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 расположен параллельно этим валам, шестерни на промежуточном валу закреплены и зацеплены с шестернями соосных валов, на выходном валу две шестерни установлены свободно, отличающаяся тем, что на входном валу свободно установлены две шестерни, между ними расположена трехпозиционная муфта переключения, на выходном валу установлены две трехпозиционные муфты, одна выборочно соединяет выходной вал или с шестерней входного вала, или с венцом входного вала, или занимает нейтральное положение, другая муфта расположена между свободно установленными шестернями, отдельная шестерня заднего хода расположена на оси и находится в постоянном зацеплении с ведущей шестерней заднего хода, закрепленной на промежуточном валу, и ведомой шестерней заднего хода, свободно установленной на выходном валу.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к транспортному машиностроению, в частности 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. (Автомобили: Конструкция, конструирование и расчет. Трансмиссия / Под ред. А.И. Гришкевича. - Минск: Высш. шк., 1985. - 240 с.).

Эти агрегаты конструктивно сложны, металлоемки, имеют значительные гидродинамические потери на перемешивание (барботаж) шестернями масла в агрегате.

Наиболее близкой к предлагаемой коробке передач (КП) является трехвальная соосная четырехступенчатая КП автомобиля ГАЗ-24 "Волга" (см. рис. 3.4, с.78).

КП состоит из корпуса с размещенными в нем валами, причем входной и выходной валы соосны, промежуточный вал расположен параллельно соосным валам. Одна шестерня выполнена вместе с входным валом. На промежуточном валу (оси) в одном блоке закреплены пять шестерен. Четыре шестерни находятся в постоянном зацеплении с шестерней входного вала и тремя шестернями, свободно установленными на выходном валу. На выходном валу расположены муфты переключения. Одна муфта расположена около входного вала, вторая - между шестернями первой и второй передач, на этой муфте закреплена шестерня заднего хода. Отдельная шестерня заднего хода установлена на оси и может входить в зацепление с ведущей шестерней заднего хода, закрепленной на промежуточном валу, и ведомой шестерней заднего хода, закрепленной на муфте переключения выходного вала, когда муфты переключения находятся в нейтральном положении.

Описанная КП сложна и металлоемка: для 4-х передач переднего хода и одной передачи заднего хода требуются 11 шестерен, она имеет значительные потери на барботаж масла.

Задачей изобретения является уменьшение металлоемкости агрегата и снижение гидродинамических потерь на перемешивание масла в агрегате.

Технический результат достигается тем, что на входном валу свободно установлены две шестерни, между ними расположена трехпозиционная муфта переключения, на выходном валу установлены две трехпозиционные муфты, одна выборочно соединяет выходной вал, или с шестерней входного вала, или с венцом входного вала или занимает нейтральное положение, другая муфта расположена между свободно установленными шестернями, отдельная шестерня заднего хода расположена на оси и находится в постоянном зацеплении с ведущей шестерней заднего хода, закрепленной на промежуточном валу, и ведомой шестерней заднего хода, свободно установленной на выходном валу.

На фиг. 1 изображена кинематическая схема трехвальной соосной КП 4R2 (четыре передачи переднего хода и две передачи заднего хода) с отключением привода всех шестерен на прямой передаче.

На фиг.2 представлена лучевая диаграмма КП 4R2 с таблицами положений муфт переключения на различных передачах. На горизонтальных шкалах диаграммы в логарифмическом виде представлены величины передаточных чисел пар шестерен и передач. Над верхней горизонталью обозначены номера передач переднего хода (4-1), под нижней горизонталью - передачи заднего хода (2R, 1R). На крайних горизонталях величина передаточных чисел приведена к выходному валу, на средней горизонтали - к промежуточному валу. Вертикальный луч указывает на передаточное число, равное единице. Наклон луча направо характеризует замедляющий режим работы пары шестерен, чем положе луч, тем больше передаточное число. Наклон луча каждой пары шестерен постоянный на любом участке лучевой диаграммы.

