Коробка передач

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Реслублик рц953301 с

Qjqg, //== - и.-- . и сР. я (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 050181 (21) 3232928/25-28 (31) М. Кл.з

F 16 Н 3/64 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (Я3) УДК б 21. 833. . б (088. 8) Опубликовано 230882 . Бюллетень № 31.

Дата опубликования описания 230882 я

)t (72) Автор изобретения

С. Б. Фраймович

В (71) Заявитель ильнюсския станкостроительные 1яанок Иктн4сьиетия Октяоря

) (54) КОРОБКА ПЕРЕДАЧ

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано .в качестве узла постройки кинемати ческих цепей в металлорежущих станках.

Известны электронные гитары, осуществляющие автоматическую настройку передаточного отношения (1) .

Но их применение предполагает .замену кинематических связей электрическими, гидравлическими и т.п. и, как неизбежное следствие, встройку в станок дорогостоящих регулируемых приводов- и систем управления.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности является коробка передач, содержащая корпус, входной и выходной валы, управляемые муфты сцепления и тормоза и последов атель но со един е нные к оническ ие дифференциалы. В данной коробке передач соседние центральные колеса соединены между собой, водила пер- вой и последующих ступеней через одно соединены с выходным валом, води.ла остальных ступеней заторможены, а ведомые центральные колеса первой и.последующих ступеней через одно связаны с соответствующими тормозами (2) .

Недостатком известной коробки передач является то, что она может осуществлять ограниченное количестВо передаточных отношений (не более

20-24), что ограничивает их применение в металлорежущих станках разомкнутыми кинематическими цепями, например цепями подач или главного

1О движения.

Кроме того, автоматизация настройки передаточных отношений в подобных передачах практически неосуществима.

Целью изобретения является расширение кинематических возможностей передачи, упрощение настройки передаточного отношения .

Поставленная цель достигается тем, что.в коробке передач, содержащей корпус, входной и вьвсодной валы, управляете муфты сцепления и тормоза и последовательно соединенные конические дифференциалы, 25 первое центральное колесо каждого дифференциала кинематически связано с управляемым тормозом и через управляемую муфту с входным валом, второе центральное колесо, начиная

30 со второго дифференциала, связано

953301 где i — передаточное отношение кик нематической связи между

k-ым и (к+1) дифференциалом.

В коробке передач (фиг.1) i = 1.

40 ксли затормозить и-ое водило (а ", = 0), то согла сно (3 ), получим .ускоряющую передачу, в которой входными являются первые центральные колеса 3„, а выходным элементом — второе цент-.

45 ральное колесо 4< первого дифференциала.

По аналогии иэ (1) можно получить формулу для угловой скорости водила 5 последнего дифференциала

50 с водилом предьдущего дифференциала и с управляемым тормозом.

При этом в замедляющих передачах второе центральное колесо первого дифференциала заторможено, а водило последнего дифференциала сое- 5 динено с выходным валом, а н ускоряющих передачах второе центральное колесо первого дифференциала связано с выходным валом, а водило последнего эаторможено. 10

Кроме того, коробка передач может быть снабжена дополнительным дифференциалом, одно центральное колесо

KoT o pQ F o с вяз а но с водилом последн его дифференциала, н кинематической f 5 цепью, включающей реверсирующее устройство и управляемую муфту и связывающей второе центральное колесо первого дифференциала с вторым центральным колесом или водилом допол- 20 нительного дифференциала, а выходной нал соединен соотнетстненно с водилам или вторым центральным колесом дополнительного дифференциала. Предпочтительно передаточные отношения между нходным валом и первыми центральными колесами всех дифференциалов выбирать одинаковыми, а между вторыми центральнымй колесами и водилами соседних дифференциалов — равными единице.

На фиг. 1 представлена кинематическая схема коробки передач, н которой выходной вал соединен с водилом дополнительного дифференциала; на фиг.2 — выполнение дополнительного дифференциала, в котором с выходным валом соединено второе центральное колесо.

