RU2017034C1

RU2017034C1 - Gear box

Info

Publication number: RU2017034C1
Authority: RU
Inventors: К.Т. Акимов
Original assignee: Шевелева Нина Константиновна
Priority date: 1991-02-12
Filing date: 1991-02-12
Publication date: 1994-07-30

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: intermediate wheel are compactly interposed between toothing of outer engaging of a driving wheel and toothing of inner engaging of a driven wheel. The intermediate wheels, which engage with each other in pair, are positioned at opposite ends of double-arm levers secured in a case for rolling. EFFECT: decreased in sizes, enhanced reliability and expanded functional capabilities. 2 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению, а именно к многоступенчатым реверсивным редукторам с механизмом пере- ключения передач. The invention relates to mechanical engineering, in particular to multi-stage reversible gearboxes with a gear shifting mechanism.

Известен бесступенчатый редуктор, содержащий корпус, установленные в нем ведущий вал, ведомый вал с расположенной в нем шестерней, промежуточные элементы, выполненные с зубчатым венками и взаимодействующие с шестерней ведомого вала [1]. Known stepless gearbox, comprising a housing, a drive shaft mounted therein, a driven shaft with a gear located therein, intermediate elements made with gear wreaths and interacting with the driven shaft gear [1].

Этот редуктор снабжен червячной передачей, установленным параллельно ведущему валу промежуточным валом, поворотной рамой, связанной с промежуточным валом и червячной передачей, двумя взаимодействующими между собой дополнительными шестернями, одна из которых установлена на ведущем валу, а другая - на промежуточном. Промежуточные элементы выполнены в виде секторов, оси вращения которых эксцентричны относительно оси промежуточного вала и смещены относительно одна другой по окружности на равный угол. This gearbox is equipped with a worm gear parallel to the drive shaft with an intermediate shaft, a rotary frame connected to the intermediate shaft and the worm gear, two additional gears interacting with each other, one of which is mounted on the drive shaft and the other on the intermediate. The intermediate elements are made in the form of sectors, the axis of rotation of which are eccentric relative to the axis of the intermediate shaft and offset relative to one another around the circumference by an equal angle.

Известна коробка передач, содержащая корпус, соосные входной и выходной валы, ведущее зубчатое колесо с внешним зацеплением, установленное на ведущем валу, ведомое зубчатое колесо с внутренним зацеплением, установленное на выходном валу, параллельные входному валам промежуточные валы с промежуточными зубчатыми колесами и механизм управления с узлом реверсирования [2] . A known gearbox comprising a housing, coaxial input and output shafts, an external gear driven gear mounted on the drive shaft, an internal gear driven gear mounted on the output shaft, intermediate shafts with intermediate gears parallel to the input shaft, and a control mechanism with the reverse node [2].

В известной коробке передач промежуточные колеса имеют возможность поочередно и порознь включаться в кинематическую цепь, в которой входной и выходной валы соосны, а механизм управления выполнен в виде рычага, взаимодействующего с кольцевыми пазами промежуточных колес. In the known gearbox, the intermediate wheels are able to alternately and separately be included in the kinematic chain, in which the input and output shafts are aligned, and the control mechanism is made in the form of a lever interacting with the ring grooves of the intermediate wheels.

Недостатки известной коробки передач - относительно большие габариты, недостаточная надежность переключения передач и отсутствие возможности реверсиврования каждой ступени. The disadvantages of the known gearbox are the relatively large dimensions, insufficient reliability of the gear shift and the inability to reverse each stage.

Цель изобретения - уменьшение габаритов, повышение надежности работы за счет исключения одновременного включения нескольких ступеней и обеспечение реверсирования всех ступеней передач. The purpose of the invention is to reduce the size, increase reliability by eliminating the simultaneous inclusion of several stages and ensuring the reversal of all gear levels.