В опорах корпуса КП 1 расположены входной 2 и соосный ему выходной 3 валы, параллельно соосным валам установлен промежуточный вал 4 (см. фиг.1). Шестерни 5 и 6, свободно установленные на входном валу 2, зацеплены соответственно с шестернями 7 и 8, закрепленными на промежуточном валу 4. На этом валу также закреплена шестерня 9, зацепленная с шестерней 10, свободно установленной на выходном валу 3. На промежуточном валу 4 закреплена ведущая шестерня заднего хода 11, на выходном валу 3 свободно установлена ведомая шестерня заднего хода 12. Отдельная шестерня заднего хода 13 расположена на оси 14 и зацеплена с шестернями заднего хода 11 и 12. Возможна установка блока из двух шестерен заднего хода вместо отдельной шестерни 13. Трехпозиционная муфта А (15) расположена между шестернями 5 и 6 входного вала 2. На выходном валу 3 установлены две трехпозиционные муфты В (16) и С (17). Муфта В расположена около шестерни 6, а муфта С - между шестернями 12 и 10.

Работа КП осуществляется следующим образом.

Первая передача.

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

Крутящий момент от входного вала 2 передается муфтой А, парой шестерен 5-7 (см. фиг. 1), промежуточным валом 4, парой шестерен 9-10 и муфтой С на выходной вал 3.

На лучевой диаграмме (см. фиг.2) эта передача представлена двумя лучами: из т. 4 на верхней горизонтали луч 5-7 направо вниз, затем пологий луч 9-10 направо вверх к т.1.

Вторая передача.

Переключаем муфту А в правое положение, выключаем из работы пару шестерен 5-7 и включаем пару 6-8.

До промежуточного вала 4 крутящий момент передается по паре шестерен 6-8 и далее, как на первой передаче.

На лучевой диаграмме этой передаче соответствуют два луча: вертикальный луч 6-8 из т.4 вниз, затем пологий луч 9-10 к т.2.

Третья передача.

Переключаем муфту А из правого положения в левое, муфту В - из нейтрального также в левое, а муфту С - из правого в нейтральное положение (см. верхнюю таблицу над т.3).

Крутящий момент до промежуточного вала 4 передается, как на первой передаче, а далее по паре шестерен 8-6, но в другом направлении по сравнению со второй передачей, затем по муфте В на выходной вал 3.

На лучевой диаграмме эта передача представлена двумя лучами: луч 5-7 направо вниз и вертикальный луч 8-6 вверх к т.3.

Четвертая передача - прямая с отключением всех шестерен.

Переключаем муфту А в нейтральное положение, а муфту В - в правое положение.

От входного вала 2 крутящий момент передается зубчатым венцом, расположенным рядом с шестерней 6, муфтой В на выходной вал 3, при этом соосные валы 2 и 3 не связаны с шестернями, так как муфты А и С находятся в нейтральном положении.

На лучевой диаграмме эта передача представлена т.4.

Передачи заднего хода включаются перемещением муфты С в левое положение, когда шестерня 12 соединяется с выходным валом 3. Положения других муфт соответствуют передачам переднего хода (см. фиг.2, верхняя и нижняя таблицы).

Первый задний ход - 1R.

Муфты А и С находятся в левом положении, а муфта В - в нейтральном.

Крутящий момент от входного вала 2 передается муфтой А, парой шестерен 5-7, промежуточным валом 4, рядом шестерен заднего хода 11-13-12 и на выходной вал 3 муфтой С.

На лучевой диаграмме этой передаче соответствуют два луча: из т.4 на верхней горизонтали слева луч 5-7 направо вниз, затем пологий луч 11-13-12 также вниз направо к т.1R на нижней горизонтали.

Второй задний ход - 2R.

Переключаем муфту А в правое положение.

Крутящий момент от входного вала 2 передается муфтой А, парой шестерен 6-8 и далее, как на предыдущей передаче.

На лучевой диаграмме этой передаче принадлежат два луча: из т.4 вертикальный луч 6-8 вниз, затем пологий луч 11-13-12 к т.2R.

Положительный эффект выражается в уменьшении металлоемкости КП за счет исключения из конструкции одной пары шестерен, а также повышения кпд агрегата за счет снижения гидродинамических потерь на перемешивание масла путем отключения всех шестерен на наиболее часто используемой прямой передаче.