Узел ступенчатой коробки передач с жестко связанными одно с другим блокирующим кольцом синхронизатора и зубчатым кольцом и способ его сборки

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 9) И 6 Р 23 06 Г РЕТЕНИЯ 1 АН г ВТОРСКОМУ Т ТВУ 63/25-27 ,845,85, Бюл.еленов, В йкин авский орябрьской Ивани дена Лени Революции и от 8. 8)ое свидетельст Р 16 Р 27/08, свидетельство 16 В 23/10, 1 М.С, и др. Гру "Машиностроен ис. 52 (протот 25 (О торс во ССС1981. СССР КЛ ерскоекл, Г 69.овы11 М. 70, рПЕРЕ- ДРУ- НИЗАОБ ЕГО щег пиць ельные оси его шл АРСТВЕННЫИ НОМИТЕТ СССРЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Ярослордена Октный завод( 54) УЗЕЛ СТУПЕНЧАТОЙ КОРОБКИДАЧ С ЖЕСТКО СВЯЗАННЫМИ ОДНОГИМ БЛОКИРУКЩИМ КОЛЬЦОМ СИНХР ОРА И ЗУБЧАТЫМ КОЛЕСОМ И СПО БОРКИ(57) 1. Узел ступенчатой коробкипередач с жестко связанными одно сдругим блокирующим кольцом синхронизатора и зубчатым колесом, содержащий упомянутое блокирукщее кольцос шлицевым учасжом и с внутреннейконической синхронизирующей поверхностью, упомянутое зубчатое колесос жестко закрепленными на его ступице зубчатым венцом под муфту включения синхронизатора и шлицевым участком под блокирующее кольцо, расположенным между кольцевыми канавкамиступицы у упорного торца ее зубчатого венца, стопоры, выполненные пластической деформацией и установленныес возможностью фиксирования осевогоперемещения блокирующего кольца, при чем впадины шлицевого участка впадины зубчатого венца зубчатого колеса, противолежат одни другим, о т л ц ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности, фиксирующие осевое перемещение блокирувзцего кольца стопоры выполнены в виде выступов, размещенных во впадинах шлицевого участка блокирующего кольца и в ближней к упорному торцу зубчатого колеса кольцевой канавке, причем выступы выполнены из материала блокирукщего кольца и радиально направлены к оси последнего. 2. Способ сборки узла ступенча- аЮ той коробки передач с жестко связанными одно с другим блокирующим кольцом синхронизатора и зубчатым колесом, включанзций установку блокирую- Се о кольца на шлицевом участке сту зубчатого колеса до упора в торец последнего и закрепление стопорами блокирующего кольца от осевого перемещения на ступице зубчатого колеса, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности, перед установкой блокирующего кольца в теле последнего выполняют паралл ицевого участка,равномерно расположенные по окружности технологические отверстия с внут"реннимн выступами, причем каждоетехнологическое отверстие образованодвумя отверстиями, расположеннымиодно относительно другого с зксцентриситетом, внутренний выступ технологического отверстия образован смещеныем отверстий; расположен над шпицевой впадинойшпицевого участка блокирующего кольца и радиально направленот центра блокирующего кольца к его периферии, а .закрепление послед=: него на стукаце зубчатого колеса выполняют путем ввода в технологические отверстия развальцовочного инст" 57288румента с конической головкой и выдавливания выступа, технологического отверстия блокирующегокольца в сторону упорного торца зубчатого колеса в его кольцевую канавкуи вшлицевую впадину.Изобретение относится к машиностроению, в частности к авто- и тракторостроению, и может быть использовано в коробках передач, преимущественно типа ЯИЗ, транспортных средств,Известен синхронизатор коробокпередач, в котором синхронизирукщиеконические поверхности выполнены свнутренним конусом, а блокирующеекольцо синхронизатора, исходя из требований технологии, выполнено составным и жестко закреплено от окружногои осевого перемещений на зубчатом колесе коробки передач 3.Недостатком устройства являетсябольшой осевой габарит, что ухудшает его эксплуатационные характеристи"ки,Известен синхронизатор коробок передач, содержащий подвижную в осевомнаправлении муфту включения и блокирукщее кольцо, сопряженные друг сдругом по коническим поверхностям,причем коническая поверхность блокирующего кольца охватывает коническуюповерхность муфты включения (т.е.синхронизирующие поверхности выполнены с внутренним конусом), а закрепленное на торце ступицы зубчатогоколеса блокирующее кольцо синхронизатора зафиксировано от осевого смещения крепежными элементами на указанном торце ступицЫ, а от окружного - шлицевым соединением 21.