коробка передач

Формула изобретения

Коробка передач, содержащая корпус с рамещенными в нем первичным, вторичным и промежуточным валами, причем первичный и вторичный валы установлены соосно, а промежуточный вал расположен параллельно этим валам, между промежуточным и соосными валами расположены три пары взаимозацепленных шестерен и ряд шестерен заднего хода, на промежуточном валу шестерни установлены свободно, в средней части агрегата расположена двухпозиционная сдвоенная муфта, состоящая из двух полумуфт одностороннего действия, взаимосвязанных вилкой переключения, одна полумуфта установлена на венце шестерни промежуточного вала, а другая полумуфта установлена напротив первой полумуфты на венце шестерни одного из соосных валов, отличающаяся тем, что на вторичном валу свободно установлена шестерня, соединенная с трубчатым валом, одна муфта переключения установлена на зубчатом венце входного вала, а другая муфта - на зубчатом венце выходного вала.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к транспортному машиностроению, к трансмиссии транспортных машин.

Эти агрегаты конструктивно сложны и металлоемки.

Наиболее близкой к предлагаемой коробке передач (КП) является трехвальная соосная КП 4R4 (четыре передачи переднего хода и четыре заднего) по патенту RU 2008230 В 60 К 17/08 (28.02.94 Бюл. N4).

КП состоит из корпуса с размещенными в нем валами, причем входной (первичный) и выходной (вторичный) валы установлены соосно, а промежуточный вал расположен параллельно соосным валам. Шестерни на валах установлены свободно и попарно взаимозацеплены. Блок из двух шестерен заднего хода расположен на оси, одна шестерня блока зацеплена с шестерней промежуточного вала, а другая - с шестерней вторичного вала. Одна муфта переключения передач расположена на первичном валу, вторая - на ступице вторичного вала, третья муфта сдвоенная состоит из двух односторонних противоположно направленных полумуфт, расположенных на шестернях и взаимосвязанных одной вилкой переключения.

КП менее металлоемка по сравнению с КП традиционной компоновки: для 4-х передач переднего хода используются только 6 шестерен вместо 8, но дальнейшее снижение металлоемкости сдерживается расположением муфт переключения между рядами шестерен.

Задачей изобретения является дальнейшее снижение металлоемкости КП.

Технический результат достигается тем, что муфты переключения входа и выхода крутящего момента вынесены за пределы редукторной части КП.

На фиг.1а изображена кинематическая схема реверсивной трехвальной соосной КП 4R4, а на фиг.1б - фрагмент схемы КП с другим исполнением промежуточного вала.

На фиг. 2 приведена лучевая диаграмма КП 4R4 с таблицами положения муфт переключения на различных передачах. На горизонтальных шкалах диаграммы в логарифмическом виде приведены величины передаточных чисел пар шестерен и передач. Над верхней шкалой обозначены передачи переднего хода: 4-1, под нижней шкалой - передачи заднего хода: 4R-1R. Верхняя и нижняя горизонтали соответствуют передаточным числам на выходном (вторичном) валу, средняя горизонталь - на промежуточном валу. Наклон луча направо указывает на замедляющий режим работы пары шестерен, чем больше наклон, тем больше передаточное число. Наклон луча налево характеризует ускоряющий режим работы пары шестерен. На любом участке лучевой диаграммы наклон луча постоянный для каждой пары шестерен.

В опорах корпуса КП 1 (см. фиг.1а) соосно установлены входной вал 2, первичный вал редуктора 3, вторичный вал редуктора 4 и выходной вал КП 5. Параллельно соосным валам размещен промежуточный вал (ось) 6. На валу 3 закреплена шестерня 7 и свободно установлена шестерня 8, которая зацеплена с шестерней 9, свободно установленной на промежуточном валу 6. Шестерня 9 объединена в блок с шестерней 10, которая зацеплена с шестерней 7 первичного вала 3. Шестерни 11 и 12 объединены в блок и свободно установлены на оси 6. Шестерня 11 зацеплена с шестерней 13, которая закреплена на вторичном валу 4, а шестерня 12 зацеплена с шестерней 15, которая свободно установлена на валу 4. Трубчатый вал 16 соединяет шестерню 8 с зубчатым венцом 17, рядом с ним на валу 3 закреплен другой зубчатый венец 18. Трехпозиционная муфта переключения А(19) установлена на зубчатом венце входного вала 2. Двухпозиционная сдвоенная муфта В состоит из двух полумуфт: полумуфта 20 установлена на венце шестерни 13 вторичного вала 4, а полумуфта 21 - на венце шестерни 10 промежуточного вала 6, полумуфты взаимосвязаны вилкой переключения 22. Трубчатый вал 23 соединяет шестерню 15 с зубчатым венцом 24, рядом с ним расположен зубчатый венец 25, который закреплен на вторичном валу 4. Муфта С(26) установлена на венце выходного вала 5.

