Коробка передач

 

Изобретение относится к машиностроению , в частности к коробкам передач Цель изобретения - повышение нагрузочной способности и долговечности за счет улучшения условий зацепления зубьев. Коробка передач содержит корпус 1 с размещенными в нем ведущим 2 и ведомым 3 валами, шестерню 4, установленную подвижно в осевом направлении на валу 2, и многовенцовое колесо 5, установленное на валу 3 Венцы колеса 5 выполнены с различными коэффициентами смещения, уменьшающимися по мере удаления венца от оси вращения колеса 5, и различными углами конусности делительной поверхности венцов Даны зависимости выполнения наружных и внутренних радиусов венцов и зависимости для коэффициента смешения венца и угла конусности делительной поверхности 3 з п а ф-лы, 7 ил

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 F 16 Н 3/30

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4776547/28 (22) 03.01.90 (46) 15.07,92, Бюл, N 26 (71) Производственное объединение "Завод им, Малышева" (72) Н.З,Тернюк, A.В.Устиненко, В,Б,Варшавский, К.В,Сидоров и Д.И.Момот (53) 621.833(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 1167376, кл. F 16 Н 3/22, 1983. (54) КОРОБКА ПЕРЕДАЧ (57) Изобретение относится к машиностроению, в частности к коробкам передач. Цель изобретения — повышение нагруэочной способности и долговечности за счет улучше„„Я2„„1747773 А1 ния условий зацепления зубьев. Коробка передач содержит корпус 1 с размещенными в нем ведущим 2 и ведомым 3 валами, шестерню 4, установленную подвижно в осевом направлении на валу 2, и многовенцовое колесо 5, установленное на валу 3. Венцы колеса 5 выполнены с различными коэффициентами смещения, уменьшающимися по мере удаления венца от оси вращения колеса 5, и различными углами конусности делительной поверхности венцов, Даны зависимости выполнения наружных и внутренних радиусов венцов и зависимости для коэффициента смешения венца и угла конусности делительной поверхности. 3 э.п. ф-лы, 7 ил.

1747773

Изобретение относится к машиностроению, в частности к зубчатым механизмам на основе цилиндроконического зацепления, Цель изобретения — повышение нагру- 5. эочной способности и долговечности за счет улучшения условий зацепления зубьев.

На фиг.1 изображена коробка передач, общая схема; на фиг,2 — разрез А-А на фиг,1; на фиг,3 — конструкция многовенцового ко- 10 леса; на фиг.4 — то же, вариант при выполнении углов конусности делительных

X поверхностей не равными — ; на фиг,5 и 6—

2 схема, показывающая расположение шес- 15 терни при переключении передач: на фиг,7— деформация входного вала коробки передач . при нагрузке, Коробка передач содержит корпус 1, размещенные в ней ведущий 2 и ведомый 3 20 валы, На ведущем валу 2 установлена шестерня 4 с возможностью осевого перемещения за чет выполнения, например, шлицевого соединения вала 2 с шестерней "

4. На ведомом валу 3 установлено многовен- 25 цовое колесо 5 с торцовыми зубьями. Наружные и внутренние радиусы венцов выполнены соответственно зависимостям . + м - . », . и г»+1 — г !- t < га — и!, (2) где г», r„ 1..1 — наружные радиусы i-го и I+1ro венцов соответственно;

rf rf +1 внутрен t e Радиусы I-го и I+" 35 го венцов соответственно;

i — порядковый номер венца, !я(1„..n), где n — число передач в одну сторону; ram— радиус окружности вершин шестерни; Ь вЂ” ширина венца шестерни; bw= га1 — г 1 +2 Ь 40

Л вЂ” ширина заборной части зубьев шестерни с одной стороны; Ь вЂ” глубина захода зубьев.

Венцы колеса 5 выполнены с различны ми коэффициентами смещения Хь уменьша- 45 . ющимися по мере удаления венца от оси вращения колеса 5, а также с углами конусности делительных Поверхностей äi, меньшими л/2. При этом последние уменьшаются по мере удаления венца от оси вращения колеса.

Коэффициенты смещения венцов колеса 5 и угла конусности их делительных поверхностей определяются зависимостями

Х,=Л((" ) 1 "; (3) 55

6 m Е I (rg„4- f) SI m в!и aw у Е, ((г,„+02- гД) г!

2 ЗЕ!(га„+ где Х! — коэффициент смещения i-ro венца, д! — угол конусности делительной поверхности I-го венца; г! = средний радиус I-ro венца, г!=0,5

"(r» + г1!), г,„— наружный радиус многовенцового колеса; — зазор между многовенцовым колесом и опорой вала шестерни;

I=r — радиальное усилие в зацеплении;

m — модуль зацепления;

% — угол зацепления;

)и — нормальный боковой зазор в зацеплении;

Š— модуль упругости материала вала шестерни: ! — момент инерции сечения вала шестерни;

SI — коэффициент запаса бокового зазора, Коробка передач снабжена механизмом переключения. Он выполнен в виде установленной на ступице шестерни 4 вилки 6 с приводом 7, Внутри вилки 6 размещен шарик 8 с пружиной 9, взаимодействующий с пазами 10 валика 11. Последний неподвижо установлен в корпусе 1 и проходит через вилку 6, Продольная ось валика 11 параллельна оси вращения вала 2 шестерни 4, Пазы 10 расположены на валике 11 так, что фиксация вилки 6 с шестерней 4 в осевом направлении происходит в тех положениях шестерни 4, когда она находится в зацеплении с i-м венцом колеса 5.

