Синхронизатор Советский патент 1992 года по МПК F16D23/02 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к устройствам переключения передач в ступенчатых трансмиссиях.

Известны устройства для переключения передач, включающие в себя зубчатую муфту, одна из полумуфт которой закреплена на валу, а другая соединена с зубчатым колесом включаемой передачи. Переключение ступеней производится перемещением звена, замыкающего полумуфты (П.П.Лукин и др. Конструирование и расчет автомобиля. М.: Машиностроение, 1984, с.116).

Применение указанного устройства требует предварительного выравнивания угловых скоростей полумуфт, в противном случае переключение передач затруднено и сопровождается износом зубьев полумуфт.

Известны также устройства для переключения передач, включающие наряду с зубчатой муфтой дополнительную фрикционную муфту, предназначенную для предот- вращения перемещения замыкающего звена зубчатой муфте если угловые скорости полумуфт не выровнены (патент США № 4141440, F 16 D 13/00. 1979).

Указанные устройства требуют для осуществления переключения большого хода зубчатой муфты, что ухудшает эксплуатационные свойства механизма переключения.

Наиболее близка по технической сущности конструкция синхронизатора, содержащего зубчатые колеса, фрикционные кольца, установленные на зубчатых колесах фиксировано в осевом направлении, вал со шлицевой частью, выполненной на нем между установленными на валу зубчатыми колесами, шлицевую втулку, обойму, установленную на шлицевой втулке и фиксатор (патент США № 3741358, кл. F 16 D 23/06, 1973).

Указанная конструкция также требует для осуществления переключения большого хода зубчатой муфты.

Цель изобретения: улучшение эксплуатационных качеств, путем уменьшения хода обоймы.

Поставленная цель достигается тем, что в известной конструкции синхронизатора содержащей зубчатые колеса, фрикционные кольца, установленные на зубчатых колесах

СО

С

-ч о

to

о

ю

ГчЭ

фиксировано в осевом направлении, вал со шлицевой частью, выполненной на нем между установленными на валу зубчатыми колесами, шлицевую втулку, обойму, установленные на шлицевой втулке, и фиксатор, фрикционные кольца установлены с возможностью поворота относительно соответствующего зубчатого колеса, а обойма установлена на шлицевой втулке с возможностью относительного винтового перемещения, причем величина хода шлицевой втулки определяется из соотношения

Н R tg a/tg /3,

где Н - величина хода шлицевой втулки, R - наружный радиус шлицевой втулки, /9 - угол наклона винтового паза, а-угол поворота фрикционного кольца относительно соответствующего зубчатого колеса,

Уменьшение хода потребного на переключение передач, достигается за счет относительного винтового движения обоймы и шлицевой втулки при десинхронизации полумуфт,

На фиг.1 изображен разрез предлагаемого синхронизатора; на Фиг,2 и фиг 3 - конструкция и геометрические характеристики вышеприведенных выражений.

Синхронизатор включает в себя вал 1, имеющий шлицевой участок 2, по обе стороны которого размещены зубчатые колеса 3 и4с установленными на них фрикционными кольцами 5 и 6. На шлицевом участке 2 вала 1 установлена шлицевая втулка 7, на наружной поверхности которой размещена обойма 8, взаимодействующая посредством штифта 9 с винтовым пазом 10 выполненным на наружной поверхности шлицевой втулки 7. Зубчатые колеса 3 и 4 снабжены штифтами 11, ограничивающими, например, поворот фрикционного кольца 6 относительно зубчатого колеса 4 размерами отверстия 12. Между валом 1 и шлицевой втулкой 7 установлен фиксатор, состоящий из шарика 13 и пружины 14.

Фрикционные кольца, например 6. имеют на внутренней поверхности шлицы, аналогичные шлицам шлицевой втулки 7. При сборке фрикционное кольцо 6 продвигается по шлицам зубчатого колеса 4 до выхода в канавку для выхода долбяка, затем поворачивается до совмещения осей штифта 11 и отверстия 12. Штифт 11 запрессовывается в шестерню 4. Подобное выполнение позволяет производить угловые перемещения фрикционного кольца 6 относительно зубчатого колеса 4 и не допускает их относительных осевых перемещений.

