Устройство для изменения передаточного отношения

Авторы патента:

F16H3/16 - с колесами, выводимыми из зацепления, и колесами, находящимися в постоянном зацеплении и разъединяемыми со своими валами

Владельцы патента RU 2256833:

Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт технической физики и автоматизации" (ФГУП "ВНИИТФА") (RU)

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в различных разделах данной области. Устройство содержит корпус 6, ведущий 4 и ведомый 5 валы, несколько жестко связанных с валом 4 шестерен 2, такое же количество шестерен 3, находящихся на своем валу. Шестерни 3 находится в постоянном зацеплении с одной из шестерен 2, находящихся на валу 4. Сумма радиусов шестерен 2 и 3, находящихся в зацеплении, одинакова. Оси вращения всех валов с шестернями 3 различны, параллельны и находятся на одной окружности, центром которой является ось ведущего вала 4. Изменение передаточного отношения устройства осуществляют путем поворота устройства на угол, равный углу между осями вращения шестерен 3, и осуществляют связь ведомого вала 5 с валом, несущим очередную шестерню 3, занявшим место предыдущего вала. Технический результат - исключение ударных нагрузок, упрощение эксплуатации устройства. 1 ил.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть применено в различных разделах данной области.

В современном машиностроении широко используются устройства для передачи вращающего момента от одного вала к другому, позволяющие в процессе их эксплуатации изменять передаточное отношение.

Известно устройство, являющееся аналогом предлагаемого изобретения, которое содержит два вала: ведущий и ведомый, на каждом из валов находятся несколько жестко связанных с ним шкивов разного диаметра /1, стр. 147/. Передача вращающегося момента осуществляется посредством ремня. Перемещая ремень в разные положения, осуществляют передачу вращающего момента с разными передаточными числами.

Указанное устройство обладает следующими недостатками: не исключена возможность проскальзывание ремня относительно шкива, что приводит к непостоянству передаточного отношения, мощность передачи ограничена /1, стр.127/. Перемещение ремня с целью изменения передаточного отношения можно осуществлять только при прекращении вращения.

Существуют устройства, в которых для передачи вращения применяются шестерни. В таких устройствах отсутствует проскальзывание, что обеспечивает постоянство передаточного отношения.

Прототипом заявленного устройства является коробка передач со скользящей шпонкой /2, стр.456/. Указанная коробка передач устроена следующим образом. На валу находятся несколько шестерен, жестко с ним связанных. На другом валу находится такое же количество шестерен, которые могут свободно вращаться относительно этого вала. Оси вращения валов параллельны. Каждая из свободно вращающихся шестерен находится в постоянном зацеплении с одной шестерней, жестко связанной с валом. Сумма радиусов всех пар шестерен, находящихся в зацеплении, является постоянной величиной. Все шестерни лишены возможности, осуществлять поступательные перемещения относительно валов, на которых они находятся.

На валу, на котором находятся шестерни, имеющие возможность свободно вращаться относительно него, находится скользящая шпонка, которая может перемешаться вдоль оси этого вала, жестко связывая с ним одну из шестерен. Отношение радиуса шестерни, находящейся на ведущем валу, к радиусу шестерни, находящейся с ней в зацеплении, различно для всех пар шестерен, находящихся в зацеплении. Таким образом, перемещая шпонку, можно изменять передаточное отношение.

Описанное устройство обладает следующими недостатками. Во-первых, чтобы изменить передаточное отношение необходимо прекратить вращение валов, иначе возникнут ударные нагрузки, и во-вторых, при перемещении шпонки, а это необходимо осуществлять при эксплуатации коробки передач, положение шлица шестерни может не совпадать с положением шпонки. Это затрудняет эксплуатацию указанной коробки передач.

Целью предлагаемого изобретения является устранение указанных недостатков.

Указанный технический результат достигается за счет того, что в устройстве для изменения передаточного отношения, содержащем корпус, ведущий и ведомый валы, на ведущем валу находятся несколько жестко связанных с ним шестерен, такое же количество шестерен, не находящихся на ведущем валу, причем оси вращения всех шестерен параллельны, а каждая шестерня, не находящаяся на ведущем валу, находится в постоянном зацеплении с одной из шестерен ведущего вала, при этом сумма радиусов шестерен, находящихся в зацеплении, одинаковы, каждая шестерня, не находящаяся на ведущем валу, находится на своем валу, оси вращения всех валов различны и находятся на одной окружности, центром которой является ось ведущего вала, и валы каждой шестерни имеют возможность поворота относительно упомянутого центра с последующей связью с ведомым валом.

