Коробка передач

 

Использование: в транспортных средствах - автомобилях-тягачах, тракторах, дорожной и сельскохозяйственной технике и т.д. Сущность изобретения: обеспечение прямой передачи с высоким КПД за счет установки блоков шестерен на оси промежуточного вала, трубчатого вторичного вала на первичном валу и выборочного соединения звена выхода потока мощности с первичным или вторичным валами. Положительный эффект: снижается расход топлива и износ деталей коробки передач (КП) при работе на наиболее часто используемой прямой передаче. Конструкция КП позволяет применять продольную и поперечную компановку как КП, так и двигателя. 4 ил.

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] Эти агрегаты имеют высокую удельную металлоемкость.

Наиболее близкой к предлагаемой коробке передач (КП) является 16 ступенчатая КП [2] которая состоит из корпуса с размещенными в нем валами, двумя блоками шестерен, 8 шестерен внешнего зацепления, свободно установленных на валах, пяти муфт переключения передач, из них две средние муфты сдвоенные, взаимодействующие каждая на оба вала.

Такая КП проста по конструкции, обладает хорошей удельной металлоемкостью, но не имеет прямой передачи.

Цель изобретения усовершенствование КП за счет введения прямой передачи, при которой момент передается к другим агрегатам трансмиссии, минуя КП. Такая передача используется наиболее часто, т.к. обладает высоким КПД, что обеспечивает экономию горючего и снижение износа КП.

Указанная цель достигается тем, что оба блока шестерен установлены на оси промежуточного вала, вторичный вал выполнен трубчатым и размещен на первичном валу, на выходе КП установлена муфта для выборочного соединения одного из этих валов со звеном выхода потока мощности.

На фиг. 1 изображена схема 16-ступенчатой КП с прямой передачей; на фиг. 2 звено отбора потока мощности, один из возможных вариантов; на фиг. 3 схемы передачи крутящего момента на различных передачах (в верхней части буквами обозначены муфты переключения передач; на схемах передач указаны положения этих муфт: Л левое, П правое, Н нейтральное; на фиг. 4 лучевая диаграмма КП (слева передачи для движения вперед, справа передачи заднего хода; горизонтальные лучи соответствуют И 1,0; лучи, направленные вверх, указывают на замедляющие передачи, вниз на ускоряющие передачи).

В опорах корпуса 1 расположен первичный вал 2. Параллельно ему жестко закреплена ось 3. На первичном валу свободно установлен трубчатый вторичный вал 4, соосно этим валам вал 5 выхода потока мощности. На первичном валу закреплены ступицы муфт переключения зубчатые венцы 6 и 7, а также свободно установлены шестерни 8-11. На вторичном валу также закреплены две ступицы 12 и 13 муфт переключения, а также свободно установлена шестерня 14. На оси 3 свободно установлены шестерни 15-19, которые зацеплены с шестернями 8-11 первичного вала, а также с шестерней 14 вторичного вала. Шестерни 15, 16 и 18, 19 объединены в блоки. На блоке шестерен 18,19 закреплена шестерня заднего хода 20. На своей оси размещена отдельная шестерня 21. Подвижная в осевом направлении шестерня 22 установлена на ступице 12. Муфта A установлена на ступице 6 между шестернями 8 и 9. Сдвоенные муфты В и С размещены между шестернями 9, 16 и 10, 17, а также 11, 18. Муфта D объединена с шестерней 22 заднего хода и установлена на ступице 12. Муфта Е размещена на звене 23 выхода потока мощности, которое может быть установлено или на валу 5 (фиг. 1) или на шестерне 24 (фиг. 2). Муфта F совмещена с отдельной шестерней заднего хода 21.

Работа КП осуществляется следующим образом.

1-я передача. Крутящий момент с первичного вала 2 по ступице 6 и муфте А в левом положении поступает на пару шестерен 8-15, затем по блоку на пару шестерен 16-9, по муфте В в левом положении на пару шестерен 10-17, далее по муфте С в правом положении на блок шестерен и пару шестерен 19-14, по муфте D в правом положении на ступицу 12, вторичный вал 4, ступицу 13, по муфте Е в левом положении на звено 23 выхода потока мощности. Это звено соединяется с валом 5 (фиг. 1) или с циклической или конической шестерней 24 (фиг. 2). Муфта F с шестерней заднего хода находится в левом выключенном положении.