Коробка передач работает следующим образом, Крутящий момент передается от ведущего вала 2 через шестерню 4 и i-й венец колеса 5 к ведомому валу 3, При необходимости переключения передачи при помощи привода 7 передвигают вдоль валика 11 вилку 6 с шестерней. При этом шарик 8 вь1ходит из паза 10. Шестерню вводят в зацепление со слецующим венцом колеса 5. Благодаря соответственноМу расположению пазов 10 происходит стопорение шестерни 4 с вилкой 6 в осевом направлении. Изменение передаточного числа обеспечивается благодаря тому, что венцы колеса 5 имеют различное число зубьев. При перемещении шестерни 4 на другую сторону колеса 5 обеспечивается реверс вала 3.

Свободное переключение передач без заклинивания шестерни 4 между венцами колеса 5 обеспечивается благодаря тому, что радиусы венцов соответствуют зависимости (1), Соответствие радиусов венцов зависимости (2) обеспечивает снижение металлоемкости коробки передач, так как наиболее широким выполняется самый на1747773 груженный, внутренний венец, а по мере удаления от оси колеса 5 венцы выполняются меньшей ширины.

Выполнение венцов колеса 5 с различными коэффициентами смещения, уменьшающимися по мере удаления венца от оси вращения колеса 5, а также придание делительным поверхностям венцов углов конусности, меньших л/2 и уменьшающихся по мере удаления венца от оси вращения колеса 5, позволяет существенно улучшить распределение нагрузки в зацеплении, Это объясняется тем, что при работе коробки передач под воздействием радиального усилия в зацеплении происходят линейная и угловая деформации вала 2 (фиг,2), что приводит к неравномерному распределению нагрузки вдоль венца. Частично скомпенсировать эти деформации и; следовательно, улучшить распределение нагрузки можно приданием колесу 5 предлагаемой формы, Формула изобретения

1, Коробка передач, содержащая корпус, размещенные в нем ведущий и ведомый валы, на одном из которых устанОвлена шестерня с возможностью осевого перемещения, а на другом — многовенцовое колесо с торцовыми зубьями и механизм переключения, отлича о LLI à ÿ ñÿ тем, что, с целью повышения йагрузочной способности и долговечности за счет улучшения условий зацепления зубьев, венцы колеса выполнены с различными коэффициентами смещения, уменьшающимися по мере удаления венца от оси вращения колеса, при этом наружные и внутренние радиусы венцов. выполнены соответственно зависимостям

Ц+7 > (ai + Ьи) — 4w + 2 ram Ьщ, г, +7 — rf;+.7 < r„— гг, где гав ra!+7 — наружные радиусы 1-го и (I+1)го венцов соответственно; ц, г ;! 1 — внутренние радиусы i-го и (i+1)-ro венцов соответственно;

i — порядковый номер венца Ie(7„...n); и — число передач в одну сторону;

r» — радиус окружности вершин шестерни;

Ь вЂ” ширина венца шестерни, Ь =

=!а1 01+2 А;

Л вЂ” ширина заборной части зубьев шестерни с одной стороны;

hw — глубина захода зубьев.

2, Коробка передач по и. 1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что коэффициенты смещения венцов колеса определяются зависимостью

F,,((r» + () — rI ) j„

6 m Е i {r» + f) Sj m sin м

15 где XI — коэффициент смещения I-го венца; г! — средний радиус i-го венца, r =0,5

"(га! + <у!): 㻠— наружный радиус многовенцового

20 колеса;

1 — зазор между многовенцовым колесом и опорой вала шестерни;

Fr — радиальное усилие в зацеплении;

m — модуль зацепления;

25 a — угол зацепления;

ja — нормальный боковой зазор в зацеплении;

Š— модуль упругости материала вала шестерни;

30 I — момент инерции сечения вала шестерни;

SI — коэффициент запаса бокового зазора, 3. Коробка передач по пп. 1 и 2, о т л и35 ч а ю щ а я с я тем, что венцы колеса выполнены с углами конусности делительных поверхностей, меньшими _#_/2, причем последние уменьшаются по мере удаления венца от оси вращения колеса.

40 . 4, Коробка передач по пп, 1-3, о т л ич а ю щ а я с я тем, что углы конусности делительных поверхностей венцов колеса определяются зависимостью л г ({г» +@ ri) ri

2 3 Е! {г»+ ) где д; — угол конусности делительной поверхности I-го венца, 1747773.1747773

Фиг.5

1747773

Фиг, 7

Составитель А.Устиненко

Редактор М.Кобылянская Техред М.Моргентал Корректор Т.Палий

Заказ 2487 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101