коробка передач

Формула изобретения

Коробка передач, содержащая корпус с размещенными в нем входным, выходным и промежуточным валами, причем входной и выходной валы установлены соосно, а промежуточный вал установлен параллельно этим валам, на выходном валу шестерни установлены свободно, шестерня входного вала и четыре шестерни промежуточного вала закреплены на валах, из которых три шестерни промежуточного вала зацеплены с шестернями выходного вала, а шестерня заднего хода промежуточного вала зацеплена с шестерней выходного вала через дополнительную шестерню заднего хода или блок из двух шестерен заднего хода, расположенных в опорах корпуса, между шестернями выходного вала установлены две трехпозиционные муфты переключения передач, отличающаяся тем, что сдвоенная муфта, состоящая из двух односторонних полумуфт, установлена между шестернями входного и выходного валов, одна полумуфта размещена на шестерне выходного вала, а другая полумуфта размещена на шестерне свободно установленной на промежуточном валу, полумуфты взаимосвязаны одной вилкой переключения передач, полумуфты могут быть расположены наоборот: одна полумуфта на шестерне входного вала, а другая полумуфта на шестерне, закрепленной на промежуточном валу.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к транспортному машиностроению, к трансмиссии транспортных машин.

Известны агрегаты трансмиссии со ступенчатым изменением передаточных чисел, содержащие шестерни, валы, опоры, устройства переключения передач, применяемые на отечественных и зарубежных автомобилях. (1. Осепчугов В.В., Фрумкин А. К. Автомобиль: Анализ конструкций, элементы расчета. - М.: Машиностроение, 1989. - 304 с.).

Эти агрегаты конструктивно сложны и металлоемки.

Наиболее близкой к предлагаемой коробке передач (КП) является 6-ступенчатая трехвальная соосная КП автомобиля Магирус-290 (2. Пугаченко А.Н. Автомобиль Магирус-290. - М.: Транспорт, 1980. - 270 с. см.: 1 - с. 62, рис. 38, 2 - с. 99-107, рис. 63-67).

КП состоит из корпуса с размещенными в нем валами, причем входной и выходной валы соосны, а промежуточный вал расположен параллельно соосным валам. Одна шестерня выполнена совместно с входным валом, шесть шестерен на выходном валу установлены свободно, на промежуточном валу шестерни закреплены и зацеплены с шестернями соосных валов, причем ведущая шестерня заднего хода промежуточного вала зацеплена с ведомой шестерней выходного вала через дополнительную шестерню заднего хода, расположенную на оси. КП четырехходовая - четыре муфты и тяги механизма переключения передач.

КП сложна и металлоемка: для шести передач переднего хода и одной передачи заднего хода используются 15 шестерен, а для переключения передач - 4 муфты с тягами.

Задачей изобретения является снижение металлоемкости и сложности конструкции КП.

Технический результат достигается тем, что шестерня привода промежуточного вала установлена свободно, на ней расположена односторонняя полумуфта, другая односторонняя полумуфта размещена на шестерне выходного вала, расположенной рядом с шестерней входного вала, обе полумуфты взаимосвязаны одной вилкой переключения. Полумуфты могут быть расположены наоборот: одна на шестерне входного вала, другая - напротив, на второй шестерне промежуточного вала.

На фиг. 1 изображена кинематическая схема трехвальной соосной КП 6R2 (6 передач переднего хода и 2 передачи заднего хода), содержащей 8 шестерен для передач переднего хода и 4 шестерни для передач заднего хода (возможен вариант с тремя шестернями), три муфты переключения: одна - сдвоенная, две - трехпозиционные.

На фиг. 2 приведена лучевая диаграмма этой КП с таблицей положений муфт переключения на различных передачах. На горизонтальных шкалах приведены в логарифмическом виде величины передаточных чисел пар шестерен и передач. Крайние горизонтали соответствуют выходному валу, а средняя - промежуточному валу. Чем значительнее наклон луча направо, тем больше передаточное число. Левый наклон луча указывает на ускоряющий режим работы пары шестерен. Наклон луча каждой пары шестерен постоянный на любом участке лучевой диаграммы.

В опорах корпуса КП 1 расположены входной 2, выходной 3 и промежуточный 4 валы. Входной 2 и выходной 3 валы расположены соосно, а промежуточный вал 4 установлен параллельно соосным валам. Шестерня 5 закреплена на входном валу 2 (изготовлена совместно с валом) и зацеплена с шестерней 6, свободно установленной на промежуточном валу 4. На промежуточном валу закреплены шестерни переднего хода 7, 8 и 9, они попарно зацеплены с шестернями 10, 11 и 12, свободно установленными на выходном валу 3. На промежуточном валу также закреплена шестерня заднего хода 13, которая дополнительной шестерней заднего хода, расположенной на оси, или блоком дополнительных шестерен заднего хода 14 и 15, зацеплена с шестерней заднего хода 16, свободно установленной на выходном валу 3. Возможна замена мест расположения пары шестерен 9-12 и ряда шестерен заднего хода. Сдвоенная муфта А состоит из двух односторонних полумуфт: полумуфта 17 расположена на шестерне 10 выходного вала 3, а полумуфта 18 - на шестерне 6 промежуточного вала 4. Допускается противоположная установка полумуфт: полумуфта 17 на шестерне 5 входного вала 2, полумуфта 18 - напротив, на шестерне 7 промежуточного вала 4. Полумуфты 17 и 18 взаимосвязаны одной вилкой переключения 19. Трехпозиционная муфта В (20) установлена на выходном валу 3 между шестернями 10 и 11, а муфта С (21) - между шестернями 12 и 16.

