Коробка перемены передач транспортного средства

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ КОРОБКА ПЕРЕМЕНЫ ПЕРЕДАЧ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА(71) Заявитель Могилевский машиностроительный институт(73) Патентообладатель Могилевский машиностроительный институт(57) 1. Коробка перемены передач транспортного средства, выполненная в виде передачи с переменным передаточным отношением, наименьшая величина которого равна единице, и содержащая установленные на валах с возможностью взаимодействия с паразитным зубчатым колесом составные ведущее и ведомое зубчатые колеса и механизм изменения вылета зубчатых секторов в виде раздвижных конусов, управляемых двуплечими рычагами, отличающаяся тем, что на ведущем валу передачи установлено первое дополнительное составное ведомое зубчатое колесо, один из раздвижных конусов механизма изменения вылета зубчатых секторов которого жестко связан с соответствующим конусом ведущего зубчатого колеса, а зубчатые сектора первого дополнительного ведомого зубчатого колеса через дополнительные паразитные зубчатые колеса взаимодействуют, образуя дополнительную ступень преобразования вращательного движения, с зубчатыми секторами установленного на соосном ведомому валу первом дополнительном валу дополнительного ведущего составного зубчатого колеса, один из раздвижных конусов которого кинематически связан при осевых перемещениях с ближайшим к нему конусом ведомого составного колеса основной ступени, а второй конус жестко связан с раздвижным конусом смонтированного на этом же валу второго дополнительного ведомого составного колеса, зубчатые сектора которого взаимодействуют через вторые дополнительные паразитные зубчатые колеса, образуя вторую дополнительную ступень преобразования вращательного движения, управляемую собственной системой двуплечих рычагов, с зубчатыми секторами установленного на соосном ведущему валу основной ступени втором дополнительном валу второго Фиг. 1 дополнительного ведущего составного зубчатого колеса, один из раздвижных конусов которого кинемати 3435 1 чески связан при осевых перемещениях с раздвижным конусом ведомого составного зубчатого колеса предыдущей ступени, причем двуплечие рычаги системы управления передаточным отношением основной и второй дополнительной ступеней установлены на осях, кинематически связанных между собой. 2. Коробка по п. 1, отличающаяся тем, что кинематическая связь при осевых перемещениях, установленных на разных валах и имеющих одинаковые перемещения в одном и том же направлении раздвижных конусов, осуществляется через одноплечие рычаги, установленные на дополнительных осях, вращение которым передается от ближайших основных осей через установленные на основных и дополнительных осях кривошипы, связанные тягами. 3. Коробка по п. 1, отличающаяся тем, что паразитные зубчатые колеса установлены в обоймах, подвешенных на закрепленных в корпусе осях. 4. Коробка по п. 1, отличающаяся тем, что на ведущем валу коробки установлена планетарная передача,управляемая двумя многодисковыми фрикционными муфтами, одна из которых связывает одно из центральных зубчатых колес планетарной передачи с корпусом самой передачи, а вторая связывает это же центральное зубчатое колесо с рамой транспортного средства. 5. Коробка по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что равенство осевых перемещений, установленных на различных валах раздвижных конусов при различных модулях зацепления и условных числах зубьев составных зубчатых колес различных ступеней достигается за счет изменения углов при вершинах соответствующих пар раздвижных конусов. Изобретение относится к передаточным механизмам и может быть использовано в трансмиссиях транспортных средств. Известны коробки перемены передач транспортных средств с зубчатыми колесами постоянного зацепления и постоянным передаточным числом каждой ступени (см. книгу Автомобили Конструкция, конструирование и расчет. Трансмиссия/Под ред. А. И. Гришкевича. - Мн. Высшая школа, 1985. - с. 74-75). Недостатками такой коробки передач являются