Узел ступенчатой коробки передач с жестко связанными одно с другим блокирующим кольцом синхронизатора и зубчатым кольцом и способ его сборки Советский патент 1985 года по МПК F16D23/06 

от центра блокирукяцего кольца к его периферии, а закрепление послед- него на стуонде зубчатого колеса ЕМйолняют путем ввода в технологические отверстия развальцовочного инструмента с конической головкой и выдавливания выступа, технологического отверстия блокирующего кольца в сторону упорного торца зубчатого колеса в его кольцевую канавку и вшлицевую впадину.

1, Узел ступенчатой коробки передач с жестко связанными одно с другим блокирующим кольцом синхронизатора и зубчатым колесом, содержащий упомянутое блокирующее кольцо с шлицевьш участком и с внутренней конической синхронизирукадей поверхностью, упомянутое зубчатое колесо с жестко закрепленными на его ступице зубчатым венцом под муфту включения синхронизатора и ишицевым участком под блокирующее кольцо, расположенным межру кольцевыми канавками ступицы у упорного торца ее зубчатого венца, стопоры, выполненные пластической деформацией и установленные с возможностью фиксирования осевого перемещения блокирующего кольца, причем впадины шлицевого участка вn.:ины зубчатого венца зубчатого колеса, противолежат одни другим, о т л н чающийся тем, что, с целью повышения надежности,фиксирующие осевое перемещение блокирукщего кольца стопоры выполнены в виде выступоп, размещенных во впгщинах шлицевого участка блокирующего кольца и в ближней к упорному торцу зубчатого колеса кольцевой канавке, причем выступы выполнены из материала блокирующего кольца и радиально направлены к оси последнего. 2. Способ сборки узла ступенчатой коробки передач с жестко связан(Л ными одно с другим блокирующим кольцом синхронизатора и зубчатым колесом, включающий установку блокирующего кольца на шлицевом участке ступицы зубчатого колеса до упора в торец последнего и закрепление стопорами блокирующего кольца от осевого перемещения на ступице зубчатого колеса, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, перед установкой блокирующего кольца в теле последнего выполняют параллельные оси его шпицевого участка, равномерно расположенные по окружности технологические отверстия с внутренними выступами, причем каждое технологическое отверстие образовано двумя отверстиями, расположенными одно относительно другого с эксцентриситетом, внутренний выступ технологического отверстия образован смецени ем отверстий-, расположен над шлицевой впадиной шлицевого участка блокирунщего колыша и радиально направлен

Изобретение относится к машиностроению, в частности к авто- и трак торостроению и может быть использовано в коробках передач, преимущественно типа ЯМЗ, транспортных средств.

Известен синхронизатор коробок передач, в котором синхронизирующие конические поверхности выполнены с внутренним конусом, а блокирующее кольцо синхронизатора, исходя иэ требований технологии, выполнено составным и жестко закреплено от окружного и осевого перемещений на зубчатом колесе коробки передач СО

Недостатком устройства является большой осевой габарит, что ухудшает его зксплуатационные характеристики.

Известен синхронизатор коробок передач, содержащий подвижную в осевом направлении муфту включения и блокнруищее кольцо, сопряженные друг с другом по коническим поверхностям, причем коническая поверхность блокирующего кольца охватывает коническую поверхность муфты включения (т«е, синхронизируюсще поверхности выполне ны с внутренним конусом), а закрепленное на торце ступицы зубчатого колеса блокирующее кольцо синхронизатора зафиксировано от осевого смещения крепежными элементами на указанном торце ступицы, а от окружного - шлицевым соединением С2.

Недостатком данного устройства является сложность технологии сборкн.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является ступенчатая коробка передач ЯМЗ с устройством осевой фиксации блокирующего кольца синхронизатора с внутренним конусом на ступице зубчатого колеса Указанное устройство осевой япссации содержит ступицу с двумя зубчатыми венцами и конусное фрикционное бло кнрукщее кольцо, связанное со ступицей посредством шлицев. Для соединения с фрикционным кольцом на поверхности ступицы между зубчатыми венцами выполнен шлицевой участок с кольцевыьо канавками по краям. От осевого смещения фрикционное кольцо зафиксировано стопором, предетавлякяцим из себя бурт, сформирозанный на торце кольца и заглубленный при

сборке в кольцевую канавку ступицы, примыкающую к зубчатому венцу муфты включения синхронизатора.