Допускается другое расположение полумуфт: полумуфта 20 на венце шестерни 7, а полумуфта 21 на венце шестерни 11. Возможно другое конструктивное исполнение промежуточного вала и его шестерен (см. фиг.1б): вместо оси 6, закрепленной в корпусе 1, и блока шестерен 11, 12, свободно установленных на этой оси, шестерни 11 и 12 закреплены на промежуточном валу 6, который установлен в опорах качения корпуса 1. Шестерни 9 и 10 остаются, как и прежде, в блоке. Вместо отдельной шестерни заднего хода 14 возможна установка блока из двух шестерен.

Работа КП осуществляется следующим образом:

Первая передача

Все муфты в правом положении (см. фиг.2, таблица справа вверху над т.1): полумуфта 20 выключена, а полумуфта 21 включена. Крутящий момент передается от входного вала 2 (см. фиг.1а) муфтой А на зубчатый венец 17, по трубчатому валу 16 паре шестерен 8-9, полумуфте 21, паре шестерен 11-13, вторичному валу 4, зубчатому венцу 25 и по муфте С на выходной вал 5.

На лучевой диаграмме (см. фиг.2) эта передача представлена двумя лучами: из т.4 слева на верхней горизонтали пологий луч 8-9 до средней горизонтали, далее пологий луч 11-13 вверх направо к т.1.

Вторая передача

Переключаем муфту А в левое положение. От входного вала 2 крутящий момент передается муфтой А, зубчатым венцом 18, первичный валом 3, парой шестерен 7-10, полумуфтой 21 и далее, как на предыдущей передаче.

На лучевой диаграмме этой передаче соответствуют два луча: луч 7-10 из т.4 направо круто вниз, затем пологий луч 11-13 направо вверх к т.2.

Третья передача

Изменяем положение муфт А и В. До пары шестерен 8-9 крутящий момент передается, как на первой передаче, затем по паре шестерен 10-7, но уже в обратном направлении по сравнению со второй передачей, далее по полумуфте 20 на вторичный вал 4 и венец 25, по муфте С на выходной вал 5.

На лучевой диаграмме этой передаче соответствуют два луча: пологий луч 8-9 направо вниз, затем луч 10-7 в ускоряющем режиме налево вверх к т.3.

Четвертая передача - прямая

Переключаем муфту А в левое положение. Крутящий момент передается по соосным валам с высоким кпд: от вала 2 по муфте А на венец 18, по валу 3 полумуфте 20 на вал 4, от венца 25 по муфте С на выходной вал 5.

На лучевой диаграмме эта передача представлена т.4.

Передачи заднего хода включаются при переключении муфты С из правого положения в левое: пара шестерен 11-13 выключается, а включаются шестерни заднего хода 12-14-15 трубчатым валом 23 и венцом 24. Муфты А и В дублируют положения передач переднего хода (см. фиг.2, верхняя и нижняя таблицы).

Первый задний ход - 1R

Муфты А и В в правом положении. Крутящий момент от входного вала 2 передается муфтой А на венец 17, трубчатым валом 16, парой шестерен 8-9, полумуфтой 21, рядом шестерен заднего хода 12-14-15, трубчатым валом 23, венцом 24 и муфтой С на выходной вал 5.

На лучевой диаграмме этой передаче соответствуют два луча: пологий луч 8-9 направо вниз от т.4 к средней горизонтали, далее пологий луч 12-14-15 также направо вниз к т.1R на нижней горизонтали.

Второй задний ход - 2R

Переключаем муфту А в левое положение. До промежуточного вала крутящий момент передается, как на второй передаче переднего хода, далее, как на предыдущей передаче.

На лучевой диаграмме этой передаче принадлежат два луча: луч 7-8 из т.4 круто направо вниз, далее пологий луч 12-14-15 к т.2R.

Третий задний ход - 3R

Изменяем положение муфт А и В. До пары шестерен 8-9 крутящий момент передается, как на первой передаче, затем по паре шестерен 10-7 полумуфте 20, паре шестерен 13-11, далее, как на предыдущих передачах заднего хода.

На лучевой диаграмме эта передача представлена четырьмя лучами: пологий луч 8-9, луч 10-7 налево вверх к т.3 в ускоряющем режиме, луч 13-11 налево вниз также в ускоряющем режиме и луч 12-14-15 направо вниз к т.3R.

Четвертый задний ход - 4R

Переключаем муфту А в левое положение. От входного вала 2 крутящий момент передается муфтой А, венцом 18, первичным валом 3, полумуфтой 20, парой шестерен 13-11, рядом шестерен заднего хода 12-14-15 и далее, как на остальных передачах заднего хода.

На лучевой диаграмме эта передача представлена двумя лучами: из т.4 пологий луч 13-11 налево вниз в ускоряющем режиме, далее пологий луч 12-14-15 направо вниз к т.4R.

Положительный эффект выражается в снижении металлоемкости КП за счет повышения плотности компоновки редукторной части при вынесении муфт переключения на входе и выходе крутящего момента за пределы редукторной части.