Безступінчаста коробка передач з кулачковими патронами замкового типу

Реферат: Винахід належить до елементів трансмісії автомобіля. Безступінчаста коробка передач містить автоматичну систему керування, ланцюгову передачу крутного моменту, механізм натягування ланцюга, первинний вал, проміжний вал з кулачковим патроном замкового типу, зв'язаний ланцюговою передачею з кулачковим патроном замкового типу вторинного вала. Кожний з кулачкових патронів замкового типу складається з диска та кулачків замкового типу, на які натягнений ланцюг. При цьому кулачки є рухомими від центру та до центру диска за допомогою електродвигуна та встановлені з можливістю зміни їх положення відносно центра та, відповідно, діаметра натягнутого на них ланцюга. Передбачений синхронізатор включення руху вперед та назад через зубчасту передачу заднього ходу. Диск кожного патрона з одного боку має спіральну поверхню взаємодії з кулачками замкового типу, а з другого боку обладнаний зубчастою передачею повороту диска, яка містить шестірню повороту диска, що пов'язана з шестірнею відповідного електродвигуна кулачкового патрона замкового типу. Технічним результатом є підвищення надійності коробки передач. UA 107969 C2 (12) UA 107969 C2 UA 107969 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до безступінчастих коробок передач трансмісії автомобіля. Новим у винаході є застосування кулачкових патронів замкового типу 4, 12 (фіг.1) з електродвигунами 8, 13 зміни місця розташування кулачків 9 по діаметру для ланцюгової передачі 10 крутного моменту, що дає можливість здійснювати безступінчасту передачу крутного моменту, покращити комфорт керування автомобілем, підвищити коефіцієнт корисної дії, зменшити габарити та масу коробки передач. В конструкціях більшості сучасних безступінчастих коробок передач зміна величини та напряму передачі крутного моменту здійснюється за допомогою механічних фрикційних пасових або ланцюгових елементів. Гідромеханічні передачі крутного моменту використовуються, але вони мають значно нижчий коефіцієнт корисної дії, складну конструкцію та не завжди забезпечують високі розгінні характеристики автомобіля. Гідрооб'ємні та електричні безступінчасті передачі використовують на транспортних засобах спеціального призначення. Фрикційні пасові передачі мають невеликий ресурс роботи та теж низькі розгінні характеристики автомобіля. Використання фрикційної ланцюгової передачі з торцевим контактом ланцюга до дисків вимагає застосування матеріалу дисків та ланцюгів високої якості і збільшує витрати енергії на привод масляного насоса для стискання дисків. Застосування кулачкових патронів 4, 12 замкового типу з електродвигунами 8, 13 (механічним, пневматичним або гідравлічним приводом) зміни місця розташування кулачків по діаметру для ланцюгової передачі крутного моменту, збільшує площу контакту ланцюга з кулачками (у порівнянні з іншими дисковими фрикційними передачами) під час безступінчастої передачі крутного моменту, покращує розгінні характеристики, комфорт керування автомобілем, зменшує габарити та масу коробки передач. Суть винаходу: Пропонується безступінчаста коробка передач з кулачковими патронами 4, 12 замкового типу, синхронізаторами та електроприводом, яка характеризується тим, що включає зубчасту передачу заднього ходу з синхронізаторами, два кулачкові патрони з привідними електродвигунами 8, 13 (можливий механічний, пневматичний або гідравлічний привод) зміни місця розташування кулачків 9 по діаметру, ланцюгову 10 передачу крутного моменту, первинний 20, проміжний 11 та вторинний 7 вали і автоматичну систему керування, механізм натягування ланцюга. Замковий механізм, за рахунок входження виступів одних кулачків у впадини інших кулачків, забезпечує максимальну площу контакту ланцюга з кулачками, при різних положеннях кулачків. Аналоги винаходу безступінчастої коробки передач з кулачковими патронами замкового типу, синхронізаторами та зубчастою передачею заднього ходу та електроприводом нам невідомі. Наведені нижче десять джерел інформації не містять інформації про безступінчасті коробки передач з кулачковими патронами замкового типу, синхронізаторами та електричним приводом. Задача винаходу - підвищення комфорту керування автомобілем, покращення розгінних характеристик автомобіля, зменшення розмірів і маси коробок передач та спрощення конструкції. За конструкцією безступінчаста коробка