Указанная совокупность существенных признаков необходима и достаточна для достижения указанного технического результата, получаемого при использовании изобретения.

Сущность устройства поясняется чертежом. Устройство содержит следующие элементы (для упрощения рассмотрен случай, когда предлагаемое устройство позволяет осуществлять передачу вращающего момента с двумя передаточными отношениями). Ведущий вал - 1, шестерни, находящиеся на ведущем валу - 2, шестерни, не находящиеся на ведущем валу - 3, валы, на которых находятся шестерни, не находящиеся на ведущем валу - 4, ведомый вал - 5, корпус устройства - 6.

Работа устройства происходит следующим образом.

Ведомый вал 5, связанный с одним из валов 4, приводится им во вращение. Чтобы изменить передаточное отношение, надо прервать связь между валом 4, который связан с ведомым валом 5, повернуть устройство на угол, равный углу между осями вращений шестерен, не находящихся на ведущем валу 1, вершина угла находится на оси вращения последнего, и осуществить связь между валом 4, занявшим место предыдущего, и ведомым валом 5.

Особенности функционирования устройства состоят в следующем.

Угол поворота зависит от количества передаточных отношений и от конструктивных особенностей устройства. В частности, если заявленное устройство позволяет осуществлять передачу вращающего момента с n передаточным отношением и оси вращения шестерен, не находящихся на ведущем валу, находятся в вершинах правильного n - угольника, угол поворота должен быть равен ((k/n)·360°, k=1...n). Поворот устройства осуществляется относительно оси ведущего вала. В прилагаемом пояснительном чертеже поворот осуществляется на 180°. Изменение передаточного отношения обусловлено тем, что отношение радиусов различных пар шестерен, находящихся в зацеплении, различно.

На одном (ведущем) валу находится несколько шестерен, жестко с ним связанных. Каждая шестерня этого вала находится в постоянном зацеплении с одной другой шестерней. Сумма радиусов шестерен, находящихся в зацеплении, является постоянной величиной. Отношение радиуса шестерни, находящейся на ведущем валу, к радиусу шестерни, находящейся с ней в зацеплении, различно для всех пар шестерен, находящихся в зацеплении. Оси вращения всех шестерен, не находящихся на ведущем валу, на котором находятся жестко связанные с ним шестерни, не совпадают между собой и параллельны оси вращения вала, на котором находятся жестко связанные с ним шестерни. Все оси вращения параллельны и не могут совершать перемещений относительно друг друга. Ось вращения любой шестерни, не находящейся на ведущем валу, проходит мимо любой другой шестерни. Вал, соответствующий этой оси вращения, не соприкасается ни с одной шестерней, которая на нем не находится. Ось вращения ведомого вала параллельна оси вращения ведущего вала и находится от нее на таком же расстоянии, что и оси вращения шестерен, не находящихся на ведущем валу. Оси вращения ведущего и ведомого валов находятся в одной фиксированной плоскости. Связь между валом одной из шестерен, не находящихся на ведущем валу, и ведомым валом осуществляется посредством сил трения. Имеется возможность прерывания связи между ведомым валом и валом шестерни.

Сопоставительный анализ с аналогом и прототипом показал, что заявляемое устройство соответствует критерию изобретения по новизне.

Сравнение заявляемого устройства с другими техническими решениями в данной области науки и техники и в смежных областях позволяет заключить, что совокупность признаков является новой, а также необходимой и достаточной для решения технической задачи в рамках поставленной цели.

Литература

1. М.Н.Иванов. Детали машин, “Высшая школа”, Москва, 1967.

2. И.И.Артоболевский. Механизмы в современной технике, т.3, “Наука”, Москва, 1973.

Устройство для изменения передаточного отношения, содержащее корпус, ведущий и ведомый валы, на ведущем валу находятся несколько жестко связанных с ним шестерен, такое же количество шестерен, не находящихся на ведущем валу, причем оси вращения всех шестерен параллельны, а каждая шестерня, не находящаяся на ведущем валу, находится в постоянном зацеплении с одной из шестерен ведущего вала, при этом сумма радиусов шестерен, находящихся в зацеплении, одинакова, отличающееся тем, что каждая шестерня, не находящаяся на ведущем валу, находится на своем валу, оси вращения всех валов различны и находятся на одной окружности, центром которой является ось ведущего вала, и валы каждой шестерни имеют возможность поворота относительно упомянутого центра с последующей связью с ведомым валом.