Коробка передач содержит корпус, соосные входной и выходной валы, ведущее зубчатое колесо с внешним зацеплением, установленное на ведущем валу, ведомое зубчатое колесо с внутренним зацеплением, установленное на выходном валу, параллельные входному и выходному валам промежуточные валы с промежуточными зубчатыми колесами и механизм управления с узлом реверсирования. Коробка передач снабжена двуплечими рычагами, установленными с возможностью качания в корпусе между венцами ведущего и ведомого колес. Промежуточные валы установлены на концах каждого рычага, а промежуточные колеса этих валов находятся в зацеплении. Механизм управления выполнен в виде жестко соединенных с рычагами кронштейнов с зубчатыми зацеплениями, тяг с зубчатыми зацеплениями и с пазами, установленных с возможностью перемещения в корпусе и взаимодействия с зубчатыми зацеплениями кронштейнов, двуплечего рычага переключения, закрепленного на корпусе шаровым шарниром и взаимосвязанного одним из своих плеч с одним из пазов тяг. Узел реверсирования выполнен в виде дополнительных осей, закрепленных в корпусе, паразитных шестерней, установленных на дополнительных осях, шестерни с внешним зацеплением, установленной на входном валу с ограничением осевого перемещения относительно корпуса, шестерни с внутренним зацеплением, установленной концентрично шестерне внешнего зацепления и взаимосвязанной с ней через паразитные шестерни, двух шпонок, установленных на входном валу и предназначенных для взаимодействия или с шестерней с внешним зацеплением, или с ведущим зубчатым колесом, при этом входной вал установлен в корпусе с возможностью осевого перемещения в два крайних положения. The gearbox includes a housing, coaxial input and output shafts, an external gear driven gear mounted on the drive shaft, an internal gear driven gear mounted on the output shaft, intermediate shafts with intermediate gears parallel to the input and output shafts, and a control mechanism with reversal node. The gearbox is equipped with two shoulders levers mounted with the possibility of swinging in the housing between the crowns of the driving and driven wheels. Intermediate shafts are mounted at the ends of each lever, and the intermediate wheels of these shafts are engaged. The control mechanism is made in the form of brackets rigidly connected with levers with gears, rods with gears and grooves mounted for movement in the housing and interacting with gears of the brackets, a two-shouldered shift lever fixed to the body by a ball joint and interconnected by one of its shoulders with one of the grooves of the rods. The reversal unit is made in the form of additional axes fixed in the housing, spurious gears mounted on additional axes, gears with external gear installed on the input shaft with limited axial movement relative to the body, gear with internal gear installed concentrically to the external gear gear and interconnected with it through spurious gears, two dowels mounted on the input shaft and designed to interact with either the gear with external gearing, or with the drive chatym wheel, the input shaft is mounted in the housing for axial displacement in two extreme positions.

На фиг. 1 изображена коробка передач, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - кинематическая схема коробки. In FIG. 1 shows a gearbox, a longitudinal section; in FIG. 2 is a section AA in FIG. 1; in FIG. 3 - kinematic diagram of the box.

