Зубчатая передача Иванова Е.Л. Советский патент 1985 года по МПК F16H3/22 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для передачи силового вращения с переменной частотой вращения ведомого звена.

Цель изобретения - повыщение надежности зубчатой передачи, путем обеспечения возможности переключения передачи под нагрузкой без вывода из зацепления взаимодействующих зубчатых элементов, что позволяет исключить необходимость выключения и повторного включения передачи, а следовательно уменьшить ударный износ зуб чатых колес.

На фиг. 1 изображена общая кинематическая схема передачи; на фиг. 2 - устройство для фиксации коромысла; на фиг. 3 - схема перехода зубчатого ролика по развертке полувенцов; на фиг. 4 - схема прохода зубчатого ролика по полувенцам соседних зубчатых колес блока.

Зубчатая передача содержит корпус 1, размещенные в нем ведущий вал 2 с жестко закрепленным зубчатым колесом 3 и коаксиально ему полый ведомый вал 4 с зубчатым колесом 5 и механизм регулирования. На ведущем валу 2 выполнена конусная проточка 6, а на ведомом валу 4 - конусная проточка 7. Механизм регулирования выполнен в виде блока 8 зубчатых колес внутреннего зацепления. Одна половина венцов этих колес смещена относительно другой половины в радиальном направлении, а колеса каждой половины шарнирно связаны между собой. Оси делительных цилиндров этих колес параллельны оси ведущего вала 2. На крайних зубчатых колесах 9 и 10 блока 8 закреплены храповики 11 и 12, с которыми связаны вилки 13 и 14, поджатые к конусным проточкам 6 и 7 и шарнирно связанные с блоком 8, и фиксаторы 15 и 16 вилок 13 и 14. Блок 3 установлен в корпусе 1 передачи на подшипниках. В корпусе 1 размещен также фиксатор 17 валов. Средние колеса блока 8, равные по диаметру и количеству зубьев в полувенцах 18, соединены между собой жестко и имеют один центр вращения, остальные колеса блока 8 соединены-поперечными сцепными тягами 19 со средним колесом, линия, соединяющая центры вращения этих колес, наклонена по отношению к ведущему 2 и ведомому 4 валам и параллельна тягам 19, связанным щарнирами 20. Рабочие поверхности храповиков 11 и 12 имеют вид витка винтовой линии. В корпусе 1 на шарнире 21 закреплены тяги 22 и 23. На них при помоши шарниров 24 и 25 прикреплены вилки 13 и 14 переключения с роликами 26 и 27, Шарниры 24 и 25 поджаты пружинами 28 и 29, а вилки 13 и 14 переключения - пружинами 30 и 31. Фиксаторы вилок щарнирно взаимосвязаны со штоком 32, коромыслом 33 и щтоком 34. Коромысло 33 установлено на оси 35, а штоки 32 и

34 - в направляющих 36. Под каждым фиксатором 15 и 16 вилок расположен электропривод с сердечником 37. На коромысле выполнено два гнезда 38 для шарика фиксатора 39. Фиксатор 17 валов (фиг. 2) выполнен в виде подпружиненного по оси шарика и предназначен для фиксации валов 2 и 4 в работе.

Передача работает следующим образом. Крутящий момент от ведущего вала 2

0 через зубчатое колесо (ролик) 3 передается блоку 8 колес, с блока 8 - на зубчатое колесо 5 и к ведомому валу 4.

На фиг. 1 показана работа передачи на высшей передаточной ступени. При этом

2 вилки 13 и 14 переключения сцеплены с зубьями фиксаторов 15 и 16, а ролики 26 и 27 не касаются поверхности храповиков 11 и 12.

Для переключения скорости необходимо поднять фиксатор 15 вверх (это можно сделать вручную и автоматически), при этом зуб на другом конце фиксатора 15 освободит нижнюю часть вилки 13 переключения и под действием пружины 30, поворачиваясь на шарнире 24, вилка 13 роликом 27 вой, дет в контакт с храповиком 11. Одновременно тяга 22 под действием пружины 28 замкнет вырез вилки 13 с поверхностью конусной проточки 6 на валу 2. При врашении блока 8 колес и храповика 11 ролик 21 сойдет с уступа храповика 11 и вилка 13

0 прорезью войдет в зацепление с уступом конусной проточки 6, при дальнейшем вращении храповика 11 и блока 8 храповик 11 винтовой поверхностью сместит через ролик 27 вилку 13, ведущий 2 и ведомый 4 валы с зубчатыми колесами (роликами)

5 3 и 5 влево на очередные колеса блока 8,

а передача на одну ступень будет ниже.

