механизм реверсирования

Формула изобретения

Механизм реверсирования, состоящий из корпуса, соосных входного и выходного валов, трех конических зубчатых шестерен, первая из которых установлена коаксиально входному валу, вторая - соосно первой и коаксиально выходному валу, а третья находится в постоянном зацеплении с первой и второй, двух сцепных муфт, расположенных на концах входного и выходного валов, обращенных друг к другу с возможностью соединять валы друг с другом, при этом муфта на входном валу соединяет первую шестерню с входным валом, муфта на выходном валу соединяет вторую шестерню с выходным валом, и механизма переключения, обеспечивающего синхронное перемещение муфт навстречу друг другу и в противоположном направлении и их фиксацию в трех положениях: нейтральное - входной вал вращается, выходной вал неподвижен, прямой ход - входной и выходной валы вращаются в одном направлении с одинаковой скоростью, реверсирование - входной и выходной валы вращаются в противоположных направлениях, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД механизма реверсирования на прямом ходу, в нем первая и вторая конические шестерни установлены на корпусе.

Описание изобретения к патенту

Предлагаемое изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в механических трансмиссиях транспортных средств, сельскохозяйственной техники, технологического оборудования, в реверс-редукторах судовых силовых установок и других механизмах, где необходимо обеспечить реверсирование вращающихся валов.

Известен механизм реверсирования, который используется в трехвальных соосных коробках передач автомобилей (см., например, "Проектирование трансмиссий автомобилей" Справочник. Под общей редакцией А.И. Гришкевича. М.: Машиностроение, 1984 г., стр.164, рис.7.1).

В них реверсирование вращения входного вала выполняется путем передачи вращения с входного вала на промежуточный вал одноступенчатой цилиндрической зубчатой передачей, а затем передачей вращения с промежуточного вала на выходной вал через одноступенчатую цилиндрическую зубчатую передачу. Такое техническое решение целесообразно использовать когда необходимо редуцировать скорость вращения входного вала.

К недостаткам следует отнести сложность конструкции и большие габариты, т.к. для реализации такого механизма необходимо обеспечить размещение и зацепление пяти цилиндрических шестерен различных типоразмеров.

Также известен механизм реверсировния, используемый в подвесных лодочный моторах (см., например, А.А. Печатин "Моторы маломерных и спортивных судов". М., издательство ДОСААФ СССР, 1976 г., стр.103-109).

Механизм реверсирования состоит из корпуса, входного и выходного валов, расположенных под углом 90°, трех конических зубчатых шестерен, первая и вторая из которых установлены на входном валу с возможностью свободного вращения, а третья находится в постоянном зацеплении с первой и второй шестерней и жестко закреплена на выходном валу. На входном валу между коническими шестернями установлена трехпозиционная муфта двустороннего действия, обеспечивающая соединение и разъединение ведущего вала с первой или второй зубчатыми шестернями, или разъединение с обеими шестернями. Муфта передвигается вдоль выходного вала с помощью механизма переключения.

Такой механизм реверсирования отличается простотой конструкции, надежностью, небольшими габаритами и используется во многих подвесных лодочных моторах отечественного и зарубежного производства. Однако особенность конструкции не позволяет расположить входной и выходной валы соосно.

К недостаткам конструкции следует отнести постоянное вращение (на прямом ходу и при реверсировании) всех трех конических зубчатых шестерен и передачу вращения на выходной вал на прямом ходу только через зубчатое зацепление, что снижает КПД механизма.

Задачей предложенного технического решения является обеспечение реверсирования вращения при соосном расположении входного и выходного валов и повышение КПД механизма путем непосредственного соединения входного вала с выходным на прямом ходу. При этом зубчатые шестерни, используемые при реверсировании, на прямом ходу не вращаются.

