Трансмиссия гусеничного трактора

 

Использование: в гусеничных транспортных средствах. Цель: расширение функциональных возможностей, повышение надежности, долговечности и уменьшение габаритов трансмиссии. Сущность изобретения: трансмиссия содержит связанные последовательно двигатель, муфту сцепления, раздаточный редуктор, тороидные передачи, редукторы-удвоители диапазонов передач, ведущие валы которых снабжены жестко установленными шестернями, связанными с установленными на ведомых валах шестернями, тормозами и шестернями главной передачи, редуктор заднего хода, бортовые редукторы, конечные передачи и вал отбора мощности. Редуктор заднего хода выполнен в виде сопряженных с шестернями главной передачи двух пар конических шестерен, свободно установленных на входных валах бортовых редукторов и соединяемых с валами муфтами. 1 ил.

Изобретение относится к транспортному машиностроению, а именно к конструкциям трансмиссий, применяемых преимущественно в гусеничных тракторах.

Известна трансмиссия гусеничного трактора, содержащая связанную с двигателем муфту сцепления, шестеренчатый редуктор заднего хода, фрикционную тороидную передачу, выполняющую функцию бесступенчатой коробки передач, конические шестерни главной передачи, фрикционные механизмы поворота, тормозы и конечные передачи.

Основные недостатки известной трансмиссии, принимаемой в качестве аналога: ограниченные функциональные возможности трансмиссии, обусловленные наличием лишь одного диапазона изменения передаточных чисел трансмиссии, а следовательно, и скорости движения трактора на переднем и заднем ходу, а также невозможность использовать фрикционную тороидную передачу в качестве бесступенчатого механизма поворота гусеничного трактора; невысокие долговечность и надежность бесступенчатой фрикционной тороидной передачи, обусловленные необходимостью работы последней на прямом и реверсивном режимах, что значительно увеличивает интенсивность износа фрикционных рабочих поверхностей ее элементов - торов и роликов.

Известна трансмиссия гусеничного трактора, содержащая связанную с двигателем муфту сцепления, шестеренчатый редуктор заднего хода, конические шестерни главной передачи, блок из двух фрикционных тороидных передач, выполняющий функции бесступенчатой коробки передач и бесступенчатого механизма поворота, тормозы, бортовые редукторы и конечные передачи.

Известная трансмиссия по своей технической сущности является наиболее близкой к предлагаемому изобретению и принята в качестве прототипа.

Основные недостатки прототипа: ограниченные функциональные возможности, обусловленные наличием лишь одного диапазона изменения передаточных чисел трансмиссии, а следовательно, и скоростей движения трактора на переднем и заднем ходу, отсутствием независимого и синхронного привода вала отбора мощности; недостаточные надежность и долговечность трансмиссии, обусловленная большой вероятностью поломки трансмиссии из-за преждевременного повреждения и износа фрикционных рабочих поверхностей тороидных передач вследствие необходимости работы их на прямом и реверсивном режимах. Это происходит потому, что редуктор реверса расположен в трансмиссии перед блоком из двух фрикционных тороидных передач и на переднем и заднем ходу трактора элементы вышеупомянутых тороидных передач меняют направление вращения, что значительно увеличивает интенсивность износа фрикционных рабочих поверхностей ее элементов - торов и роликов. Кроме того, изменение направления вращения элементов фрикционных тороидных передач при движении трактора задним ходом значительно усложняет конструкцию узлов управления машиной; значительные габариты и вес трансмиссии обусловлены тем, что фрикционные тороидные передачи работают на большом крутящем моменте (размещены в трансмиссии после главной передачи) и расположены поперек продольной оси соосно друг другу. В совокупности с бортовыми и конечными передачами это значительно увеличивает габариты трансмиссии по ширине и массу машины.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей, повышение надежности, долговечности и уменьшение габаритов трансмиссии, а следовательно, трактора в целом.