передач з кулачковими патронами замкового типу не складна і має можливості з невеликими затратами використовуватись у трансмісіях автомобілів. Перелік фігур креслення: 1. Загальний вигляд у повздовжньому розтину безступінчастої коробки передач з кулачковими патронами замкового типу, синхронізаторами та електричним приводом, головною передачею та диференціалом наведено на фіг. 1. На фіг. 1. у статичному стані показано безступінчасту коробку передач з кулачковими патронами замкового типу 4, 12, синхронізаторами, автоматичною системою керування та електричним приводом. Первинний вал 20 з шестірнею заднього ходу 19 встановлений на двох підшипниках, один з яких встановлено в картері коробки передач 5 і другий у проміжному валу 11. Шестірня 19 встановлена на валу 20 на голчастих підшипниках. Пересування зубчастої муфти 17 по шліцах первинного вала 20 в сторону зчеплення забезпечує поєднання муфти 17 з шестірнею первинного вала 19 та передачу крутного моменту до проміжної шестірні заднього ходу 15, шестірні заднього ходу вторинного вала 14 і рух автомобіля заднім ходом. Пересування зубчастої муфти 17 в зворотну сторону від зчеплення забезпечує поєднання муфти 17 з проміжним валом 11 та рух автомобіля уперед. Крутний момент при цьому передається до патрона 12 з кулачками 9 замкового типу. Ланцюгова передача 10 обладнана механізмом натягування ланцюга та забезпечує передачу крутного моменту з кулачкового патрона 1, встановленого на проміжному валу 11 до кулачкового патрона 4, встановленого на вторинному валу 7 та на ведучу шестірню головної передачі 3. Кожен патрон складається з 1 UA 107969 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 корпуса, восьми замкових кулачків 9 на які натягується ланцюг 10, рухомого диска 22, де з однієї сторони розташована зубчата передача, а на другій стороні - спіраль Архімеда 23, електродвигуна (закріпленого до корпуса патрона) з шестірнею 24 повороту рухомого диска 22. Проміжний вал 11 одним кінцем опирається на підшипник, що встановлений у картері 5 коробки передач, а другий кінець опирається на підшипник, який встановлено на первинний вал 20. Значення позначень фіг. 1: 1 - диференціал; 2 - ведена шестірня головної передачі; 3 - ведуча шестірня головної передачі; 4 - ведений кулачковий патрон; 5 - картер коробки передач; 6 задня кришка картера; 7 - вторинний вал коробки передач; 8 - електродвигун зміни місця розташування кулачків по діаметру веденого патрона; 9 - замкові кулачки кріплення ланцюга; 10 - ланцюг; 11 - проміжний вал; 12 - ведучий кулачковий патрон; 13 - електродвигун зміни місця розташування кулачків по діаметру ведучого патрона; 14 - шестірня заднього ходу вторинного вала; 15 - проміжна шестірня заднього ходу; 16 - кільце синхронізації руху уперед; 17 - зубчаста муфта; 18 - кільце синхронізації руху назад; 19 - шестірня заднього ходу первинного вала; 20 первинний вал; 21 - картер зчеплення. 2. Загальний вигляд кулачкового патрона замкового типу наведено на фіг.2. На фіг.2 замкові кулачки ведучого патрона знаходяться на мінімальній відстані від осі обертання патрона і діаметр кулачкового барабана мінімальний, що забезпечує передачу максимального крутного моменту. У розтину показано рухомий диск 22 зі спіраллю Архімеда 23 та зубчастою передачею повороту рухомого диска навколо своєї осі. В цей час замкові кулачки 9 веденого патрона 4 знаходяться на максимальній відстані від осі обертання веденого патрона (наведено на фіг.1). Значення позначень фіг. 2: 4 - ведений кулачковий патрон; 9 - кулачки замкового типу; 22 - рухомий диск зі спіраллю Архімеда 23; 24 - ведуча шестірня обертання рухомого диска; 25 - вал електродвигуна 8; 3. Загальний вигляд рухомого диска зі спіраллю Архімеда та замковими кулачками наведено на фіг. 3. Під час повороту диска 22 в ту чи іншу сторону відносно корпуса патрона 4, 12 за допомогою електродвигуна та шестеренчастої передачі, кулачки 9 по спіралі 23 пересуваються до осі або від осі патрона 4, 12 і змінюють діаметр барабана для ланцюга, що створюється замковими кулачками 9. Значення позначень фіг. 3: 9 - замкові кулачки; 22 - рухомий диск; 23 - спіраль Архімеда. Принцип дії. Перед початком руху автомобіля вперед, з'єднується (шляхом пересування зубчастої муфти 17 в сторону, зворотну від зчеплення) первинний 20 і проміжний 11 вали і максимальний крутний момент через первинний вал 20 і проміжний вал 11 передається до