КОРОБКА ПЕРЕДАЧ Российский патент 2001 года по МПК F16H3/00 F16H3/20 

Изобретение относится к механизмам, у которых ступенчатое изменение передаточного отношения осуществляется при переключении зубчатых передач, размещающихся в отдельном корпусе, и может быть использовано в машиностроении, станкостроении и других видах техники, где используются ступенчатые переключения передач.

Известные коробки передач (см. "Словарь-справочник по механизмам" А.Ф. Крайнева. М.: Машиностроение, 1981, с. 139), содержащие разъемный корпус, с установленными ведущим и ведомым валами, каретки с зубчатыми венцами, выполненные с возможностью перемещения по шлицам соответствующих валов и связанные с рычагами управления, промежуточный вал с жестко закрепленным блоком зубчатых венцов. Расположение валов параллельное.

У известных коробок передач с параллельным расположением валов ограничивается возможность увеличения числа переключающих передач. В зависимости от числа элементов управления и переключающих передач возрастает дополнительное число валов и зубчатых колес, что приводит к габаритам и усложнению данного механизма. Например, при последовательном соединении трех двухскоростных передач, можно получить только шесть режимов переключений.

В предлагаемой коробке передач с тремя валами и тремя блоками зубчатых венцов можно получить более 30 переключений передач.

С целью упрощения конструкции и увеличения диапазона передаточного отношения у предлагаемой коробки передач промежуточный вал, связанный с рычагом управления, установлен перпендикулярно ведущему и ведомому валам, с возможностью перемещения вдоль своей оси и фиксации, а зубчатые венца блока, закрепленного на промежуточном валу, расположены концентрично в одной плоскости.

На фиг. 1 изображен блок венцов, вид сбоку.

На фиг. 2 показан разрез коробки передач в плоскости валов и разрез по А-А на фиг. 1.

Коробка передач содержит разъемный корпус 1 и 2, в котором установлены ведущий вал 3 и ведомый вал 4. На фиг. 2 ведущий вал 3 и ведомый вал 4 расположены соосно. В зависимости от конструктивных особенностей валы могут быть располагаться относительно друг друга под различным гулом. На валах 3 и 4 выполнены шлицы 5 и 6, по которым могут свободно перемещаться каретки с зубчатыми венцами 7 и 8. Каретки связаны с рычагами управления 9 и 10. Перпендикулярно ведущему и ведомому валам установлен промежуточный вал 11, на котором жестко закреплен блок зубчатых венцов 12 и 13 (показано 6 венцов). Венцы расположены относительно друг друга концентрично (см. фиг. 14, 15, 16, 17, 18, 19). Промежуточный вал имеет возможность свободно перемещаться вдоль своей оси. На выступающем наружу конце вала выполнена кольцевая проточка 20, для связи с рычагом управления (не показано). При включенном режиме вал 11 удерживается от продольных перемещений фиксатором 21, входящим в кольцевую проточку 22. Для фиксации управляемых рычагов 9 и 10 предусмотрены фиксаторы 23, 24, 25, 26, 27, 28 и 29, 30, 31, 32, 33, 34. соответственно. Выходящие наружу концы валов 35 и 36 предназначены для подачи и отбора мощностей, причем, вход и выход являются равнозначными и могут меняться местами при необходимости.

Коробка передач работает следующим образом.

Крутящий момент от двигателя подается на вал 3, а снимается мощность с вала 4. При вращении ведущего вала по часовой стрелке ведомый вал будет вращаться против часовой стрелки.

На фиг. 2 показано расположение кареток с зубчатыми венцами , находящимися в зацеплении с венцом 14 блока зубчатых венцов 12 и 13. Такое положение сцепленных венцов будет соответствовать среднему диапазону передаточного отношения. Данная коробка передач рассчитана на более 30 различных передач. Предлагается к рассмотрению только основные одиннадцать передач, остальные получаются аналогичным образом при разных комбинациях зубчатых венцов.

Шестая передача
Зубчатый венец 14 находится в зацеплении с венцами 7 и 8 кареток.

Управляемые рычаги 9 и 10 зафиксированы в положениях 23 и 29.

Вращение будет передаваться от вала 3, через венец 8, венец 14, венец 7, вал 4.