Положения муфт и направления потока мощности в парах шестерен хорошо видны на фиг. 3. На лучевой диаграмме (фиг. 4) эта передача отражена лучами 8-15, 16-9, 10-17 и 19-14, направленными из точки О налево к точке 1.

2-я передача. Отличается от 1-й передачи переключением муфты С из правого положения в левое. При этом выключается пара шестерен 10-17, вместо нее включается пара 11-18 (фиг. 3 и 4).

3-я передача. Переводим муфты В и С из левого положения в правое. При этом выключаются из работы пары шестерен 16-9 и 11-18. Из четырехпарного зацепления получаем двухпарное. Крутящий момент передается по блокам шестерен и шестерне 17 промежуточного вала не трансформируясь.

4-я передача. Переводим муфту С из правого положения в левое. При этом размыкаем поток мощности промежуточного вала. От шестерни 17 момент передается на шестерню 10, по муфте С в левом положении на шестерню 11, далее, как на 2-й передаче.

5-я передача. Переводим муфту С из левого положения в правое, а муфты В и D из правого в левое положение. От 1-й передачи отличается выходом потока мощности, с промежуточного вала на вторичный вал момент поступает по паре шестерен 18-11 и муфте D в левом положении (фиг. 3 и 4).

6-я передача. Переводим муфту С в левое положение. При этом момент с промежуточного вала передается парой шестерен 16-9, далее муфтами В, С и D в левом положении на вторичный вал.

7-я передача. Переключаем муфты В и С в правое положение. При этом выключается пара шестерен 16-9, вместо нее работает пара 18-11.

8-я передача. Переключаем муфту С в левое положение и заменяем пару шестерен 18-11 на пару 17-10.

9-я передача. Муфты А, В, С и D меняют свое положение. Момент с первичного вала от ступицы 6 по муфте А в правом положении, шестерне 9, муфте В в левом положении поступает на пару шестерен 10-17. Далее, как на 1 передаче (фиг. 3 и 4).

10-я передача. Передвигаем муфту С в левое положение. При этом заменяем пару шестерен 10-17 на пару 11-18.

11-я передача. Переключаем муфты В и С в правое положение. При этом включаем в работу пару шестерен 9-16 вместо пары 11-18.

12-я передача. Передвигаем муфту С в левое положение. Из двухпарного зацепления получаем четырехпарное. Момент с первичного вала передается муфтой А в правом положении, шестернями 9-16, муфтой В в правом положении, парой шестерен 17-10, муфтой С в левом положении, шестернями 11-18, далее, как на 10-й передаче.

13-я передача. Переключаем муфты В и D в левое положение, а муфту С в правое. При этом по сравнению с предыдущей передачей выключаются из работы две крайние пары шестерен.

14-я передача прямая. Передвигаем муфту Е из левого положения в правое. При этом отключается зубчатый венец 13 вторичного вала, а включается зубчатый венец 7 первичного вала. Муфту А передвигаем в нейтральное положение, момент передается, минуя шестерни КП.

15-я передача. Возвращаем муфту А в правое положение, а муфту Е в левое, подключаем КП. Муфту В передвигаем в правое положение, до промежуточного вала момент поступает, как на 11-й передаче, а снимается, как на 13-й передаче.

16-я передача. Переключаем муфту С в левое положение. При этом выключаем из работы пару шестерен 18-11, а включаем пару 17-10 (фиг. 3 и 4).

Задний ход. Для включения передач заднего хода перемещаем муфту D из правого положения в нейтральное, а муфту F из левого положения в правое. При этом выключается пара шестерен 19-14, а включаются шестерни заднего хода 20, 21 и 22. В остальном передача момента в КП соответствует передачам для движения вперед, но 5-8 передачи заднего хода соответствуют 9-12 передачам переднего хода (фиг. 3 и 4). На лучевой диаграмме передачи заднего хода отражены лучами, исходящими из точки О и направленными направо.

Экономический эффект выражается в экономии горючего и снижении износа деталей КП при работе на прямой передаче, обладающей высоким КПД и используемой наиболее часто.

Формула изобретения

КОРОБКА ПЕРЕДАЧ, содержащая корпус с размещенными в нем валами, свободно установленными двумя блоками шестерен и восемью отдельными шестернями внешнего зацепления, пять муфт переключения передач, две из низ сдвоенные, размещенные каждая на обоих валах, отличающаяся тем, что оба блока шестерен установлены на оси промежуточного вала, трубчатый вторичный вал установлен на первичном валу, муфта, размещенная на звене выхода потока мощности, выборочно соединяет это звено с одним из валов.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4