Похожие патенты:

Коробка передач // 1805247

Двухступенчатый зубчатый редуктор // 1768833

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в редукторостроении. .

Многоступенчатая коробка передач // 1762051

Механизм переключения скоростей // 1312283

Коробка передач // 714078

Устройство для передачи крутящего момента с переменным передаточным отношением // 476763

Патент 413313 // 413313

Механизм передачи вращения // 404976

Червячный механизм реверса // 369314

Устройство для переключения скоростей передачи // 368433

Синхронизатор включения передач ступенчатых трансмиссий // 2303177

Изобретение относится к области транспортного машиностроения, в частности к механизмам синхронизации в коробках передач тракторов, строительно-дорожных машин и др

Шестиступенчатая коробка передач // 2495297

Изобретение относится к механическим коробкам передач. Шестиступенчатая коробка передач содержит соосные входной и выходной валы и промежуточный вал, установленный параллельно им. На валах установлены четыре пары шестерен переднего хода и ряд шестерен заднего хода, причем ведущая шестерня заднего хода зацеплена с ведомой через дополнительную шестерню, установленную на отдельной оси. На выходном и промежуточном валах по две шестерни установлены свободно, между этими шестернями расположены трехпозиционные муфты переключения. Ведущая шестерня передач переднего хода входного вала и три шестерни промежуточного вала закреплены на валах. Внутренний конец входного вала расположен в наконечнике выходного вала с двухпозиционной муфтой переключения, который установлен в опоре промежуточной стенки. На входном валу свободно установлена шестерня с двухпозиционной муфтой переключения. Ряд шестерен заднего хода может быть расположен на входе коробки передач. Достигается расширение компоновочных и эксплуатационных характеристик при снижении металлоемкости устройства. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Восьмиступенчатая коробка передач // 2495298

Изобретение относится к механическим коробкам передач. Восьмиступенчатая коробка передач содержит соосные входной и выходной валы, установленный параллельно им промежуточный вал. На валах расположены пять пар шестерен переднего хода и ряд шестерен заднего хода. Ведущая шестерня заднего хода зацеплена с ведомой через дополнительную шестерню, установленную на отдельной оси. На входном, выходном и промежуточном валах по две шестерни установлены свободно. Между этими шестернями расположены трехпозиционные муфты переключения. Две ведущие шестерни передач переднего хода входного вала и три шестерни промежуточного вала закреплены на валах. Внутренний конец входного вала расположен в наконечнике выходного вала с двухпозиционной муфтой переключения, установленный в опоре промежуточной стенки. Ряд шестерен заднего хода может быть установлен на входе коробки передач. Достигается расширение эксплуатационных и компоновочных характеристик транспортного средства. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Десятиступенчатая коробка передач // 2495299

Изобретение относится к механическим коробкам передач транспортных машин. Десятиступенчатая коробка передач содержит картер с промежуточной стенкой с размещенными в нем входным, выходным и промежуточным валами. Входной и выходной валы установлены соосно, а промежуточный вал установлен параллельно этим валам. Наконечник выходного вала с двухпозиционной муфтой переключения установлен в опоре промежуточной стенки. В наконечнике выходного вала расположена опора входного вала. На валах расположены шесть пар шестерен переднего хода и ряд шестерен заднего хода. Достигается повышение долговечности устройства. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Четырнадцатиступенчатая коробка передач // 2506478

Изобретение относится к коробкам передач транспортной техники. Четырнадцатиступенчатая коробка передач содержит картер с промежуточной стенкой, с размещенными в нем входным, выходным и промежуточным валами. Входной и выходной валы установлены соосно, а промежуточный вал установлен параллельно этим валам. Наконечник выходного вала с двухпозиционной муфтой переключения установлен в опоре промежуточной стенки. В наконечнике расположена опора входного вала, на валах расположены восемь пар шестерен переднего хода и ряд шестерен заднего хода. Достигается повышение долговечности коробки передач. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Девятиступенчатая коробка передач // 2506479

Изобретение относится к коробкам передач транспортных средств. Девятиступенчатая коробка передач содержит картер с промежуточной стенкой, с размещенными в нем входным, выходным и промежуточным валами. Входной и выходной валы установлены соосно, а промежуточный вал установлен параллельно этим валам. Наконечник выходного вала с трехпозиционной муфтой переключения установлен в опоре промежуточной стенки. В наконечнике расположена опора входного вала, на валах расположены шесть пар шестерен переднего хода и ряд шестерен заднего хода. Достигается повышение долговечности коробки передач. 2 ил.

