоте частями зубьев и частями зубьев с полной высотой профиля выполнены плавно сопряженные с ними управляющие скосы. В ступице имеется кольцевая проточка под деформированный толкатель, а между выступами толкателя и уменьшенными по высоте частями зубьев муфты образован зазор.

В ступице могут быть выполнены две кольцевые проточки с обоих торцов под два толкателя, взаимодействующих с соответствующими блокирующими кольцами, для включения двух различных передач коробки передач. При этом все зубья с обоих торцов муфты уменьшены по высоте на одну и ту же длину и снабжены управляющими скосами в виде плавных переходов, что обеспечивает фиксацию муфты во включенном положении за счет взаимодействия кромок выступов толкателя со скосами зубьев муфты, выполненными со стороны, противоположной направлению включения муфты.

На фиг.1 изображен синхронизатор одностороннего действия; на фиг.2 зубчатая муфта; на фиг.3 ступица; на фиг.4 поперечное сечение ступицы; на фиг.5 толкатель; на фиг.6 синхронизатор двустороннего действия в положении включения одной из передач.

Синхронизатор содержит установленную неподвижно на валу 1 ступицу 2 с зубчатым венцом 3 и равномерно расположенными по окружности пазами 4 под выступы 5 плоского разрезного упругого толкателя 6. Оптимальным является выполнение трех пазов 4, разнесенных под углом 120^о под три выступа 5.

Толкатель 6 размещен в ступице 2 с возможностью взаимодействия с торцом 7 подвижного в осевом направлении блокирующего кольца 8, коническая поверхность 9 которого контактирует с конической поверхностью 10 зубчатого колеса 11. На ступице 2 с возможностью осевого перемещения установлена зубчатая муфта 12, которая взаимодействует с выступами 5 толкателя 6. Все зубья муфты 12 с одной стороны ее на части их длины 13 уменьшены по высоте. Между уменьшенными по высоте частями зубьев 13 и частями зубьев 14 с полной высотой профиля выполнены плавно сопряженные с ними скосы 15. В ступице 2 имеется кольцевая проточка 16 под толкатель 6, установленный в ней в предварительно деформированном состоянии. Между выступами 5 толкателя 6 и уменьшенными по высоте частями зубьев 13 выполнен зазор 17. Зубчатое колесо 11 имеет дополнительный зубчатый венец 18 для соединения с муфтой 12.

При изготовлении синхронизатора двустороннего действия все зубья 19 с противоположного торца муфты 12 также уменьшаются по высоте на части их длины и выполняются дополнительные скосы 20, плавно сопрягающие зубья 19 и зубья полного по высоте профиля 14, расположенные в середине муфты 12. В ступице 2 выполняется дополнительная кольцевая проточка 21, симметрично имеющейся проточке 16. В таком синхронизаторе используется два толкателя 6, два блокирующих кольца 8, а также две шестерни 11 с дополнительными венцами 18 и конусными поверхностями 10.

Устройство работает следующим образом.

При приложении усилия включения к муфте 12 скосы 15 воздействуют на кромки выступов 5 толкателя 6, перемещая его до упора в бортик кольцевой проточки 16 и устанавливая относительно него. Дальнейшее перемещение муфты 12 в осевом направлении приводит к дополнительной деформации толкателя 6 в радиальном направлении, выводу его из проточки 16 и перемещению к торцу 7 блокирующего кольца 8.

Дальнейшее совместное продвижение толкателя 6 и блокирующего кольца 8 приводит к соприкосновению конической поверхности 9 кольца 8 с конической поверхностью 10 зубчатого колеса 11. Возникающий на конических поверхностях момент трения перемещает блокирующее кольцо 8 в положение блокировки.

После окончания процесса выравнивания угловых скоростей вала 1 с сидящей на нем ступицей 2 и зубчатого колеса 11 синхронизатор разблокируется и муфта 12 перемещается далее в осевом направлении, дополнительно деформируя толкатель 6 в радиальном направлении. При этом выступы 5 толкателя 6 начинают контактировать по своей образующей с частями зубьев 14 с полной высотой профиля муфты 12, части зубьев 13, уменьшенные по высоте, входят в зацепление с зубчатым венцом 18 зубчатого колеса 11. При этом последнее через муфту 12 и ступицу 2 соединяется с валом. Происходит включение передачи.

Размещение толкателя в кольцевой проточке ступицы, наличие радиального зазора между выступами толкателя и зубчатой муфтой в нейтральном ее положении, а также выполнение управляющих скосов одинаковыми, что достигается получением их одновременно на всех зубьях муфты, например точением, обеспечивает улучшение работы узла синхронизатора за счет исключения перекосов толкателя уже в начале рабочего хода муфты, а также четкую фиксацию муфты в нейтральном положении.

Кроме того, одинаковый продольный профиль всех зубьев позволяет при износе управляющих скосов восстановить работоспособность синхронизатора путем простой перестановки зубчатой муфты относительно ступицы.

Использование: в коробках передач транспортных средств для соединения шестерен. Сущность изобретения: синхронизатор содержит установленную неподвижно на валу ступицу с зубчатым венцом и равномерно расположенными по окружности пазами под выступы плоского разрезного упругого толкателя, размещенного в ступице, блокирующее кольцо, смонтированное с возможностью взаимодействия с толкателем, зубчатую муфту, установленную на ступице с возможностью осевого перемещения и взаимодействия с выступами толкателя. Все зубья муфты с одной стороны на части их длины уменьшены по высоте. Между этими частями и частями зубьев с полной высотой выполнены плавно сопряженные с ними скосы. Деформированный толкатель установлен в кольцевой проточке ступицы с зазором между его выступами и уменьшенными по высоте частями зубьев. 1 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. СИНХРОНИЗАТОР, содержащий установленную неподвижно на валу ступицу с зубчатым венцом и равномерно расположенными по окружности пазами под выступы плоского разрезного упругого толкателя, размещенного в ступице, блокирующее кольцо, смонтированное с возможностью взаимодействия с толкателем, зубчатую муфту, установленную на ступице с возможностью осевого перемещения и взаимодействия с выступами толкателя, отличающийся тем, что все зубья муфты с одной стороны на части их длины уменьшены по высоте, между последними и частями зубьев с полной высотой выполнены плавно сопряженные с ними скосы, в ступице кольцевая проточка под деформированный толкатель, а между выступами толкателя и уменьшенными по высоте частями зубьев зазор. 2. Синхронизатор по п.1, отличающийся тем, что все зубья с другой стороны муфты на части их длины выполнены уменьшенными по высоте симметрично имеющимся частям зубьев, уменьшенным по высоте, а в ступице выполнена дополнительно кольцевая проточка симметрично имеющейся.