Узел ступенчатой коробки передач с жестко связанными одно с другим блокирующим кольцом синхронизатора и зубчатым кольцом и способ его сборки

 

1, Узел ступенчатой коробки передач с жестко связанными одно с другим блокирующим кольцом синхронизатора и зубчатым колесом, содержащий упомянутое блокирующее кольцо с шлицевьш участком и с внутренней конической синхронизирукадей поверхностью , упомянутое зубчатое колесо с жестко закрепленными на его ступице зубчатым венцом под муфту включения синхронизатора и ишицевым участком под блокирующее кольцо, расположенным межру кольцевыми канавками ступицы у упорного торца ее зубчатого венца, стопоры, выполненные пластической деформацией и установленные с возможностью фиксирования осевого перемещения блокирующего кольца, причем впадины шлицевого участка вn.:ины зубчатого венца зубчатого колеса, противолежат одни другим, о т л н чающийся тем, что, с целью повышения надежности,фиксирующие осевое перемещение блокирукщего кольца стопоры выполнены в виде выступоп, размещенных во впгщинах шлицевого участка блокирующего кольца и в ближней к упорному торцу зубчатого колеса кольцевой канавке, причем выступы выполнены из материала блокирующего кольца и радиально направлены к оси последнего. 2. Способ сборки узла ступенчатой коробки передач с жестко связан (Л ными одно с другим блокирующим кольцом синхронизатора и зубчатым колесом , включающий установку блокирующего кольца на шлицевом участке ступицы зубчатого колеса до упора в торец последнего и закрепление стопорами блокирующего кольца от осевого перемещения на ступице зубчатого колеса, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, перед установкой блокирующего кольца в теле последнего выполняют параллельные оси его шпицевого участка, равномерно расположенные по окружности технологические отверстия с внутренними выступами, причем каждое технологическое отверстие образовано двумя отверстиями, расположенными одно относительно другого с эксцентриситетом , внутренний выступ технологического отверстия образован смецени ем отверстий-, расположен над шлицевой впадиной шлицевого участка блокирунщего колыша и радиально направлен

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (1О (50 F 16 D 23/06

1 !

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 1;-„

Н ABTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3693163/25-27 (22) 13. 01, 84 (46) 23. 05.85. Бюл. У 19 (72) В.В.Зеленов. В.Я.Иванин и Б.Ф.Индейкин (71) Ярославский ордена Ленина и ордена Октябрьской Революции моторный завод (53) 621.825(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 1019126, кл. F 16 D 27/08, 1981.

2 ° Авторское свидетельство СССР

9 313456, кл. F 16 D 23/10, 1969.

3. Высоцкий М.С. и др. Грузовые автомобили. М., "Машиностроение", 1979, с. 170 рис. 52 (прототип). (54) УЗЕЛ СТУПЕНЧАТОЙ КОРОБКИ ПЕРЕДАЧ С ЖЕСТКО СВЯЗАННЫМИ ОДНО С ДРУГИМ БЛОКИРУКЩИМ КОЛЬЦОМ СИНХРОНИЗАТОРА И ЗУБЧАТЫМ КОЛЕСОМ И СПОСОБ ЕГО

СБОРКИ (57) 1. Узел ступенчатой коробки передач с жестко связанными одно с другим блокирующим кольцом синхрони- затора и зубчатым колесом, содержащий упомянутое блокирукщее кольцо с шлицевым учасжом и с внутренней конической синхронизипующей поверхностью, упомянутое зубчатое колесо с жестко закрепленными на его ступице зубчатым венцом под муфту включения синхронизатора и шлицевым участком под блокирующее кольцо, расположенным между кольцевыми канавками ступицы у упорного торца ее зубчатого венца, стопоры, выполненные пластической деформацией и установленные с возможностью фиксирования осевого перемещения блокирующего кольца, причем впадины шлнцевого участка впадины зубчатого венца зубчатого колеса, противолежат одни другим, о т л н ч а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности, фиксирующие осевое перемещение блокируяцего кольца стопоры выполнены в виде выступов, размещенных во впадинах шлицевого участка блокирующего кольца и в ближней к упорному торцу зубчатого . колеса кольцевой канавке, причем выступы выполнены из материала блокирукщего кольца и радиально направлены к оси последнего.

