УЗЕЛ КОРОБКИ ПЕРЕДАЧ С СИММЕТРИЧНЫМИ ПРОМЕЖУТОЧНЫМИ ВАЛАМИ

Техническое решение относится к области машиностроения. Оно касается коробок передач с симметричными промежуточными валами.
Известны различные конструкции узлов коробок передач с симметричными промежуточными валами, содержащие шестерни, свободно установленные на вторичном валу и зафиксированные на нем в осевом направлении с помощью упорных шайб. Такие узлы коробок передач с симметричными промежуточными валами показаны в патентах №№3237472, 4034620, 4423643, 5836206, выданных в США.
Более близким аналогом является узел коробки передач с симметричными промежуточными валами, показанный в заявке WO 2011141235. Этот узел содержит шестерни, окружающие вторичный вал и соединяемые с ним зубчатой муфтой, ступица которой установлена на этом валу. На вторичном валу сделаны шлицы и выполнены кольцевые канавки, в которых около шестерен установлены упорные шайбы, сделанные с внутренними зубьями, размещенными напротив зубьев во вторичном валу, расположенных между шлицами. В шлицах вторичного вала и в шлицах упорных шайб между зубьями установлена шпонка с загнутым концом, помещенным в радиальное отверстие, сделанное во вторичном валу. Однако для установки этих шпонок приходится уменьшать число зубьев в ступице зубчатой муфты, из-за чего ослабляется ее соединение с валом.
Задача - обеспечение в узле коробки передач с симметричными промежуточными валами полноценного шлицевого соединения с вторичным валом ступицы зубчатой муфты, соединяющей с этим валом шестерню, установленную между упорными шайбами, зафиксированными от вращения с помощью шпонок, для повышения надежности этого узла.
Решение задачи повышения в узле коробки передач с симметричными промежуточными валами надежности шлицевого соединения с вторичным валом ступицы зубчатой муфты, соединяющей с валом шестерню, установленную между упорными шайбами, зафиксированными от вращения с помощью шпонок, обеспечено тем, что в узле коробки передач, содержащем шестерню, окружающую вторичный вал, на вторичном валу сделаны шлицы, между которыми расположены продольные зубья, и выполнены кольцевые канавки. В этих канавках около шестерни установлены упорные шайбы, сделанные с внутренними зубьями, размещенными напротив зубьев, расположенных на вторичном валу. В шлицах вторичного вала и в упорных шайбах между их зубьями установлены шпонки. Шпонки выполнены коленчатыми Г-образной формы, а их плечи размещены в радиальных пазах ступицы зубчатой муфты, имеющей шлицевое соединение с концевым участком вторичного вала. Зубчатая муфта зафиксирована на вторичном валу в осевом направлении с помощью торцевой шайбы, соединенной винтами с торцом вторичного вала.
Такое размещение коленчатой шпонки и фиксация ее плеч в радиальных пазах ступицы зубчатой муфты, соединяющей с вторичным валом коробки передач шестерню, установленную на этом валу, не ослабляет соединение ступицы зубчатой муфты с валом. Это повышает надежность этого узла при передаче коробкой передач крутящего момента. Техническим результатом является повышение надежности соединения с валом установленной на нем ступицы зубчатой муфты, соединяющей с валом шестерню, при фиксации упорных шайб шестерни от поворота посредством шпонки.
Ступица зубчатой муфты, расположенная на концевом участке вторичного вала, имеет участок, имеющий шлицевое соединение с валом солнечной шестерни планетарного механизма. Указанная торцевая шайба расположена между участками ступицы зубчатой муфты, имеющими шлицевое соединение с вторичным валом и с валом солнечной шестерни, и сделана с зубчатым венцом, зубья которого размещены напротив внутренних зубьев в ступице зубчатой муфты.
На фигуре 1 представлена кинематическая схема коробки передач с двумя сцеплениями, с симметричными промежуточными валами и с планетарным механизмом.
На фигуре 2 показан узел коробки передач, отмеченный на фигуре 1 буквой «А».
На фигуре 3 изображена упорная шайба.
На фигуре 4 показана коленчатая шпонка.
На фигуре 5 представлен поперечный разрез коленчатой шпонки.
На фигуре 6 дан частичный разрез по Б-Б узла коробки передач, показанного на фигуре 2.
На фигуре 7 дан частичный разрез по В-В узла коробки передач, показанного на фигуре 2.
Коробка передач, кинематическая схема которой представлена на фигуре 1, содержит входной вал 1, два сцепления 2 и 3 привода внутреннего первичного вала 4 и наружного первичного вала 5, по меньшей мере два симметричных промежуточных вала 6 и 7 и вторичный вал 8, расположенный соосно с первичными валами 4 и 5. На промежуточных валах закреплены шестерни 9, зацепленные с шестерней 10, окружающей наружный первичный вал 5, шестерни 11 и 12, зацепленные с шестернями 13 и 14, окружающими внутренний первичный вал 4, шестерни 15, зацепленные с промежуточными шестернями (не показаны), зацепленными с шестерней 16 реверса, окружающей вторичный вал 8, и шестерни 17, зацепленные с шестерней 18, окружающей вторичный вал 8. С вторичным валом 8 связана солнечная шестерня 19 трехзвенного планетарного механизма, водило 20 которого соединено с выходным валом 21.
