Коробка передач

 

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в коробках передач автомобилей. Целью изобретения является повышение надежности коробки передач. Положительный эффект достигается за счет уменьшения количества промежуточных валов и одновременно включенных муфт зубчатых колес. Коробка передач содержит входной, промежуточный и выходной валы. Размеш,енные на них зубчатые колеса кинематически связывают входной и промежуточный валы жестко, а промежуточный и выходной - через управляемые муфты свободного хода. Одна из муфт размещена на промежуточном валу, а остальные - на выходном. Управляемая каретка, состоящая из блока зубчатых колес, размещена на выходном валу с возможностью его переменного взаимодействия с управляемыми муфтами свободного хода на выходном валу и зубчатым колесом lia промежуточном. Па выходном валу размещен тормоз-замедлитель , имеющий автономный привод. Механизм переключения передач выполнен в виде переводных головок, связанных с управляемыми муфтами свободного хода и кареткой, стакана, подвижного в осевом направлении и с радиальными отверстиями в стенке, пальцев , размещенных в отверстиях и взаимодействующих с переводными головками, стержня, размещенного внутри стакана соосно ему, и кулачков на стержне, взаимодействующих с пальцами. Включение соответствующих передач происходит последовательно при перемещении стакана и соответг-вующих переводных головок. При этом ь каждой передаче работают одновременно два зубчатых колеса и одна муфта свободного хода, размещенные на выходном и промежуточно.м валах. 2 з. п. ф-лы, 2 ил. (С (Л Is: О5 о 05 о ел

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5i) 4 F 16 Н 3/10, =. 04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (:Ь

1Р

Cb

С0

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3830664/25-28 (22) 25.12.84 (46) 30.09.86. Бюл. № 36 (72) Г. П. Быков (53) 621.833 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 659815, кл. F 16 Н 3/10, 1975. (54) КОРОБКА ПЕРЕДАЧ (57) Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в коробках передач автомобилей. Целью изобретения является повышение надежности коробки передач. Положительный эффект достигается за счет уменьшения количества промежуточных валов и одновременно включенных муфт зубчатых колес. Коробка передач содержит входной, промежуточный и выходной валы. Размещенные на них зубчатые колеса кинематически связывают входной и промежуточный валы жестко, а промежуточный и выходной — через управляемые муфты свободного хода. Одна из муфт размещена на промежуточном валу, а остальные — на выходном. Управляемая каретка, „„SU„„1260605 А1 состоящая из блока зубчатых колес, размещена на выходном валу с возможностью его переменного взаимодействия с управляемыми муфтами свободного хода на выходном валу и зубчатым колесом на промежуточном.

На выходном валу размещен тормоз-замедлитель, имеющий автономный привод. Механизм переключения передач выполнен в виде переводных головок, связанных с управляемыми муфтаии свободного хода и кареткой, стакана, подвижного в осевом направлении и с радиальными отверстиями в стенке, пальцев, размещенных в отверстиях и взаимодействующих с переводными головками, стержня, размещенного внутри стакана соосно ему, и кулачков на стержне, взаимодействующих с пальцами. Включение соответствующих передач происходит последовательно при перемещении стакана и соответс.-вующих переводных головок. При этом ь каждой передаче работают одновременно два зубчатых колеса и одна муфта свободного хода, размещенные на выходном и промежуточном валах. 2 з. и. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в коробках передач автомобилей.

Целью изобретения является повышение надежности коробки передач путем уменьшения количества промежуточных валов и одновременно включенных муфт и зубчатых колес.

На фиг. 1 изображена предложенная коробка передач; на фиг. 2 — механизм переключения передач.

Коробка передач содержит корпус 1, в котором в подшипниках размещен входной вал 2, имеющий зубчатое колесо 3 с венцовыми зубьями 4, на которые посажена управляющая обойма 5, имеющая переводную канавку 6, а в выточке вала 2 расположен подшипник 7, который является дополнительной опорой входного вала.