Поставленная цель достигается тем, что в трансмиссии, содержащей связанную с двигателем муфту сцепления, шестеренчатый редуктор заднего хода, конические шестерни главной передачи, блок из двух фрикционных тороидных передач, тормозы, бортовые редукторы и конечные передачи, оси фрикционных тороидных передач расположены параллельно продольной оси трактора, трансмиссия снабжена связанным с блоком тороидных передач раздаточным редуктором, состоящим из свободно установленной на валу муфты сцепления и соединяемой с ним посредством управляемой зубчатой муфты ведущей шестерни и ведомых шестерен, валом отбора мощности, обеспечивающим синхронный и независимый привод, и редукторами удвоителями диапазонов передач переднего и заднего хода, ведущие валы которых связаны с ведомыми элементами тороидных передач и оснащены жестко установленными ведущими шестернями, связанными со свободно установленными на ведомых валах и соединяемыми с ними посредством управляемых зубчатых муфт ведомыми шестернями, тормозами и шестернями главной передачи. Редуктор заднего хода выполнен в виде сопряженных с шестернями главной передачи двух пар ведомых конических шестерен, свободно установленных на входных валах бортовых редукторов и соединяемых с валами посредством зубчатых муфт. Вал отбора мощности расположен параллельно ведомым валам редукторов-удвоителей и связан с одним из них посредством жестко установленной на ведомом валу шестерни и зубчатой муфты, а с двигателем - посредством шестерен и зубчатых муфты.

Наличие в предлагаемом техническом решении отличительных признаков в сравнении с прототипом свидетельствует о его соответствии критерию "новизна".

Сопоставительный анализ отличительных признаков предлагаемого технического решения, проведенный по имеющейся патентной и научно-технической литературе показал, что признаки, характеризующие привод ВОМ, известны. Остальные признаки в известных конструкциях не обнаружены. Это свидетельствует о соответствии предложенного технического решения критерию "существенные отличия".

Изобретение позволяет значительно расширить функциональные возможности трансмиссии, а следовательно, и гусеничного трактора в целом. Трансмиссия обеспечивает получение по меньшей мере двух диапазонов передач, внутри которых скорости движения трактора изменяются бесступенчато на переднем и заднем ходу независимого и синхронного приводов вала отбора мощности. Трансмиссия обеспечивает поворот трактора практически с любым фиксированным радиусом поворота (радиусы зависят от передаточных чисел, которые обеспечиваются фрикционными тороидными передачами, передающими мощность ведущим звездочкам по бортам трактора).

Повышаются надежность и долговечность трансмиссии вследствие того, что элементы фрикционных тороидных передач вращаются всегда в одном направлении при зависимости от того, движется трактор передним или задним ходом. Упрощается конструкция узлов управления фрикционными тороидными передачами, а следовательно, и машиной.

Вследствие того, что фрикционные тороидные передачи работают на значительно меньшем крутящем моменте и расположены параллельно продольной оси трактора, существенно уменьшаются габариты блока фрикционных тороидных передач, а следовательно, трансмиссии и трактора в целом (крутящий момент, на котором работают фрикционные тороидные передачи, поскольку они размещены перед редуктором-удвоителем и главной передачей трактора, по меньшей мере на порядок меньше, чем в прототипе). Предлагаемая компоновка трансмиссии позволяет улучшить развесовку трактора путем размещения блока тороидных передач на большем расстоянии от ведущего колеса, чем это сделано в трансмиссии, принятой за прототип. Тем самым улучшаются тягово-сцепные показатели гусеничного трактора. Вышеизложенное говорит о том, что предложенное техническое решение соответствует критерию "положительный эффект".

На чертеже показана кинематическая схема трансмиссии.