кулачкового патрона 12 та через ланцюгову передачу до кулачкового патрона 4 і до вторинного вала з шестірнею головної передачі. Через ведену шестірню 2 головної передачі, диференціал 1, привідні вали крутний момент передається до ведучих коліс. При необхідності руху з більшою швидкістю, водій натискає на педаль подачі палива і при досягненні обертів колінчастого вала двигуна більше 1000 об/хв. замикаються контакти № 1 вмикача струму, що встановлені на педалі подачі палива і струм надходить до електродвигунів 8 та 13, що є у патронах 4, 12. При цьому електродвигун 13 ведучого патрона 12 відсуває по спіралі Архімеда 23 кулачки 9 від осі патрона 12, а електродвигун 8 веденого патрона 4 одночасно наближує по спіралі Архімеда 23 кулачки патрона 4 до осі патрона 4. Все це приводить до збільшення кутової швидкості обертання патрона 4, вторинного вала та збільшує швидкість руху автомобіля. Під час руху з постійною швидкістю контакти вмикача струму на педалі подачі палива розімкнуті і струм до електродвигунів не надходить, кулачки 9 не рухаються. Під час зменшення швидкості руху, педаль подачі палива відпускається і замикаються контакти № 2 вмикача струму, що встановлені на педалі подачі палива і струм надходить у зворотному напряму до електродвигунів 8 та 13, що є у патронах 4, 12. При цьому електродвигун 13 ведучого патрона 12 приближує по спіралі Архімеда 23 кулачки 9 до осі патрона 12, а електродвигун 8 веденого патрона 4 одночасно відсуває по спіралі Архімеда 23 кулачки 9 патрона 4 від осі патрона 4. Все це приводить до зменшення кутової швидкості обертання патрона 4, вторинного вала та зменшення швидкості руху автомобіля. Припинення передавання крутного моменту може здійснюватись шляхом виключення зчеплення, або встановленням важеля перемикання передач в нейтральне положення. 2 UA 107969 C2 5 10 15 20 Джерела інформації: 1. Автомобілі. Навчальний посібник. М.Ю. Основенко, В.П. Сахно. 1992 р. 2. Автомобілі. Основи конструкції, теорія. Навчальний посібник. В.І. Сирота, В.П. Сахно. 2007 р. 3. Автомобиль. Анализ конструкции, элементы расчета. Учебник. В.В. Осепчугов, А.К. Фрумкин. Машиностроение. 1989. - 304 с. 4. Автомобиль. Основы конструкции. Учебник. Н.Н. Вишняков и другие. 5. Автомобілі. Тягово-швидкісні властивості та паливна економічність: Навч. посібник. Сахно В.П., Безбородова Г.Б., Маяк М.М., Шарай С.М. - К.: В-во "КВЩ", 2004. - 174 с. 6. Гібридні автомобілі. Монографія. О.В. Баженов та інші. ХНАДУ, 2008. - 327 с. 7. Основи конструкції автомобілів. Навчальний посібник. В.І. Сирота. В-во Арістей, 2006. 280 с. 8. Основи конструкции автомобиля. Учебное пособие для ВУЗов. Иванов A.M., Солнцев А.И., Гаевский В.В. и др. изд. "За рулём", 2005. - 336 с. 9. Устройство автомобіля. Учебник. Михайловский У.В., Серебряков К.Б., Тур У.Я. М.; Машиностроение, 1987. - 352 с. 10. Програми самонавчання з вивчення конструкції та принципу дії елементів конструкції автомобіля. Примітка: всі вище наведені джерела інформації не містять інформації про безступінчасті коробки передач з кулачковими патронами замкового типу, синхронізаторами та електричним приводом. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 25 30 35 Безступінчаста коробка передач, що містить автоматичну систему керування, ланцюгову передачу крутного моменту, механізм натягування ланцюга, первинний вал, проміжний вал з кулачковим патроном замкового типу, зв'язаний ланцюговою передачею з кулачковим патроном замкового типу вторинного вала, де кожний з кулачкових патронів замкового типу складається з диска та кулачків замкового типу, на які натягнений ланцюг, причому кулачки є рухомими від центру та до центру диска за допомогою електродвигуна та встановлені з можливістю зміни їх положення відносно центру та, відповідно, діаметра натягнутого на них ланцюга, де диск кожного патрона з одного боку має спіральну поверхню взаємодії з кулачками замкового типу, яка відрізняється тим, що містить зубчасту передачу заднього ходу та синхронізатор включення руху вперед та назад через зубчасту передачу заднього ходу, а диск кожного патрона з другого боку обладнаний зубчастою передачею повороту диска, яка містить шестірню повороту диска, що пов'язана з шестірнею відповідного електродвигуна кулачкового патрона замкового типу. 3 UA 107969 C2 4 UA 107969 C2 5 UA 107969 C2 Комп’ютерна верстка М. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 6