Синхронизатор Советский патент 1992 года по МПК F16D23/00 

Изобретение относится к устройствам для соединения зубчатого колеса с валом, в частности к синхронизаторам, используемым в коробке передач транспортных машин.

Известны синхронизаторы, содержащие вал, на котором с возможностью вращения установлено колесо с соединенными с ним зубчатым венцом с конической поверхностью, имеющей возможность взаимодействия с конусом блокирующего кольца, имеющего возможность ограниченного перемещения относительно закрепленной на валу ступицы при осевом перемещении муфты, и разрезное кольцо, имеющее возможность взаимодействия с муфтой при ее осевом перемещении 1.

В этих синхронизаторах в ступице установлен размещенный в радиальном направлении ролик, поверхность которого прилегает к поверхности лунки, выполненной в блокирующем кольце. В блокирующем кольце выполнены пазы, в которых размещены части разрезного кольца, выступы которых имеют возможность взаимодействия с выступом на зубьях муфты при ее перемещении в сторону зубчатого венца. Это перемещение вызывает осевое смещение блокирующего кольца и взаимодействие его конической поверхности с конической поверхностью зубчатого венца. Из-за разницы частоты вращения кольца и венца происходит взаимное их угловое смещение, при этом происходит взаимодействие поверхностей лунки и ролика, что вызывает осевое смещение блокирующего кольца. Вплоть до синхронизации дальнейшему перемещению муфты препятствует разрезное кольцо.

Х|

О

со XJ

CJ

части которого перемещаются в радиальном направлении при вращении блокирующего кольца. Конструкция синхронизатора ,сложна и малонадежна. Сложно выполнить установку ролика, при этом в процессе работы ролик, если он был закреплен, можег быть расшатан и тогда при вращении ступицы он будет перемещаться в радиальном направлении вплоть до упора в муфту, что отрицательно скажется на функционировании синхронизатора. Сложно выполнить строго ориентированные пазы для установки частей разрезного кольца, при этом блокирующее кольцо выполнено составным хотя бы из-за того, что пружинное кольцо вызовет интенсивное разрушающее воздействие более мягкого блокирующего кольца, поверхность взаимодействия с роликом которого также получит остаточную деформацию, что приведет кухудшениюра- боты синхронизатора.

Известны устройства для соединения зубчатого колеса с валом, содержащие вал, на котором с возможностью вращения установлено колесо с соединенным с ним зубчатым венцом с конической поверхностью, имеющей возможность взаимодействия с конусом зубчатого блокирующего кольца, имеющего возможность ограниченного перемещения относительно закрепленной на валу ступицы при осевом перемещении муфты, и упругое кольцо, имеющее возможность взаимодействия с муфтой при ее осевом перемещении 2.

В этих синхронизаторах упругое кольцо установлено на наружной цилиндрической поверхности блокирующего кольца и выполнено с выпуклыми участками для взаимодействия через разнесенные по окружности наклонные кулачковые части на внутренней цилиндрической поверхности муфты включения и с вогнутыми участками между ними, которые входят в канавки блокирующего кольца для исключения чрезмерного выпучивания упругих колец, При взаимодействии муфты и упругого кольца происходит деформация кольца, что отрицательно сказывается на надежности устройства.

Известен синхронизатор, содержащий вал, на котором с возможностью вращения установлено колесо с соединенным с ним зубчатым венцом с конической поверхностью, имеющей возможность взаимодействия с конусом зубчатого блокирующего кольца, установленного с возможностью ограниченного перемещения относительно закрепленной на валу ступицы при осевом перемещении муфты, и разрезное кольцо с выступами, размещенными в пазах муфты и имеющими возможность взаимодействия с

зубьями муфты, укороченными по высоте и имеющими наклонные поверхности 3.

Такие синхронизаторы представляют собой выключаемые фрикционные муфты со сцепляющимися органами, имеющими осевое перемещение. В них имеющий осевое перемещение орган прижимается исключительно к соосно расположенному органу, при этом предусмотрены средства увеличе0 ния силы сцепления, Так предусмотрены разрезные кольца, между коническими поверхностями которых возникают регулируемые усилия. Однако выполнение колец разрезными вызывает дополнительные за5 траты в производстве на их изготовление, причем большие затраты металла будут иметь место при выполнении набора этих колец. Дополнительные затраты в производстве будут иметь место и из-за выполне0 ния толкателей, их упругих звеньев и выступов блокирующих колец, По мере увеличения размеров синхронизатора будет увеличиваться пассивный объем металла синхронизатора, что скажется на увеличе5 нии инерционных масс и может привести к снижению эффективности его работы.

