Синхронизатор

ИОАН ИЕ ба стуОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬ,(71) Центральный ордена ТрудовогоКрасного Знамени научно-исследовательский автомобильный и автомоторный институт и Омское моторостроительноепроизводственное объединениеим. П.И. Баранова(54)(57) 1. СИНХРОНИЗАТОР, содержащийвал, колесо с соединенным с ним зубчатым венцом и с конической поверхностью, установленное с возможностьювзаимодействия с конической поверхностью зубчатого венца, блокирующеекольцо с конической поверхностью, установленную на валу зубчатую ступицус подпружиненной в радиальном направлении через выступы упругого разрезного кольца и подвижной в осевом направлении соединительной зубчатой муфтой с впадинами и эаходными фаскамина ее зубьях под выступы упругогокольца, причем соединительная муфтаустановлена с воэможностью взаимодействия через зубчатое соединение каксо ступицей, так и с блокирующимкольцом и зубчатым венцом колеса,а упругое кольцо установлено междуступицей и блокирующим кольцом с воэможностью взаимодействия с последним801090944 А о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения срока службы присокращении габаритных размеров,упругое разрезное кольцо выполнено плоским в радиальном направлении, сопрягаемые с упругим кольцом зубья соединительной муфты выполнены со скосамисо стороны блокирующего кольца и укороченными до их впадин, а впадиныс этой же стороны выполнены в видесквозных пазов с заходными фасками,причем угол наклона заходной фаскипревышает угол наклона скосов укороченных зубьев соединительной муфты.2. Синхронизатор по и. 1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что скосы наукороченных зубьях соединительной муфты выполнены с обеих сторон,3, Синхронизатор по п. 1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения срока службы путем улучшения центрирования зубьев, три зубцаступицы, равномерно расположенные поокружности, выполнены удлиненными,а на блокирующем кольце выполнены пазы под удлиненные зубья ступицы, причем ширина пазов блокирующего кольцапревышает ширину удлиненного зупицц, а длина последних равна длинеосновного зуба ступицы, длине зубаблокирующего кольца и длине зазорамежду ступицей и блокирующим кольцом.4. Синхронизатор по п. 1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что количествоукороченных зубьев соединительнойзубчатой муфты равно шести, причемтри из них, выбранных через зуб, смещены в окружном направлении относительно других, а скосы каждой из упомянутых групп зубьев направлены вразные стороны.1090944 Недостатком известного устройства является то, что разрезное кольцо при работе находится в сложном напряженном состоянии изгиба и кручения.Наиболее неблагоприятны условия работы выгибов кольца, которые к тому же работают в условиях интенсивного трения, Это обусловлено как разницей радиусов муфты и блокирующего кольца, так и наличием плеча выгибов на пружинном кольце. В соответствии с относительно малым инерционным моментом круглого сечения для обеспечения надлежащего осевого усилия требуется существенное увеличение его диаметра (до 3,5 мм), При использовании известного решения в двухстороннем устройстве для соединения зубчатых колес с валом ширина муфты при ее относительно большом ходе должна быть велика для того, чтобы не было выхода кольца за торец муфты. В противном случае упругое кольцо не попадает внутрь муфты, что нарушит работу устройства, Следовательно, требуется существенное его уширение для обеспечения его работоспособности и увеличеИзобретение относится к машиностроению, в частности к устройствам для соединения зубчатого колеса с валом, которое используется в коробках передач транспортных машин.