Двухпоточная несоосная зубчатая передача Советский патент 1992 года по МПК F16H1/22 B60K17/32 

С этой целью ведущее зубчатое колесо установлено на подшипниках в ползуне, выполненном в виде единого автономного корпуса, сопряженного с элементами корпуса зубчатой передачи через две плоские опорные площадки, обращенные своими рабочими поверхностями в противоположные стороны и параллельные между собой, а также плоскости, проходящей через ось ведущего зубчатого колеса между осями ведомого и одного из промежуточных зубчатых колес и повернутой от плоскости, в которой расположены оси ведущего и ведомого зубчатых колес, в сторону, противоположную вращению ведущего зубчатого колеса на основном режиме работы двухпо- точной передачи.

Для достижения равенства усилий в зацеплении ведущего зубчатого колеса с промежуточными величинами угла поворота упомянутой плоскости относительно плоскости, в которой лежат оси ведущего и ведомого зубчатых колес, должна быть равна углу зацепления ведущего и промежуточных зубчатых колес.

Элементы корпуса зубчатой передачи, сопряженные с плоскими площадками автономного корпуса, могут быть выполнены в виде поворотных стержней, установленных в корпусе зубчатой передачи параллельно осям зубчатых колес

На поворотных стержнях могут быть выполнены лыски, сопряженные с плоскими опорными площадками упомянутого ползуна.

На ползуне имеются два выступа, обращенные в сторону промежуточного зубчатого колеса, ось которого лежит в плоскости, проходящей через ось ведущего зубчатого колеса и повернутой вокруг нее в сторону вращения ведущего колеса на основном режиме работы, и сопряженные своими опор- ными площадками с наружной поверхностью пальца промежуточного колеса или деталей, установленных на пальце этого промежуточного колеса.

Выполнение на ползуне плоских опорных площадок однозначно определяет направлениеопорныхреакций, воздействующих на ползун. Направление действующих на зубья ведущего зубчатого колеса усилий также жестко определено геометрией зубчатой передачи (величиной углов зацепления с промежуточными зубчатыми колесами и углов между прямыми, соединяющими центры зубчатых колес). Таким образом, направление действия всех сил, составляющих многоугольник сил равновесия ползуна, жестко определено, а сле- довательно, строго постоянно. При

расположении плоских площадок под углом, равным углу зацепления ведущего и промежуточных зубчатых колес, многоугольник сил, описывающий равновесие

ползуна, представляет собой равносторонний треугольник, равные стороны которого соответствуют усилиям в зацеплении ведущего зубчатого колеса с промежуточными, то есть обеспечивается постоянное равен0 ство усилий в зацеплении ведущего зубчатого колеса с каждым из промежуточных.

При выполнении упоров корпуса зубчатой передачи, соприкасающихся с указанными плоскими площадками, в виде

5 поворотных стержней, обеспечивается высокая точность упоров при обработке отверстий, в которых расположены стержни, попарно в линию с одного установа с отверстиями осей промежуточных зубчатых ко0 лес, а также удобство сборки зубчатой передачи.

Наличие лысок обеспечивает снижение удельного давления на плоские опорные площадки, самоустанавливаемость пово5 ротных стержней под нужным углом, при котором обеспечивается оптимальный контакт поворотных стержней с плоскими площадками ползуна. Выполнение на ползуне по обе стороны отторцев ведущего зубчато0 го колеса специальных выступов, взаимодействующих при реверсе зубчатой передачи с опорным пальцем (или с деталями опорного пальца) промежуточного зубчатого колеса, ось которого расположена в

5 плоскости, проходящей через ось ведущего зубчатого колеса и повернутой от ведомого зубчатого колеса в сторону вращения ведущего зубчатого колеса на переднем ходу, предотвращает двухпрофильное зацепле0 ние зубчатых колес при их вращении в обратную сторону,

На фиг. 1 изображен продольный разрез двухпоточной зубчатой передачи по ведущему и ведомому валам; на фиг. 2 - вид

5 зубчатой передачи со стороны тормозов транспортного средства; на фиг. 3 - разрез по оси ведущего зубчатого колеса и по оси одного из поворотных стержней; на фиг. 4 представлен разрез по осям ведущего и

0 промежуточного зубчатых колес; на фиг. 5 представлена схема распределения усилий на звеньях зубчатой передачи при движении транспортного средства вперед, то есть на основном режиме работы; на фиг. 6 - схема распределения усилий на звеньях

5 зубчатой передачи при движении транспортного средства задним ходом.