В коробке передач расположены зубчатая муфта 22 двухстороннего действия для поочередной связи шестерен 10 и 13 с наружным первичным валом 5, зубчатая муфта 23 двухстороннего действия для поочередной связи шестерен 13 и 14 с внутренним первичным валом 4, зубчатая муфта 24 двухстороннего действия для поочередной связи шестерни 16 и внутреннего первичного вала 4 с вторичным валом 8, зубчатая муфта 25 двухстороннего действия для поочередной связи шестерни 18 с вторичным валом и с водилом 20 планетарного механизма, зубчатая муфта 26 двухстороннего действия для поочередной связи коронного зубчатого колеса 27 планетарного механизма с его водилом 20 и с корпусом 28 коробки передач.
На вторичном валу 8 сделаны шлицы, между которыми расположены продольные зубья 29 (фигура 2), и выполнены кольцевые канавки. В этих канавках около шестерен 16 и 18, окружающих вторичный вал, установлены упорные шайбы 30, сделанные с внутренними шлицами и расположенными между ними внутренними зубьями 31 (фигура 3). Зубья 31 в шайбах 30 размещены напротив зубьев 29 на вторичном валу, что осуществлено путем поворота шайб 30 относительно вторичного вала на половину шага их зубьев. Шайбы 30 зафиксированы в канавках от их самопроизвольного поворота посредством коленчатых шпонок 32. Коленчатые шпонки 32 сделаны в виде кочерги Г-образной формы (фигура 4) с шестигранным профилем (фигура 5). Шпонки 32 установлены в совмещенных между собой шлицах вторичного вала 8 и в шлицах упорных шайб 30 между зубьями 29 (фигура 6). Плечи 33 шпонок 32 (фигура 4) размещены в радиальных пазах 34 ступицы 35 зубчатой муфты 25. Ступица 35 муфты 25 имеет шлицевое соединение с вторичным валом 8. Она зафиксирована относительно него в осевом направлении с помощью торцевой шайбы 36, соединенной винтами 37 с торцом вторичного вала 8 (фигуры 2, 7). Ступица 35 зубчатой муфты 25 имеет участок, имеющий шлицевое соединение с валом 38 солнечной шестерни планетарного механизма. Торцевая шайба 36 расположена между участками ступицы 35 зубчатой муфты 25, имеющими шлицевое соединение с вторичным валом 8 и с валом 38 солнечной шестерни Торцевая шайба 36 сделана с зубчатым венцом, зубья 39 которого расположены напротив внутренних зубьев в ступице 35 зубчатой муфты 25.
При сборке узла коробки передач на вторичный вал 8 сначала устанавливают шестерню 16, которую перемещают вдоль вала до упора в его ступеньку. Затем надевают первую упорную шайбу, которую перемещают по шлицам вторичного вала к шестерне 16, устанавливают в кольцевой канавке, сделанной во вторичном валу, и поворачивают ее в канавке на половину шага зубьев в такое положение, при котором происходит совмещение между собой шлицев, сделанных во вторичном валу 8 и в упорной шайбе, и соответственно совмещение продольных зубьев в этих деталях. После этого надевают на вторичный вал 8 вторую упорную шайбу, с которой проделывают те же действия, что и с первой упорной шайбой. Потом устанавливают на вторичный вал шестерню 18 и следующие упорные шайбы, по-прежнему совмещая между собой шлицы во вторичном валу и в упорных шайбах. В совмещенные между собой шлицы вставляют коленчатые шпонки 32, плечи 33 которых размещают в радиальных канавках, сделанных в ступице 35 зубчатой муфты 25, устанавливаемой на концевой участок вторичного вала 8. Для осевой фиксации ступицы муфты внутри нее по шлицам перемещают торцевую шайбу 36 до упора в торец вторичного вала 8, поворачивают торцевую шайбу 36 во внутренней канавке внутри ступицы 35 на половину шага зубьев, устанавливая ее в такое положение, при котором торцы зубьев торцевой шайбы 36 размещаются напротив торцов внутренних зубьев ступицы 35 зубчатой муфты 25.
Такое выполнение узла коробки передач с симметричными промежуточными валами, в котором упорные шайбы шестерен на вторичном валу зафиксированы в кольцевой канавке от их поворота посредством Г-образных коленчатых шпонок, плечи которых размещены в радиальных пазах ступицы зубчатой муфты, не ослабляет соединение ступицы этой зубчатой муфты с валом. Этот узел является несложным в изготовлении и надежным в работе.