2. Способ сборки узла ступенча- а

Ю той коробки передач с жестко связанными одно с другим блокирующим кольцом синхронизатора и зубчатым колесом, включакщий установку блокирую- C щего кольца на шлицевом участке ступицы зубчатого колеса до упора в торец последнего и закрепление стопорами блокирующего кольца от осевого перемещения на ступице зубчатого колеса, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, перед установкой блокирующего кольца в теле последнего выполняют параллельные оси его шлицевого участка, равномерно расположенные по окружности технологические отверстия с внут" реннимн выступами, причем каждое технологическое отверстие образовано двумя отверстиями, расположенными одно относительно другого с эксцентриситетом, внутренний выступ техноло" гического отверстия образован смещены, ем отверстий; расположен над шпицевой впадиной шлицевого участка блоки- . рующего кольца и радиально направлен от центра блокирующего кольца к его периферии, а.закрепление послед== него на ступице зубчатого колеса выполняют путем ввода в технологические отверстия развальцовочного инст57288 румента с конической головкой и выдавливания выступа, технологического отверстия блокирующего кольца в сторону упорного торца зубчатого колеса в его кольцевую канавкуи в шлицевую впадину.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к авто- и тракторостроению, и может быть использовано в коробках передач, преимущественно типа ЯИЗ, транспортных средств.

Известен синхронизатор коробок передач, в котором синхронизирукщие конические поверхности выполнены с внутренним конусом, а блокирующее кольцо синхронизатора, исходя нз требований технологии, выполнено составным и жестко закреплено от окружного и осевого перемещений на зубчатом колесе коробки передач P3j, Недостатком устройства является большой осевой габарит, что ухудшает его эксплуатационные характеристики.

Известен синхронизатор коробок передач, содержащий подвижную в осевом направлении муфту включения и блокирукщее кольцо, сопряженные друг с другом по коническим поверхностям, причем коническая поверхность блокирующего кольца охватывает коническую поверхность муфты включения (т.е. синхронизирующие поверхности выполне ны с внутренним конусом), а закрепленное на торце ступицы зубчатого колеса блокирующее кольцо синхронизатора зафиксировано от осевого смещения крепежными элементами на указанном торце ступицЫ, а от окружного — шлицевым соединением 21.

Недостатком данного устройства является сложность технологии сборки.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является ступенчатая коробка передач ЯИЗ с устройством осевой фиксации блокирукщего кольца синхронизатора с внутренним конусом на ступице зубчатого колеса. Укаэанное устройство осевой фиксации содержит ступицу с двумя зубчатыми венцами и конусное фрикционное бло5 кирукицее кольцо, связанное со ступицей посредством шлицев. Для соеди.нения с фрикционным кольцом на по- . верхности ступицы между зубчатыми

36 венцами выполнен шлицевой участок .с" кольцевыми канавками по краям. От осевого смещения фрикционное кольцо зафиксировано стопором, представляющим as себя бурт, сформированный на торце кольца и эаглубленный при сборке в кольцевую канавку ступицы, примыкающую к зубчатому венцу муфты включения синхронизатора.

Сборка известного устройства осевой фиксации блокирующего кольца син20 хронизатора заключается в том, что на ступицу, имекщую на поверхности. два зубчатых венца и расположенный между венцами шлицевой участок с ,кольцевыми канавками по краям, устанавливают до упора в один иэ венцов конусное фрикционное кольцо, снабженное внутренними шлицами„ и затем стопорят кольцо от осевого смещения.

Прн этом для стопорения кольца на

ЗО его торце в непосредственной близости от посадочного отверстия предварительно формируют стопорный бурт, выступающий в осевом направлении, а после установки кольца на ступицу

З этот бурт отгибают к центру путем обкатки роликов и заглубляют его s кольцевую канавку ступицы 533.