Известно устройство для соединения зубчатого колеса с валом, содержащее соединенный с колесом зубчатый венец с конической поверхностью, имеющей возможность взаимодействия О с конусом блокирующего кольца, и закрепленную на валу ступицу с перемещаемой в осевом направлении муфтой, между которой и блокирующим кольцом установлен разрезной толхатель в ви де упругой шайбы, В разрезе толкателя размещен осевой выступ блокирующего кольца. При перемещении муфты она действует на разрезной толкатель скосами всех зубьев, при этом толка О тель торцом взаимодействует с торцом радиального выступа блокирующего кольца. При перемещении муфты вместе с блокирующим кольцом и после поворота последнего толкатель одним из 25 торцов разреза воздействует с радиальным выступом блокирующего кольца 1.Недостатком устройства является перекос блокирующего кольца в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, что увеличивает износ кольца. После синхронизации при повернутом блокирующем кольце, которое сжимается, муфта проходит для соедийения с зуб 35 чатым венцом. Поскольку разрезной толкатель расположен радиально (т.е. его большая сторона поперечного сечения расположена вдоль оси) между муфтой и блокирующим кольцом, диаметр 4 О конической поверхности блокирующего кольца мал и, следовательно, мал срок службы устройства.Известно синхронизирующее устройство для автомобильных коробок ско 45 ростей, содержащее соединенный с колесом зубчатый венец с конической поверхностью, имеющей возможность взаимодействия с конусом блокирующего кольца, и закрепленную на валу ступи 50 цу с перемещаемой в осевом направлении соединительной муфтой, между которой и блокирующим кольцом установлен разрезной толкатель в виде упругой шайбы, причем его большая сторона поперечного сечения расположена перпендикулярно оси 1 2 1.Несмотря на то, что в устройстве решен вопрос увеличения фрикционной взаимодействующей поверхности, в нем не решен вопрос, связанный с перекосом блокирующего кольца, что снижает срок службы деталей устройства.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство для соединения зубчатого колеса с валом, содержащее соединенный с колесом зубчатый венец с конической поверхностью, имеющей возможность взаимодействия с конусом блокирующего кольца, и установленную на валу ступицу с перемеЭщаемой в осевом направлении соединительной муфтой, подпружиненной в радиальном направлении через разрезной толкатель, имеющий возможность взаимодействия с блокирующим кольцом. Разрезной толкатель имеет форму упругого кольца, выполненного из проволоки круглого сечения с выступами,о разнесенными один от другого на 120 и размещенного на наклонном уступе блокирующего кольца. Перемещаемая муф. та действует на упругое кольцо, а оно, в свою очередь, взаимодействует с выступом блокирующего кольца. Пос-, ле синхронизации муфту смещают далее, при этом происходит выход выгибов кольца и, соответственно, как следствие, сужение диаметра разрезного кольца Г 33.ния фрикциснной взаимодействующей поверхности.Цель изобретения - повышение срака службы при сокращении габаритных размеров устройства, 5Поставленная цель достигается тем, что в синхронизаторе, содержащем вал, колесо с соединенным с ним зубчатым венцом и с конической поверхностью, установленное с возможностью О взаимодействия с конической поверхностью зубчатого венца, блокирующее кольцо с конической поверхностью, установленную на валу зубчатую ступицу с подпружиненной в радиальном направленин.через выступы упругого разрезного кольца и подвижной в осевом направлении соединительной зубчатой муфтой с впадинами и заходными Фасками на ее зубьях под выступы упругого 20 кольца, причем соединительная муфта установлена с возможностью взаимодействия через зубчатое соединение как ступицей, так и с блокирующим кольцам и зубчатым венцом колеса а уп ругое кольцо установлено между ступицей и блокирующим кольцом с воэможностью взаимодействия с последним, упругое разрезное кольцо выполнено плоским в радиальном направлении, сопрягаемые с упругим кольцом зубья соединительной муфты выполнены са скосами со стороны блокирующего кольца и укороченными до их впадин, а впадины с этой же стороны выполне- З ны в виде сквозных пазов с эаходными фасками, причем угол наклона заходной фаски превышает угол наклона скосов укороченных зубьев соединительной муфты.4 ЭКроме того, скосы на укороченных зубьях соединительной муфты выполнены с обеих сторон.