Работа КП осуществляется следующим образом.

Первая передача

Муфты А и С находятся в правом положении, а муфта В - в нейтральном (см. фиг. 2, табл. справа над т.1). Полумуфта 17 выключена, а полумуфта 18 включена.

Крутящий момент (см. фиг. 1) от входного вала 2 передается парой шестерен 5-6, полумуфтой 18 на промежуточный вал 4, далее парой шестерен 9-12 и муфтой С на выходной вал 3.

На лучевой диаграмме (см. фиг. 2) эта передача представлена двумя лучами: луч 5-6 выходит из т.6 слева на верхней горизонтали и направлен направо вниз к средней горизонтали, далее луч 9-12 к т.1 справа на верхней горизонтали.

Вторая передача

Переключаем муфту А в левое положение, полумуфты меняют свое состояние: полумуфта 17 включается, а полумуфта 18 выключается.

Крутящий момент от входного вала 2 передается полумуфтой 17 на пару шестерен 10-7, промежуточный вал 4 и далее - как на первой передаче.

На лучевой диаграмме эта передача представлена двумя лучами: 10-7 и 9-12 от т.6 к т.2.

Третья передача

Возвращаем муфту А в положение первой передачи. Муфту В переключаем из нейтрального положения в правое, а муфту С - из правого положения в нейтральное - выключаем из работы пару шестерен 9-12 и включаем пару шестерен 8-11.

Крутящий момент передается от входного вала 2 до промежуточного вала 4 как на первой передаче, далее парой шестерен 8-11 и по муфте В на выходной вал 3.

На лучевой диаграмме эта передача представлена лучами 5-6 и 8-11 к т.3. Луч 8-11 значительно короче луча 9-12, что указывает на меньшее передаточное число во включенной паре шестерен.

Четвертая передача

Переключаем муфту А в левое положение.

До промежуточного вала 4 крутящий момент передается как на второй передаче, от промежуточного вала к выходному валу 3 - как на предыдущей передаче.

На лучевой диаграмме этой передаче соответствуют лучи 10-7 и 8-11 от т.6 к т.4.

Пятая передача

Переключаем муфту А в правое, а муфту В в левое положение.

До промежуточного вала 4 крутящий момент передается как на первой и третьей передачах, далее по паре шестерен 7-10 и по муфте В на выходной вал 3. Пара шестерен 7-10 работает в ускоряющем режиме - от шестерни 7 к шестерне 10, ранее эта пара шестерен работала в замедляющем режиме - от шестерни 10 к шестерне 7.

На лучевой диаграмме луч 5-6 направо вниз и луч 7-10 налево вверх к т.5 характеризуют эту передачу.

Шестая передача - прямая

Переключаем муфту А в левое положение.

Крутящий момент от входного вала 2 передается полумуфтой 17, шестерней 10 и муфтой В на выходной вал 3 с высоким КПД без трансформации момента парами шестерен.

На лучевой диаграмме эта передача представлена точкой 6.

Передачи заднего хода включаются при перемещении муфты С в левое положение, которая соединяет шестерню 16 с выходным валом 3. Положения муфт А и В соответствуют двум первым передачам переднего хода (см. фиг. 2, табл. справа).

Первый задний ход - 1R

Муфта А находится в правом положении, муфта В - в нейтральном, а муфта С - в левом положении (см. фиг. 2, табл. справа над т.1R).

Крутящий момент от входного вала 2 передается парой шестерен 5-6, полумуфтой 18 на промежуточный вал 4, как на первой передаче переднего хода, далее по шестерням заднего хода 13-14, 15-16 и муфтой С на выходной вал 3, который вращается в направлении, противоположном вращению входного вала.

На лучевой диаграмме эта передача представлена двумя лучами: луч 5-6 из т. 6 слева на верхней горизонтали направо вниз к средней горизонтали, далее пологий луч 13-14-15-16 также направо вниз к т.1R на нижней горизонтали.

Второй задний ход - 2R

Переключаем муфту А в левое положение.

До промежуточного вала 4 крутящий момент передается как на второй и четвертой передачах переднего хода, далее - как на предыдущей передаче.

На лучевой диаграмме этой передаче соответствуют лучи 10-7 и 13-14-15-16.

Положительный эффект выражается в упрощении конструкции КП и снижении ее металлоемкости: вместо 4- ходовой КП стала 3-ходовой (три вилки и три ползуна или тяги переключения), вместо 15 шестерен, как у прототипа, в предлагаемой КП достаточно 11 или 12 шестерен в зависимости от конструкции узла передач заднего хода (3 или 4 шестерни).