Механизм переключения передач Советский патент 1988 года по МПК F16H5/04 

БШ

(Л

4

I4D СП

со

00

ч

ФигЛ

связанный с блоком 3 ходовой винт 9. В корпусе 1 на подшипниках 10, 11 12 и 13 соосно с валом 2 установлены подпружиненные дрУг к другу и к корпусу 1 разрезная гайка 15, фрикционное кольцо 17 и храповая втулка 16. С последней взаимодей.ствует установленная в корпусе 1 собачка 18. В состав механизма входит также электрическая цепь управления собачкой 18, включающая электромагнит Э1, электродвигатель Ml, два бесконтактных торцовых переключателя БПТ1 и БПТ2 и блок управления (не показан). В зависимости от положения блока 3 шестерен на валу 2 (соответствующего

вклвочению одной из двух передач) в блоке управления (не показан) формируется сигнал, управляюпр й электромагнитом 31. Включением последнего собачка 18 вводится в зацепление с храповой втулкой 16. Винт 9. начинает взаимодействовать с гайкой 15, передвигая по валу 2 блок 3 шестерен до второго положения (соответствующего включению второй передачи). Переключатели БПП и БПТ2 являются датчиками положений блока 3 для блока управления, задающего режим работы электродвигателя Ml и включающего (отключающего) электромагнит Э1. 2 ил.

Изобретение относится к машиностроению, к механизмам автоматического переключения передач. Цель - упрощение конструкции и повышение эффективности эксплуатации, достигается за счет исключения автономного привода для переключения передач путем использования для этой цели энергии вращения силового вала передачи. Hd ведущем валу 2 передачи : осеподвижно установлен двухвенцовый блок 3 шестерен. Вал 2 - полый, в нем размещен

1

Изобретение относится к мапмно- строению и может быть использовано для автоматического переключения механических передач.

Целью изобретения является упро- щение конструкции и повышение эффективности эксплуатации механизма переключения передач за счет исключени автономного привода для переключения передач путем использования для этой цели энергии вращения силового вала передачи.

На фиг. 1 изображен механизм переключения передач, встроенный в коробку передач с вертикальным расположением валов) на фиг. 2 - блок-схема алгоритма управления механизмом переключения передач.

Механизм переключения передач содержит корпус 1 (одновременно являющийся корпусом всей коробки передач) размещенный в нем вал 2 осеподвижно установленный на валу 2 двухвенцовый блок 3 шестерен и устройство для осевого перемещения и фиксации блока 3 на валу 2. Вал 2 является ведущим валом передачи, в состав которой входят промежуточный 4 и выходной 5 валы с установленными на: них зубчаты ми колесами. Через муфту 6 вал 2 приводится во вращение электродвигателем М1. Вал 2 выполнен полым с двумя диаметрально противоположными про10

5

5

,

дольными пазами 7. В блоке 3 шестерен закреплен размещенный в пазах 7 вала 2 штифт 8. Устройство для осевого перемещения и фиксации блока 3 на валу 2 выполнено в виде размещенного в полости вала 2 скрепленного одним концом со штифтом 8 ходового винта 9, установленных в корпусе 1 на подшипниках 10-13 соосно с валом 2 подпружиненных торцами друг к другу и к корпусу Т пружиной 14 разрезной гайки 15 для взаимодействия с винтом 9, храповой втулки 16 и фрикционного кольца 17 между гайкой 15 и втулкой 16, а также установленной в корпусе 1 собачки 18 для управляемого взаимодействия с храповой втулкой 16 и электрической цепи управления собачкой 18. Собачка представляет собой подпружиненньй к корпусу 1 пружиной 19 в радиальном направлении втулки 16 сГтержень. Электрическая цепь управления собачкой 18 включает в себя взаимодействующий со стержнем собачки 18 электромагнит Э1, электродвигатель Ml, закрепленные на корпусе 1 два бесконтактных торцовых переключателя БТт и БТП2 и блок управления механизмом переключения (не показан).

Блок-схема алгоритма управления механизмом переключения передач включает в себя следующие операторы (фиг. 2): начало алгоритма а| анализ

задания функции b на переключение первого диапазона частот вращения, анализ на равенство единице логичес-. кого состояния с и i соответствен- но БТП1 и БТП2; включение электромагнита 31 принудительного торможения разрезной гайки 15 d и j; вьщержка времени е и k на включение электромагнита Э1 принудительного торможе- ния разрезной гайки 15, задание необходимой частоты вращения электродвигателя Ml в отрицательном (левом) и положительном (правом) направлениях

f и 1; разрешение работы злектродви- 15 вращение последнего и связанного с

35

гателя Ml g и т; анализ логического состояния бесконтактных торцовых переключателей h и п соответственно БТП1 и БТП 2, отключение о электромагнита Э1 принудительного торможе- 20 ния разрезной гайки 15J снятие сигнала разрешения работы р электродвигателя Ml; сброс управляющего напряения q электродвигателя Ml , конец алгоритма г.25

В блоке-схеме алгоритма (фиг.2) операторы соединены между собой линиями, указывакнчими направление,передачи управления циклом переключения.

