Коробка передач для изменения передаточного отношения без разрыва потока мощности Советский патент 1992 года по МПК B60K17/00 B60K41/00 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано на транспортных средствах.

Известен зубчатый механизм пятиступенчатой коробки передач с косой направляющей в котором на ведущем и ведомом звеньях расположены по пять шестерен, соответственно, по убывающим и возрастающим диаметрам, а в плоскости осей ведущего и ведомого валов установлена косая направляющая с промежуточной шестерней. Эта конструкция не обеспечивает изменение передаточного отношения без разрыва потока мощности и ей присущи следующие недостатки: износ фрикционных дисков муфты сцепления в момент изменения передаточного отношения, перегрузка двигателя при переключении передач скорости транспортного средства из-за разрыва передаваемого потока мощности.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату я вляются коробка передач и устройство для изменения передаточного отношения коробки передач без разр ыва потока мощности

В коробке передач ведомый вал имеет ряд шестерен, расположенных по убывающим диаметрам. Шестерни ведомого вала соединены коническими зубчатыми винтовыми дорожками разной заходности. Промежуточная шестерня, расположенная на качающейся раме, при помощи пружины постоянно прижимается к зубчатым элемзн- там ведомого вала. Перемещение промежуточной шестерни в осевом направлении и поворот подвижной рамы при непрерывном сопряжении зубчатых элементов ведущего и ведомого валов позволят передавать крутящий момент без разрыва потока мощности

Недостатком такой конструкции коробки передач является трудное ь определения

х 00 ГО

-ч

00

момента начала осевого перемещения подвижной рамы, так как перемещение ее возможно при совпадении линии сопряжения начала конической зубчатой винтовой дорожки с промежуточной шестерней. При постоянной осевой нагрузке возможно перемещение подвижной рамки с промежуточной шестерней, но за каждый оборот ведомого вала конические зубчатые винтовые дорожки одни раз будут совпадать с линией сопряжения с промежуточной шестерней и только в момент совпадения их возможно осевое перемещение подвижной рамы. Постоянная осевая нагрузка, приложенная на подвижную раму, вызывает повышенный износ направляющих элементов блока ведомых шестерен и подвижной рамы, Что понижает эффективностъ работы коробки передач и ее надежность.

В устройстве для изменения передаточного отношения коробки передач ведущий и ведомый валы также имеют ряд шестерен, расположенных, соответственно, по убывающим и возрастающим диаметрам и каждая шестерня ведущего или ведомого валов соединена с шестерней соседней передачи коническими зубчатыми винтовыми дорожками равной заходности. Причем промежуточная шестерня, расположенная между валами, имеет возможность перемещаться по косой направляющей и непрерывно передавать момент от зубчатой винтовой дорожки ведущего вала на зубчатую винтовую дорожку ведомого вала. Перемещение промежуточной шестерни по направляющей позволяет изменять передаточное отношение коробки передач без разрыва потока мощности

Недостатком такой конструкции коробки передач является сложность выбора момента начала изменения передаточного отношения, т. к. изменение передаточного отношения возможно только в том случае, когда зубчатые винтовые дорожки ведущего и ведомого валов будут одновременно подведены к линиям сопряжения с промежуточной шестерней.

Целью изобретения является повышение надежности работы коробки передач и автоматизации изменения передаточного отношения в механической коробке без разрыва потока мощности.

Сущность изобретения заключается в том что для определения момента совпадения линий сопряжения промежуточной шестерни и начала конической зубчатой винтовой дорожки каждая шестерня имеет индуктивные датчики, обеспечивающие приложение осевого усилия на подвижные элементы только 6 момент совпадения линии сопряжения промежуточной шестерни с началом конической зубчатой винтовой дорожки каждой передачи.

Во втором варианте предложенной конструкции индуктивные датчики на шестернях ведущего и ведомого валов работают попарно и замыкают цепь привода промежуточной шестерни только в момент совмещения линий сопряжений промежуточной

0 шестерни с началами конических зубчатых винтовых дорожек одноименной заходности ведущего и ведомого валов. При одновременном подводе начал конических зубчатых винтовых дорожек одноименной

5 заходности шестерен в цепях индуктивных датчиков одновременно возникает ЭДС. замыкающая контакты. При этом цепь тягового реле автоматически включается, что позволит переместить косую напрэвляю0 щую с промежуточной шестерней в осевом направлении и тем самым обеспечивает четкость переключения передачи.

Повышение надежности работы конструкции достигается появлением осевого

5 усилия, перемещающего промежуточную шестерню только при совмещении линии сопряжения ее с началом конической зубчатой винтовой дорожки Это уменьшает износ переключающего устройства и

0 повышает надежность работы коробки передач в целом.

На фиг.1 изображена схема автоматически переключающего устройства, первый вариант; на фиг.2 - то же. второй вариант

5 Коробка передач для изменения передаточного отношения содержит

Вариант (см фиг.1); корпус 1; ведущий 2 и ведомый вал 3 с шестернями разного диаметра 4, расположенными по убыванию

0 диаметров, подвижную раму 5 с промежуточной 6 и ведущей 7 шестернями, тяговое реле 8 с сердечником 9. На шестернях ведомого вала вмонтированы постоянные магниты 10, которые в момент совмещения

5 линии сопряжения промежуточной шестерни с началом конической зубчатой винтовой дорожки совпадает с установленными на корпусе индукционными катушками 11. С катушки ЭДС индукция, усиливаясь (уси0 литель условно не показан) передается на катушку 12 с сердечником 13 Сердечник одновременно является подвижным элементом контакта 14 электрической цепи тягового реле. Для управления коробки

5 передач имеются кнопки управления 15, а для контроля положения подвижной рамы имеются индикаторные лампы (для упрощения схемы не показаны) Положение подвижной рамы фиксируется фиксаторами (на фиг.1 не показаны). Для изменения полярности в цепи тягового реле имеется переключатель 16, который позволит изменить направление осевого усилия и приводит к увеличению или уменьшению передаточного отношения.