Цель изобретения - повышение эффективности синхронизатора в работе путем упрощения его конструкции и уменьшения

0 массы его деталей,

Это достигнуто тем, что а синхронизаторе, содержащем вал, на котором с возможностью вращения установлено колесо с соединенным с ним зубчатым венцом с ко5 нической поверхностью, имеющей возможностью взаимодействия с конусом зубчатого блокирующее кольца, установленного с возможностью ограниченного перемещения относительно закрепленной на

0 валу ступицы при осевом перемещение муфты, и разрезное кольцо с выступами размещенными в пазах ступицы и имеющими возможность взаимодействия с зубьями муфты, укороченными по высоте и имеющи5 ми наклонные поверхности, блокирующие зубья блокирующего кольца размещены Е пазах ступицы, ограниченных блоками ее зубьев с каждой стороны, при этом укороченные по высоте и имеющие наклонные

0 поверхности зубья муфты выполнены симметричными.

Размещение в пазах ступицы блокирующих зубьев блокирующего кольца, ограниченных блоками ее зубьев с каждой

5 стороны, и выполнение укороченных по высоте и имеющих наклонные поверхност / зубьев муфты симметричными в синхрони заторе позволяет упростить его конструк цию за счет совмещения в одних паза выступов упругого кольца и блокирующи

зубьев блокирующего кольца, при этом ограничение пазов блоком зубьев ступицы, в свою очередь, способствует уменьшению массы деталей синхронизатора, в частности ступицы. Ограничение пазов ступицы блоком зубьев ступицы с каждой стороны позволяет выполнить ступицу с небольшим числом зубьев, что существенно скажется на уменьшении момента инерции синхронизатора. Этому, как и упрощению конструкции синхронизатора, способствует выполнение симметричными укороченных по длине и имеющих наклонные поверхности зубьев муфты.

На фиг. 1 изображена коробка передач; на фиг. 2 - продольный разрез синхронизатора; на фиг. 3 - вид на ступицу, муфту и упругое кольцо; на фиг, 4 - вид на элементы синхронизатора сверху; на фиг. 5 - положение муфты при включенной передаче.

На валах 1 и 2 (фиг. 1) коробки передач 3 установлены зубчатые колеса 4-8. С колесом 4 соединен зубчатый венец 9, имеющий коническую фрикционную поверхность 10 (фиг. 2). С колесом 5 соединен зубчатый венец 11с конической поверхностью 12. На валу 2 закреплена ступица 13. Для этого в валу 2 установлена шпонка 14 (повернуто) и пружинное кольцо 15, На ступице 13 установлена перемещаемая s осевом направлении муфта 16. В ступице 13 выполнены пазы 17 (фиг. 3), в которых размещены выступы 18 разрезного кольца 19. На ступице 13 выполнены зубья 20, с которыми зацеплены зубья 21 муфты 16. Кольцо 19 имеет возможность взаимодействия с блокирующим кольцом 22. На кольце 22 выполнен конус 23 для взаимодействия с конической поверхностью 12 венца 11, Выступы 18 имеют возможность взаимодействия с укороченными зубьями 24. Длина зубьев 24 меньше длины зубьев 21 муфты 16. Зубья 24 имеют наклонные поверхности.

Блокирующие зубья 25 (фиг. 4) блокирующего кольца 22 размещены в пазах 17 сту- пицы 13. Блокирующие зубья 26 блокирующего кольца 27 также размещены в пазах 17. Пазы 17 ступицы 13 ограничены блоками зубьев 28 с каждой стороны. Зубья 29 выполнены одинаковыми с зубьями 24, Наклонные поверхности 30 зубьев 24 и зубьев 29 выполнены одинаковыми. Тем самым укороченные по высоте и имеющие наклонные поверхности 30 зубья 24 и зубья 29 муфты 16 выполнены симметричными. В пазах 17 размещены выступы 31 разрезного кольца 32. Блокирующее кольцо 27 оснащено конической поверхностью 33,

Размещение в пазах 17 ступицы 13 блокирующих зубьев 25 и 26 блокирующих колец 22 и 27, ограниченных блоками зубьев 28 ступицы 13с каждой стороны, и выполнение укороченных по высоте и имеющих наклонные поверхности 30 зубьев 24 и 29

муфты 16 симметричными в синхронизаторе, охарактеризованном вышеприведенной совокупностью признаков, позволяет упростить его конструкцию за счет совмещения в пазах 17 выступов 18 и 31 упругих колеи

19 и 32 соответственно, а также блокирующих зубьез 25 и 26 блокирующих колец 22 и 27, при этом ограничение пазов 17 блоками зубьев 28 ступицы 13, в свою очередь, способствует уменьшению массы деталей синхронизатора, в частности ступицы 13, момент инерции которой уменьшен. Этому, как и упрощению конструкции синхронизатора, способствует выполнение симметричными укороченных по высоте и имеющих

наклонные поверхности 30 зубьев 24 и 29 муфты 16.