Это достигается тем, что в механизме реверсирования, состоящем из корпуса и расположенных в нем соосно входного и выходного валов, для реверсирования используются две конические зубчатые передачи, состоящие из трех конических зубчатых шестерен, первая из которых установлена коаксиально входному валу, вторая - коаксиально выходному валу, а третья установлена на корпусе и находится в постоянном зацеплении с первыми двумя. Механизм также содержит две трехпозиционные муфты двустороннего действия, одна из которых установлена на входном валу, а другая на выходном валу и механизм переключения, причем муфты входного и выходного валов, расположены между коническими шестернями на концах валов, обращенных друг к другу, и имеют возможность соединять валы друг с другом, кроме того, муфта на входном валу может соединять и разъединять первую шестерню с входным валом, а муфта на выходном валу может соединять и разъединять вторую шестерню с выходным валом, при этом механизм переключения обеспечивает синхронное перемещение обеих муфт навстречу друг другу или в разные стороны. Первая зубчатая шестерня может быть установлена на входном валу или на корпусе, а вторая на выходном валу или на корпусе.

На чертеже представлены два варианта кинематических схем механизма реверсирования в нейтральном положении (входной вал вращается, выходной вал неподвижен).

На фиг.1 показан вариант кинематической схемы механизма реверса с установкой конических шестерен на самих валах, а на фиг.2 показан вариант кинематической схемы механизма реверса с установкой конических шестерен на корпусе.

Механизм реверсирования состоит из корпуса 1, установленных в нем соосно входного вала 2 и выходного вала 3, трех конических шестерен 4, 5 и 6, первая из которых (поз.4) установлена коаксиально входному валу 2, вторая (поз.5) - коаксиально выходному валу 3, а третья (поз.6) установлена на корпусе 1 и находится в постоянном зацеплении с первыми двумя коническими шестернями. На входном валу 2 установлена трехпозиционная муфта двустороннего действия 7, а на выходном валу 3 двухсторонняя трехпозиционная муфта 8. Механизм переключения 9 обеспечивает синхронное перемещение муфт 7 и 8 навстречу друг другу или в противоположном направлении и их фиксацию в трех положениях:

- нейтральное - входной вал вращается, выходной вал неподвижен;

- прямой ход - входной и выходной валы вращаются в одном направлении с одинаковыми скоростями;

- реверсирование - входной и выходной валы вращаются в противоположных направлениях.

Работа предложенного механизма реверсирования.

а) Нейтральное положение.

Муфты 7 и 8 находятся в положении, когда первая коническая шестерня (поз.4) и вторая коническая шестерня (поз.5) разъединены с валами 2 и 3 соответственно, а валы 2 и 3 разъединены между собой. Входной вал 2 вращается, конические шестерни 3, 4, 5 и выходной вал 3 неподвижны.

б) Прямой ход.

Муфты 7 и 8 находятся в положении, когда первая коническая шестерня (поз.4) и вторая коническая шестерня (поз.5) разъединены с валами 2 и 3 соответственно, а валы 2 и 3 соединены между собой. Выходной вал 3 вращается вместе с входным валом 2 и муфтами 7 и 8. Конические шестерни 3, 4, 5 неподвижны.

в) Реверсирование.

Муфты 7 и 8 находятся в положении, когда первая коническая шестерня (поз.4) соединена с входным валом 2 и вторая коническая шестерня (поз.5) соединена с выходным валом 3, а входной вал 2 и выходной вал 3 разъединены между собой. Входной вал 2 вращается вместе с конической шестерней 4, которая соединена с ним муфтой 7. Вращение передается зубчатыми зацеплениями через коническую шестерню 6 на коническую шестерню 5 и соединенный с ней муфтой 8 выходной вал 3. Выходной вал 3 вращается в противоположную сторону от вращения входного вала 2. Скорость вращения выходного вала определяется числом зубьев конических шестерен 4 и 5. При равенстве чисел зубьев конических шестерен 4 и 5, скорость вращения выходного вала 3 равна по величине и противоположна по направлению скорости вращения входного вала 2.

Различие в вариантах исполнения механизма реверса, изображенных на фиг.1 и фиг.2, заключаются в следующем. Когда коническая шестерня 4 установлена на выходном валу 2, а коническая шестерня 5 на выходном валу 3, при включении механизма реверса в положение прямого вращения между вращающимся входным валом 2 и установленной на нем неподвижной конической шестерней 4, а также между вращающимся выходным валом 3 и установленной на нем неподвижной конической шестерней 5 возникает трение, что снижает КПД механизма реверсирования на прямом ходу. При установке конических шестерен 4 и 5 на корпусе (фиг.2) между коническими шестернями 4 и 5 и валами 2 и 3 трение не возникает.

Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет обеспечить соосное расположение входного и выходного валов и повысить КПД механизма реверсирования.