Промежуточный вал 8 имеет шлицы 9, вал несет распорное кольцо 10, зубчатое колесо 11 первой передачи, распорную втулку 12, зубчатое колесо 13 заднего хода, распорную втулку 14, внутреннюю обойму !5 управляемой муфты свободного хода, которая имеет венцовые зубья 16 и посаженную на них управляющую обойму 17 с переводной канавкой 18, ролики !9 управляемой муфты свободного хода несут в свою очередь зубчатое колесо 20 второй передачи, имеющее венцовые зубья 21, которые идентичны венцовым зубьям 16 и на которых посажено подвижное бронзовое кольцо 22, шайба 23 удерживает ролики 19 и зубчатое колесо 20 на внутренней обойме 15 и стопорится пружинистым кольцом 24, внутреннюю обойму 25, имеющую венцовые зубья 26, на которых посажена управляющая обоймы 27, имеющая переводную канавку 28, на шейку внутренней обоймы 25 свободно посажено зубчатое колесо 29 третьей передачи, которое имеет венцовые зубья 30 и на которых посажено подвижное бронзовое кольцо 31, венцовые зубья 26 внутренней обоймы 25 и венцовые зубья 30 зубчатого колеса 29 идентичны, распорную втулку 32, зубчатое колесо 33, имеющее постоянное зацепление с зубчатым колесом 3 входного вала 2. Промежуточный вал 8 на подшипниках свободно установлен в корпусе коробки, зубчатые колеса и внутренние обоймы на нем установлены жестко.

Выходной вал 34 свободно установлен на подшипниках в корпусе коробки Он имеет шейку под подшипник 7, шлицы 35 и 36, цилиндрическую часть 37, шлицы 38, цилиндрическую часть 39. На шлицах 35 выходного вала 34 жестко посажена внутренняя обойма 40 управляемой муфты свободного хода четвертой передачи. Она несет ролики 41 и наружную обойму 42, имеющую внешние венцовые зубья 43, идентичные венцовым зубьям 4 зубчатого колеса 3 входного вала 2.

Ролики 31 и наружную обойму 42 на внут5

1О

55 ренней обойме 40 удерживает шайба 44, которая стопорится пружинистым кольцом 45. На венцовые зубья 43 посажено подвижное бронзовое кольцо 46. Управляемая муфта свободного хода четвертой передачи служит для прямого соединения входного и выходного валов 2 и 34. Внутренняя двухсторонняя обойма 47 управляемых муфт свободного хода на шлицах 35 также посажена жестко, она несет ролики 48, зубчатое колесо 49 третьей передачи, ролики 48 и колесо 49 удерживаются на внутренней обойме 47 шайбой 50, которая стопорится пружинистым кольцом 51. Между внутренними обоймами 40 и 47 передний конец выходного вала 34 имеет основную опору в корпусе коробки. На другом конце внутренней обоймы 47 расположены ролики 52 и зубчатое колесо 53 второй передачи, которое имеет внешние венцовые зубья 54. Ролики 52 и колесо 53 на внутренней обойме 47 удерживаются шайбой 55, которая стопорится пружинистым кольцом 56. Каретка 57 выполнена в виде блока зубчатых колес и управляемо посажена на шлицы 36. Она имеет наружный зубчатый венец, переводную канавку 58 и внутренние венцовые зубья 59, которые идентичны внешним венцовым зубьям 54, а также внутренние венцовые зубья 60. Внутренняя обойма 61 управляемой муфты свободного хода свободно посажена на цилиндрическую часть 37 выходного вала 34. Она имеет внешние венцовые зубья 62, которые идентичны внутренним венцовым зубьям 60, несет ролики 63 и зубчатое колесо 64 первой передачи. Шайба 65 удерживает ролики 63 и колесо 64 на внутренней обойме 61 и стопорится пружинистым кольцом 66. Ось 67 зубчатого колеса 68 заднего хода жестко установлена в приливах корпуса коробки. Колесо 68 свободно посажено на оси 67. Все колеса имеют постоянное зацепление, кроме управляемого блока каретки 57. Все бронзовые кольца постоянно поджимаются пружинистыми лепестками (не показаны) к управляющим обоймам. На выходном валу 34 установлен также тормоз-замедлитель. Металлокерамические диски 69 тормоза-замедлителя подвижно установлены на шлицах 38 выходного вала 34. Стальные нажимные диски 70 подвижно установлены в пазах 71 корпуса 72 тормоза-замедлителя.