Однако известный способ не позволяет осуществлять сборку составного

"О зубчатого колеса, у которого осевой стопор фрикционного кольца должен располагаться в кольцевой канавке, нримпсакицей к венцу зубчатой передачи, и канавка, примасающая к венцу

4 муфты включения, должна быть свобод1157

Поставленная цель достигается тем, что в узле ступенчатой коробки передач с жестко связанными одно с другим блокирукщим кольцом синхронизатора и зубчатым колесом, содержащим упомянутое блокирукщее кольцо с шлицевым участком и с внутренней ко-. нической синхронизирующей поверхностью, упомянутое зубчатое колесо с жестко закрепленными на ступице зуб- З5 чатым венцом под муфту включения синхронизатора и шлицевым. Участком под блокирукицее кольцо, расположенным между кольцевыми канавками ступицы у упорного торца ее зубчатого венца, стопоры выполненнь е пластической деформацией и установленные с возможностью фиксирования осевого перемещения блокирующего кольца, причем впадины шлицевого участка и впадины зуб- чатого венца зубчатого колеса противолежат одни другим, фиксирукицие осевое перемещение блокирукицего кольца стопоры выполнены в виде выступов, размещенных во впадинах шпицевого участка блокирукицего кольца и в ближайшей к упорному торцу зубчатого колеса кольцевой канавке, причем выступы выполнены иэ материала блокирукщего кольца и радиально направле- ны к оси последнего.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу сборки блокиру3 на для надежного включения муфты включе ния с инхро низ атора.

Недостаток известного устройства заключается в том, что его конструкция не обеспечивает надежной работы муфты синхронизатора. Это обусловлено тем, что непосредственно к задним торцам зубьев муфты, расположенным на ступице колеса, примыкает стопорный бурт Фрикционного блокирч- 1О кщего кольца; Вследствие этого при включении муфты синхронизатора еезубья, расположенные на ступице колеса, и зубья, расположенные на подвижной каретке муфты включения взаимодействуют одни с другими без взаимного перекрытия. Однако муфты, включаемые беэ перекрытия зубьев, работают недостаточно надежно. При износе зубьев на их поверхностях образуются наклонные площадки, вызывающие самовыключение муфты.

Цель изобретения — повышение надежности при переключении передач с помощью синхронизатора. L$

288 4 ющего кольца синхронизатора с зубчатым колесом ступенчатой коробки передач, включающему- установку блокирующего кольца на шлицевом участке стуг: пицы зубчатого колеса до упора в торец последнего и закрепление стопорами блокирукщего кольца от осевого перемещения на ступице зубчатого ко-. леса, перед установкой блокирукщего кольца в теле последнего выполняют параллельные оси его шлицевого участка, равномерно расположенные по ок, ружности технологические отверстия с внутренними выступами, причем каждое технологическое отверстие образовано двумя отверстиями, расположенными одно относительно другого с зксцентриситетом, внутренний выступ технологического отверстия образован смещением отверстий, расположен над .шлицевой впадиной шлицевого участка блокирукщего кольца и радиально направлен от центра блокирующего кольца к его периферии, а закрепление последнего на ступице зубчатого колеса выполняют путем ввода в технологические отверстия развальцовочного инструмента с конической головкой и выдавливании выступа тех- нологического отверстия блокирующего кольца в сторону упорного торца зубчатого колеса в его кольцевую канавку и в шлицевую впадину.

На фиг. 1 показан узел ступенчатой коробки передач в виде составного зубчатого колеса; на фиг.2 — разрез

А-А на фиг. 1, на фиг.З - схема взаимного расположения зубьев муфты включения синхронизатора и зубчатого венца колеса; на фиг.4 и 5элементы технологического отверстия, на фиг.б и 7 — положение деталей собираемого колеса и развальцовочного инструмента в различные моменты сборки, на фиг.8 — пример сборки.