Недостатком данного устройстваявляется сложность технологии сборки.Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности и достигаемому эффекту является ступенчатаякоробка передач НИЗ с устройствомосевой фиксации блокирукщего кольцасинхронизатора с внутренним конусомна ступице зубчатого колеса. Укаэанное устройство осевой Фиксации содержит ступицу с двумя зубчатымивенцами и конусное Фрикционное бло%кируацее кольцо, связанное со ступицей посредством шлицев. Для соединения с Фрикционным кольцом на поверхности ступицы между зубчатыми 38венцами выполнен шлицевой участок .с"кольцевыми канавками по краям. Отосевого смещения фрикционное кольцозафиксировано стопором, представляющим из себя бурт, сформированныйна торце кольца и эаглубленный присборке в кольцевую канавку ступицы,примыкающую к зубчатому венцу муфтывключения синхронизатора.Сборка известного устройства осевой фиксации блокирующего кольца син хронизатора заключается в том, чтона ступицу,имекщую на поверхности.два зубчатых венца и расположенныймежду венцами шлицевой участок с,кольцевыми канавками по краям, устанавливают до упора в один иэ венцовконусное Фрикционное кольцо, снабженное внутренними шлицами и затем стопорят кольцо от осевого смещения.Прн этом для стопорения кольца на ЗО его торце в непосредственной близости от посадочного отверстия предварительно формируют стопорный бурт,выступающий в осевом направлении, апосле установки кольца на ступицу З этот бурт отгибают к центру путемобкатки роликов и заглубляют его вкольцевую канавку ступицы 33.Однако известный способ не позволяет осуществлять сборку составного 4 О зубчатого колеса, у которого осевойстопор фрикционного кольца долженрасполагаться в кольцевой канавке,нриьввакзцей к венцу зубчатой передачи, и канавка, прыскающая к венцу 4 ф муфты включения, должна быть свобод1157 Поставленная цель достигается тем, что в узле ступенчатой коробки передач с жестко связанными одно с другим блокирукщим кольцом синхронизатора и зубчатым колесом, содержащим упомянутое блокирукщее кольцо с шлицевымучастком и с внутренней ко-. нической синхронизирующей поверхностью, упомянутое зубчатое колесо с жестко закрепленными на ступице зуб- З 5 чатым венцом под муфту включения синхронизатора и шлицевым. Участком под блокирующее кольцо, расположенным между кольцевыми канавками ступици.у упорного торца ее зубчатого венца, стопоры выполненные пластической деформацией и установленные с возможностью фиксирования осевого перемещения блокирующего кольца, причем впадины шлицевого участка и впадины зуб- чатого венца зубчатого колеса противолежат одни другим, фиксирукщие осе. вое перемещение блокирующего кольца стопоры выполнены в виде выступов, размещенных во впадинах шпицевого участка блокирующего кольца и в бли" жайшей к упорному торцу зубчатого колеса кольцевой канавке, причем выступы выполнены иэ материала блокирукщего кольца и радиально направле- фф ны к оси последнего.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу сборки блокиру 3на для надежного включения муфты включения синхронизатора.Недостаток известного устройства заключается в том, что его конструкция не обеспечивает надежной работы муфты синхронизатора. Это обусловлено тем, что непосредственно к задним торцам зубьев муфты, расположенным на ступице колеса, примыкает стопорный бурт Фрикционного блокирч О ницего кольца; Вследствие этого при включении муфты синхронизатора ее- зубья, расположенные на ступице колеса, и зубья, расположенные на подвижной каретке муфты включения взаимодействуют одни с другими без взаимного перекрытия. Однако муфты, включаемые беэ перекрытия зубьев, работают недостаточно надежно. При износе зубьев на их поверхностях образуются наклонные площадки, вызывающие самовыключение муфты.Цель изобретения - повышение надежности при переключении передач с помощью синхронизатора. 25 288 4ющего кольца синхронизатора с зубчатым колесом ступенчатой коробки передач, включающему. установку блокирующего кольца на шлицевом участке стуг: пицы зубчатого колеса до упора в торец последнего и закрепление стопорами блокирукщего кольца от осевого перемещения на ступице зубчатого ко-. леса, перед установкой блокирукщего кольца в теле последнего выполняют параллельные оси его шлицевого участка, равномерно расположенные по ок 1 ружности технологические отверстия с внутренними выступами, причем каждое технологическое отверстие образовано двумя отверстиями, расположенными одно относительно другого с зксцентриситетом, внутренний выступ технологического отверстия образован смещением отверстий, расположен над .