Пальцы 73 закреплены неподвижно в теле корпуса 1 коробки и несут разжимные пружины 74, которые находятся между нажимными дисками 70. Корпус 72 тормоза-замедлителя имеет цилиндры 75, в которых расположены толкатель 76 с манжетным уплотнением. Цилиндры 75 имеют отверстие 77 для дренажа и отверстие 78 для подвода рабочей жидкости в цилиндр. В выточке 79 плотно установлен самоподжимающий сальник 80. Корпус 72 тормоза-замедлителя к корпусу 1 коротки передач крепится болтами, размещенными в отверстиях 81.

1260605

Через отверстия (не показаны) в корпусе 72 тормоза-замедлителя подается охлаждающее масло. К корпусу 72 крепится и стояночный тормоз (не показан) . Тормоззамедлитель может иметь автономный привод.

Механизм переключения передач (фиг. 2) состоит из корпуса 82, имеющего в верхней части окно 83, в котором размещен блок шестерен 84 и 85, свободно сидящий на оси 86. В верхней части имеются также отверстия, в которых размещаются подпружиненные (не показаны) шарики-фиксаторы 87 — 90. В корпусе 82 выполнена выточка 91 и цилиндрические отверстия 92 и 93 двух различных диаметров. В нижней части корпуса 82 выполнен сквозной паз 94 вдоль оси отверстия 92. В резьбовое отверстие 95 ввернут кулачковый стержень 96, имеющий распределительные кулачки 97 — 100. На втором конце стержня 96 имеется резьба 101.

Пустотелый ползун в виде стакана 102 свободно надет на распределительные кулачки. Его наружный диаметр равен диаметру отверстия 93, в котором он размещен свободно. Стакан 102 имеет лыску, на которой нарезаны зубья 103, находящиеся в постоянном зацеплении с шестерней 84 блока.

В стенках стакана 102 выполнены радиальные отверстия, в которых размещены фиксирующие пальцы 104 — 107. Отверстия с пальцами 104 — 106 и пальцами 107 находятся в разных плоскостях. В отверстии 92 на наружной поверхности стакана 102 размещены подвижные управляемые переводные головки, которые своими приливами размещены в пазу 94, служащем направляющей. Переводная головка 108 имеет внутреннюю кольцевую выточку 109, а снаружи — стопорные углубления 110 — 113 для шарика-фиксатора 87.

К приливу головки 108 прикреплена переводная вилка 114, которая входит в переводную канавку 58 управляемой каретки 57.

Переводная головка 115 имеет внутреннюю кольцевую выточку 116, а снаружи — стопорные углубления 117 и 118 для шарикаф и ксатор а 88.

К приливу головки 115 крепится переводная вилка 119, которая входит в переводную канавку 18 управляемой муфты свободного хода второй передачи. Переводная головка 120 имеет внутреннюю кольцевую выточку 121, а снаружи — стопорные углубления 122, 123 для шарика-фиксатора 89.

К приливу головки 120 крепится переводная вилка 124, которая входит в переводную канавку 28 управляемой муфты свободного хода третьей передачи. Переводная головка 125 имеет внутреннюю кольцевую выточку 126 и стопорные углубления 127, 128 для шарика-фиксатора 90.

К приливу головки 125 крепится переводная вилка 129, входящая в переводную ка5

З0

55 навку 6 управляемой муфты свободного хода четвертой передачи.

Центрирующая шайба 130 устанавливается в выточку 91 и закрепляется гайкой на резьбовом конце 101 кулачкового стержня 96. К корпусу 82 прикреплен силовой цилиндр, разделенный перемычкой на гидравлическую и механическую полости 131, 132 (место крепления не показано).