Сборка известного устройства осевой фиксации блокирующего кольца еинхронизатора заключается в том, что на стушщу,имеющую на поверхности, два зубчатых венца и расположенный между венцами шлицевой участок с ,кольцевыми канавками по краям, устанавливают до упора в один из венцов конусное фрикционное кольцо, снабженное внутренними шлицами, и затем стопорят кольцо от осевого смещения-. При зтом для стопорения кольца яа

его торце в непосредственной близости от посадочного отверстия предварительно формируют стопорный 6ypt, выступающий в осевом направлении, а после установки кольца на ступицу

этот бурт отгибают к центру путем обкатки роликов и заглубляют его в кольцевую канавку ступицы Сз.

Однако известный способ не позволяет осуществлять сборку составного

зубчатого колеса, у которого осевой стопор фрикционного кольца должен располагаться в кольцевой канавке, примыкающей к венцу зубчатой передачи, и канавка, примыкающая к венцу

муфты включения, должна быть свобод3на для надежного включения муфты включения синхронизатора. Недостаток известного устройства заключается в том, что его конструкция не обеспечивает надежной работы муфты синхронизатора. Это обусловлено тем, что непосредственно к задним торцам зубьев муфты, расположенным на ступице колеса, примыкает стопорный бурт фрикционного блокирующего кольца.- Вследствие этого при включении муфты синхронизатора ее зубья, расположенные на ступице колеса, и зубья, расположенные на подвижной каретке муфты включения взаимодействуют одни с другими без взаимного перекрытия. Однако муфты, включаемые без перекрытия зубьев, ра ботают недостаточно надежно. При износе зубьев на их поверхностях образуются наклонные площадки, вызьшающие самовыключение муфты. Цель изобретения - повышение надежности при переключении передач с помощью синхронизатора. Поставленная цель достигается тем, что в узле ступенчатой коробки передач с жестко связанными одно с другим блокирующим кольцом синхронизатора и зубчатым колесом, содержащим упомянутое блокирующее кольцо с шлицевым участком и с внутренней ког нической синхронизирующей поверхностью, упомянутое зубчатое колесо с жестко закрепленными на ступице зубчатым венцом под муфту включения син хронизатора и шлицевым. участком под блокирующее кольцо, расположенным между кольцевыми канавками ступицы у упорного торца ее зубчатого венца, стопоры выполненныз пластической деформацией и установленные с возможностью фиксирования осевого перемеще ния блокирующего кольца, причем впадины шлицевого участка и впадины зуб чатого венца зубчатого колеса противолежат одни другим, фиксирующие осе вое перемещение блокирукяцего кольца стопоры выполнены в виде выступов, размещенных во впадинах пшицевого участка блокирукяцего кольца и в ближайшей к упорному торцу зубчатого колеса кольцевой канавке, причем выступы выполнены из материала блокиругацего кольца и радиалько направлены к оси последнего. Поставленная цель достигается тем что согласно способу сборки блокиру884ющего кольца синхронизатора с зубчатым колесом ступенчатой коробки передач, включающему-установку блокирующего кольца на пшицевом участке стуг пицы зубчатого колеса до упора в торец последнего и закрепление стопорами блокирующего кольца от осевого перемещения на ступице зубчатого колеса, перед установкой блокирующего кольца в теле последнего выполняют параллельные оси его шлицевого участка, равномерно расположенные по окг ружности технологические отверстия с внутренними выступами, причем каждое технологическое отверстие образовано двумя отверстиями, расположенными одно относительно другого с эксцентриситетом, внутренний выступ технологического отверстия образован смещением отверстий, расположен над шлицевой впадиной шлицевого участка блокирующего кольца и радиально направлен от центра блокирующего кольца к его периферии, а закрепление последнего на ступице зубчатого колеса выполняют путем ввода в технологические отверстия развальцовочного инструмента с конической головкой и выдавливании выступа технологического отверстия блокирующего кольца в сторону упорного торца зубчатого колеса в его кольцевую канавку и в шлицевую впадину. На фиг.1 показан узел ступенчатой коробки передач в виде составного зубчатого колеса; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.