ступенчатость передаточного числа и сложность управления при большом числе ступеней. Известен также цепной вариатор, передаточное отношение которого регулируется путем встречного перемещения вдоль валов попарно установленных на них и обращенных друг к другу вершинами раздвижных конусов, управляемых двуплечими рычагами (см. книгу Решетова Д. Н. Детали машин. - М. Машиностроение, 1975. - С. 398). Недостатками этого вариатора являются сложность и нетехнологичность конструкции, а также невысокая нагрузочная способность гибкого тягового органа. В основу изобретения положена задача обеспечения возможности бесступенчатого регулирования скорости и повышения кинематической точности вращения выходного вала, а также упрощения конструкции коробки перемены передач. Сущность изобретения состоит в том, что в коробке перемены передач транспортного средства, выполненной в виде передачи с переменным передаточным отношением, наименьшая величина которого равна единице, и содержащей установленные на валах, с возможностью взаимодействия с паразитным зубчатым колесом составные ведущее и ведомое зубчатые колеса и механизм изменения вылета зубчатых секторов в виде раздвижных конусов, управляемых двуплечими рычагами, согласно изобретению, на ведущем валу передачи установлено первое дополнительное составное ведомое зубчатое колесо, один из раздвижных конусов механизма изменения вылета зубчатых секторов которого жестко связан с соответствующим конусом ведущего зубчатого колеса, а зубчатые сектора первого дополнительного ведомого зубчатого колеса через дополнительные паразитные зубчатые колеса взаимодействуют, образуя дополнительную ступень преобразования вращательного движения, с зубчатыми секторами смонтированного на соосном ведомому валу первом дополнительном валу дополнительного ведущего составного зубчатого колеса, один из раздвижных конусов которого кинематически связан при осевых перемещениях с ближайшим к нему конусом ведомого составного колеса основной ступени, а второй конус жестко связан с раздвижным конусом смонтированного на этом же валу второго дополнительного ведомого составного колеса, зубчатые сектора которого взаимодействуют через вторые дополнительные паразитные зубчатые колеса, образуя вторую дополнительную ступень преобразования вращательного движения, управляемую собственной системой двуплечих рычагов, с зубчатыми секторами установленного на соосном ведущему валу основной ступени втором дополнительном валу второго дополнительного ведущего составного зубчатого колеса, один из раздвижных конусов которого кинематически связан при осевых перемещениях с раздвижным конусом ведомого составного зубчатого ко 2 3435 1 леса предыдущей ступени, причем двуплечие рычаги системы управления передаточным отношением основной и второй дополнительной ступеней установлены на осях, кинематически связанных между собой. Целесообразно также, чтобы, согласно изобретению, кинематическая связь при осевых перемещениях,установленных на разных валах и имеющих одинаковые перемещения в одном и том же направлении раздвижных конусов, осуществлялась через одноплечие рычаги, установленные на дополнительных осях, вращение которым передается от ближайших основных осей через установленные на основных и дополнительных осях кривошипы, связанные тягами. Также целесообразно, чтобы, согласно изобретению, паразитные зубчатые колеса были бы установлены в обоймах, подвешенных на закрепленных в корпусе осях. Соответствует также здравому смыслу, чтобы, согласно изобретению, на ведущем валу коробки была установлена планетарная передача, управляемая двумя многодисковыми фрикционными муфтами, одна из которых связывает одно из центральных зубчатых колес планетарной передачи с корпусом самой передачи, а вторая связывает это же центральное колесо с рамой транспортного средства. Способствует улучшению конструкции и свойств коробки перемены передач обеспечение, согласно изобретению, равенства осевых перемещений, установленных на различных валах раздвижных конусов при различных модулях зацепления и условных числах зубьев