Гидравлическая полость 131 имеет дренажные каналы 133 и каналы 134 для подачи рабочей жидкости в цилиндр. Гидравлическая полость 131 закрыта с одной стороны пробкой 135, а с другой уплотняется самоподжимными сальниками 136, плотно установленными в кольцевые выточки перемычки и уплотняющими перемещающийся шток.

Силовой цилиндр двухстороннего действия — поршень 137 имеет манжетное уплотнение и установлен на штоке 138. На последнем имеется упорное кольцо 139 и выточка под шайбу 140, поджимаемую гайкой 141. Между кольцом 139 штока 138 и шайбой 140 на штоке свободно и со скольжением на поверхности механической полости 132 посажена втулка 142. На втулке 142 имеется лыска, на которой нарезаны зубья, находящиеся в постоянном зацеплении с шестерней 85 блока. Свободная посадка втулки 142 на штоке предохраняет последний от прогиба при выработке втулки, уменьшая тем самым износ сальников.

Коробка передач работает следующим образом.

Муфты свободного хода, размещенные на выходном валу 34, заклиниваются при вращении установленных на них колес по часовой стрелке.

Муфта свободного хода, установленная на промежуточном валу 8, заклинивается при вращении установленного на ней колеса против часовой стрелки.

Нейтраль. Получив вращение от двигателя, входной вал 2 вращает колесо 3 и вен. цовые зубья 4 с сидящей на них управляющей обоймой 5. Колесо 3 вращает постоянно зацепленное с ним колесо 33, которое, будучи жестко посаженным на промежуточный вал 8, вращает его и жестко сидящие на нем: колесо 11 первой передачи, далее колесо 64, которое, заклинив роликами 64 внутреннюю обойму 61, свободно вращается на выходном валу 34. Колесо 13 заднего хода свободно на оси 67 вращает колесо 68. Внутренняя обойма 15 управляемой муфты свободного хода, расклинив ролики 19, вращается свободно в колесе 20, также свободно вращается сидящая на венцовых зубьях 16 управляющая обойма 17. Внутренняя обойма 25 вращается свободно в колесе 29, также свободно вращается сидящая на венцовых зубьях 28 управляющая обойма 27. Усилие пружинистых лепестков, которые постоянно поднимают бронзовые кольца к управляю1260605 щим обоймам, передающего момента не создают.

Задний ход. Переводной вилкой 114. входящей в переводную канавку 58, вводится зубчатый венец каретки 57 в зацепление с шестерней колеса 68. Крутящий момент от промежуточного вала 8 через колеса 13 и 68 идет на зубчатый венец каретки 57 и от нее — на шлицы 36, придавая выходному валу 34 вращение. Внутренняя обойма 63 управляемой муфты свободного хода свободно вращается на цилиндрической части 37 выходного вала 34, внутренняя обойма 47, заклинив колесо 53, вращает им колесо 20 по часовой стрелке, расклинив муфту свободного хода последнего, колесо 49, будучи заклиненным, свободно вращает колесо 29 на внутренней обойме 25. Наружная обойма 42 вращается свободно.

Первая передача. Г!ереводной вилкой 114 входящей в переводную канавку 58 каретки 57, вводятся в зацепление венцовые зубья 60 и 62, включена первая передача.

Крутящий момент идет следующим образом.

Промежуточный вал 8 колесом 11 вращает колесо 64, оно, заклинив внутреннюю обойму 61 через зацепленные венцовые зубья 60 и 62, вращает каретку 57, которая через шлицы 36 передает крутящий момент выходному валу 34. Остальные колеса свободны и вращаются лишь от момента, создаваемого трением бронзовых колец об управляющие обоймы.

Вторая передача. Чтобы двигатель не затрачивал часть энергии на расклинивание муфты свободного хода первой передачи, необходимо немного сбросить обороты двигателя. Сохранившаяся инерция движения расклинит муфту свободного хода. Переводной вилкой 119, входящей в переводную канавку 8, перемещается управляющая обойма 17 по венцовым зубьям 16. При этом сжимаются пружинистые лепестки и подвижное кольцо 22 утапливается в выточках зубчатого колеса 20. Происходит соединение внутренней обоймы 15 управляемой муфты свободного хода с зубчатым колесом 20.