Коробка передач содержит корпус в виде дисков 1 и 2 с соединительными элементами 3, подшипники 4 и 5, входной вал 6, ведущее зубчатое колесо 7 с внешним зацеплением, установленное с ограниченным осевым перемещением на ведущем валу, ведомое зубчатое колесо 8 с внутренним зацеплением, установленное на входном валу 9, удерживаемое в корпусе подшипниками 10, параллельные входному и выходному валам, промежуточные валы 11, 12, 13, 14, 15 и 16, установленные на концах двуплечих рычагов 17, 18 и 19, закрепленных в корпусе 1 с возможностью качения на шарнирных осях 20, 21 и 22, от среднего нейтрального положения между венцами ведущего 7 и ведомого 8 зубчатых колес, промежуточные колеса 23, 24, 25, 26, 27 и 28, установленные на промежуточных валах со взаимным зацеплением на каждом рычаге, кронштейны 29, 30 и 31 с зубчатыми зацеплениями 32 жестко соединенными с рычагами 17, 18 и 19 тягу 33 соединенную жестко и тяги 34 и 35 с пазами 36, 37, 38 и 39, с зубчатыми рейками 40, связанными с зацеплением 32 на кронштейнах, двуплечий рычаг 41, переключения, закрепленный на корпусе шаровым шарниром 42, дополнительные оси 43, закрепленные в корпусе, паразитные шестерни 44 на них, шестерню 45 с внешним зацеплением, установленную на входном валу с ограниченным осевым перемещением относительно корпуса, шестерню 46 с внутренним зацеплением установленную концентрично шестерне 45 и связанную с ней шестернями 44, две шпонки 47 и 48, предназначенные для поочередного взаимодействия с шестернями 45 при реверсе или с ведущим зубчатым колесом 7 посредством шпоночных пазов 49 и 50 на шестерне 45 и колесе 7 при осевом перемещении входного вала 9 в два крайних положения, обгонную муфту 51, связывающую колесо 7 с шестерней 46, закрепленную на корпусе ось 53, а на ней - рычаг 52, переключения передач на реверс, снабженный зубчатым сектором 54, входящим в постоянное зацепление с зубчатым венцом 55 цилиндрического кулачка 56 с профилированным винтообразным ребром 57, скользящим в прорези 58 ответного профиля во внешней обойме радиально-упорного подшипника 59, вилку 60 на внешней обойме, удерживающую ее от вращения, опираясь на втулку 62, оси 43, внутренняя обойма которого жестко закреплена на входном валу 9, центрирующую шейку 61 на входном валу, кронштейн 63, на корпусе удерживающий шарнир 42 рычага 41. The gearbox includes a housing in the form of disks 1 and 2 with connecting elements 3, bearings 4 and 5, an input shaft 6, an external gearing gear 7 mounted with limited axial movement on the drive shaft, an internal gear 8 driven gear installed on the input shaft 9, held in the housing by bearings 10, parallel to the input and output shafts, intermediate shafts 11, 12, 13, 14, 15 and 16 mounted on the ends of the two-arm levers 17, 18 and 19, mounted in the housing 1 with the possibility of rolling on articulated axles 20, 21 and 22, from the middle neutral position between the crowns of the driving 7 and driven 8 gears, intermediate wheels 23, 24, 25, 26, 27 and 28 mounted on the intermediate shafts with mutual engagement on each lever, the brackets 29, 30 and 31 with gear gears 32 rigidly connected to levers 17, 18 and 19, rod 33 rigidly connected and rods 34 and 35 with grooves 36, 37, 38 and 39, with gear racks 40, connected with gear 32 on brackets, two-arm lever 41, gears mounted on housing with a ball joint 42, additional axes 43 fixed in the housing, parasite gears 44 on them, gear 45 with external gear mounted on the input shaft with limited axial movement relative to the housing, gear 46 with internal gear mounted concentrically to gear 45 and gears 44 connected to it, two keys 47 and 48, designed for alternating interaction with gears 45 when reversing or with a driving gear 7 by means of keyways 49 and 50 on gear 45 and wheel 7 with axial movement of input shaft 9 to two extreme positions, overrunning clutch 51 connecting wheel 7 to gear 46, mounted on the housing axis 53, and on it - the lever 52, gear shifting to reverse, equipped with a gear sector 54, which is in constant engagement with the gear rim 55 of the cylindrical cam 56 with a profiled helical rib 57, sliding in the slot 58 of the reciprocal profile the outer race of the angular contact bearing 59, the plug 60 on the outer race, holding it from rotation, relying on the sleeve 62, the axis 43, the inner race of which is rigidly mounted on the input shaft 9, the centering neck 61 on the input shaft, bracket 63, on the housing vayuschy hinge 42 of the lever 41.