Синхронизатор работает следующим образом.

При перемещении муфты 16 поверхности 30 укороченных зубьев 24 взаимодействуют с заходными поверхностями выступов 18 упругого разрезного кольца 19, перемещая его к блокирующему кольцу 22. При дальнейшем перемещении муфты 16 происходит перемещение блокирующего кольца 22, что приводит к радиальной деформации упругого разрезного кольца 19 и нарастанию осевого усилия на блокирующем кольце 22. Фрикционная поверхность конуса 23

взаимодействует с конической фрикционной поверхностью 12 венца 11. После выравнивания угловых скоростей вала 2 и зубчатого колеса 5 муфту 16 перемещают далее, при этом кольцо 19 деформируется в

радиальном направлении, и зубья 21 взаимодействуют с зубьями венца 11. При дальнейшем перемещении муфты 16 зубья 21 входят в зацепление с зубьями венца 11. Выступы 18 кольца 19 попадают во впадины

зубьев 29 с другой стороны муфты 16. Таким образом, зубчатое колесо 5 будет соединено валом 2, при этом выступы 18 препятствуют самопроизвольному перемещению муфты 16 и разъединению зубчатого колеса 5 с

валом 2. При включенной передаче вращение от первичного вала 1 передается через колесо 34 промежуточному валу 35, далее шестерне 36, колесу 5, муфте 16, ступице 13 и валу 2.

Аналогично происходит включение передачи при соединении вала 2 с колесами 4, 6 и 7.

Размещение в пазах 17 ступицы блокирующих зубьев 20 блокирующих колец 22 и

27, ограниченных блоками зубьев 28, 25 и 26 ступицы 13, и выполнение укороченных по высоте и имеющих наклонные поверхности 30 зубьев 24 и 29 муфты 16 симметричными в сихронизаторе, охарактеризованном вышеприведенной совокупностью признаков, позволяет обеспечить его эффективную и надежную работу, поскольку его конструкция проста, а масса деталей сравнительно невелика, что существенно скажется на моменте инерции вращающихся деталей, в частности, ступицы 13, при этом обеспечены предпосылки для предотвращения самовыключения за счет попадания выступов 18 кольца 19 во впадины зубьев 29 с другой стороны муфты 16.

При использовании предложенной совокупности признаков будет повышена эффективность работы синхронизатора путем упрощения его конструкции и уменьшения массы его деталей.

0

5

0

Формула изобретения Синхронизатор, содержащий вал, на котором с возможностью вращения установлено колесо с соединенным с ним зубчатым венцом с конической поверхностью, имеющей возможность взаимодействия с конусом зубчатого блокирующего кольца, установленного с возможностью ограниченного перемещения относительно закрепленной на валу ступицы при осевом перемещении муфты, и разрезное кольцо с выступами, размещенными в пазах ступицы и имеющими возможность взаимодействия с зубьями муфты, укороченными по высоте и имеющими наклонные поверхности, отличающий с я тем, что, с целью повышения эффективность работы путем упрощения конструкции и уменьшения массы его деталей, блокирующие зубья блокирующего кольца размещены в пазах ступицы, ограниченных блоками ее зубьев с каждой стороны, при этом укороченные по высоте и имеющие наклонные поверхности зубья муфты выполнены симметричными.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к устройствам для соединения зубчатого колеса с валом, используемым в транспортных средствах Цель - повышение эффективности синхронизатора в работе путем упрощения конструкции и уменьшения массы деталей. Синхронизатор содержит вал, на котором с возможностью вращения установлено колесо с соединенным с ним зубчатым венцом с конической поверхностью. Эта поверхность может взаимодействовать с конусом зубчатого блокирующего кольца. На валу закреплена ступица с перемещаемой в осевом направлении муфтой. В пазах ступицы размещено разрезное кольцо с выступами и блокирующие зубья блокирующего кольца, ограниченные блоками ее зубьев с каждой стороны. При этом укороченные по высоте и имеющие наклонные поверхности зубья выполнены симметричными. 5 ил. с/ С

16 56

8

Jo &

19 25

Физ.2

Физ.З

16

19

18

И

21

20

Фие.

п

Фиг. 5