З - схема взаимного расположения зубьев муфты включения синхронизатора и зубчатого венца колеса; на фиг.4 и 5 элементы технологического отверстияi на фиг.6 и 7 - положение деталей собираемого колеса и развальцовочного инструмента в различные моменты сборки, на фиг.8 - пример сборки. Узел ступенчатой коробки передач, например для коробки передач с синхронизатором и с внутренним конусом, выполнен в виде сборного зубчатого колеса, содержащего ступицу 1 и блокирующее фрикционное кольцо 2 с внутренней конической синхронизирующей поверхностью. Ступица имеет венец 3 зубчатой передачи и венец 4 зубчатой муфты включения синхронизатора, между которыми расположен шлицевой учаеток 5 с технологическими кольцевыми канавками 6 и 7 по краям, причем впадины шлицевого участка противолежат впадинам зубчатого венца 4j фрикционное кольцо 2, снаб женное вну- рекййми шлицами 8, которь ми оно установлено на ступице зубчатого колеса до упора в его упорный торец медду венцами 3 и 4 и жестко зафиксировано от осевого скещения металлическими стопорам ;, 9, которые выполнены методом местной пластической деформации из металла блокирующего кольца в виде радиально направленных к оси и равномерно расположенных по окружности выступов, сформированных на дне пшицевой впадины кольца. Стопор 9 размещен также в кольцевой канавке б и примыкает к упорному торцу венца 3 зубчатой передачи. В коробке передач зубчатое колесо устанавливают на валу с возможностью свободного вращения, а рядом с ним на том же валу устанавливают на шлицах подвижную каретку 10 муфты включения синх ронизатора. Причем передние концы 11 зубьев подвижной каретки 10 сопряжены с впадинами зубчатого венца 4. Узел ступенчатой коробки передач с жестко связанными один с другим блокирующим кольцом синхронизатора и зубчатым колесом работает следующим образом. Для включения передачи подвижную каретку 10 перемещают по направлению к зубчатому колесу. При этом сперва контактирунуг фрикционные синхронизи рующие поверхности кольца и каретки а затем происходит полное включение муфты синхронизатора и включение нуж ной передачи. Передние концы 11 зубьев каретки (фиг.З) заходят за задние торцы зубьев зубчатого венца 4, т.е. обеспечивается необходимое для надежной работы муфты перекрытие зубьев . Способ сборки составного зубчатог колеса заключается в следующем. В конусном блокирующем фрикщюнно кольце 2, на посадочной поверхности которого выполнены щлицы, в непосред ственной близости от лицевой впадины 12 шлицор выполняют параллельное оси кольца ступенчатое технологическое отверстие, равномерно расположенное по окружности. Каждое технологическо отверстие образовано двумя отверстия ми 13 и 14, расположенными одно относительно другого с эксцентриситето 8 е. При .этом на стыке двух отверстий образуется внутренний технологический выступ 15, направленный радиально от центра кольца к периферии и расположенный над шлицевой впадиной 12. Подготовленное таким образом фрикционное кольцо 2 устанавливают на ступицу 1, имеющую на поверхности два зубчатых венца 3 и 4 и расположенный между венцами шлицевой участок 5с кольцевыми канавками 6 и 7 по краям. Установку кольца на шлицевой участок ступицы осуществляют со стороны венца 4 муфты включения синхронизатора (имеющего одинаковый с шлицевым участком наружный диаметр) до упора в торец венца 3 зубчатого колеса. Технологический выступ 15 в технологическом отверстии кольца располагается при этом приблизительно напротив кольцевой канавки 6, примыкающей к венцу .3.- :-:. ..-,, ./. Затем в тёхноатюгическое отверстие кольца вводят развальцовочный инструмент 16, снабженный конической рабочей головкой 17.