Коробка передач работает следующим образом. Для задания необходимого передаточного отношения, т. е. соотношения скоростей вращения входного и выходного 8 валов, требуется в кинематическую цепь между валами подключить одну из пар промежуточных шестерен (промежуточных зубчатых колес) 23 и 24 или 25 и 26, или 27 и 28. Все указанные колеса имеют различное число зубьев, а некоторые из этих колес для расширения диапазона передаточных отношений выполнены двухвенчатыми. Включение в работу той или иной пары промежуточных колес возможно путем поворота двуплечих рычагов 17, 18 или 19 на осях 20 и 21 или 22. При таком повороте одно из промежуточных колес пары входит в зацепление с венцом внешнего зацепления ведущего колеса 7, а другое - с венцом внутреннего зацепления ведомого колеса 8, (одно из таких включений показано на фиг. 3). Для этого конец рычага 41 переключения передач вводится в паз 36 тяги 34 занимающей нейтральное положение, т.е. положение, при котором оси пазов 36, 37 и 38 находятся на одной линии (фиг. 2). Затем, приложив усилие к свободному концу рычага 41 в перпендикулярном направлении, производят продольное перемещение тяги 34, которая через посредство жестко связанной с ней рейки 40, зубья которой находятся в зацеплении с зубьями сектора на кронштейне 29, обеспечивает поворот двуплечего рычага 17 вокруг оси 20 на угол, при котором промежуточное колесо 23 входит в зацепление с ведомым колесом 8, а промежуточное колесо 24 - с ведущим колесом 7. Таким образом, кинематическая цепь с заданным передаточным отношением замыкается между входным и выходным валами. В этом примере она выглядит следующим образом: ведущее зубчатое колесо 7 - промежуточное зубчатое колесо 24 (двухвенчатое) - промежуточное зубчатое одновенчатое колесо 23 - ведомое зубчатое колесо 8 - выходной вал 9. Обратным перемещением рычага 41 производят выключение данной передачи. Аналогично производят включение и выключение других передач, количество которых может быть иным, чем изображенный на чертежах варианте. Количеству прямых передач соответствует количество реверсивных. The gearbox operates as follows. To set the necessary gear ratio, that is, the ratio of the input and output shaft speeds of 8 shafts, you need to connect one of the pairs of intermediate gears (intermediate gears) 23 and 24 or 25 and 26, or 27 and 28 to the kinematic chain between the shafts. these wheels have a different number of teeth, and some of these wheels are made two-stage to expand the range of gear ratios. The inclusion of one or another pair of intermediate wheels is possible by turning the two-arm levers 17, 18 or 19 on the axes 20 and 21 or 22. With this rotation, one of the intermediate wheels of the pair engages with the outer gear of the drive wheel 7, and the other with the crown of the internal gearing of the driven wheel 8, (one of such inclusions is shown in Fig. 3). For this, the end of the gear shift lever 41 is inserted into the groove 36 of the thrust 34 occupying a neutral position, i.e. the position at which the axis of the grooves 36, 37 and 38 are on the same line (Fig. 2). Then, by applying force to the free end of the lever 41 in the perpendicular direction, a longitudinal movement of the rod 34 is made, which, through the rigidly connected rack 40, the teeth of which are engaged with the teeth of the sector on the bracket 29, rotates the two shoulders lever 17 around the axis 20 on the angle at which the intermediate wheel 23 engages with the driven wheel 8, and the intermediate wheel 24 with the driving wheel 7. Thus, the kinematic chain with a given gear ratio is closed between input and output shafts. In this example, it looks as follows: the driving gear 7 - the intermediate gear 24 (two-stage) - the intermediate gear single-stage gear 23 - the driven gear 8 - the output shaft 9. By reverse movement of the lever 41, this gear is disengaged. Similarly produce switching on and off of other gears, the number of which may be other than that shown in the drawings option. The number of direct transmissions corresponds to the number of reverse gears.

