Синхронизатор

 

Изобретение относится к машиностроению , в частности к устройствам для соединения зубчатого колеса с валом, используемым в транспортных средствах Цель - повышение эффективности синхронизатора в работе путем упрощения конструкции и уменьшения массы деталей. Синхронизатор содержит вал, на котором с возможностью вращения установлено колесо с соединенным с ним зубчатым венцом с конической поверхностью. Эта поверхность может взаимодействовать с конусом зубчатого блокирующего кольца. На валу закреплена ступица с перемещаемой в осевом направлении муфтой. В пазах ступицы размещено разрезное кольцо с выступами и блокирующие зубья блокирующего кольца, ограниченные блоками ее зубьев с каждой стороны. При этом укороченные по высоте и имеющие наклонные поверхности зубья выполнены симметричными. 5 ил. с/ С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5Ц5 F 16 D 23/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4377601/63 (22) 15.02.88 (46) 23.09.92. Бюл. N 35 (71) Центральный научно-исследовательский автомобильный и автомоторный институт (72) А.П.Недялков, Е.Д.Туртанов и В.Г.Выборнов (56) 1. Патент CLUA N 2190964, кл, 192-35, 1940, 2, Европейская заявка N 0167319, кл, F 16 0 23/06, 1986, 3, Патент США N 4445602, кл, 192 — 53, 1984, (54) СИНХРОНИЗАТОР (57) Изобретение относится к машиностроению, в частности к устройствам для соединения зубчатого колеса с валом, Изобретение относится к устройствам для соединения зубчатого колеса с валом, в частности к синхронизаторам, используемым в коробке передач транспортных машин.

Известны синхронизаторы, содержащие вал, на котором с возможностью вращения установлено колесо с соединенными с ним зубчатым венцом с конической поверхностью, имеющей возможность взаимодействия с конусом блокирующего кольца, имеющего возможность ограниченного перемещения относительно закрепленной на валу ступицы при осевом перемещении муфты, и разрезное кольцо, имеющее возможность взаимодействия с муфтой при ее осевом перемещении (1), В этих слнхронизаторах в ступице установлен размещенный в радиальном направ(19> SU лл 1763743А1 используемым в транспортных средствах

Цель — повышение эффективности синхронизатора в работе путем упрощения конструкции и уменьшения массы деталей, Синхронизатор содержит вал, на котором с возможностью вращения установлено колесо с соединенным с ним зубчатым венцом с конической поверхностью. Эта поверхность может взаимодействовать с конусом зубчатого блокирующего кольца. На валу закреплена ступица с перемещаемой в осевом направлении муфтой. В пазах ступицы размещено разрезное кольцо с выступами и блокирующие зубья блокирующего кольца, ограниченные блоками ее зубьев с каждой стороны. При этом укороченные по высоте и имеющие наклонные поверхности зубья выполнены симметричными. 5 ил. лении ролик, поверхность которого прилегает к поверхности лунки, выполненной в блокирующем кольце. В блокирующем кольце выполнены пазы, в которых размещены части разрезного кольца, выступы которых имеют возможность взаимодействия с выступом на зубьях муфты при ее перемещении в сторону зубчатого венца. Это перемещение вызывает осевое смещение блокирующего кольца и взаимодействие его конической поверхности с конической поверхностью зубчатого венца. Из-за разницы частоты вращения кольца и венца происходит взаимное их угловое смещение, при этом происходит взаимодействие поверхностей лунки и ролика, что вызывает осевое смещение блокирующего кольца. Вплоть до синхронизации дальнейшему перемещению муфты препятствует разрезное кольцо, 1763743

45

55 части которого перемещаются в радиальном направлении при вращении блокирующего кольца, Конструкция синхронизатора ,сложна и малонадежна. Сложно выполнить установку ролика, при этом в процессе работы ролик, если он был закреплен, може.r быть расшатан и тогда при вращении ступицы он будет перемещаться в радиальном направлении вплоть до упора в муфту, что отрицательно скажется на функционировании синхронизатора. Сложно выполнить строго ориентированные пазы для установ- ки частей разрезного кольца, при этом блокирующее кольцо выполнено составным хотя бы из-за того, что пружинное кольцо вызовет интенсивное разрушающее воздействие более мягкого блокирующего кольца, поверхность взаимодействия с роликом которого также получит остаточную деформацию, что приведет к ухудшениюработы синхронизатора.

Известны устройства для соединения зубчатого колеса с валом, содержащие вал, на котором с возможностью вращения установлено колесо с соединенным с ним зубчатым венцом с конической поверхностью, имеющей возможность взаимодействия с конусом зубчатого блокирующего кольца, имеющего возможность ограниченного перемещения относительно закрепленной на валу ступицы при осевом перемещении муфты, и упругое кольцо, имеющее возможность взаимодействия с муфтой при ее осевом перемещении (2).