шлицевой впадиной шлицевого участка блокирукщего кольца и радиально направлен от центра блокирующего кольца к его периферии, а закрепление последнего на ступице зубчатого колеса выполняют путем ввода в технологические отверстия развальцовочного инструмента с конической головкой и выдавливании выступа тех-нологического отверстия блокирующего кольца в сторону упорного торца зубчатого колеса в его кольцевую канавку и в шлицевую впадину.На фиг. 1 показан узел ступенчатой коробки передач в виде составного зубчатого колеса, на фиг.2 - разрез А-А на фиг. 1, на фиг.З - схема взаимного расположения зубьев муфты включения синхронизатора и зубчатого венца колеса; на фиг,4 и 5 - элементы технологического отверстия, на фиг.б и 7 - положение деталей собираемого колеса и развальцовочного инструмента в различные моменты сборки, на фиг.8 - пример сборки.Узел ступенчатой коробки передач, например для коробки передач с синхронизатором и с внутренним конусом, выполнен в виде сборного зубчатого колеса, содержащего ступицу 1 и блокирующее фрикционное кольцо 2 с внутренней конической синхронизирующей поверхностью, Ступица имеет венец 3 зубчатой передачи и венец 4 зубчатой муфты включения синхронизатора, между которыми расположен шлицевой учаеток 5 с технологическими кольцевыми канавками 6 и 7 по краям, причем впадины шлицевого учас тка противолежат впадинам зубчатого венца 4, фрикционное кольцо 2, снабженное внутренними шлицами 8, которыми оно установлено на ступице зубчатого колеса до упора в егоО упорный торец между венцами 3 и 4 и жестко зафиксировано от осевого смещения металлическими стопорами 9, которые вь".полнены методом местной пластической деформации из ме ф талла блокирующего кольца в виде радиально направленных к оси и равномерно расположенных по окружности выступов, сформированных на дне шлицевой впадины кольца. Стопор 9 размещен также в кольцевой канавке 6 и приьыкает к упорному торцу венца 3 зубчатой передачи. В коробке передач зубчатое колесо устанавливают на валу с воэможностью свободного И вращения, а рядом с ним на том же валу устанавливают на шлицах подвижную каретку 10 муфты включения синхронизатора, Причем передние концы 11 зубьев подвижной каретки 10 сопряжены с впадинами зубчатого венца 4.Узел ступенчатой коробки передач с жестко связанными один с другим блокирующим кольцом синхронизатора и зубчатым колесом работает следующим образом.Для включения передачи подвижную каретку 10 перемещают по направлению к зубчатому колесу. При этом сперва И контактируют Фрнкционные синхронизирующие поверхности кольца н каретки, а затем происходит полное включение муфты синхронизатора и включение нуж" ной передачи. Передние концы 11 зу- ф 9 бьев каретки (фиг.З) заходят за задние торцы зубьев зубчатого венца 4, т.е. обеспечивается необходимое для надежной работы муфты перекрытие зубьев. 4Способ сборки составного зубчатого колеса заключается в следующем.В конусном блокирующем фрикционномкольце 2, на посадочной поверхности которого выполнены шлицы, в кепосред" фф ственной близости от лицевой впадины 12 шлицов выполняют параллельное оси кольца ступенчатое технологическое отверстие, равномерно расположенное по окружности. Каждое технологическое З отверстие образовано двумя отверстиями 13 и 14, расположенными одно относительно другого с эксцентриситетом 8 . При,этом на стыке двух отверстийобразуется внутренний технологическийвыступ 15, направленный радиально отцентра кольца к периферии и расположенный над шлицевой впадиной 12.Подготовленное таким образомфрикционное кольцо 2 устанавливаютна ступицу 1, имеющую на поверхностидва зубчатых венца 3 и 4 и расположенный между венцами шлицевой участок5 с кольцевыми канавками 6 и 7 покраям. Установку кольца на шлицевойучасток ступицы осуществляют со стороны венца 4 муфты включения синхро-.низатора (имеющего одинаковый с шлицевым участком наружный диаметр) доупора в торец венца 3 зубчатого колеса. Технологический выступ 15 в технологическом отверстии кольца распола.