Коробка передач содержит размещенные н корпусе (не пока зан ) входной 1 и выходной 2 валы, соединенные последовательно однотипные конические дифференциалы, каждый иэ которых включают первое 3 и второе

4 центральные колеса (k — порядХ ковый номер дифференциала ), водило

5х и сателлит 6„, и управляемые тормоза 7 и 8, взаймодействующие соответственно с первым З (и вторым 4 центральными колесами. Первые центральные колеса З через зубчатые пары 9 и управляемые муфты 10 взаимодействуют с нходным валом, а вторые центральные колеса 4 каждого дифференциала, начиная со второго, связаны с водилами 5 предыдущих стук пеней.

В каче ст ве одного из варна итон конструктив ного исполнения коробка передач содержит дополнительный дифференциал, второе центральное колесо

4„ „„+, которого связано с водилом

5 последнего дифференциала, водило

" +„+1 — с выходным валом 2, а первое центральное колесо З, посред- 65 ством кинематической цепи связано с вторым центральным колесом 4 первой ступени. В состав кинематической цепи входит управляемая муфта 11 и реверс ирующее у стройс тн о 12 (фиг . 1 ) .

Возможен вариант, когда с выходным валом 2 взаимодействует первое центральное колесо 3 +„„+1 дополнительного дифференциала, а кинематическая связь замыкается на его водило 5 „,(фиг . 2 ), где п и m — натуральные числа (n+m+s=

k).

Коробка передач работает следующим образом.

Вращение с входного вала 1 через управляемые муфты 10 и зубчатые пары

9 передается на первые центральные колеса 3< дифференциалон и далее на выходной нал 2 . Передаточное отношение коробки зависит от количестна нключенных управляемых тормозов 7 и

8 и муфт 10.

Угловые скорости элементов k-ro конического дифференциала связаны следующим соотношением: (ю

0,5 М +(и ко ) (1) или сьх= 2+- +„ (2), где 0! и В "- угловые скорости соответственно первого 3 и второго

4х центрального колеса; ц „- угловая скорость водила. Используя соотношение (2) для и последовательно соединенных дифференциалов, получим а „ =- Ь +1 Я.+4111К(Ц+" 2"

К,1,...,1„„) а „-2."К,1Z,...,«Ä) ), { ) н» -м

В =2 (1 1,1-5.- 1 щ„)(0 „+ (= л-VN ю 7 I (-1 i")--z " "-m+1) -1 (4)

Затормозив второе центральное колесо 4 (-1) -ой ступени (э"„= ()),, получим замедляющую передачу, в которой входными являются первые центральные колеса 3, а выходным элементом - водило 5 последней ступени.

Таким образом, включив 8 1 управляемый тормоз в цепи дифференциалов, 953301

"н -1 2 " . (7) 40

Ьв

Заторможенная связь между двумя соседними дифференциалами определяет положение запятой, отделяющей целую часть i от дробной. С помощью управ- 45 ляемых тормозов 8к положение запятой сюжет изменяться, сохраняя неизменной относительную погрешность настройки. Изменение знака перед целой

Il частью 1 с помощью реверсирующего устройства 12 позволяет настраивать одно и то же значение, например

1,53, как сумму 1 + 0,53 или как разность 2-0, 47. В коробках передач, предназначенных для настройки только целочисленных или только дробных значений i, не нужны дополнительный дифференциал, кинематическая связь между первым и последним дифферен- циалами и тормоза 8 между соседними дифференциаламй. 60

В общем случае число дифференциалов, не счита я дополн ит ель ного, равно числу членов полинома (7), представляющего любое из настраиваемых действительных значений переда- g5 получим коробку передач с двумя вы- ходами: центральное колесо 4 и водило 5 . При этом ветвь (1-n) является ускоряющей, а ветвь (от — 1 до -m) — замедляющей.