С целью повышения срока службы путем улучшения центрирования зубьевтри зуба ступицы, равномерно расположенные по окружности, выполнены удлиненными, а на блокирующем кольце выполнены пазы под удлиненные зубья ступицы, )причем ширина пазов блокирующего кольца превышает ширину удлиненного зуба ступицы, а длина последних равна длине основного зуба ступицы, длине зуба блокирующего кольца и длине зазора между ступицей и блокирующим кольцом. Количество укороченных зубьев соединительной зубчатой муфты равношести, причем три иэ них, выбранных через эуб, смещены в окружном направлении относительна других, а скосы каждой иэ упомянутых групп зубьев направлены в разные стороны.На фиг, 1 показана коробка передач с устройством для соединения зубчатогс колеса с валом; на фиг. 2 - устройство для соединения одного зубчатого колеса с валом, процольный разрез; на фиг3 - ступица, муфта и толкатель устройства, разрез; на фиг, 4 - элементы устройства, вид сверху; на Фиг, 5 - установка блокирующего кольца; на Фиг. 6 - удлиненный зуб ступицы; на Фиг. 7 - зубчатая муфта, разрез; на фиг. 8 - та же.На валу 1 коробки передач (фиг, 1) установлено зубчатое колесо 2, с которым соединен зубчатый венец 3, имеюший коническую Фрикционную поверхность 4, На валу 1 установлена ступица 5, соединенная с валом шлицами 6. На ступице 5 установлена перемещаемая по зубчатому соединению в осевом направлении муфта 7, которая является соединительной. МуФта 7 падпружинена в радиальном направлении через разрезной упругий толкатель 8 и оснащена зубьями 9, Толкатель 8 имеет вазможность взаимодействия с блокирующим кольцом 1 О па торцу. На блокирующем кольце 10 выполнен конус 11 для взаимодействия с конической Фрикционной поверхностью 4 венца З.Толкатель 8 выполнен пластинчатьщ, плоским в радиальном направлении и с выступами 12, разнесенными один от другого на 120. В муфте 7 выполнены укороченные зубья 13, в которых установлены выступы 12 толкателя 8. Торец 14 тслкателя 8 имеет возможность взаимодействия с торцом 15 блокирующего кольца 10. Большая сторона поперечного сечения толкателя 8 расположена в плоскости, перпендикулярной оси устройства.Такое выполнение устройства позволяет улучшить взаимодействие между блокирующим кольцом 10 и толкателем 8, поскольку торцы 14 и 15 имеют большую поверхность, что обеспечит весьма малые удельные давления при осевом ,взаимодействии. Такое размещение торцов 14 и 15 позволяет выполнить блокирующее кольцо 10 достаточных диаметральных размеров для обеспечения длительного срока службы. Таксе выполнение устройства псзвслит улучшить взаимодействие между муфтой 7 и талка 10909 телем 8, поскольку износ толкателя 8 имеет место по выступам 12, уменьшение высоты которых не оказывает влияния на стабильность жесткостных и прочностных характеристик толкателя 8,5 что обеспечит длительный срок службы устройства, что обусловлено разнесе - нием нагрузок толкателя. Кроме того, выполнение толкателя 8 пластинчатым и размещение его выступов 12 по по О верхностям укороченных зубьев 13 муфты 7, а торца 14 рядом с торцом 15 блокирующего кольца 1 О позволяет выполнить устройство в малых осевых размерах. Зубья 13 полу;ены укорочен ными из-за того, что на оставшейся длине по сравнению с основными зубьями этой муфты выполнены сквозные пазы с заходными фасками и со скосами, образующими изменяющийся профиль 20 16, Пазы и скосы выполнены со стороны блокирующего кольца 10 и в них размещены выступы 12 толкателя 8. Профиль 16 укороченных зубьев 13 муфты 7 выполнен разнонаклонным, напри мер угол заходной фаски 45 , а угол скосов 29 , На ступице 5 выполнены удлиненные зубья 17, которые размещены в пазах блокирующего кольца 10, ширина которых больше ширины его ЗО зубьев по меньшей мере на ширину зуба (Фиг. 5), Пазы,18 выполнены в блокирующем кольце 10 под углом 120 о один к другому на месте основного зуба. При этом они