Синхронизатор работает следующим образом. Для включения передачи выключают сцепление, перемещают обойму 8 в сто- рону зубчатого колеса, например 4.

Конусная поверхность обоймы 8 взаимодействует с конусной поверхностью кольца б Происходит выравнивание угловых скоростей вала 1 и зубчатого колеса 4. Направление винтовой линии паза 10 должно

0 совпадать с направлением вращения зубчатого колеса 4, если его угловая скорость больше угловой скорости вала 1, и быть противоположным, если скорость вала 1 выше Отсюда следует ограничение, указанный

5 синхронизатор может применяться преимущественно в двухступенчатых передачах мультипликаторах и демультипликаторах

После выравнивания угловых скоростей включают сцепление и изменяют угловую

0 скорость вала 1 с помощью двигателя в сторону увеличения, если включается низшая передача или уменьшения если вь сшая Тг как обойма 8 остается неподвижной в осевом направлении, то под действием момен5 та на валу 1, шлицевая втулка передвигается вдоль оси вала 1 включая передачу, Этапы работы синхронизатора показаны на фиг,4 и 5. Пои этом фрикционное кольцо 6 поворачивается относительно зуб0 чатого колеса 4, компенсируя угловое смещение втулки 7 и зубчатого кояесч 4 Передача включена. При необходимости включения другой передачи обойму 8 передвигают в сторону зубчатого колеса 3 и опи5 санный процесс повторяется Фиксатор 13 необходим для включения нейтрали В этом случае обойму 8 передвигают в сторону выключения передачи, увлекая шлицевую втулку 7, После фиксации втулки в нейтраг.ь0 ном положении обойму 8 также устанавливают в нейтраль, обеспечивая ее фиксацию в приводе управления. Если же используется переключение без нейтрали, то фиксатор не нужен.

5Применение подобной конструкции

особенно целесообразно в делителях или редукторах автоматических коробок передач, где переключение ступеней сопровождается контролем и регулированием

0 частоты вращения приводного двигателя и должно происходить по возможности быстро и без ударов.

Во всех случаях замыкание зубчатой муфты происходит при близких угловых ско5 ростях вала и зубчатого колеса включаемой передачи, что обеспечивает безударность переключения.

Формула изобретения 1. Синхронизатор, содержащий зубчатые колеса, фрикционные кольца, установленные на зубчатых колесах с фиксацией в осевом направлении, вал со шлицевой частью, выполненной между установленными на нем зубчатыми колесами, шлицевую втулку, обойму, установленную на шлицевой втулке и фиксатор, отличающий- с я тем, что, с целью улучшения эксплуатационных качеств путем увеличения быстродействия, фрикционные кольца установлены с возможностью поворота относительно зубчатых колес, а обойма установлена на шлицевой втулке с возможностью винтово135

го перемещения относительно шлицевой втулки.

2. Синхронизатор по п 1, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что вепичина хода шлицевог втулки определена из соотношения

Н R tg «/tg /3 , где Н - величина хода шлицевой втулки

R - наружный радиус шлицевой втулю.

/ -угол наклона винтового паза,

ее- угол поворота фрикционного копьца относительно зубчатого колеса.

3 ГО 64

/

Использование: в трансмиссиях самоходных машин для безударного переключения передач. Сущность изобретения: синхронизатор содержит вал со шлицевой частью, по обе стороны которого размещены зубчатые колеса. На зубчатых колесах размещены фрикционные кольца. Шлице- вая втулка установлена на шлицевом участке вала. Обойма размещена на шлицевой втулке и взаимодействует с ней посредством штифта, установленного в пазу. Паз выполнен на наружной поверхности шлицевой втулки. Зубчатые колеса снабжены штифтом, ограничивающим поворот кольца относительно зубчатого колеса. 1 з.п.ф-лы, 5 ил.

4-А

фиг. 2

фиг. /

duff В

фиг.З

1352 873 /064ff

4

фа г Л

Фиг 3