Угловые скорости звеньев 4 и 5 1„ можно просуммировать с. помощью дополнитель ного дифференциала (с элементами n + m + 1) и кинематической цепи, содержащей управляемую муфту

11 и реверсирующее устройство 12. 10

Ведомым звеном при этом может -быть либо водило 5щ+„+ дополнительного дифференциала (фиг. 1), либо его первое солнечное колесо (фиг. 2) .

Передаточное отношение в первом 15 случае . If .йЗ.Л + i=if (5) а во втором где iè"„= =(иц /% а ií = сбн/ u/

Если далее выбрать i — ° ° ° i = - -° - = 1,0 и 1,с —— .

1 = 1 = ... i„„,,причем i= 25 и

-М

2 могут принимать значения или 1 или 0, первое из которых соответствует замкнутому состоянию кинематической связи ьежду соответствующим дифференциалом и входным валом, а второе — 30 заторможенному состоянию первого центрального колеса 3„ этого же дифференциала, то получим исполнение коробки передач, реализующее представление передаточного отношения в ",5 двоичной форме

° .! .! И-4 ° 1

1=2 1„+2 j>i... +2 (+ точного отношения внутри эаданногб диапазона с заданной точностью и дискретностью. Например, 15-разряднцй узел обеспечивает настройку любого значения iс0,,707, с абсо-. лютной погрешностью Ь i = 0 0001 °

Для получения требуемого передаточного числа, например О, 3092, нужно перевести его в двоичное число:

0,010011100011001, затем затормозить первые центральные колеса 3 дифференциалов, соответствунхцие 0:

99 2, 3,6, 7,8,12, 13 и 15, и соединить с входным валом колеса, соответствующие 1: 99 1,4,5,9,10,11 и 14.

Коробка передач, позволяя осуществить автоматизацию н астройки передаточного дешевыми и доступными средствами, сокращает время настройки, а также повышает точность замкнутых кинематических цепей за счет регулирования передаточного отношенияя в процес се о бр аб от ки .

Формула из обретения

1. Коробка передач, содержащая корпус, входной и выходной валы, управляемые муфты сцепления и тормоза и последовательно соединенные конические дифференциалы, о т л и ч а ющ а я с я тем,что, с целью расширения кинематических возможностей, первое центральное колесо каждого дифференциала кинематически связано с управляемьм тормозом и через управляемую муфту с входным валом, второе центральное колесо, начиная с второго дифференциала, связано с водилом предьдущего дифференциала и с управляемым тормозом.

2. Коробка по п.1, о т л и Ч а ющ а я с я тем, что, с целью получения замедляющей передачи, второе центральное колесо первого дифференциала эаторможено, а водило последнего дифференциала соединено с выходным валом.

3. Коробка по п. 1, о тл ича ющ а ° я с я тем, что, с целью полученияя ус кор яюще и передач и, второе централ ьное коле со первого дифференциала связано с выходным валом, а водило последнего эаторможено.

4. Коробка по и. 1, о тл и ч а ющ а я с я тем, что она снабжена дополнительньм дифферен ци алом, одно центральное колесо которого связано с водилом последнего дифференциала, и кинематической цепью, включающей реверсирующее устройство и управляемую муфту и связывающей второе цент« ральное колесо первого дифференциала с вторым центральным колесом или зодилом дополнительного дифференциала, а выходной вал соединен соответственно с водилом или вторым центральным колесом дополнительного дифференциала.

95 3 301

ВНИИПИ Заказ 6242/60 Тираж 990 . Подписное

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

5. Коробка по пп. 1-4, о т л ич ающ а я с я тем, что, сцелью упроше ния настройки передаточного отношения передачи, переда точ ные отношения между входным валом и первыми центральными колесами всех дифференциалов выбраны. одинаковыми, а между вторыми центральными колесами и водилами соседних дифференциалов - равными единице.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 666016, кл. В 23 F 17/00, 1977.

2 °, Авторское свидетельство СССР

9693079,кл.F 16 Н 3/44,1977(прототип).