Коробка передач

1. Коробка передач, що включає корпус, в котрому встановлені вал з ексцентриком; кулачок і кривошип з валами, які соосні між собою та соосні з валом ексцентрика, при цьому ексцентрик з кривошипом кінематично з’єднані шатунами, а в їх з’єднанні встановлені ролики, контактуючі з внутрішнім робочим профілем дискового кулачка, яка відрізняється тим, що кулачок і кривошип кінематично з’єднані, встановленими на їх валах, зубчатими колесами, котрі входять в зачеплення через встановлений замикаючий вал з встановленими 38316 казники працездатності, а також значна металоємкість та габарити. Мета винаходу – розширення функціональних можливостей, забезпечення безступінчатого адаптивного керування зміною швидкості обертання вихідного вала, удосконалення конструкції з підвищенням показників працездатності, зниження металоємкості та габаритів. Вказана мета досягається тим, що коробка передач, що включає корпус, в котрому встановлені вал з ексцентриком, кулачок і кривошип з веденими валами, які соосні між собою та соосні з валом ексцентрика, при цьому ексцентрик з кривошипом кінематично з'єднані шатунами, а в їх з'єднанні встановлені ролики, контактуючі з внутрішнім робочим профілем дискового кулачка, а кулачок і кривошип кінематично з'єднані встановленими на їх валах зубчатими колесами, котрі входять в зачеплення через встановлений замикаючий вал з встановленими на ньому зубчатими колесами, та на валах кулачка, кривошипа і на замикаючому валі встановлені керовані муфти, при цьому муфта, встановлена на валі кривошипа, має нейтральне положення та з'єднує цей вал з встановленим на ньому зубчатим колесом, або з'єднує його з корпусом, а муфта, встановлена на валі кулачка, має нейтральне положення та з'єднує цей вал з встановленим на ньому зубчатим колесом, або з'єднує його з зубчатим колесом, встановленим на валу кривошипа, та муфта, встановлена на замикаючому валі, також має нейтральне положення, або з'єднує його з обгінною напівмуфтою, встановленою на корпусі, а також зубчате колесо, встановлене на валу кривошипа, через зачеплення з зубчатим колесом на замикаючому валі передає рух зубчатому колесу приводу диференціала і карданних валів. Крім того, для забезпечення двоопорної установки кулачка, кривошипа і шатунів, до кулачка і кривошипа приєднані обойми і диски з валами. На фіг. 1 зображена схема коробки передач, розріз А-А по осі валів: І – двигун; II –зчеплення; III – коробка передач; IV – сполучена пара диференціала; V – постійна зубчата передача привода диференціала і карданних валів; на фіг. 2 – розріз Б-Б на фіг. 1; на фіг. 3 – при русі засобу “вперед”, та умові, що момент опору Мо = const, графіки залежності моменту двигуна Мдв = M(N; n), передаточного відношення коробки передач U = U(N; n) і швидкості транспортного засобу V = V(N; n). Одинакові складові елементи на схемах позиціями не дублюються. Коробка передач включає корпус 1, вхідний вал 2 з ексцентриком З, кулачок 4 і кривошип 5 з валами 6, 7. Кулачок 4 закріплений в обоймі 8 з дисками 9, 10. Кривошип 5 валом 7 з'єднаний з пазовим диском 11, до якого через обойму 12 приєднаний додатковий диск 13 з валом. Ексцентрик 3 з кривошипом 5 та додатковим диском 13 кінематично з'єднані кількома парами шатунів 14, 15, а в їх з'єднанні встановлені ролики 16, контактуючі з внутрішнім робочим профілем дискового кулачка 4. В дисках 9, 10 кулачка 4, в кривошипі 5 та додатковому диску з валом 13 розміщені опори, що забезпечують двоопорну установку кулачка 4, кривошипа 5 та шатунів 14, 15. На валу 7 кривошипа 5 встановлені зубчате колесо Z1 і муфта M1. Зуб чате колесо Z1 входить в зачеплення з зубчатим колесом Z2, встановленим на замикаючому валі 17, котре, в свою чергу, входить в зачеплення з зубчатим колесом Z3 приводу диференціала і карданних валів. Муфта M1 