гается при этом приблизительно напротив кольцевой канавки 6, прииакащцейк венцу 3.Затеи в технологическое отверстиекольца вводят раэвальцовочный инстру-:мент 16,снабженный конической рабочей головкой 17, воздействуя с прило-.жением деформщующего усилия на внутренний технологический выступ 15 технологического отверстия. При этом перемычка 18 технологического выступа5, расположенная над кольцевойканавкой 6 и шлицевой впадиной 12,деформируется (или выдавливается);и на дне шлицевой впадины формируется радиально направленный стопорный 9 выступ, который входит в кольцевую канавку 6 и шлицевую впадину 12, фиксируя или закрепляя такимобразом блокирующее кольцо 2 от осе"вого смещения.Наиболее целесообразно Формировать на посадочной поверхности Фрикционного кольца не один, а несколько (три или четыре) стопорных выступов, равномерно распределенных поокружности. При серийном производстве для этого используют специальное приспособление,Сборку предлагаемого узла производят следующим образом.Блокирукщее кольцо синхронизатора устанавливают на ступице зубчатого колеса до упора в его упорный торец и в таком положении закрепляют от осевого перемещения стопорами. Перец установкой блокирующего кольца 2 в его теле выполняют технологические отверстия 13 и 14,71157 расположенные равномерно по окружности напротив щпицевых впадин 12.Каждое отверстие имеет две эксцентрично расположенных ступени сосмещением центров по радиусу кольца на 0,5 мм. Диаметры ступеней 11 и 12 мм. Центры меньших по диаметру ступеней расположены на окружности диаметром 137 мм. Материал кольца - сталь 15 Х 1 Н 2 ТА по ГОСТ 4543-71. 1 р В зоне сопряжения кольца со ступеней сталь улучшена до НКС 18-24,Блокирукицее Фрикционное кольцо 2 в месте сопряжения со ступицей имеет толщину 7,5 мм. На посадочной поверхности кольца выполняются шлицы со следунщими размерами: диаметр окружности выступов 112 мм, диаметр окружности впадин 120 мм, толщина зубьев и шаг те же, что на ступице. Сопрягаемый с шпицами блокирующего кольца шлицевой участок 5 выполняется со следуюцими размерами: диаметр окружности выступов 120 мм,диаметр 2 З окружности впадин 110,2 мм, длина 3,3 мм, толщина зубьев на делительной окружности 7,5 мм, шаг 14,137 мм. По краям шлицевого участ. ка ступица имеет кольцевые канавки ЗО с внутренним диаметром 108 мм и шириной 4 мм. Материал ступицы сталь 15 ХГН 2 ТА по ГОСТ 4543-71 повеохность цементирована на глубину 1,0- 1,3 мм, ННС 58-62 (фиг.8).35Закрепление кольца осуществляют прессом усилием 50 т с помощью специального приспособления, состоящего из опорной плиты а с оправкой 6 и пуансона 8 с тремя развальцовочными паль 40 цами . Опорную плиту закрепляют на столе пресса, а пуансон - на штоке, Порядок сборки следующий. Ступицу,288 8сориентировав ее венцом зубчатой передачи вниз, одевают на оправку опорной плиТы приспособления и затем устанавливают на ступицу фрикционноекольцо, центрируя его по зубьям муфтывключения. Приводят в движение штокпресса и вводят развальцовочные пальцы пуансона в технологические отверс,тия кольца, При дальнейшем движениипуансона вниз его раэвальцовочныепальцы воздействуют на внутренние уступы технологических отверстий и таким образом сперва напрессовываюткольцо на шлицевой участок ступицыдо упора в венец зубчатой передачи,а затем формируют на посадочной поверхности кольца стопорные выступы,которые входят в кольцевую канавкуступицы, фиксируя на ней кольцо отосевого смещения, Движение пуансонавниз прекращают несколько раньше,чем его раэвальцовочные пальцы дойдутдо венца зубчатой передачи. Затемпуансон отводят вверх, удерживая вэто время собранное зубчатое колесоприжимными планками, и снимают колесос оправки,Использование предлагаемого устройства по сравнению с базовым объектом - аналогичным узлом ступенчатойкоробки передач "ЯМЗ", обеспечитнадежность в работе, т.е. не позволитсамовыключаться подвижной кареткисинхронизатора при износе зубьев еезубьев, что обеспечит надежное переключение скоростей в ступенчатой коробке передач.Кроме того, использование предлагаемого способа сборки позволит получить надежную осевую фиксацию блокирующего кольца синхронизатора относительно ступицы зубчатого колеса коробки передач.