составных зубчатых колес различных ступеней за счет изменения углов при вершинах соответствующих пар конусов. Коробка перемены передач с перечисленными отличительными признаками обладает по сравнению с прототипом новыми потребительскими свойствами, а именно отсутствием зубчатых колес, работающих вхолостую, плавным изменением передаточного отношения во всем диапазоне регулирования при несущественной кинематической погрешности, небольшой массой, простотой автоматизации процесса регулирования передаточного отношения, не ухудшая при этом лучших потребительских качеств прототипа. Сущность и преимущества изобретения поясняются описанием примеров его осуществления со ссылками на прилагаемые чертежи на которых фиг. 1 изображает схему предлагаемой коробки перемены передач фиг. 2 изображает схему расположения и привода в движение поворотных осей системы регулирования передаточного отношения предлагаемой коробки перемены передач фиг. 3 изображает узел нажимного подшипника системы регулирования передаточного отношения предлагаемой коробки перемены передач фиг. 4 изображаетузел крепления поворотных осей системы регулирования передаточного отношения коробки перемены передач в ее корпусе фиг. 5 изображает узел установки на корпусе коробки перемены передач обойм с паразитными зубчатыми колесами. В корпусе 1 на подшипниках установлены валы тихоходной ступени - выходной 2 и ведущий 3, на которых установлены раздвижные конусы 4 и 5 соответственно. В Т-образных направляющих раздвижных конусов 4 и 5 смонтированы зубчатые сектора 6, образующие составные зубчатые колса тихоходной ступени ведущее 7 и ведомое 8. Зубья секторов 6 смещены через один сектор в осевом направлении на величину,равную длине зуба, и взаимодействуют с зубьями паразитных зубчатых колес 9, смонтированных в обойме 10 и упруго связанных друг с другом. На валу 3 дополнительно установлены раздвижные конусы 11, в Тобразных направляющих которых смонтированы зубчатые сектора 12, образующие ведомое составное зубчатое колесо 13 промежуточной ступени. Ведущее составное зубчатое колесо 14 этой ступени образовано зубчатыми секторами 12, смонтированными в Т-образных направляющих раздвижных конусов 15, установленных на первом дополнительном валу 16, соосном валу 2. Зубья секторов 12 также смещены через один сектор на величину, равную длине зуба, и взаимодействуют с зубьями паразитных зубчатых колес 17, упруго соединенных друг с другом и смонтированных в обойме 18. На валу 16 установлены дополнительные раздвижные конуса 19, в Т-образных направляющих которых установлены зубчатые сектора 20, образующие ведомое составное зубчатое колесо 21 быстроходной ступени. Ведущее составное зубчатое колесо 22 этой ступени, образованное зубчатыми секторами 20, установленными в Т-образных направляющих раздвижных конусов 23, смонтированных на дополнительном валу 24, соосном валу 3. Зубья секторов 20 также смещены через один сектор на величину, равную длине зуба, и взаимодействуют с зубьями паразитных зубчатых колес 25, установленных в обойме 26. По одному из раздвижных конусов 5 и 11, а также 15 и 19 жестко связаны между собой, образуя блоки 27 и 28. Управление раздвижными конусами 4, 5, а также 19 и 23, обеспечивающими синхронное изменение на одну и ту же величину в противоположных направлениях вылета зубчатых секторов 6 и 20 соответственно, осуществляется двуплечими рычагами 29, попарно закрепленными на осях 30 и 31. Рычаги 29 взаимодействуют с раздвижными конусами через цапфы 32 корпусов 33, в которых установлены нажимные подшипники 34. Управление не вошедшим в блок 28 раздвижным конусом 15 и одним из раздвижных конусов 23 для изменения вылета зубчатых секторов 12 вала 16 и зубчатых секторов 20 вала 24 соответственно осуществляется через обоймы и нажимные подшипники одноплечими рычагами 35,попарно закрепленными на осях 36. На концах осей 30, 31 и 36 закреплены кривошипы 37, связанные тягами 3 3435 1 38. Кроме того, на соседних осях 30 и 31 закреплены связанные тягой 39 кривошипы 40, один из которых соединен с рычагом управления величиной