В этих синхронизаторах упругое кольцо установлено на наружной цилиндрической поверхности блокирующего кольца и выполнено с выпуклыми участками для взаимодействия через разнесенные по окружности наклонные кулачковые части на внутренней цилиндрической поверхности муфты вклю,чения и с вогнутыми участками между ними, которые входят в канавки блокирующего кольца для исключения черезмерного выпучивания упругих колец, При взаимодействии муфты и упругого кольца происходит деформация кольца, что отрицательно сказывается на надежности устройства.

Известен синхронизатор, содержащий вал, на котором с возможностью вращения установлено колесо с соединенным с ним зубчатым венцом с конической поверхностью, имеющей возможность взаимодействия с конусом зубчатого блокирующего кольца, установленного с возможностью ограниченного перемещения относительно закрепленной на валу ступицы при осевом перемещении муфты, и разрезное кольцо с выступами, размещенными в пазах муфты и имеющими возможность взаимодействия с

35 зубьями муфты, укороченными по высоте и имеющими наклонные поверхности (3).

Такие синхронизаторы представляют собой выключаемые фрикционные муфты со сцепляющимися органами, имеющими осевое перемещение. В них имеющий осевое перемещение орган прижимается исключительно к соосно расположенному органу, при этом предусмотрены средства увеличения силы сцепления, Так предусмотрены разрезные кольца, между коническими поверхностями которых возникают регулируемые усилия. Однако выполнение колец разрезными вызывает дополнительные затраты в производстве на их изготовление, причем большие затраты металла будут иметь место при выполнении набора этих колец, Дополнительные затраты в производстве будут иметь место и из-за выполнения толкателей, их упругих звеньев и выступов блокирующих колец, По мере увеличения размеров синхронизатора будет увеличиваться пассивный объем металла синхронизатора, что скажется на увеличении инерционных масс и может привести к снижению эффективности его работы, Цель изобретения — повышение эффективности синхронизатора в работе путем упрощения его конструкции и уменьшения массы его деталей, Это достигнуто тем, что в синхронизаторе, содержащем вал, на котором с возможностью вращения установлено колесо с соединенным с ним зубчатым венцом с конической поверхностью, имеющей возможностью взаимодействия с конусом зубчатого блокирующего кольца, установленного с возможностью ограниченйого перемещения относительно закрепленной нг валу ступицы при осевом перемещении муфты, и разрезное кольцо с выступами. размещенными в пазах ступицы и имеющими возможность взаимодействия с зубьям муфты, укороченными по высоте и имеющими наклонные поверхности, блокирующие зубья блокирующего кольца размещены с пазах ступицы, ограниченных блоками ее зубьев с каждой стороны, при этом укоро. ченные по высоте и имеющие наклонныс поверхности зубья муфты выполнены симметричн ыми.

Размещение в пазах ступицы блокирующих зубьев блокирующего кольца, ограни. ченных блоками ее зубьев с каждо стороны, и выполнение укороченных по вы. соте и имеющих наклонные поверхност зубьев муфты симметричными в синхрони заторе позволяет упростить его конструк цию за счет совмещения в одних паза> выступов упругого кольца и блокирующи>

1763743 зубьев блокирующего кольца, при этом ограничение пазов блоком зубьев ступицы, в свою очередь, способствует уменьшению массы деталей синхронизатора, в частности ступицы. Ограничение пазов ступицы бло- 5 ком зубьев ступицы с каждой стороны позволяет выполнить ступицу с небольшим числом зубьев, что существенно скажется на уменьшении момента инерции синхронизатора. Этому, как и упрощению конст- 10 рукции синхронизатора, способствует выполнение симметричными укороченных по длине и имеющих наклонные поверхности зубьев муфты, На фиг. 1 изображена коробка передач; 15 на фиг. 2 — продольный разрез синхронизатора; на фиг. 3 — вид на ступицу, муфту и упругое кольцо; на фиг, 4 — вид на элементы синхронизатора сверху; на фиг. 5 — положение муфты при включенной передаче. 20

На валах 1 и 2 (фиг. 1) коробки передач

3 установлены зубчатые колеса 4 — 8, С колесом 4 соединен зубчатый венец 9, имеющий коническую фрикционную поверхность 10 (фиг, 2), С колесом 5 соединен зубчатый ве- 25 нец 11 с конической поверхностью 12. На валу 2 закреплена ступица 13, Для этого в валу 2 установлена шпон ка 14 (повернуто) и пружинное кольцо 15, На ступице 13 установлена перемещаемая в осевом направле- 30 нии муфта 16. В ступице 13 выполнены пазы

17 (фиг, 3), в которых размещены выступы 18 разрезного кольца 19, На ступице 13 выполнены зубья 20, с которыми зацеплены зубья

21 муфты 16, Кольцо 19 имеет возможность 35 взаимодействия с блокирующим кольцом

22. На кольце 22 выполнен конус 23 для взаимодействия с конической поверхностью 12 венца 11, Выступы 18 имеют возможность взаимодействия с укороченными 40 зубьями 24, Длина зубьев 24 меньше длины зубьев 21 муфты 16. Зубья 24 имеют наклонные поверхности.