Двухпоточная зубчатая передача включает в себя корпус 1, в котором установлены на подшипниках ведомое зубчатое колесо 2

и одинаковые промежуточные зубчатые колеса 3 и 4. Промежуточные зубчатые колеса 3 и 4 зацеплены с ведомым зубчатым колесом 2 и с ведущим зубчатым колесом 5, установленными на подшипниках в ползуне 6, выполненном в виде единого автономного корпуса. Ползун 6 имеет две параллель- ные между собой плоские опорные площадки 7 и 8, обращенные своими рабочими поверхностями в разные стороны и наклоненные под углом зацепления ее ведущего и промежуточных зубчатых колес к плоскости, проходящей через оси ведомого 2 и ведущего 5 зубчатых колес, в сторону, противоположную вращению ведущего зубчатого колеса 5 на переднем ходу. Ползун 6 своими опорными площадками 7 и 8 сопряжен с лысками, выполненными на поворотных стержнях 9 и 10, установленных в отверстиях корпуса 1 зубчатой передачи параллельно осям зубчатых колес. Кроме опорных площадок 7 и 8, ползун 6 имеет два выступа 11 и 12, обращенные в сторону промежуточного колеса, ось которого лежит в плоскости, проходящей через ось ведущего колеса 5 и повернутой вокруг нее в сторону вращения ведущего колеса 5 на переднем ходу.

На выступах 11 ii 12 также выполнены опорные .ющадки, сопряженные с наружной цилиндрической поверхностью стопорных колец 13 и 14, установленных на пальце 15 промежуточного зубчатого колеса (фиг. 4в). Установка ползуна 6 на опорных площадках 7 и 8 и опорных поверхностях высту- пов 11 и 12 позволяет ему беспрепятственно перемещаться вдоль опорных площадок 7 и 8 в пределах боковых зазоров в зацеплении зубчатого колеса 5 с зубчатыми колесами 3 и 4.

Ведущее зубчатое колесо 5 соединено шлицами с ведущим валом 16, а ведомое зубчатое колесо 2 соединено шлицами с ведомым валом 17.

При движении транспортного средства передним ходом крутящий момент с ведущего вала 16 передается на ведущее зубчатое колесо 5, которое, поворачиваясь, упирается своим зубом в зуб одного из промежуточных зубчатых колес (3 или 4). Если нет сопротивления со стороны другого зубчатого колеса из-за наличия зазора, зубчатое колесо 5 вместе с ползуном 6 перемещается вдоль опорных площадок 7 и 8, приближаясь к ведомому колесу 2, если имеет место упор в зуб промежуточного зубчатого колеса 4, и удаляясь от ведомого колеса 2, если имеет место упор в зубья промежуточного колеса 3, до полной выборки бокового зазора со вторым промежуточным зубчатым колесом. Результирующее усилие на элементы корпуса 1 зубчатой передачи (на поворотные стержни 9 и 10) со стороны ведущего зубчатого колеса может

передаваться только в одном направлении: в направлении, перпендикулярном рабочим поверхностям опорных площадок 7 и 8, то есть под углом, равным углу зацепления ведущего зубчатого колеса с промежуточны0 ми. При таком направлении результирующего усилия и противоположной ему опорной реакции многоугольник сил равновесия ведущего зубчатого колеса представляет собой равнобедренный треу5 гольник (см. фиг. 5), то есть независимо от вариаций внешних факторов обеспечивается равенство усилий в зацеплении ведущего зубчатого колеса с обоими промежуточными зубчатыми колесами.

0Крутящий момент, передаваемый промежуточными зубчатыми колесами, суммируется на ведомом зубчатом колесе 2 и передается к колесу транспортного средства через ведомый вал 17.

5Если наряду с основным направлением

вращения или направлением передачи крутящего момента имеет место обратное, например, при движении транспортных машин задним ходом или на режиме тормо5 жения двигателем, распределение усилий на ведущем зубчатом колесе и ползуне существенно изменяется (см. фиг. 6).

В результате изменения направления усилий и подвижности ползуна ведущее зуб0 чатое колесо стремится войти в плотное зацепление с промежуточным колесом, ось которого лежит в плоскости, проходящей через ось ведущего колеса 5 и повернутой вокруг нее в сторону вращения колеса на

5 переднем ходу, чему препятствуют стопорные кольца 13 и 14, сопряженные своими наружными поверхностями с опорными площадками выступов 11 и 12 ползуна 6. Благодаря упору выступов 11 и 12 в сто0 порные кольца 13 и 14 предотвращается вход промежуточного зубчатого колеса в двухпарное зацепление с ведущим колесом, а следовательно, обеспечивается правильное сопряжение этих зубчатых колес.

5На фиг. 6 показана схема усилий, действующих на детали передачи, и многоугольник сил. отражающий равновесие ведущего зубчатого колеса для случая обратного вращения или обратной передачи крутящего

0 момента. При восприятии равнодействующей стопорными кольцами 13 и 14 усилие в зацеплении ведущего и промежуточных зубчатых колес значительно отличаются друг от друга. Коэффициент неравномерности - отношение величины наибольшего усилия в

зацеплении ведущего и промежуточных колес к среднеарифметическому их значению - может достигать величины 1,2... 1,3. Для большинства безрельсовых транспортных машин нагрузки при торможении двигате- лем и на заднем ходу в 1,5 раз меньше, чем на основном режиме работы, и время их действия также значительно меньше времени действия нагрузок на основном режиме. Поэтому работа зубчатой передачи на режи- ме противоположного вращения или противоположного приложения крутящего момента не оказывает серьезного отрицательного влияния на надежность зубчатой передачи.