Седьмая передача
Снимается фиксация с вала 11 фиксаторами 21 и 22.

Промежуточный вал 11 с блоком зубчатых венцов 12 и 13 передвигается влево, до полного выхода зубьев из зацепления у венцов блока с каретками. Вал передвигается рычагом управления (не показано) за конец вала с проточкой 20.

Каретка с зубчатым венцом 7 перемещается рычагом управления 9 на уровень венца 15 фиксируется в положении 24 фиксатором.

Промежуточный вал 11 с блоком венцов 12 и 13 перемещается вправо и фиксируется фиксаторами 21 и 22. Зубчатые венцы войдут в зацепление 8 с 14, а 7 с 15.

Вращение будет передаваться от вала 3 через венец 8, венец 14, венец 15, венец 7 на вал 4.

При постоянной скорости вращения ведущего вала скорость вращения у ведомого вала увеличится, т.к. диаметр венца 15 больше диаметра венца 14.

Восьмая передача
Снимается фиксация 21 и 22 с вала 11.

Вал 11 с блоком венцов 12 и 13 перемещается влево.

Венцы 14 и 8, 7 и 15 выходят из зацепления.

Каретка с венцом 7 перемещается рычагом 9 на уровень венца 16 и рычаг 9 фиксируется в положении 25.

Вал 11 с блоком венцов перемещается вправо и вал фиксируется фиксатором 21 и 22. Венцы 7 и 16, 8 и 14 войдут в зацепление.

Вращение будет передаваться от вала 3, венец 8, венец 14, венец 16, на венец 7 и вал 4.

Скорость вращения ведомого вала также увеличится.

Девятая передача
Снимается фиксация 21 и 22 с вала 11.

Вал 11 с блоком венцов перемещается влево.

Венцы 7 и 16, 8 и 14 выходят из зацепления.

Каретка с венцом 7 перемещается на уровень венца 17 и рычаг фиксируется в положении 26.

Вал 11 с блоком венцов перемещается вправо и вал фиксируется фиксаторами 21 и 22.

Венцы 7 и 17, 8 и 14 войдут в зацепление.

Вращение будет передаваться от вала 3, на венец 8, венец 14, венец 17, венец 7, вал 4.

Скорость также увеличится.

Десятая передача
Снимается фиксация 21 и 22 с вала 11.

Вал 11 с блоком венцов перемещается влево.

Венцы 8 и 14, 7 и 17 выходят из зацепления.

Каретка с венцом 7 перемещается рычагом 9 до уровня венца 18.

Рычаг 9 фиксируется в положении 27.

Вал 11 с блоком венцов перемещается вправо и вал фиксируется фиксаторами 21 и 22.

Венцы 8 и 14, 7 и 18 войдут в зацепление.

Вращение будет передаваться от вала 3 на венец 8, венец 14, венец 18, венец 7, вал 4.

Скорость вращения также увеличится.

Одиннадцатая передача
Снимается фиксация 21 и 22 с вала 11.

Вал 11 с блоком венцов перемещается влево.

Венцы 8 и 14, 7 и 18 выходят из зацепления.

Каретка с венцом 7 перемещается рычагом 9 на уровень венца 19 и рычаг фиксируется в положении 28.

Вал 11 с блоком венцов перемещается вправо и вал фиксируется фиксатором 21 и 22.

Венцы 8 и 14, 7 и 19 входят в зацепление.

Вращение будет передаваться от вала 3 на венец 8, венец 14, венец 19, вал 4.

Скорость вращения также увеличится и будет самой большой.

Холостой ход
Снимается фиксация с вала 11 от фиксаторов 21 и 22.

Вал 11 с блоком венцов перемещается влево, при этом венцы выводятся из зацепления и вращения передаваться не будет.

Ведомый вал 4 можно остановить.

Переключение понижающих передач
Пятая передача
Снимается фиксация 21 и 22 с вала 11.

Вал 11 с блоком венцов 12 и 13 перемещается влево.

Каретка с венцом 7 возвращается рычагом 9 в исходное положение и перемещается на уровень венца 14.

Рычаг 9 фиксируется в положении 23.

Каретка с венцом 8 перемещается на уровень с венцом 15 (вниз), рычаг 10 фиксируется в положении 30.

Вал с блоком венцов перемещается вправо и фиксируется фиксатором 21 и 22.