воздействуя с приложением деформ14 ующего усилия на внутренний технологический выступ 15 технологического отверстия. При зтом перемычка 18 технологического выступа 15, расположенная над кольцевой канавкой 6 и шлицевой впадиной 12, деформируется (или вьщавливается) ; и на дне шлицевой впадины формируется радиально направленньй ст.опорньй 9 выступ, которьй входит в кольцевую канавку 6 и шлицевую впадину 12, фиксируя или закрепляя таким образом блокирукйцее кольцо 2 от осевого смещения. Наиболее целесообразно формировать на посадочной поверхности фрикционного кольца не один, а несколько (три или четьфе) стопорных выступов, равномерно распределенных по окружности. При серийном производстве для этого используют специальное приспособление. Сборку предлагаемого узла производят следующим образом. Блокирующее кольцо синхронизатора устанавливают на ступице зубчатого колеса до упора в его упорный торец и в таком положении закрепляют от осевого перемещения стопорами. Пере; установкой блокирующего кольца 2 в его теле выполняют технологические отверстия 13 и 14, расположенные равномерно по окружности напротив шпицевых впадин 12. Каждое отверстие имеет две эксцентрично расположенных ступени со смещением центров по радиусу кольца на 0,5 мм. Диаметры ступеней 11 и 12 мм. Центры меньших по диаметру ступеней расположены на окружности диаметром 137 мм. Материал кольца - сталь 15Х1Н2ТА по ГОСТ 4543-71 В зоне сопряжения кольца со ступеней сталь улучшена до HRC 18-24, Блокирующее фрикционное кольцо 2 в месте сопряжения со ступицей имеет толщину 7,5 мм. На посадочной поверхности кольца выполняются шлицы со следукщими размерами: диаметр окружности выступов 112 мм, диаметр окружности впадин 120 мм, толщина зубьев и шаг те же, что на ступице. Сопрягаемый с шлицами блокирующего кольца вшицевой участок 5 выполняет ся со следуицими размерами: диаметр окружности выступов 120 мм,диаметр окружности впадин 110,2 мм, длина 3,3 мм, толщина зубьев на делительной окружности 7,5 мм, шаг 14,137 мм. По краям шлицевого участ ка ступица имеет кольцевые канавки с внутренним диаметром 108 мм и шириной 4 мм. Материал ступицы сталь 15ХГН2ТАпо ГОСТ 4543-71, повеохностьцементирована на глубину 1,01,3 мм, HRC 58-62 (фиг.8). Закрепление кольца осуществляют npefccoM усилием 50т с помощью специ ального приспособления, состоящего опорной плиты я с оправкой 5 и пуан 8 с тремя развапьцовочными пал цами г. Опорную плиту закрепляют н столе пресса, а пуансон - на штоке. Порядок сборки следующий. Ступицу, 88,8 сориентировав ее венцом зубчатой передачи вниз, одевают на оправку опорной плиты приспособления к затек устанавливают на ступицу фрикционное кольцо, центрируя его по зубьям муфты включения. Приводят в движение шток пресса и вводят развальцозочные паль-цы пуансона в технологические отверстия кольца. При дальнейшем движении пуансона вниз его развальцовочные пальцы воздействуют на внутренние уступы технологических отверстий и таким образом сперва напрессовывают кольцо на пшицевой участок ступицы до упора в венец зубчатой передачи, а затем формируют на посадочной поверхности кольца стопорные выступы, которые входят в кольцевую канавку ступицы, фиксируя на ней кольцо от осевого смещения. Движение пуансона вниз прекращают несколько раньше, чем его развальцовочные пальцы дойдут до венца зубчатой передачи. Затем пуансон отводят вверх, удерживая в это время собранное зубчатое колесо прижимными планками, и снимают колесо с оправки. Использование предлагаемого устройства по сравнению с базовым объектом - аналогичным узлом ступенчатой коробки передач ЯМЗ-201, обеспечит надежность в работе, т.е. не позволит самовыключаться подвижной каретки синхронизатора при износе зубьев ее зубьев, что обеспечит надежное переключение скоростей в ступенчатой коробке передач. Кроме того, использование предлагаемого способа сборки позволит получить надежную осевую фиксацию блокирующего кольца синхронизатора отно сительно ступицы зубчатого колеса коробки передач.

т

/

7 //

687

Фиг. f

6 7

А-А

Фиг.

Фиг. 2

/ /

S (риг.д