Девятиступенчатая коробка передач // 2506480

Изобретение относится к коробкам передач транспортных средств. Девятиступенчатая коробка передач содержит картер с промежуточной стенкой, с размещенными в нем входным, выходным и промежуточным валами. Входной и выходной валы установлены соосно, а промежуточный вал установлен параллельно этим валам. Наконечник выходного вала с трехпозиционной муфтой переключения установлен в опоре промежуточной стенки. В наконечнике расположена опора входного вала. На валах расположены пять пар шестерен переднего хода и ряд шестерен заднего хода. Достигается увеличение долговечности коробки передач. 2 ил.

Восьмиступенчатая коробка передач со сдвоенным сцеплением // 2542815

Изобретение относится к транспортным средствам и может быть использовано в автомобилях-тягачах, тракторах, дорожно-строительной и др. технике. На входе в коробку передач расположено сдвоенное сцепление (3). Часть ведомых дисков (28) этого сцепления установлена на первичном валу (5), а другая часть (29) - на трубчатом валу (8). На этих валах закреплены шестерни, зацепленные с шестернями промежуточного вала (9), на котором закреплены шесть шестерен, две из них зацеплены с шестернями (19, 20), свободно установленными на вторичном валу (6). Между ними расположена трехпозиционная муфта (22) переключения с ведомой шестерней (23) заднего хода. На трубчатом наконечнике (7) вторичного вала (6) свободно установлена шестерня (18), зацепленная с шестерней (12) промежуточного вала (9), и расположена трехпозиционная муфта (21) переключения. Изобретение направлено на расширение эксплуатационных и компоновочных характеристик транспортного средства путем повышения его проходимости и облегчения управления за счет попарного переключения передач сдвоенным сцеплением практически без разрыва потока мощности, а также за счет увеличения диапазона и повышение долговечности коробки передач за счет увеличения жесткости валов при уменьшении их длины. 2 ил.

Многоступенчатая коробка передач типа 20r10 // 2586807

Изобретение относится к модульным коробкам передач. Многоступенчатая коробка передач состоит из картера с внутренней стенкой, в опорах которых соосно расположены входной и выходной валы, параллельный им промежуточный вал. На валах установлены шесть пар взаимозацепленных шестерен переднего хода и ряд шестерен заднего хода. Внутренняя стенка установлена в средней части картера, три блока из двух шестерен, объединенных трубчатыми валами, свободно установлены: один на выходном валу и два на промежуточном валу, четвертый блок состоит из дополнительного вала с закрепленными на нем двумя шестернями. Этот вал расположен между входным и выходным валами в опоре средней стенки и в дополнительной опоре. На заднем торце дополнительного вала расположена ступица с двухпозиционной муфтой переключения и опора, в которой установлен выходной вал со ступицей трехпозиционной муфты переключения. На выходном валу свободно установлена шестерня, в опоре переднего торца дополнительного вала установлен входной вал со ступицей трехпозиционной муфты переключения. Шестерни блоков параллельных валов зацеплены между собой и с отдельными шестернями. На промежуточном валу между блоками шестерен и отдельными шестернями закреплены ступицы трехпозиционных муфт переключения. Блоки шестерен и отдельные шестерни оснащены зубчатыми венцами для муфт переключения. Достигается оптимальный эксплуатационный режим движения. 2 ил.

Кинематическая схема гибридной силовой установки с отключаемой обратимой электрической машиной и устройство для еe реализации // 2607150

Изобретение относится к транспортному машиностроению. Кинематическая схема гибридной силовой установки, содержащая двигатель внутреннего сгорания, муфту сцепления, обратимую электрическую машину, коробку переключения передач, главную передачу и блок промежуточной шестерни, при этом вал обратимой электрической машины соединен кинематически с входным валом коробки переключения передач через включаемую-выключаемую зубчатую передачу с изменяемым межосевым расстоянием. Устройство для реализации кинематической схемы содержит вал обратимой электрической машины и входной вал коробки переключения передач, расположенные параллельно с постоянным межосевым расстоянием с закрепленными на них шестернями, и промежуточную шестерню, расположенную на подвижной оси с возможностью поворота вокруг вала обратимой электрической машины и возможностью фиксации стопором. Отсутствует необходимость синхронизировать скорости вращения шестерен включаемой передачи. 2 н.п. ф-лы, 4 ил.