Узел ступенчатой коробки передач, например для коробки передач с синхронизатором и с внутренним конусом, выполнен в виде сборного зубчатого колеса, содержащего ступицу 1 и блокирукщее фрикционное кольцо 2 с внутренней конической синхронизирующей поверхностью. Ступица имеет венец 3 зубчатой передачи и венец

4 зубчатой муфты включения синхронизатора, между которыми расположен шлицевой учаеток 5 с технологическими кольцевыми канавками 6 и 7 по краям, причем впадины шлицевого участка противолежат впадинам зубчатого венца 4, фрикционное кольцо 2, снаб= женное внутренними шлицами 8, которыми оно установлено на ступице зубчатого колеса до упора в его

О упорный торец между венцами 3 и 4 и жестко зафиксировано от осевого смещения металлическими стопорами

9, которые выполнены методом местной пластической деформации из металла блокирующего кольца в виде радиально направленных к оси и равномерно расположенных по окружности выступов, сформированных на дне шлицевой впадины кольца. Стопор 9 размещен также в кольцевой канавке 6 и приьыкает к упорному торцу венца

3 зубчатой передачи. В коробке передач зубчатое колесо устанавливают на валу с воэможностью свободного вращения, а рядом с ним на том же валу устанавливают на шлицах подвижную каретку 10 муфты включения синхронизатора. Причем передние концы

11 зубьев подвижной каретки 10 сопряжены с впадинами зубчатого венца

4.

Узел ступенчатой коробки передач с жестко связанными один с другим блокирующим кольцом синхронизатора и зубчатым колесом работает следующим образом.

Для включения передачи подвижную каретку 10 перемещают по направлению к зубчатому колесу. При этом сперва И контактируют фрнкционные синхронизирующие поверхности кольца н каретки, а затем происходит полное включение муфты синхронизатора и включение нужной передачи. Передние концы 11 зубьев каретки (фиг.3) заходят за задние торцы зубьев зубчатого венца 4, т.е. обеспечивается необходимое для надежной работы муфты перекрытие зубьев. 4$

Способ сборки составного зубчатого колеса заключается в следующем.

В конусном блокирующем фрикционномкольце 2, на посадочной поверхности которого выполнены шлицы, в кепосред- 1 ственной близости от лицевой впадины

f2 шлицов выполняют параллельное оси кольца ступенчатое технологическое отверстие, равномерно расположенное по окружности. Каждое технологическое отверстие образовано двумя отверстиями 13 и 14, расположенными одно относительно другого с эксцентриситетом

8 . При .этом на стыке двух отверстий образуется внутренний технологический выступ 15, направленный радиально от центра кольца к периферии и расположенный над шлицевой впадиной 12.

Подготовленное таким образом фрикционное кольцо 2 устанавливают на ступицу 1, имеккцую на поверхности два зубчатых венца 3 и 4 и расположенный между венцами шлицевой участок

5 с кольцевыми канавками 6 и 7 по краям. Установку кольца на шлицевой участок ступицы осуществляют со стороны венца 4 муфты включения синхро= ниэатора (имеющего одинаковый с шлицевым участком наружный диаметр) до упора в торец венца 3 зубчатого колеса. Технологический выступ 15 в технологическом отверстии кольца распола= гается при этом приблизительно напротив кольцевой канавки 6, прииакакщей к венцу 3.

Затеи в технологическое отверстие кольца вводят раэвальцовочный инстру-мент 16, снабженный конической рабочей головкой 17 воздействуя с прило-. жением деформщэующего усилия на внутренний технологический выступ 15 технологического отверстия. При этом перемычка 18 технологического выступа !

5, расположенная над кольцевой канавкой 6 и шлицевой впадиной 12, деформируется (или выдавливается):. и на дне шлицевой впадины формируется радиально направленный стопорный 9 выступ, который входит в кольцевую канавку 6 и шлицевую впадину 12, фиксируя или закрепляя таким образом блокирующее кольцо 2 от осевого смещения.