При подъеме фиксатора 15 передний его

конец нижней плоскостью опустит UJTOK 32,

который взаимодействует с коромыслом 33,

Q последний, поворачиваясь на оси 35, поднимает шток 34 и зубчатый конец фиксатора 6 вместе с вилкой 14 вверх, вилка 14 выйдет из зацепления с уступом проточки 7 и вал 4 будет освобожден для перемещения влево (на фиг. 2 показана фиксация коромысла 33 в этом положении шариком 39 в гнездах 38). Фиксатор 15 под действием силы тяжести вернется в исходное положение, а вилка 13 переключения сцепится с зубом фиксатора 15. Механизм связи фиксаторов зафиксирован шарико.м 39, вилка 14 поднята над ведомым валом 4, т. е. выключена из работы.

Переключение на высшие передачи производится перемещением валов 2 и 4 вместе с зубчатыми колесами (роликами) 3 и 5

5 по полувенцам блока 8 вправо.

На фиг. 3 и 4 изображен переход зубчатых колес (роликов) 3 и 5 через стык зубчатых полувенцов. Переход ведущих и ведомых зубчатых колес (роликов) аналогичен, поэтому на фиг. 3 и 4 показано одно зубчатое колесо (ролик), а для упрощения изложения принципа перехода (фиг. 4) зубчатые колеса блока 8 показаны с наружным зацеплением. При вращении зубчатого колеса полувенцы взаимодействуют то с правой, то с левой частью венца зубчатого колеса (ролика), смена полувенцов в точке зацепления с зубчатым колесом (роликом) позволяет вести смещение зубчатого колеса (ролика) для перехода на полувенец смежного зубчатого колеса. Если зубчатое колесо (ролик) расположено на стыке, когда верхний полувенец по отношению к нижнему расположен влево, то после прохода зубчатое колесо (ролик) смещается влево по оси его вращения за пол-оборота блока 8 на щирину полувенца и при подходе к стыку будет расположено левой половиной венца против полувенца следующего зубчатого колеса блока 8, а правой половиной венца - против полувенца предыдущего зубчатого колеса блока 8, т. е. зубчатое колесо (ролик) в данный момент находится в зацеплении со стыком двух полувенцов соседних колес. Это происходит в результате синхронного вращения колес блока 8. Так как цилиндры полувенцов имеют одну общую касательную линию, параллельную осям ведущего 2 и ведомого 4 валов, то зубчатое колесо (ролик) тавно вписывается и проходит этот стык полувенцов, не нарущая зацепления. Для смещения зубчатого колеса (ролика) вправо по оси его вращения начало смещения будет на стыке этого же колеса, расположенного против стыка. Верхний полувенец будет расположен по отнощению к нижнему полувенцу вправо и смещение зубчатого колеса (ролика) возможно вправо, так как левое смещение в этом случае переведет зубчатое колесо (ролик) в положение между двумя полувенцами и нарущит зацепление зубчатого колеса (ролика) с полувенцами. На фиг. 4 показано смещение зубчатого колеса (ролика) влево (при правом вращении) через стык и смещение зубчатого колеса (ролика) вправо (при правом вращении) через стык. Поэтому в предлагаемом устройстве храповики 11 и 12 уступами расположены на противоположных стыках полувенцов со сдвигом на 180°. Для смещения зубчатого колеса (ролика) влево служит храповик 11, а для смещения вправохраповик 12.

Зубчатая передача, содержащая корпус, размещенные в нем ведущий вал с жестко закрепленным зубчатым колесом и коаксиально ему полый ведомый вал с зубчатым колесом и механизм регулирования, связанный с зубчатыми колесами ведущего и ве/2 ,. 2 21 ,,,J, Ц. ЗС J5 домого валов, отличающаяся тем, что, с целью повыщения надежности, на ведущем и ведомом валах выполнены конусные проточки, механизм регулирования выполнен в виде блока зубчатых колес внутреннего зацепления, половина венцов которых смещена относительно другой половины в радиальном направлении и колеса каждой половины щарнирно связаны между собой, а оси делительных цилиндров этих колес параллельны оси ведущего вала, закрепленных на крайних зубчатых колесах блока храповиков, взаимодействующих с ними вилок, щарнирно связанных с блоком и поджатых концами к конусным проточкам, и фиксаторов вилок. (Л О5 sj со

Фиг. 3