коробка передач

Формула изобретения

Коробка передач, содержащая корпус, в котором входной и выходной валы установлены соосно, а промежуточный вал расположен параллельно этим валам, на выходном валу шестерни 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, или блок из двух шестерен заднего хода, установленных на отдельном валу, на выходном валу между шестерней низших передач и ведомой шестерней заднего хода установлена трехпозиционная муфта переключения передач, отличающаяся тем, что на входном валу свободно установлены три шестерни, трехпозиционная муфта переключения расположена между первыми шестернями входного вала, четырехпозиционная муфта переключения размещена на третьей шестерне входного вала, она выполнена с возможностью соединения этой шестерни или с входным валом, или с выходным валом, или соединения входного и выходного валов, или находится в нейтральном положении.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится 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, или через блок из двух шестерен заднего хода, закрепленных на валу. 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, агрегат имеет значительные гидродинамические потери на перемешивание масла шестернями (барботаж) в агрегате.

Задачей изобретения является снижение металлоемкости и уменьшение гидродинамических потерь в агрегате.

Технический результат достигается тем, что на входном валу свободно установлены три шестерни, трехпозиционная муфта переключения расположена между первыми шестернями входного вала, четырехпозиционная муфта переключения размещена на третьей шестерне входного вала, она выполнена с возможностью соединения этой шестерни, или с входным валом, или с выходным валом или соединения входного и выходного валов или находится в нейтральном положении.

На фиг. 1 изображена кинематическая схема трехвальной соосной КП 6R3 (6 передач переднего хода и 3 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 из них четырехпозиционная, изображены в нейтральном положении.

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. 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. Шестерни 5, 6 и 7 свободно установлены на входном валу 2 и попарно зацеплены с шестернями 8, 9 и 10, закрепленными на промежуточном валу 4. На промежуточном валу также закреплены шестерни 11 и 12, шестерня 11 зацеплена с шестерней низших передач 13, свободно установленной на выходном валу 3. Ведущая шестерня заднего хода 12 блоком дополнительных шестерен заднего хода 14 и 15, установленных на отдельном валу, зацеплена с ведомой шестерней 16, свободно установленной на выходном валу 3. Вместо блока шестерен заднего хода 13-14 допустима установка одной промежуточной шестерни заднего хода. Возможна замена мест расположения пары шестерен 11-13 и ряда шестерен заднего хода. Трехпозиционная муфта А (17) расположена между первыми шестернями 5 и 6 входного вала 2, четырехпозиционная муфта В (18) расположена на третьей шестерне 7 входного вала 2. Трехпозиционная муфта С (19) установлена на выходном валу 3 между шестернями 16 и 13.

Работа КП осуществляется следующим образом:

Первая передача

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

Крутящий момент (см. фиг.1) от входного вала 2 передается парой шестерен 5-8, промежуточным валом 4, далее парой шестерен 11-13 и муфтой С на выходной вал 3.

На лучевой диаграмме (см. фиг.2) эта передача представлена двумя лучами: луч 5-8 выходит из т.6 слева на верхней горизонтали и направлен направо вниз к средней горизонтали, далее луч 11-13 к т.1 справа на верхней горизонтали.

Вторая передача

Переключаем муфту А в правое положение - выключаем из работы пару шестерен 5-8 и включаем пару шестерен 6-9.

Крутящий момент от входного вала 2 передается парой шестерен 6-9, промежуточным валом 4 и далее, как на первой передаче.

На лучевой диаграмме эта передача представлена двумя лучами: 6-9 и 11-13 от т.6 к т.2.

Третья передача

Переключаем муфту А в нейтральное положение, а муфту В переключаем из нейтрального положения в левое - выключаем из работы пару шестерен 6-9 и включаем пару шестерен 7-10.

Крутящий момент от входного вала 2 до промежуточного вала 4 передается парой шестерен 7-10, далее, как на предыдущих передачах.

На лучевой диаграмме эта передача представлена лучами 7-10 и 11-13 к т. 3.

Четвертая передача

Переключаем муфту А в левое положение, как на первой передаче, муфту В - в среднее (С) положение, а муфту С - в нейтральное.

До промежуточного вала 4 крутящий момент передается, как на первой передаче, от промежуточного к выходному валу 3 по паре шестерен 10-7, но уже в другом направлении по сравнению с третьей передачей.

На лучевой диаграмме этой передаче соответствуют лучи 5-8 и 7-10 от т.6 к т.4.

Пятая передача

Переключаем муфту А в правое положение, как на второй передаче.

До промежуточного вала 4 крутящий момент передается как на второй передаче, далее по паре шестерен 10-7 и по муфте В на выходной вал 3, как на предыдущей передаче.

На лучевой диаграмме короткий луч 6-9 направо вниз и вертикальный луч 10-7 к т. 5 характеризуют эту передачу.

Шестая передача - прямая

Переключаем муфту А в нейтральное положение, а муфту В - в правое положение, в этом положении она соединяет входной и выходной валы.

Крутящий момент от входного вала 2 передается четырехпозиционной муфтой 18 (В) на выходной вал 3 с высоким кпд без трансформации момента парами шестерен, так как муфты А и С находятся в нейтральном положении.

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 трем первым передачам переднего хода (см. нижнюю табл. фиг. 2).

Первый задний ход - 1R

Муфты А и С находятся в левом положении, муфта В - в нейтральном (см. фиг.2, табл. справа под т.1R).

Крутящий момент от входного вала 2 передается парой шестерен 5-8 на промежуточный вал 4, далее по шестерням заднего хода 12-14, 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 5-8 из т. 6 слева на верхней горизонтали направо вниз к средней горизонтали, далее пологий луч 12-14-15-16 также направо вниз к t.1R на нижней горизонтали.

Второй задний ход - 2R

Переключаем муфту А в правое положение.

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

На лучевой диаграмме этой соответствуют лучи 6-9 и 12-14-15-16.

Третий задний ход - 3R

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

Крутящий момент до промежуточного вала передается парой шестерен 7-10, как на третьей и шестой передачах переднего хода, далее, как на предыдущих передачах заднего хода.

На лучевой диаграмме эта передача представлена лучами 7-10 и 12-14-15-16.

Положительный эффект выражается в снижении металлоемкости КП на две пары шестерен и одну муфту переключения, а также уменьшении гидродинамических потерь при отключении привода шестерен на наиболее часто используемой прямой передаче и уменьшении числа шестерен, погруженных в масло.