СИНХРОНИЗАТОР КОРОБКИ ПЕРЕДАЧ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА Российский патент 1999 года по МПК F16D23/02 

Изобретение относится к коробкам передач транспортных средств.

Известен синхронизатор коробки передач (см. а.с. СССР N 584136, 1978 г. ), содержащий шестерни, свободно сидящие на валу, подвижную в осевом направлении муфту включения со шлицами, перемещающуюся в осевом направлении по шлицам ступицы, жестко связанной с валом, причем на ступице имеются дополнительные утолщенные шлицы, которые короче основных.

Недостатком такого синхронизатора является повышенное усилие при выключении передачи из-за большого сопротивления утолщенных шлиц.

Известен синхронизатор коробки передач (см. патент GB N 1513483, 1978 г. ), содержащий шестерни, свободно сидящие на валу, подвижную в осевом направлении муфту включения со шлицами, перемещающуюся в осевом направлении по шлицам ступицы, жестко связанной с валом, причем на торце ступицы имеются фаски, а угол профиля боковых поверхностей шлиц ступицы отличается от угла профиля шлиц муфты.

Недостатком такого синхронизатора является его меньшая долговечность и невысокая надежность, связанная с более низкой несущей способностью из-за наличия точечного контакта при контакте шлицев ступицы и муфты, имеющих разные углы профиля.

Целью изобретения является повышение долговечности и надежности синхронизатора путем обеспечения поверхностного контакта в контакте шлиц ступицы и муфты.

Указанная цель достигается тем, что синхронизатор коробки передач содержит шестерни, свободно сидящие на валу, подвижную в осевом направлении муфту включения со шлицами, перемещающуюся в осевом направлении по шлицам ступицы, жестко связанной с валом, имеющими угол профиля у основания, совпадающий с углом профиля шлицев муфты, причем шлицы ступицы со стороны по крайней мере одного из ее торцев имеют высоту, меньшую, чем в средней ее части, в которой шлицы у вершины зуба на высоте большей, чем у торцов, имеют угол профиля, меньший угла профиля шлицев муфты, либо они имеют неэвольвентный или составной профиль с шириной на вершине большей, чем ширина эвольвентного профиля, соответствующего эвольвентной части шлица у его основания.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемый синхронизатор отличается тем, что шлицы ступицы со стороны по крайней мере одного из ее торцов имеют высоту, меньшую, чем в средней ее части, в которой шлицы у вершины зуба на высоте большей, чем у торцов, имеют угол профиля, меньший угла профиля шлицев муфты, либо они имеют неэвольвентный или составной профиль с шириной на вершине большей, чем ширина эвольвентного профиля, соответствующего эвольвентной части шлица у его основания.

Таким образом, заявляемое устройство является новым и имеет изобретательский уровень.

Устройство промышленно применимо, так как может использоваться в трансмиссии транспортных средств, в частности в качестве синхронизатора коробки передач автомобиля "Москвич-2141".

Изобретение поясняется чертежами, где:
фиг. 1 - конструкция синхронизатора;
фиг. 2 - конструкция муфты и ступицы синхронизатора;
вариант 1 - конструкция муфты и ступицы синхронизатора с эвольвентным профилем вершины шлицев ступицы;
вариант 2 - конструкция муфты и ступицы синхронизатора с неэвольвентным профилем вершины шлицев ступицы;
вариант 3 - конструкция муфты и ступицы синхронизатора с составным профилем вершины шлицев ступицы;
фиг. 3 - взаимодействие шлицев муфты и ступицы в выключенном состоянии;
фиг. 4 - взаимодействие шлицев муфты и ступицы в промежуточном состоянии;
фиг. 5 - взаимодействие шлицев муфты и ступицы во включенном состоянии.