має нейтральне (середнє) положення та з'єднує, або вал 7 кривошипа 5 з зубчатим колесом Z1, або з'єднує цей вал 7, для його зупинки, з корпусом 1. На замикаючому валі 17 встановлені зубчаті колеса Z2, Z4, одне з котрих входить в зачеплення з зубчатим колесом Z3 привода диференціала і карданних валів, а друге входить в зачеплення з зубчатим колесом Z5, встановленому на валі 6 кулачка 4. Також, на замикаючому валі 17 встановлена муфта М2, котра має нейтральне положення, або з'єднує цей вал з обгінною напівмуфтою, встановленій на корпусі 1, що забезпечує одно-направлене обертання вала 17 в цьому положенні муфти М2. На валу 6 кулачка 4 встановлені зубчате колесо Z5 і муфта МЗ. Муфта МЗ має нейтральне (середнє) положення та з'єднує або вал 6 кулачка 4 з зубчатим колесом Z5, або з'єднує цей вал6 з зубчатим колесом Z1, встановленим на валі 7 кривошипа 5. Коробка передач працює наступним чином. При обертанні вхідного вала 2 з ексцентриком 3 (ланка а) рух "вперед" забезпечується включенням муфт М1 ,М2,МЗ, котрі займуть ліве положення. Через шатуни 14, 15 (ланки b, c), контактуючі в своєму з'єднанні через ролики 16 з дисковим кулачком 4 ( ланка k ), рух передається на кривошип 5 (ланка d) з валом 7, а далі через зачеплення зубчатих коліс Z1, Z2, Z3 – на привід диференціала і карданних валів. В початок руху засобу, його швидкість V=0, а передаточне відношення коробки передач U = Umax = (L+1)Z3/Z1, де: L – число кінематичних циклів руху шатуна 15 за кінематичний цикл важільно-кулачкової передачі при використанні метода обернення руху (згідно з фіг.3 L=3). При цьому всі вали – 2, 6, 7 обертаються в одну і ту ж сторону, що забезпечується з'єднанням замикаючого вала 17 муфтою М2 з обгінною напівмуфтою, встановленою на корпусі. При зростанні швидкості засобу V>0 із зростанням потужності двигуна N та числа обертів n його вала, момент двигуна зростає Мдв = (N; n), а швидкість руху транспортного засобу V = V(N; n) плавно зростає теж. При цьому значення передаточного відношення коробки передач зменшується, що забезпечується замикаючою передачею Z4, Z5. Найменше значення передаточного відношення коробки передач при найбільшому числі обертів двигуна визначається з рівняння: U = Umin = Ukad (U45-UakdU12)U23, де окремі передаточні відношення виражаються наступними формулами: Ukad = L+1 – передаточне відношення між валом з ексцентриком а та кривошипом d при зупиненому кулачку k; U45 = Z5/Z4 – передаточне відношення між зубчатими колесами Z4, Z5; Uakd = (L+1 )/ L – передаточне відношення між валом кулачка k та валом кривошипа c при зупиненому валі з ексцентриком а; U12 = Z2/Z1 – передаточне відношення між зубчатими колесами Z1, Z2; 2 38316 U23 = Z3/Z2 – передаточне відношення між зубчатими колесами Z2, Z3. Коли швидкість транспортного засобу досягає потрібного значення, зупиняється збільшення подачі палива, потужність двигуна та число обертів його вала мають постійні значення, та швидкість засобу стає постійною теж, так як Моп » Мдв. Рух засобу "назад" забезпечується включенням муфт M1, M2, М3 в крайнє праве положення. При цьому передаточне відношення коробки передач має постійне значення U = -(L Z3)/Z1. В нейтральному положенні муфт М1, M2, МЗ рух від двигуна не передається. Застосування коробки передач дозволяє плавно і адаптивно змінювати швидкість обертання вихідного вала, при русі засобу майже вся потрібна потужність передається тільки важільнокулачковою та постійною зубчатою передачами. Коробка передач відповідає кращим показникам працездатності: високим КПД, надійності, безшумності, малим габаритам та металоємкості. Фіг. 1. 3 38316 Фіг. 2. Фіг. 3. 4 38316 __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2001 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 50 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 5