Наиболее целесообразно формировать на посадочной поверхности фрикционного кольца не один, а несколько (три или четыре) стопорных выступов, равномерно распределенных Go окружности. При серийном производстве для этого используют специальное приспособление.

Сборку предлагаемого узла производят следупицим образом.

Блокирукщее кольцо синхронизатора устанавливают на ступице зубчатого колеса до упора в его упорный торец и в таком положении закрепляют от осевого перемещения стопорами. Перец установкой блокирующего кольца 2 в его теле выполняют технологические отверстия 13 í 14, 7

1157 расположенные равномерно по окружности напротив шпицевых впадин 12.

Каждое отверстие имеет две эксцентрично расположенных ступени со смещением центров по радиусу кольца на 0,5 мм. Диаметры ступеней 11 и

12 мм. Центры меньших по диаметру ступеней расположены на окружности диаметром 137 мм. Материал кольца - сталь 15Х1Н2ТА по ГОСТ 4543-71. 1р

В зоне сопряжения кольца со ступеней сталь улучшена до HRC 18-24, Блокирукщее Фрикционное кольцо 2 в месте сопряжения со ступицей имеет толщину 7,5 мм. На посадочной поверхности кольца выполняются шлицы со следунщими размерами. диаметр окружности выступов 112 мм, диаметр окружности впадин 120 мм, толщина зубьев и шаг те же, что на ступице.

Сопрягаемый с шпицами блокирующего кольца шлицевой участок 5 выполняется со следукщими размерами: диаметр окружности выступов 120 мм,диаметр 2З окружности впадин 110,2 мм, длина

3,3 мм, толщина зубьев на делительной окружности 7,5 мм, шаг

14,137 мм. По краям шлицевого участка ступица имеет кольцевые канавки ЗО с внутренним диаметром 108 мм и шириной 4 мм. Материал ступицы сталь

15ХГН2ТА по ГОСТ 4543-71 повеохность цементирована на глубину 1,01,3 мм, HRC 58-62 (фиг.8).

Закрепление кольца осуществляют прессом усилием 50т с помощью специального приспособления, состоящего из опорной плиты а с оправкой b и пуансона s с тремя развальцовочными паль40 цами . Опорную плиту закрепляют на столе пресса, а пуансон — на штоке.

Порядок сборки следующий. Ступицу, 288 8 сориентировав ее венцом зубчатой передачи вниз, одевают на оправку опорной плиТы приспособления и затем устанавливают на ступицу фрикционное кольцо, центрируя его по зубьям муфты включения. Приводят в движение шток пресса и вводят развальцовочные паль-. цы пуансона в технологические отверс.тия кольца. При дальнейшем движении пуансона вниз его раэвальцовочные пальцы воздействуют на внутренние уступы технологических отверстий и таким образом сперва напрессовывают кольцо на шлицевой участок ступицы до упора в венец зубчатой передачи, а затем формируют на посадочной поверхности кольца стопорные выступы, которые входят в кольцевую канавку ступицы, фиксируя на ней кольцо от осевого смещения. Движение пуансона вниз прекращают несколько раньше, чем его раэвальцовочные пальцы дойдут до венца зубчатой передачи. Затем пуансон отводят вверх, удерживая в это время собранное зубчатое колесо прижимными планками, и снимают колесо с оправки.

Использование предлагаемого устройства по сравнению с базовым объек- . том — аналогичным узлом ступенчатой коробки передач "ЯМЗ-201", обеспечит надежность в работе, т.е. не позволит самовыключаться подвижной каретки синхронизатора при износе зубьев ее зубьев, что обеспечит надежное переключение скоростей в ступенчатой коробке передач.

Кроме того, использование предлагаемого способа сборки позволит получить надежную осевую фиксацию блокирующего кольца синхронизатора относительно ступицы зубчатого колеса коробки передач.

1157288 а Ю

Фиг.4

Р Х. put.7

1157288

Составитель В.розанов

Редактор А.Козориз Техред C,éîâæèé; Корректор С.чесани

Заказ 3315/35 Тираа &9& Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4