заглублены относительно зубьев блокирующего кольца 10. Выполнение укороченных зубьев 13 муфты 7 разнонаклонными обеспечивает оптимальное изменение осевого усилия при блокировке, что 40 способствует достижению большого срока службы устройства при сокращении его осевых размеров. Выполнение удлиненных зубьев 17 на ступице 5 позволяет осуществить передачу от ступицы 5 к блокирующему кольцу 10 усилия по развитой поверхности паза 18. Кроме того, определенное взаимное положение ступицы 5, муфты 7, толкателя 8 и блокирующего кольца 10 обеспечивает выполнение устройства в малых осевых размерах. Изобретение может быть использовано как в одностороннем, так и в двухстороннем синхронизаторе коробки55 передач. В случае выполнения его односторонним на муфте выполняются с противоположной блокирующему кольцу 10 торце муфты 7 скосы 19 на укороченных зубьях 13, т.е. скосы выполненыс двух сторон зуба (фиг, 2) а самукороченный зуб 13 может иметь, например, треугольную форму. Количествотаких зубьев в устройстве три. Этообеспечивает его работоспособностьна этапе выключения передачи при весьма малых осевых габаритах муфты.Муфта 7 устройства для соединениязубчатых колес с валом 1 выполненас укороченными зубьями 20 и 21 в случае двухстороннего выполнения. Количество их шесть. Три укороченных зуба20 смещены в угловом направлении относительно трех, выбранных через зуб,зубьев 21,что обеспечивает сокращениеосевых размеров устройства, посколькувозможно использовать всю длину муфты на выполнение раэнонаклонного профиля 16, причем скобы укороченныхзубьев 21 направлены в разные стороны,Устройство работает следующим образом,При перемещении муфты 7 поверхностьукороченных зубьев 13 по разнонаклонному профилю 16 взаимодействует с поверхностями выступов 12 толкателя 8,перемещая его к блокирующему кольцу 10.При дальнейшем перемещении муфты 7происходит перемещение блокирующегокольца 10, что приводит к деформациитолкателя 8 и к нарастанию осевогоусилия на блокирующем кольце 10, Фрикционная поверхность конуса 11 взаимодействует с конической фрикционнойповерхностью 4 зубчатого венца 3.После зыравнивания угловых скоростейвала 1 и зубчатого колеса 2 муфту 7перемещают далее, при этом толкатель8 деформируется в радиальном направлении и зубья 9 муфты 7 взаимодействуют с зубьями зубчатого венца 3. Придальнейшем перемещении муфты 7 зубья9 входят в зацепление с зубьями зубчатого венца 3 и зубчатое колесо 2соединяется с валомИспользование изобретения позволитповысить срок службы устройства.Кроме этого, выполнение толкателяплоским обеспечивает уменьшение осевых габаритов при большой радиальнойжесткости, за счет занижения по высоте только трех зубьев обеспечиваютсямалые удельные давления на торцахблокирующих зубьев, относительно большая допустимая радиальная деформация,исключающая требование по высокойточности изготовления упругого толка 1090944теля и разнонаклонных профилей муфты,обеспечивающая стабильность характе,ристик при наличии определенной величины износа и исключение влияния износов на выступах на прочностные характеристики, возможность использования предлагаемого устройства, какдля одностороннего, так и двухстороннего синхронизатора, уменьшение осевыхгабаритов синхронизатора за счет выполнения кольца плоским и размещение его за блокирующим кольцом. Кроме этого, выполнение на ступице трех удлиненных зубьев шлицев позволяет обеспечить хорошее центрирование муфты во включенном положении передачи при малых осевых габаритах муфты.Предлагаемое устройствО при использовании в коробке передач автомобиля. ИЖ, выбранной за базовый объект) позволит при сокращении расхода металла на 5,0 кг на каждую коробку при намеченном выпуске 160 тыс. автомобилей сократить расход, металла на 800 т.1090944 Составитель В. РозановРедактор А. Коэориз Техред Гоубинчак Корре Шароши Заказ 3043/3ВН Подписно Филиал ППП "Патент", г. Уагород, ул. Прое 4 4 ТирИИПИ Государст по делам изобр 113035, Москва, Ж 913нного комитета СССРений и открытийРаушская наб д. 4