передаточного отношения. Каждая из осей 30 (31, 36) установлена в корпусе 1 с помощью крышек 41, облегчающих установку рычагов 29 и снабженных втулками 42, образующими с осями подшипники скольжения. Крышки 41 крепятся к корпусу 1 болтами. Обоймы 10, 18 и 26 подвешены на осях 43, установленных и закрепленных с помощью крышек 44 в кронштейнах 45, в свою очередь закрепленных на корпусе 1. На валу 24 закреплено водило 46 планетарной передачи, центральное зубчатое колесо 47 которой установлено на залу 48 двигателя и зацепляется с зубчатым колесом 49 блока сателлитов. Второе зубчатое колесо 50 блока сателлитов находится в зацеплении со вторым центральным зубчатым колесом 51 планетарной передачи. Дисковая фрикционная муфта 52 обеспечивает связь зубчатого колеса 51 с водилом 46, а дисковая фрикционная муфта 53 обеспечивает связь зубчатого колеса 51 с рамой транспортного средства. Коробка перемены передач работает следующим образом. При разомкнутых муфтах 52 и 53 (нейтральная передача) вращение вала 48 сообщается зубчатому колесу 47 и через блок сателлитов 49 и 50 зубчатому колесу 51, вращающемуся вхолостую. Для обеспечения вращения выходного вала 2 в прямом направлении муфта 52 замыкается и вращение вала 48 напрямую сообщается валу 24. Благодаря взаимодействию образованных зубчатыми секторами 20 составных зубчатых колес 21, 22 с паразитными зубчатыми колесами 25 вращение вала 24 сообщается валу 16, а вследствие взаимодействия образованных зубчатыми секторами 12 составных зубчатых колес 13 и 14 с паразитными зубчатыми колесами 17 и образованных зубчатыми секторами 6 составных зубчатых колес 7 и 8 с паразитными зубчатыми колесами 9 вращение вала 16 передается валам 3 и 2 соответственно. Регулирование величины передаточного отношения осуществляется следующим образом. С помощью рычага управления, кривошипов 37 и 40 и тяг 38 осуществляется синхронный поворот осей 30, 31 и 36, на которых установлены рычаги 35. Рычаги 35, сдвигая и раздвигая установленные на валах 24, 16, 3 и 2 выжимные (раздвижные) конусы 23, 19, 15, 11, 7 и 4 изменяют вылет зубчатых, секторов 6, 12 и 20 соответственно, изменяя тем самым начальные диаметры составных зубчатых колес 23, 21, 14, 13, 7 и 8. При минимальных значениях начальных, диаметров составных зубчатых колес 23, 14 и 7 и максимальных значениях начальных диаметров составных зубчатых колес 21, 13 и 8 коробка перемены передач имеет максимальное передаточное отношение. При изменении с помощью системы управления вылета зубчатых секторов 6, 12 и 20, обеспечивающем увеличение начального диаметра составных зубчатых колес 23, 14 и 7 и одновременное уменьшение начального диаметра составных зубчатых колес 21, 13 и 8 уменьшается передаточное отношение коробки перемены передач. Для обеспечения вращения ведомого вала 2 в обратном направлении (задний ход) фрикционная муфта 52 размыкается и замыкается фрикционная муфта 53. В этом случае вращение валу 24 сообщается через планетарную передачу, образованную зубчатыми колесами 47-49 и 50-51, причем закрепленное на валу 24 водило 46 вращается в направлении, противоположном направлению вращения вала 48. Вращение валу 2 передается теми же элементами коробки перемены передач, что и при его вращении в прямом направлении, и так же осуществляется изменение передаточного отношения. Крутящие моменты на валах 2, 3, 16 и 24 имеют различную величину, поэтому зубчатые сектора 6, 12 и 20 могут быть изготовлены из зубчатых колес-заготовок с различными модулями зацепления и числами зубьев. При этом может оказаться, что для обеспечения требуемых передаточных отношений в каждой ступени раздвижные конусы составных зубчатых колес, образующих эти ступени, должны иметь различные осевые перемещения, что значительно ухудшает конструкцию коробки перемены передач. Требуемое равенство осевых перемещений раздвижных конусов различных ступеней в этом случае обеспечивается за счет изменения углов при вершинах соответствующих пар конусов. Государственный патентный комитет Республики Беларусь. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.