Трансмиссия гусеничного трактора содержит муфту сцепления 1, связанную с двигателем 2. На ведомом валу 3 муфты сцепления 1 свободно установлена ведущая шестерня 4 раздаточного редуктора 5, соединяемая с валом 3 посредством управляемой зубчатой муфты 6. Шестерня 4 сопряжена с ведомыми шестернями 7, которые связаны с блоком 8 из двух фрикционных тороидных передач, состоящих из ведущих 9 и ведомых 10 элементов (торов) и контактирующего с ними управляемого элемента 11 (ролика), посредством поворота которого вокруг оси 0 осуществляется изменение передаточного числа. Оси фрикционных тороидных передач расположены параллельно друг другу и продольной оси трактора. Ведомые элементы 10 блока 8 фрикционных тороидных передач соединены с ведущими валами 12 редукторов-удвоителей 13 диапазонов передач переднего и заднего хода. На валах 12 жестко установлены ведущие шестерни 14 и 15, связанные с шестернями 16 и 17, свободно установленными на ведомых валах 18 и соединяемыми с последними посредством управляемых зубчатых муфт 19. На одном из ведомых валом 18 жестко установлена шестерня 20 синхронного привода вала отбора мощности. На каждом валу 18 установлены конические шестерни 21 главной передачи, а также тормозы 22. Каждая из двух конических шестерен 21 главной передачи сопряжена с двумя ведомыми коническими шестернями 23, свободно установленными на входных валах бортовых редукторов и соединяемыми с валами посредством управляемых зубчатых муфт 24. Ведомые конические шестерни 23 посредством валов, на которых они установлены, связаны с шестернями 25 и 26 бортовых редукторов 27 и шестернями 28, 29 и 30 конечных передач 31 и далее с ведущими звездочками 32 гусеничного трактора. Вал привода ВОМ 33, размещенный параллельно ведомым валам 18 редукторов-удвоителей 13 и снабженный планетарным редуктором 34 с выходным хвостовиком состоит из вала 35 независимого привода ВОМ, выполненного разрезным, и вала 36 синхронного привода. Вал 33 соединяется попеременно с валами 35 и 36 посредством двойной управляемой зубчатой муфты 37. На валу 35 независимого привода ВОМ свободно установлены шестерни 38 и 39, соединяемые попеременно с валом 35 посредством двойной управляемой зубчатой муфты 40. Шестерни 38 и 39 связаны с шестернями 41 и 42, соединенными с ведущими элементами муфты сцепления 1 для получения в независимом привода ВОМ двух чисел оборотов хвостовика, соответствующих ГОСТ. На валу 36 синхронного привода ВОМ жестко установлена шестерня 43, находящаяся в постоянном зацеплении с шестерней 20 и обеспечивающая совместно с последней синхронный привод вала отбора мощности.

Трансмиссия гусеничного трактора работает следующим образом.

Мощность от двигателя 2 подводится к ведущим элементам муфты сцепления 1, связанным с шестернями 41 и 42 независимого привода ВОМ и ее ведомому валу 3, который после запуска двигателя посредством управляемой зубчатой муфты 6, соединяется с установленной на нем свободно ведущей шестерней 4 раздаточного редуктора 5. От шестерни 4 через ведомые шестерни 7 раздаточного редуктора 5 мощность передается ведущим элементам (торам) 9 блока 8 фрикционных тороидных передач и далее через управляемый элемент (ролик) 11 ведомым элементам (торам) 10. Изменение скоростей движения трактора осуществляется посредством одновременного поворота в одну сторону управляемых элементов 11 вокруг оси 0 обеих фрикционных тороидных передач блока 8. Управляемые элементы (ролики) 11 могут быть выведены на разные или одинаковые радиусы контакта с ведущими 9 и ведомыми 10 элементами (показано пунктиром), в результате чего последние будут вращаться с разными числами оборотов (передачи могут работать как в ускоряющем режиме, когда радиус контакта роликов 11 с ведущими элементами 9 будет больше радиуса контакта роликов 11 с ведомыми элементами 10, так и в замедляющем режиме, когда радиус контакта роликов 11 с ведущими элементами 9 будет меньше радиуса контакта роликов 11 с ведомыми элементами 10) либо с равными числами оборотов, когда радиусы контактов равны между собой. Поворот гусеничного трактора осуществляется путем поворота ролика 11 вокруг оси 0 лишь на одной из двух фрикционных тороидных передач блока 8. При этом изменяется скорость вращения одной из гусениц и трактор поворачивает в сторону борта, двигающегося с меньшей скоростью. На переднем и заднем ходу трактора все элементы фрикционных тороидных передач вращаются всегда в одном направлении. От ведомых элементов 10 блока фрикционных тороидных передач 8 мощность передается на ведущие валы 12 редукторов-удвоителей 13 диапазонов передач переднего и заднего хода. При движении трактора передним ходом ведомые валы 18 посредством зубчатых муфт 19 соединяются с шестернями 16 или 17, которые связаны соответственно с шестернями 14 и 15 ведущих валов 12. Мощность с валов 12 на валы 18 передается на первом диапазоне передач через шестерни 14 и 16, а на втором диапазоне передач через шестерни 15 и 17 и далее через конические шестерни 21 двум из четырех ведомых конических шестерен 23, соединяемых с входными валами бортовых редукторов 27, на которых они установлены свободно посредством управляемых зубчатых муфт 24. Затем через шестерни 25 и 26 бортовых редукторов 27 и шестерни 28, 29 и 30 конечных передач 31 мощность передается ведущим звездочкам 32 трактора.