Синхронизатор коробки передач содержит одну или две шестерни 1 (фиг. 1), свободно сидящие на валу 2 (например, на подшипниках), подвижную в осевом направлении муфту 3 включения со шлицами 4, которая имеет возможность перемещаться в осевом направлении по шлицам 5 ступицы 6. Ступица 6 жестко связана в окружном и осевом направлении с валом 2 или выполнена заодно с ним. Шлицы ступицы со стороны торцов ступицы имеют высоту A₁ (фиг. 2), меньшую, чем в средней ее части A₂, в которой шлицы от основания по крайней мере до высоты A₁ имеют угол профиля α₁, совпадающий с углом профиля α₂ шлицев муфты, а в зоне D у вершины - угол профиля α₃, меньший угла α₂ (фиг. 2, вариант 1), неэвольвентный (фиг. 2, вариант 2) или составной (фиг. 2, вариант 3) профиль с шириной на вершине B₁ большей, чем ширина продолжения эвольвентного профиля B₂, соответствующего эвольвентной части шлица у его основания. В зоне между высокой средней и низкой торцовой частью шлицев ступицы может быть переходная зона C. С муфтой 3, например, с помощью пружины 7 и пальцев 8 связаны синхронизирующие кольца 9, взаимодействующие с помощью конических поверхностей с конусами 10 шестерен 1. Шестерни 1 имеют шлицы 11, взаимодействующие со шлицами 4 муфты 3.

Работа синхронизатора осуществляется следующим образом: в выключенном состоянии муфта синхронизатора сидит на шлицах ступицы, опираясь на верхнюю часть шлица ступицы, так как ширина B₁ больше, чем ширина B₂. В нижней части шлицы муфты и ступицы расположены с зазором δ₁, примерно равном (B₁-B₂)/2 (фиг. 3). После начала включения синхронизатора муфта 3 (фиг. 1) перемещается в сторону шестерни 1, при этом пружина 7 через пальцы 8 воздействует на синхронизирующие кольца 9, прижимая их к конусам 10 шестерен 1. За счет трения синхронизирующих колец 9 по конусам 10 шестерен 1 происходит выравнивание скоростей муфты 3 и шестерен 1. После окончания синхронизации муфта 3 продолжает перемещаться в сторону шестерни 1, зацепляясь своими шлицами 4 со шлицами 11 шестерни 1, происходит включение передачи. В конце хода включения шлицы 4 муфты 3 попадают в переходную зону C (фиг. 4), где высота шлица 5 A' ступицы 6 постепенно уменьшается от A₁ до A₂, при этом зазор δ′ уменьшается от δ₁ до 0, происходит разворот муфты относительно ступицы на некоторый угол β, при этом происходит полное включение синхронизатора, при котором осуществляется поверхностный контакт шлицев 4 и 5 муфты 3 и ступицы 6 (фиг. 5).

При обратном перемещении муфты 3 в сторону среднего положения в зоне C зазор δ постепенно увеличивается от 0 до δ₁, при этом происходит обратный разворот муфты 3 относительно ступицы 6 на угол β, для чего необходимо определенное усилие, тем большее, чем больший крутящий момент передает синхронизатор, которое и препятствует самопроизвольному выключению синхронизатора при передаче им крутящего момента.

Применение предлагаемого изобретения позволяет повысить несущую способность синхронизатора путем обеспечения поверхностного контакта в контакте шлиц ступицы и муфты.

Синхронизатор коробки передач транспортного средства содержит шестерни, свободно сидящие на валу, муфту включения со шлицами, подвижную в осевом направлении. Муфта имеет возможность перемещения по шлицам ступицы, жестко связанной с валом, которые имеют угол профиля у основания, совпадающий с углом профиля шлицев муфты. Шлицы ступицы со стороны по меньшей мере одного из ее торцов имеют высоту, меньшую, чем в средней ее части. В указанной средней части шлицы ступицы имеют угол профиля у вершины, меньший угла профиля шлицев муфты. Указанные шлицы могут иметь также неэвольвентный или составной профиль с шириной на вершине, большей, чем ширина эвольвентного профиля, соответствующего эвольвентной части шлица у его основания. Технический результат, достигаемый при реализации изобретения, состоит в повышении долговечности и надежности синхронизатора. 5 ил.

Синхронизатор коробки передач, содержащий шестерни, свободно сидящие на валу, подвижную в осевом направлении муфту включения со шлицами, перемещающуюся в осевом направлении по шлицам ступицы, жестко связанной с валом, имеющим угол профиля у основания, совпадающий с углом профиля шлицев муфты, отличающийся тем, что шлицы ступицы со стороны по крайней мере одного из ее торцов имеют высоту, меньшую, чем в средней ее части, в которой шлицы у вершины зуба на высоте, большей, чем у торцов, имеют угол профиля, меньший угла профиля шлицев муфты, либо они имеют неэвольвентный или составной профиль с шириной на вершине, большей, чем ширина эвольвентного профиля, соответствующего эвольвентной части шлица у его основания.