Включена вторая передача. Крутящий момент идет следующим образом. Промежуточный вал 8 через соединенные управляющей обоймой 17 венцовые зубья 16 и 21 передает вращение колесу 20, а оно -- колесу 53, которое, заклинив свою муфту через ее внутреннюю обойму 47 и шлицы 35, — — на выходной вал 34. Г1ервая передача включена, однако ее муфта расклинена, колеса свободно вращаются, третья и четвертая передачи свободны.

Третья передача. Небольшим сбросом оборотов двигателя расклинивается муфта свободного хода второй передачи. Сжимая пружинистые лепестки, перемещают подвижное кольцо 31. Перемещением управляющей обоймы 27 соединяют ею венцовые зубья 26 внутренней обоймы 25 и венцовые зубья 30

i0

l5

55 колеса 29, включена третья передача. Крутящий момент идет следующим образом.

Промежуточный вал 8 через соединенные венцовые зубья 26 и 30 вращает колесо 29, оно в свою очередь вращает колесо 49, заклинивается муфта свободного хода последнего и через внутреннюю обойму 47 и шлицы 35 момент передается на выходной вал 34. Первая и вторая передачи вращаются в расклиненных муфтах свободного хода, четвертая свободна.

Четвертая передача. Сбросом оборотов

;fâèãàònëÿ расклинивают муфту свободного хода третьей передачи. Сжав лепестки и переместив подвижное кольцо 46, соединяют венцовые зубья 4 входного вала 2 и венцовые зубья 43 наружной обоймы 42 четвертой передачи, передача включена. Крутящий момент идет следующим образом. Входной вал 2 через соединенные управляющей обоймой 5 венцовые зубья 4 и 43, заклинив муфту свободного хода, передает вращение внутренней обойме 40 и через шлицы 35 выходному валу 34. Остальные передачи свободно вращаются в раскли пенных муфтах свободного хода.

Переход на пониженные передачи происходит отключением повышенных передач.

Чтобы управляющие обоймы свободно перемещались, при выключении необходимо немного сбрасывать обороты двигателя.

Запуск двигателя буксировкой. Обычно запускают на второй передаче. Для этого переводной вилкой !!4, входящей в переводную канавку 58 каретки 57. включают задний ход и, перемещая каретку 57, далее вводят в зацепление венцовые зубья 59 и 54 колеса второй передачи. Прп буксировке крутящий момент на двигатель идет следующим образом. Выходной вал 34, имея правое вращение, через шлицы 36, каретку 57 и соединенные венцовые зубья 59 и 54 передает вращение колесу 53, оно дает левое вращение колесу 20 которое заклинивает свою муфту свободного хода и через внутреннюю обойму 15 вращает г ромежуточный вал 8, последний кочесом 33 через колесо 3 передает вращение на выходной вал 2, который через сцепление передает крутящий момент двигателю. Все остальные передачи свободны. При запуске двигатель. набрав обороты, расклинивает муфту свободного хода, свободно вращает промежуточный вал, нс будучи связанным с выход. ным. При устойчивой работе двигателя, выключив сцепление, каретку 57 переводят в положение нейтрали.

Механизм переключения передач работает следующим образом (на фиг. 2 он показан в положении нейтрали).

Для включения и выключения первой передачи заднего хода и при запуске двигателя буксировкой необходимо выключать сцепление, переключение с первой передачи на повышенную и наоборот происходит при

1260605

15

Формула изобретения

25

35

50 включенном сцеплении. При переключении работают две передачи.

При подаче рабочей жидкости перемещается поршень 137, шток 138, во действуя на втулку 142, посредством ее зубьев при перемещении поршня вращает блок шестерен 85 и 84, которые, будучи в постоянном зацеплении с зубьями 103, перемещают стакан 102.

Шарик-фиксатор 87 удерживает головку 108 в нейтральном положении. При этом пальцы 104, размещенные в стакане 102, кулачком 97 введены в кольцевую выточку 109. Остальные пальцы стакана удалены от кольцевых выточек своих головок и свободно опираются на стержень 96.