Механизм переключения пере дач ра- 30 ботает следующим образам.

В случае, например, использования механизма в коробке передач металло- р.ежущего станка при задании в управ- якнцей технологической программе ункций на включение первого диапазо- на или на включение второго диапазона частот вращения выходного вала 5 происходит обращение к алгоритму представленному . на фиг. 2. При этом one- 40 раторрм b определяется диапазон включения по управляющей программе. Если задан первьй диапазон, то управление передается к оператору с, если задан второй диапазон, то управление по зет-45 ви Нет оператора b передается оператору i. В операторе с анализируется логическое состояние БТП1. Если БТП1 включен, то блок 3 щестерен находится в верхнем положении, который 50 соответствует первому диапазону, т.е. диапазон, заданньй в управляющей программе, уже установлен, в данном случае управление по ветви Да оператора с передается на конец алгорит- gg ма. Если логическое состояние БТП1 не равно 1, то от оператора с по ветви Нет управление передается оператору d, который включает электро-магнит Э1, при этом якорь электромагнита 31, переместив собачку 18 (фиг. 1), вводит ее в один из периферийных пазов храповой втулки 16, и после вьщержки времени, задаваемой оператором е, в операторе f устанавливается необходимая частота вращения электродвигателя Ml, например, в левом направлении. Затем в операторе g выдается сигнал на разрешение работы электродвигателя Ml, в результате чего с заданной частотой вращения в левом напраалении происходит

5

5

0

0 5 0 g

ним посредством муфты 6 полого вала 2 вместе с размещенным внутри него ходовым винтом 9, имеющим правую резьбу. Винт 9 при этом стремится вывернуться из заторможенной разрезной гайки 15 (торможение обеспечивается фрикционным кольцом 17, поджимаемым пружиной 4), перемещая вверх двух- венцовьй блок 3 шестерен. Перемещение блока 3 происходит вдоль пазов 7, играющих роль направлякицих для штифта .8. Одновременно в операторе h анализируется логическое состояние БТП1. До тех пор, пока логическое состояние БТП1 равно нулю, последовательно отрабатываются операторы f, g и h. При срабатывании БТП1 операторами о, р и q последовательно отключается электромагнит 31, снимается сигнал Разрешение работы электродвигателя Ml и сбрасывается управляющее напряжение в электродаигате- ле Ml. Собачка 18 выводится из периферийного паза храповой втулкий 16 пружиной 19. Двухвенцовый блок 3 шестерен переключен в верхнее положение, соответствующее первому диапазону частот вращения выходного вала 5. Электродвигатель Ml отключен.

В случае задания в управляющей программе второго диапазона частот вращения выходного вала 5 работа алгоритма аналогична, за исключением того, что из оператора b управление передается оператору i, в ко.тором анализируется на равенство логической единице состояние БТП2. В операторе 1 задается необходимая частота вращения электродвигателя Ml в правом направлении, заставляя перемещать вниз блок 3 шестерен вдоль полого вала 2. При зтом в операторе п анализируется логическое состояние БТП2 на равенство единице и, после

срабатывания ВТП2, операторами о, р и q последовательно отключается электромагнит Э1 и электродвигатель Ml. Двухвенцовый блок 3 шестерен переключен в нижнее положение, соответ- ствунлцее второму диапазону частот вращения выходного вала 5, Электродвигатель Ml огклшчен. Операторы е |и k введены для предотвращения из- носа храповой втулки 16 и собачки 18 в момент включения электромагнита Э1, например, когда электромагнит 31 не успел сработать, а электродвигатель Ml уже начал вращаться.

I Обращение к даннсжу алгоритму происходит при задании технологических нкций переключения диапазона частот вращения 5 из управляющей программы или от прёднабора. Использование в винтовой паре разрезной гайки tS, состоящей из двух половинок, сжш4аемых пружиной 1А с досL

Таточным усилием, исключает возмож- |ность самопроизвольного выключения |скоростей (по аналогии работы гайки |С контргайкой).

1425387

Формула изобретения

Механизм переключения передач, содержащий корпус, размещенный в нем вал, осеподвижно установленный на валу Двухвенцовый блок шестерен и устройство для осевого перемещения и фиксации блока на валу, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения эффективности эксплуатации, вал является ведущим валом передачи выполнен полым с двумя диаметрально противоположными продольными сквозными пазами, в блоке шестерен закреплен размещенный в пазах вала штифт, а устройство для осевого перемещения и фиксации блока на валу выполнено в виде размещенного в полости вала и скрепленного одним своим концом со штифтом ходового винта, установленных в корпусе на подшипниках соосно с валом подпружиненных торцами друг к другу и к корпусу разрезной гайки для взаимодействия с винтом, храповой втулки и фрикцион- иого кольца между гайкой и втулкой, установленной в корпусе собачки для управляемого взаимодействия с храповой втулкой и электрической цепи управления собачкой.