Венцы 7 и 14, 8 и 15 входят в зацепление.

Вращение будет передаваться от вала 3, венец 8, венец 15, венец 14, венец 7, вал 4.

Скорость вращения уменьшится, т.к. диаметр венца 15 больше венца 14.

Четвертая передача
Снимается фиксация 21 и 22 с вала 11.

Вал 11 с блоком венцов перемещается влево.

Венцы 7 и 14, 8 и 15 выйдут из зацепления.

Каретка с венцом 8 перемещается рычагом 10 на уровень венца 16 и рычаг фиксируется в положении 31.

Вал 11 с блоком венцов перемещается вправо и вал фиксируется фиксатором 21 и 22.

Венцы 8 и 16, 7 и 14 войдут в зацепление.

Вращение будет передаваться от вала 3, венец 8, венец 16, венец 14, венец 7, вал 4.

Скорость вращения также уменьшится.

Третья передача
Снимается фиксация 21 и 22 и вала 11.

Вал 11 с блоком венцов перемещается влево.

Венцы 8 и 16, 7 и 14 выходят из зацепления.

Каретка с венцом 8 перемещается рычагом 10 до уровня венца 17 и рычаг 10 фиксируется в положении 32.

Вал 11 с блоком венцов перемещается вправо и вал фиксируется фиксатором 21 и 22.

Венцы 7 и 14, 8 и 17 входят в зацепление.

Вращение будет передаваться от вала 3, венец 17, венец 14, венец 7, вал 4.

Скорость вращения также уменьшится.

Вторая передача
Снимается фиксация 21 и 22 с вала 11.

Вал 11 с блоком венцов перемещается влево.

Венцы 7 и 14, 8 и 17 выйдут из зацепления.

Каретка с венцом 8 перемещается ручкой 10 на уровень венца 18 и рычаг 10 фиксируется в положении 33.

Вал 11 с блоком венцов перемещается вправо и фиксируется фиксатором 21 и 22.

Венцы 7 и 14, 8 и 18 входят в зацепление.

Вращение будет передаваться от вала 3, венец 8, венец 18, венец 14, венец 7, вал 4.

Скорость вращения также уменьшится.

Первая передача
Снимается фиксация 21 и 22 с вала 11.

Вал 11 венцов перемещается влево.

Венцы 7 и 14, 8 и 18 выходят из зацепления.

Каретка с венцом 8 перемещается ручкой 10 на уровень венца 19 и рычаг 10 фиксируется в положении 34.

Вал 11 с блоком венцов перемещается вправо и вал фиксируется фиксатором 21 и 22.

Венцы 7 и 14, 8 и 19 входят в зацепление.

Вращение будет передаваться от вала 3, венец 8, венец 19, венец 14, вал 4.

Скорость также уменьшится и будет самой маленькой из всех комбинаций указанных венцов.

Изобретение относится к механизмам, использующимся в машиностроении, в которых ступенчатое изменение передаточного отношения осуществляется путем переключения зубчатых передач, размещенных в отдельном корпусе. Коробка передач содержит разъемный корпус с установленными ведущим и ведомым валами, каретки с зубчатыми венцами, выполненные с возможностью перемещения по шлицам соответствующих валов и связанные с рычагами управления. Промежуточный вал, установленный перпендикулярно ведущему и ведомому валам, имеет возможность перемещаться вдоль своей оси и снабжен рычагом управления и элементами фиксации. На промежуточном валу жестко закреплен блок зубчатых венцов, которые расположены концентрично в одной плоскости. Данная конструкция коробки передач позволяет уменьшить ее габариты, упростить конструкцию и увеличить диапазон передаточных отношений. 2 ил.

Коробка передач, содержащая разъемный корпус с установленными ведущим и ведомым валами, каретки с зубчатыми венцами, выполненные с возможностью перемещения по шлицам соответствующих валов и связанные с рычагами управления, промежуточный вал с жестко закрепленным блоком зубчатых венцов, отличающаяся тем, что промежуточный вал, связанный с рычагом управления, установлен перпендикулярно ведущему и ведомому валам с возможностью перемещения вдоль своей оси и фиксации, а зубчатые венцы блока, закрепленного на промежуточном валу, расположены концентрично в одной плоскости.