Для обеспечения движения трактора задним ходом посредством управляемых зубчатых муфт 24 соединяют с валами бортовых редукторов 27 другую пару ведомых конических шестерен 23. При необходимости работы трактора с независимым приводом ВОМ мощность от двигателя 2 передается через шестерни 41 и 42, связанные соответственно с шестернями 39 и 38 вал 35, с которым в зависимости от необходимого числа оборотов, требуемых по ГОСТ (540 об/мин или 1000 об/мин) шестерни 39 и 38 соединяются посредством двойной управляемой зубчатой муфты 40 валу 33, снабженному управляемым планетарным редуктором с выходным хвостовиком. Вал 33 соединяют с валом 35 посредством двойной управляемой зубчатой муфты 37. При необходимости работы трактора с синхронным приводом ВОМ вал 33 посредством двойной управляемой зубчатой муфты 37 соединяют с валом 36, отсоединив его одновременно от вала независимого привода 35. Мощность от двигателя 2 передается через раздаточный редуктор 5 блок 8 фрикционных тороидных передач, ведущий вал 12 ведомому валу 18 с него через шестерню 20 шестерне 43, установленной на валу 36 и далее через муфту 37 валу 33 и установленному на нем управляемому планетарному редуктору 34 с выходным хвостовиком.

В сравнении с прототипом предлагаемая трансмиссия гусеничного трактора обеспечивает значительное расширение функциональных возможностей трансмиссии трактора; повышение надежности и долговечности трансмиссии; уменьшение габаритов и массы блока фрикционных тороидных передач.

Формула изобретения

ТРАНСМИССИЯ ГУСЕНИЧНОГО ТРАКТОРА, содержащая связанную с двигателем муфту сцепления, шестеренчатый редуктор заднего хода, конические шестерни главной передачи, блок из двух фрикционных тороидных передач, тормозы, бортовые редукторы и конечные передачи, отличающаяся тем, что трансмиссия снабжена связанным с блоком тороидных передач, оси которых расположены параллельно продольной оси трактора, раздаточным редуктором, выполненным из свободно установленной на валу муфты сцепления и соединяемой с ним посредством управляемой зубчатой муфты ведущей шестерни и ведомых шестерен, валом отбора мощности синхронного и независимого привода и редукторами-удвоителями диапазонов передач переднего и заднего хода, ведущие валы которых связаны с ведомыми элементами тороидных передач и оснащены жестко установленными ведущими шестернями, связанными со свободно установленными на ведомых валах и соединяемыми с ними посредством управляемых зубчатых муфт ведомыми шестернями, тормозами и шестернями главной передачи, причем редуктор заднего хода выполнен в виде сопряженных с шестернями главной передачи двух пар ведомых конических шестерен, свободно установленных на входных валах бортовых редукторов и соединяемых с валами посредством зубчатых муфт, вал отбора мощности расположен параллельно ведомым валам редукторов-удвоителей и связан с одним из них посредством жестко установленной на ведомом валу шестерни и зубчатой муфты, а с двигателем - посредством шестерен и зубчатых муфт.

РИСУНКИ

Рисунок 1