Первая передача. При перемещении стакана 102 влево выдавливается шарикфиксатор 87 и перемещением переводной головки 108 включается первая передача.

Пальцы 104 при этом находятся на краю кулачка и готовы при необходимости выключить первую передачу, шарик-фиксатор 87 вошел в углубление 111, зафиксировав первую передачу.

Палец 105 кулачком 98 приподнят и находится в кольцевой выточке 116, вторая передача готова к работе.

Вторая передача. При дальнейшем перемещении стакана 102 влево палец 104 соскакивает с кулачка 97, а палец 105 перемещает переводную головку 115, выдавив шарик-фиксатор 88, который входит в углубление 118, зафиксировав вторую передачу.

Палец 105 находится на краю кулачка 98, готов при необходимости выключить вторую передачу, а палец 106 приподнят кулачком 99 и находится в кольцевой выточке 121, к работе готова третья передача.

Третья передача. При перемещении стакана 102 влево палец 105 соскакивает с кулачка 88, а палец 106 перемещает переводную головку 120, выдавив шарик-фиксатор 89, который входит в углубление 123, зафиксировав третью передачу. Палец 106 находится на краю кулачка 99, готов при необходимости выключить третью передачу.

Палец 107 кулачком 100 приподнят и находится в кольцевой выточке 126. К включению готова четвертая передача.

Четвертая передача. Дальнейшее перемещение ползуна влево включает четвертую передачу. Палец 106 соскальзывает с кулачка 99, а палец 107 перемещает переводную головку 125, выдавив шарик-фиксатор 90, который, войдя в углубление 128, фиксирует четвертую передачу. Таким образом, кулачки 97 — 100 готовят и распределяют переключения, не выключая понижающей передачи.

Выключение идет в обратном порядке.

Тормоз-замедитель работает совместно с колесными тормозами, педаль управления у них одна, но привод у него автономный и срабатывает он раньше колесных, освобождая их от служебного торможения. Колесные тормоза не всегда одинаково срабатывают в силу различных причин, что приводит к заносу, устраняемому двигателем, который затрачивает энергию, выравнивая блокировку колес. Конструкция коробки не обеспечивает торможение двигателем. Поэтому тормоз-замедлитель, срабатывая раньше колесных тормозов, выравнивающе действует на их работу, В случае экстренного торможения его работоспособность сохраняется до полной остановки.

1. Коробка передач, содержащая входной, выходной и по крайней мере один промежуточный валы, размещенные на них зубчатые колеса, кинематически связывающие входной и промежуточный валы жестко, а промежуточный и выходной — через муфты свободного хода, управляемую муфту свободного хода, связывающую входной и выходной валы и механизм переключения передач, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности, на промежуточном валу размещена и выполнена управляемой одна из муфт свободного хода, а другие размещены на выходном валу и также выполнены управляемыми, коробка снабжена установленными на выходном валу тормозомзамедителем и управляемой кареткой, выполненной в виде блока зубчатых колес, попеременно взаимодействующих с соответствующими управляемыми муфтами выходного вала и зубчатым колесом промежуточного.

2. Коробка передач по и. 1, отличающаяся тем, что механизм переключения передач выполнен в виде переводных головок, связанных с управляемыми муфтами свободного хода и блоком зубчатых колес, стакана, подвижного в осевом направлении и с радиальными отверстиями в стенке, пальцев, размещенных в отверстиях и взаимодействующих с переводными головками, стержня, размещенного внутри стакана соосно ему, и кулачков, соединенных со стержнем и взаимодействующих с пальцами.

3. Коробка передач по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что тормоз-замедлитель имеет автономный привод.

1260605

bh E5

92 Ц <<2 87110 111 87

84 82 108

88117;18 - 9 2288 Ж 127 90,"28

f35 04

107 88 102

105

Дог. 2

Составитель В. Сер геен

Редактор М. Келемегн Техред И. Верес Корректор И. Эрдейи

Заказ 5209/32 Тираж 880 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР но делам изобретений и открытий! 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раугнская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проекзная, 4