УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЦЕПЛЕНИЯ И РАСЦЕПЛЕНИЯ КОЛЕС, ШКИВОВ И ПР. С ВАЛОМ Советский патент 1927 года по МПК B60K17/08 

Существует два основных вида конструкции коробок скоростей. Один из них применяется, между прочим, в автомобилях, а другой - в токарных станках.

В первой конструкции, чтобы изменить число оборотов ведомого вала необходимо: выключить нагрузку, передвигая ведомую шестерню вдоль вала, вдвинуть со стороны ее зубья в промежутки между зубьями ведущей шестерни. При этом зубцы зубчатых колес работают, соприкасаясь трущимися поверхностями не по всей длине зуба, отчего происходит быстрый и сильный износ, выкрашивание и поломки зубьев. Произвести сцепление шестерен указанным способом представляется возможным только при сравнительно небольшом числе оборотов, а в быстроходных передачах изменение скорости этим способом совершенно невозможно.

Во второй конструкции, чтобы изменить число оборотов ведомого вала, необходимо: выключить привод (остановить станок) и, перемещением вала включаемой шестерни в сторону ведущего вала, вставить зубья одной шестерни в промежутки (впадины) другой. Как на останов станка, так и на перемещение и закрепление вала шестерни затрачивается время, почему и эту конструкцию нельзя считать совершенной.

Предлагаемое приспособление предназначается для устранения указанных неудобств, допуская изменение скорости без выключения нагрузки как в быстроходных, так и в тихоходных машинах.

На фиг. 1 и 2 изображен полый вал 4 с двумя шейками для подшипников и винтовой резьбой для втулки 5 по внутренней поверхности у конца, на котором сидит неподвижно зубчатое колесо передачи от электромотора. Посредине вала между подшипниками на вал свободно насажены цилиндрические шестерни 1, 2, 3 равного диаметра в количестве, соответствующем желаемому количеству скоростей, с тремя гнездами 9 цилиндрической формы (фиг. 1, 2) или шарообразной формы 12 (фиг. 3, 4) в отверстии ступицы шестерни по направлению оси вала на равном расстоянии одна от другой, и желобком 10 по окружности внутри отверстия ступицы шестерни для возвратной кольцевой пружины 8, отжимающей шаровые шпонки 6 в начальное положение. В валу под каждой шестерней имеется три отверстия (ряд), расположенные в одной перпендикулярной к валу плоскости и на равном расстоянии одно от другого. В эти отверстия вложены шарики 6. Диаметр шарика равен диаметру отверстия. Внутри полого вала находится штанга 7 с утолщением посредине, конец которой соединен шарнирно с рычагом, поворачивающимся около неподвижной точки. Движением, рукоятки рычага можно переместить штангу вдоль оси полого вала. Действие устройства заключается в следующем.

Полый вал получает вращение от двигателя или от трансмиссии и вращается вхолостую. Нужно включить ведомый вал. Для этого перемещаем штангу 7 вдоль вала так, чтобы утолщение из положения а (пунктиром - холостой ход) переместилось в положение b. Утолщение штанги переместит шарики первого ряда в радиальном направлении в отверстиях в валу и вдвинет их в канавки 9 малой шестерни. От этого произойдет включение малой шестерни, она будет вращаться с валом и будет вращать сцепленную с ней большую шестерню, закрепленную неподвижно (на шпонке) на ведомом валу. Таким образом, передача включена на первую (малую) скорость. Если требуется переключить на вторую скорость, для этого движением рычага перемещаем штангу дальше вдоль вала так, чтобы утолщение ее поместилось в плоскости второй шестерни. При этом шарики первого ряда под действием кольцевой возвратной пружины 8 выйдут из канавы первой шестерни 1 и выключат ее, а шарики второго ряда переместятся в отверстиях вала радиально и войдут в канавки второй шестерни 2. От этого произойдет включение второй шестерни (II скорость). Аналогично происходит переключение на III и другие скорости и обратно, а также выключение с рабочего на холостой ход.

Устройство для сцепления и расцепления колес, шкивов и пр. с валом посредством передвижных шпонок, характеризующееся тем, что шпонки имеют вид шариков 6, которые при передвигании центрального стержня 7 с утолщением заскакивают в сделанные в ступицах колес или шкивов 1, 2 … гнезда цилиндрической 9 (фиг. 1-2) или шарообразной 12 (фиг. 3, 4) формы, или же вытесняются из них действием кольцевых пружин 8 в канавках 10 ступиц.