Многоступенчатая коробка передач Советский патент 1988 года по МПК F16H3/10 B60K17/08 

Изобретение относится к машиностроению, к коробкам передач металлорежущих станков.

Цель изобретения - повышение надежности за счет переключения скоростей без разрыва потока мощности под нагрузкой.

Положительный эффект достигается тем, что за счет повышения точности передачи и возможности заранее подготавливать к включению требуемую передачу обеспечивается надежность работы многоступенчатой коробки передач.

На фиг. 1 изображена кинематическая схема многоступенчатой коробки передач с блоками из двух зубчатых колес; на фиг. 2 - кинематическая схема многоступенчатой коробки передач с блоками из трех зубчатых колес.

Многоступенчатая коробка передач состоит из корпуса 1, входных коаксиальных валов 2 и 3 с жестко установленными на них блоками 4 и 5, несущими зубчатые колеса 6, 7 и 8, 9 Валы 2 и 3 соединены со сдвоенной фрикционной муфтой, состоящей из корпуса 10, в котором один в другом установлены порщни 11 и 12, образующие между собой и с корпусом рабочие полости 13 и 14, нажимные элементы 15 и 16 поршней 11 и 12 взаимодействуют с наружными дисками фрикционных муфт 17 и 18, установленных на ступицах 19 и 20 валов 2 и 3, и перемещение которых ограничено упорными кольцами 21 и 22. На промежуточном валу 23 установлен полый вал 24 с подвижно в осевом направлении установленным на нем блоком 25 зубчатых колес 26 и 27, взаимодействующих с зубчатыми колесами 8 и 9; подвижный в осевом направлении блок 28 с зубчатыми колесами 29 и 30, взаимодействующими с зубчатыми колесами 6 и 7; подвижные в осевом и окружном направлениях блоки 31 и 32 с зубчатыми колесами 33, 34 и 35, 36. На выходном валу 37 установлены подвижные в осевом направлении блоки 38 и 39 с зубчатыми колесами 40-43, взаимодействую- щие с зубчатыми колесами 33, 34 и 35, 36. Блоки 31 и 32 снабжены зубчатыми или кулачковыми двухпозиционными муфтами 44 и 45 для соединения с полым валом 24, и кулачковыми двухпозиционными муфтами 46 и 47 для соединения с валом 23. Муфты 44- 47 управляются двухпозиционными гидроцилиндрами 48-51. Блоки 25, 28, 38 н 39 перемещаются в осевом направлении с помощью трехпозиционных гидроцилиндров 52-55. Корпус 10 сдвоенной фрикционной муфты соединен с валом двигателя непосредственно или через клиноременную передачу.

На фиг. 2 показана аналогичная конструкция многоступенчатой коробки передач, в которой вместо двойных блоков 4, 5, 23, 31, 25, 32, 38 и 39 установлены тройные блоки, что позволяет увеличить число передач с 16 до 36.

5

5

0 5 0 о

5

0

5

Многоступенчатая коробка передач работает следующим образом.

Крутящий момент от двигателя через корпус 10 сдвоенной фрикционной муфты может передаваться на выходной вал 37 по одной из шестнадцати кинематических цепей, включающих следующие зубчатые колеса: I - 6, 29, 33, 40; II - 6, 29, 34, 41; III - 6, 29, 35, 42; IV - 6, 29, 38, 43; V - 7, 30, 33, 40; VI - 7, 30, 34, 41; VII - 7, 30, 35, 42; VIII - 7, 30, 36, 43; IX - 8, 26, 33, 40; X - 8, 26, 34, 41; XI - 8, 26, 35, 42; XII - 8, 26, 36, 43; XIII - 9, 27, 33, 40; XIV - 9, 27, 34, 41; XV - 9, 27, 35, 42; XVI - 9, 27, 36, 43.

Сдвоенная фрикционная муфта включает цепи с I по VIII либо с IX по XVI. Гидроцилиндр 53, управляя блоком 28, включает цепи с I по IV либо с V по VIII. Гидроцилиндр 52, управляя блоком 26, включает цепи с IX по XII либо с XIII по XVI. Гидроцилиндр 54, управляя блоком 38, включает цепи I, V, IX и XIII либо II, VI, X и XIV. Гидроцилиндр 55, управляя блоком 39, включает цепи III, VII, XI, XV, либо IV, VIII, XII. Блоки 31 и 32 управляются кулачковыми муфтами 44, 46 и 45, 47, которые обеспечивают прохождение кинематических цепей I, V, IX и XIII, либо II, VI, X и XIV через блок 31 и III, VII, XI, XV, либо IV, VIII, XII, XVI через блок 32. Одновременно могут быть включены кулачковые муфты только двух смежных ступеней, но одновременно не могут быть включены две муфты, передающие вращение от одного вала (промежуточного или полого) на два блока (31 и 32), т. е. одновременно не могут быть включены муфты 44 и 45, а также 46 и 47, что предусматривается гидросхемой управления переключением или достигается объединением каждой пары двухпозиционных гидроцилиндров этих муфт в один трехпозиционный гидроцилиндр, последнее дополнительно упрощает конструкцию и схему управления. Такое включение кулачковых муфт исключает возможность передачи крутящего момента с какого-либо из входных валов 2 или 3 сразу на два блока 38 и 39, установленных на выходном валу 37, а также исключает возможность непрохождения крутящего момента с входных валов 2 или 3 дальще промежуточных валов 23 и 24. Переключение скоростей с одной кинематической цепи на другую без разрыва потока мощности под нагрузкой осуществляется сдвоенной фрикционной муфтой, которая подключает к двигателю вал 2 или 3 через фрикционные муфты 17 и 18, управляемые поршнями 11 и 12. Переключение производится после того, как подготовлена к включению следующая передача. Например, если включены кулачковые муфты 45, 46 и фрикционная муфта 17 (включен вал 2), возможно прохождение крутящего момента по следующим кинематическим цепям I, II,

VI, V в зависимости от того, как включены блоки 28 и 38, при этом может быть подготовлена к включению одна из кинематических цепей XI, XII, XV, XVI, проходящих через блоки 5, 25, 32 и 39. После того, как подготовлена к включению одна из этих кинематических цепей, с помощью изменения давления жидкости (или газа) в полостях 13 и 14, вызывая перемещение поршней 11 и 12,

плавно включается фрикционная муфта 18 и выключается муфта 17, т. е. к двигателю присоединяется вал 3 и отсоединяется вал 2, обеспечивая включение подготовленной передачи. Если включены кулачковые муфты 44-47, то аналогичным образом можно переходить с передач по кинематическим цепям III, IV, VII, VIII на передачи по кинематическим цепям IX, X, XIII, XIV и обратно.

и

1112Ю2215

/

21 6