Блокирующие зубья 25 (фиг, 4) блокирующего кольца 22 размещены в пазах 17 сту- 45 пицы 13, Блокирующие зубья 26 блокирующего кольца 27 также размещены в пазах 17. Пазы 17 ступицы 13 ограничены блоками зубьев 28 с каждой стороны. Зубья

29 выполнены одинаковыми с зубьями 24, 50

Наклонные поверхности 30 зубьев 24 и зубьев 29 выполнены одинаковыми. Тем самым укороченные по высоте и имеющие наклонные поверхности 30 зубья 24 и зубья 29 муфты 16 выполнены симметричными. В па- 55 зах 17 размещены выступы 31 разрезного кольца 32. Блокирующее кольцо 27 оснаще.но конической поверхностью 33, Размещение в пазах 17 ступицы 13 6покирующих зубьев 25 и 26 блокирующих колец 22 и 27, ограниченных блоками зубьев

28 ступицы 13 с каждой стороны, и выполнение укороченных по высоте и имеющих наклонные поверхности 30 зубьев 24 и 29 муфты 16 симметричными в синхронизаторе, охарактеризованном вышеприведенной совокупностью признаков, позволяет упростить его конструкцию за счет совмещения в пазах 17 выступов 18 и 31 упругих колец

19 и 32 соответственно, а также блокирующих зубьев 25 и 26 блокирующих колец 22 и

27, при этом ограничение пазов 17 блоками зубьев 28 ступицы 13, в свою очередь, способствует уменьшению массы деталей синхронизатора, в частности ступицы 13, момент инерции которой уменьшен. Этому, как и упрощению конструкции синхронизатора. способствует выполнение симметричными укороченных по высоте и имеющих наклонные поверхности 30 зубьев 24 и 29 муфты 16.

Синхронизатор работает следующим образом, При перемещении муфты 16 поверхности 30 укороченных зубьев 24 взаимодействуют с заходными поверхностями выступов

18 упругого разрезного кольца 19, перемещая его к блокирующему кольцу 22, При дальнейшем перемещении муфты 16 происходит перемещение блокирующего кольца

22, что приводит к радиальной деформации упругого разрезного кольца 19 и нарастанию осевого усилия на блокирующем кольце

22. Фрикционная поверхность конуса 23 взаимодействует с конической фрикционной поверхностью 12 венца 11. После выравнивания угловых скоростей вала 2 и зубчатого колеса 5 муфту 16 перемещают далее, при этом кольцо 19 деформируется в радиальном направлении, и зубья 21 взаимодействуют с зубьями венца 11. При дальнейшем перемещении муфты t6 зубья 21 входят в зацепление с зубьями венца 11.

Выступы 18 кольца 19 попадают во впадины зубьев 29 с другой стороны муфты 16. Таким образом, зубчатое колесо 5 будет соединено валом 2, при этом выступы 18 препятствуют самопроизвольному перемещению муфты

16 и разъединению зубчатого колеса 5 с валом 2. При включенной передаче вращение от первичного вала 1 передается через колесо 34 промежуточному валу 35, далее шестерне 36, колесу 5, муфте 16, ступице 13 и валу 2.

Аналогично происходит включение передачи при соединении вала 2 с колесами 4, 6 и 7.

Размещение в пазах 17 ступицы блокирующих зубьев 20 блокирующих колец 22 и

1763743

27, ограниченных блоками зубьев 28, 25 и 26 ступицы 13, и выполнение укороченных по высоте и имеющих наклонные поверхности

30 зубьев 24 и 29 муфты 16 симметричными в сихронизаторе, охарактеризованном вышеприведенной совокупностью признаков, позволяет обеспечить его эффективную и надежную работу, поскольку его конструкция проста, а масса деталей сравнительно невелика, что существенно скажется на моменте инерции вращающихся деталей, в частности, ступицы 13, при этом обеспечены предпосылки для предотвращения самовыключения за счет попадания выступов 18 кольца 19 во впадины зубьев

29 с другой стороны муфты 16, При использовании предложенной совокупности признаков будет повышена эффективность работы синхронизатора путем упрощения его конструкции и уменьшения массы его деталей.

Формула изобретения

Синхронизатор, содержащий вал, на котором с возможностью вращения установлено колесо с соединенным с ним зубчатым

5 венцом с конической поверхностью, имеющей возможность взаимодействия с конусом зубчатого блокирующего кольца, установленного с возможностью ограниченного перемещения относительно закрепленной

10 на валу ступицы при осевом перемещении муфты, и разрезное кольцо с выступами, размещенными в пазах ступицы и имеющими возможность взаимодействия с зубьями муфты, укороченными по высоте и имеющими

15 наклонные поверхности, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективность работы путем упрощения конструкции и уменьшения массы ei o деталей, блокирующие зубья блокирующего кольца размещены в пазах

20 ступицы, ограниченных блоками ее зубьев с каждой стороны, при этом укороченные по высоте и имеющие наклонные поверхности зубья муфты выполнены симметричными.

1763743

176374 3

1763743

Составитель Ж,Джунусбеков

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор А.Долинич

Редактор M.Êóçöoåà

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

Заказ 3442 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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