Таким образом, представленная конструкция двухпоточной зубчатой передачи обеспечивает практически полную равномерность распределения усилий между промежуточными зуочатыми колесами на основном режиме работы, в результате чего достигается высокая надежность этой зубчатой передачи.

Такая двухпоточная зубчатая передача является весь.ма компактной и поэтому мо- жет быть с успехом применена в качестве бортовой передачи транспортного средства с низким уровнем пола, например, городского автобуса.

Формулаизобретения

1. Двухпоточная несоосная зубчатая передача, содержащая ведущее зубчатое колесо и установленные на подшипниках в корпусе зубчатой передачи промежуточные и ведомое зубчатые колеса, при этом оси ведущего и ведомого зубчатых колес размещены по разные стороны от плоскости, в которой расположены оси промежуточных зубчатых колес, отличающаяся тем, что, с целью повышения ее надежности пу- тем более равномерного распределения нагрузки на промежуточные зубчатые колеса

на основном режиме работы двухпоточной зубчатой передачи, ведущее зубчатое колесо установлено на подшипниках в ползуне, выполненном в виде единого автономного корпуса, сопряженного с элементами корпуса зубчатой передачи через две плоские опорные площадки, обращенные своими рабочими поверхностями в противоположные стороны и параллельные между собой, а также плоскости, проходящей через ось ведущего зубчатого колеса между осями ведомого и одного из промежуточных зубчатых колес и повернутой от плоскости, в которой расположены оси ведущего и ведомого зубчатых колес, в сторону, противоположную направлению вращения ведущего зубчатого колеса на основном режиме работы.

2.Зубчатая передача по п. 1, отлича- ю щ а я с я тем, что элементы корпуса зубчатой передачи, сопряженные с плоскими опорными площадками автономного корпуса, выполнены в виде поворотных стержней, установленных в корпусе зубчатой передачи параллельно осям зубчатых колес.

3.Зубчатая передача по п. 2, отличающаяся тем, что на поворотных стержнях выполнены лыски, сопряженные с плоскими опорными площадками упомянутого ползуна.

4.Зубчатая передача по пп. 1-3, о т л и- чающаяся тем, что на ползуне по обе стороны от торцев ведущего зубчатого колеса имеются выступы, взаимодействующие при реверсе с опорным пальцем промежуточного зубчатого колеса, ось которого расположена в плоскости, проходящей через ось ведущего зубчатого колеса и повернутой от ведомого зубчатого колеса в сторону вращения ведущего зубчатого колеса на основном режиме работы.

Сг

5 6 Физ.2

Использование: машиностроение. Сущность: двухпоточная несоосная зубчатая передача содержит ведущее зубчатое колесо, от которого крутящий момент через два зацепленных с ним промежуточных зубчатых колеса передается на ведомое зубчатое колесо. Для выравнивания усилий на зубьях этих колес ведущее зубчатое колесо установлено на подшипниках в ползуне, имеющем две плоские опорные площадки, Изобретение относится ктрансмиссиям транспортных средств и касается двухпо- точных зубчатых передач, служащих для привода колес. Известна двухпоточная несоосная зубчатая передача, содержащая ведущее зубчатое колесо и установленные на подшипниках в корпусе зубчатой передачи промежуточные и ведомые зубчатые колеса, при этом оси ведущего и ведомого зубчатых колес размещены по разные стороны от плоскости, в которой расположены оси промежуточных колес. которые параллельны между собой, но обращены в разные стороны и взаимодействуют с поворотными стержнями. При упоре в эти стержни опорные площадки расположены относительно плоскости, проходящей через оси ведущего и ведомого зубчатых колес, под углом, равным углу зацепления зубчатых колес. При этом указанные площадки наклонены относительно упомянутой плоскости в сторону, противоположную основному направлению вращения ведущего зубчатого колеса. Для предотвращения заклинивания зубчатой передачи при реверсе и соответственно поломки зубьев из-за двухпрофильного их зацепления ползун имеет выступы, контактирующие при реверсе с опорными кольцами, расположенными на пальце, на котором установлено промежуточное зубчатое колесо, ось которого расположена в плоскости, проходящей через ось ведущего зубчатого колеса и повернутой относительно плоскости расположения ведущего и ведомого зубчатых колес в сторону основного направления вращения ведущего зубчатого колеса. 2 з.п. ф-лы, 6 ил. В известном решении конструкция опор промежуточного звена не обеспечивает равномерного распределения усилий между промежуточными зубчатыми колесами. Неравномерность распределения усилий между промежуточными зубчатыми колесами отрицательно влияет прежде всего на надежность зубчатой передачи. Целью изобретения является повышение надежности двухпоточной зубчатой передачи путем гарантированного более равномерного распределения нагрузки на промежуточные зубчатые колеса. (Л С vj о iOO 00 го о

фиг 3

/

fi

/2

Фиг 5

Р Г$Ъ-Ъ+Ъ

ъ„

Фив.6