Вариант II (см.фиг.2): корпус 1, ведущий 2 и ведомый 3 валы с шестернями разного диаметра 4, расположенными по убыванию и возрастанию диаметров, промежуточную шестерню 5, перемещающуюся по косой направляющей 6. На изломе косой направляющей 6 размещен сердечник 7 тягового реле 8 Шестерни ведущего и ведомого .валов имеют постоянные магниты 9, а в плоскости вращения магнитов 9 на корпус установлены индукционные катушки 10. С катушки 10 ЭДС индукции через усилитель (условно не показан) передается на катушку 11 с сердечником 12. Положение косой направляющей фиксируется фиксатором 13. Сердечник одновременно является подвижным элементом контакта 14 электрической цепи тягового реле. Для изменения полярности в цепи тягового реле имеется переключатель 15, который позволяет изменить направление осевого усилия, что приводит к увеличению или уменьшению передаточного отношения. Для изменения передаточного отношения имеются спаренные кнопки управления 16, которые включают одновременно электрические цепи управления ведущего и ведомого валов каждой передачи,

Коробка передач для изменения передаточного отношения без разрыва потока мощности работает следующим образом:

Вариант I (см фиг 1) при нажатии на кнопку через каждый оборот ведомого вала постоянный магнит 10 периодически совмещается с катушками 11 и создается ЭДС в цепи управления тягового реле Под действием тока, проходящего через катушку 12, сердечник 13 замыкает контакты 14 тягового реле и сердечник 9 вместе с подвижной рамой переместится в осевом направлении на ширину промежуточной шестерни. При этом промежуточная шестерня попадает на коническую зубчатую винтовую дорожку и происходит плавное изменение передаточного отношения. Изменение направления движения подвижной рамы производится изменением полярности в цепи тягового реле переключателем 16.

Вариант II (см.фиг 2) при нажатии на спаренную кнопку 16 через каждый оборот ведущего и ведомого валов постоянные магниты 7 периодически совмещаются с катушками 9 и создают ЭДС в цепи управления. Под действием тока, проходящего через катушку 10, сердечник 11 замыкает контакты 14 тягового реле. Через обмотку тягового

реле электрический ток пойдет только в том случае, если контакты цепи управления ведущего и ведомого валов одновременно будут замкнуты. Если постоянные магниты 9

одновременно будут подведены к катушкам 10, что возможно только при совпадении линий сопряжения начал конических зубчатых винтовых дорожек ведущего и ведомого шестерен с промежуточной шестерней, то

0 обмотка тягового реле подпитывается электрическим током и сердечник вместе с косой направляющей перемесится на ширину промежуточной шестерни. После этого срабатывает фиксатор 13 и промежуточная ше5 стерня по косой направляющей плавно будет перемещаться от одной передачи к другой, т.е. до выхода на постоянный диаметр.

Для упрощения управления коробкой

0 передач имеются индикаторные лампочки, указывающие положения промежуточной шестерни (условно не показаны). Изменение направления движения косой направляющей и промежуточной шестерни

5 производится пакетным переключателем, позволяющим менять полярность в цепи тягового реле.

Применение предложенной коробки пе редач позволяет повысить эффективность

0 работы коробки путем автоматизации определения положения начала зубчатой винтовой дорожки и приложения осевого усилия на промежуточную шестерню и косую направляющую только при совмещении начал

5 конической зубчатой винтовой дорожки с линией сопряжения с промежуточной шестерней.

Четкость изменения передаточного отношения производится согласованной

0 работой датчика, определяющих одновременность совмещения начал конических зубчатых винтовых дорожек одной передачи с линиями сопряжения с промежуточной шестерней.

5 Надежность работы коробки передач увеличивается из-за приложения осевого усилия на косую направляющую с промежуточной шестерней только в момент совпадения начал конических зубчатых винтовых

0 дорожек одноименной заходности, за счет чего исключаются поломки и износ торцовой поверхности зубьев.

Формула изобретения

1 Коробка передач для изменения пере5 даточного отношения без разрыва потока мощности, содержащая ведущий и ведомый валы с шестернями разного диаметра, соединенные коническими зубчатыми винтовыми дорожками разной заходности, и косую направляющую с промежуточной шестерней, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности в работе коробки передач и автоматизации изменения передаточного отношения в механической коробке без разрыва потока мощности, она снабжена подвижной рамой, на которой установлена промежуточная шестерня, тяговым р еле, сердечник которого связан с подвижной рамой, индукционной катушкой, индуктивными датчиками и переключателем, электрически связанным с обмоткой тягового реле.

0

2 Коробка передач поп1,отличаю- щ а я с я тем, что шестерни каждой передачи имеют индуктивные датчики

3. Коробка передач по пп.1 и 2, от л и- чающаяся тем, что она имеет тяговое реле, сердечник которого установлен на изломе косой направляющей и электрически связан с индуктивными датчиками ведущего и ведомого валов через обмотку, подвижные и неподвижную контакты цепи управления.

Использование: коробка передач использоваться на мобильных транспортных средствах. Сущность изобретения: для повышения эффективности работы, четкости изменения передаточного отношения и повышения надежности работы использованы индуктивные датчики, установленные попарно на каждую передачу и включающие цепь тягового реле привода промежуточной шестерни в момент совмещения с началом конических зубчатых винтовых дорожек линии ее сопряжения. 2 з.п.ф-лы, 2 ил.

tf

ФиъЛ,

/2