Переключение работы коробки на реверс осуществляется с помощью рычага 52, при повороте которого на оси 53, зубчатый сектор 54 поворачивает зубчатый венец 55, цилиндрического кулачка 56 с профилированным винтовым ребром 57. Ребро 57 входит в контакт со станками кольцевой прорези 58 ответного профиля на переферии внешней обоймы радиально-упругого подшипника 59, внутренняя обойма которого жестко закреплена на входном валу 6. В результате такого взаимодействия происходит осевое перемещение входного вала относительно корпуса. Шпонка 47 выходит из контакта со шпоночным пазом 49, а шпонка 48 наоборот, входит в контакт со шпоночным пазом 50. При реверсировании передач кинематическая цепь выглядит следующим образом: входной вал 6 - шпонка 48 - шпоночный паз 50 - шестерня 45 - паразитные шестерни 44 - шестерня 46 обгонная муфта 51 - ведущее колесо 7 - промежуточное колесо 27 - промежуточное колесо 28 - ведомое колесо 8 - выходной вал 9. Switching the operation of the box to the reverse is carried out using the lever 52, when turning it on the axis 53, the gear sector 54 rotates the ring gear 55, of the cylindrical cam 56 with a profiled screw rib 57. The rib 57 comes into contact with the machines of the ring slot 58 of the reciprocal profile on the periphery of the outer cages of a radially elastic bearing 59, the inner cage of which is rigidly fixed to the input shaft 6. As a result of this interaction, the axial movement of the input shaft relative to the housing occurs. The key 47 comes out of contact with the keyway 49, and the key 48, on the contrary, comes in contact with the keyway 50. When reversing gears, the kinematic chain looks as follows: input shaft 6 - key 48 - keyway 50 - gear 45 - spurious gears 44 - gear 46 freewheel 51 - drive wheel 7 - intermediate wheel 27 - intermediate wheel 28 - driven wheel 8 - output shaft 9.

Возможны различные варианты выполнения коробки передач в пределах прав, ограниченных формулой изобретения. There are various options for the implementation of the gearbox within the rights limited by the claims.

Технико-экономический эффект от использования изобретения выражается в снижении расходов материалов за счет относительного уменьшения габаритов вследствие компактного размещения узлов и деталей, в снижении экономических расходов путем повышения надежности, а также расширения функциональных возможностей за счет обеспечения реверсирования всех ступеней передач. The technical and economic effect of the use of the invention is expressed in the reduction of material costs due to the relative reduction in size due to the compact arrangement of units and parts, in the reduction of economic costs by increasing reliability, as well as expanding the functionality by ensuring the reversal of all gear stages.

Claims

1. The gearbox, comprising a housing, coaxial input and output shafts, an external gear driven gear wheel mounted on the drive shaft, an internal gear driven gear mounted on the output shaft, intermediate shafts parallel to the input and output shafts with intermediate gears and a control mechanism with a reversing unit, characterized in that, in order to reduce dimensions and increase reliability in operation by eliminating the simultaneous inclusion of several stages, it is equipped with two shoulders by levers installed with the possibility of swinging in the housing between the crowns of the driving and driven wheels, the intermediate shafts are installed at the ends of each lever, the intermediate wheels of these shafts are engaged, and the control mechanism is made in the form of brackets rigidly connected to the levers, gear rods with gear gears and grooves mounted to move in the housing and interact with the gears of the brackets, a two-shoulder shift lever mounted on the housing with a ball joint and the interlocking one of his shoulders with one of the grooves of the rods.

2. The gearbox according to claim 1, characterized in that, in order to ensure the reversal of all gear stages, the reversing unit is made in the form of additional axes fixed in the housing, spurious gears mounted on additional axles, gears with an external gear installed on the input shaft with limited axial movement relative to the housing, gears with internal gearing, mounted concentrically to the gear of external gearing and interconnected through spurious gears, two dowels mounted on the drive shaft and designed to interact with either the gear with external gearing, or with the drive gear, and the input shaft is installed in the housing with the possibility of axial movement in two extreme positions.