Коробка передач

 

Изобретение относится к транспортному машиностроению. Коробка передач содержит корпус, соосные входной и выходной валы, параллельный им промежуточный вал и три трехпозиционные муфты. На входном валу установлены три шестерни. На промежуточном валу шестерни закреплены и зацеплены попарно с шестернями соосных валов. Одна трехпозиционная муфта установлена на выходном валу между шестернями низших передач. Две другие трехпозиционные муфты установлены на входном валу. Из них первая муфта расположена между первой и второй парами шестерен, а вторая муфта - между третьей парой шестерен и венцом выходного вала. Такое выполнение коробки передач позволяет повысить ее КПД и снизить удельную металлоемкость за счет увеличения числа передач при том же числе шестерен. 4 ил.

Изобретение относится к транспортному машиностроению, к трансмиссии транспортных машин.

Известны агрегаты трансмиссии со ступенчатым изменением передаточных чисел, содержащие шестерни, валы, их опоры, устройства переключения передач, применяемые на отечественных и зарубежных автомобилях. (1. Проектирование трансмиссий автомобилей: Справочник/Под общ. ред. А.И. Гришкевича. - М.: Машиностроение, 1984. 272 с.).

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

Наиболее близкой к предлагаемой коробке передач (КП) является трехвальная соосная шестиступенчатая КП Spicer "5000" (см. 1. с. 164, рис.7.2.е.), которую устанавливают на автомобили Магирус (см. 2. Литвинов А.С. и др. Шасси автомобиля: Конструкция и элементы расчета. - М.: Машгиз, 1963. - 504 с. фиг. 63, с.79).

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 закреплены семь шестерен (ведущие шестерни первой передачи и заднего хода выполнены заодно), одна из них зацеплена с шестерней входного вала, пять шестерен зацеплены попарно с шестернями, свободно установленными на выходном валу. Отдельная шестерня заднего хода с муфтой переключения установлена на оси. На выходном валу расположены три трехпозиционные муфты переключения, одна между первой и второй парами шестерен, вторая между третьей и четвертой парами шестерен, третья муфта, с закрепленной на ней ведомой шестерней заднего хода, между пятой и шестой парами шестерен.

КП сложна и металлоемка: для каждой передачи переднего хода требуется пара шестерен, а для шести передач переднего хода и одной передачи заднего хода требуются 15 шестерен, агрегат имеет значительные потери на барботаж масла.

Задачей изобретения является снижение металлоемкости КП за счет увеличения числа передач при уменьшении числа шестерен, снижение гидродинамических потерь на перемешивание масла в агрегате.

Технический результат достигается тем, что на входном валу свободно установлены три шестерни, на ступицах этого вала установлены две трехпозиционные муфты переключения, первая муфта расположена между первой и второй парами шестерен, вторая муфта расположена между третьей парой шестерен и венцом выходного вала.

На фиг. 1 изображена кинематическая схема трехвальной соосной КП 7R3 (7 передач переднего хода и 3 передачи заднего хода), состоящей из 10-ти шестерен передач переднего хода и 3-х шестерен передач заднего хода.

На фиг. 2 приведен фрагмент схемы КП с другим конструктивным исполнением взаимодействия входного и выходного валов.

На фиг. 3 представлена лучевая диаграмма КП 7R3 с таблицей положений муфт переключения на различных передачах переднего и заднего хода. Над верхней горизонталью диаграммы приведены номера передач переднего хода (7-1) и над ними обозначения положений муфт переключения, под нижней горизонталью номера передач заднего хода (3R-1R), обозначения положений муфт переключения этих передач приведены в правой части таблицы. На горизонтальных шкалах диаграммы в логарифмическом виде представлены величины передаточных чисел пар шестерен и передач. На крайних горизонталях величина передаточных чисел приведена к выходному валу, а на средней горизонтали - к промежуточному валу. Наклон луча направо указывает на замедляющий режим работы пары шестерен, чем положе луч, тем больше передаточное число. Наклон луча каждой пары шестерен постоянный на любом участке диаграммы. Верхняя лучевая диаграмма соответствует КП, приведенной на фиг.1, нижняя лучевая диаграмма - КП на фиг.2.

В опорах корпуса КП 1 (см. фиг. 1) расположены входной 2, выходной 3 и промежуточный 4 валы, причем входной 2 и выходной 3 валы установлены соосно, а промежуточный вал 4 расположен параллельно этим валам. На входном валу 2 свободно установлены шестерни 6, 7 и 8, которые зацеплены соответственно с шестернями 8, 9 и 10, закрепленными на промежуточном валу 4. На этом валу также закреплены шестерни 11 и 12, которые зацеплены с шестернями низших передач 13 и 14, свободно установленными на выходном валу 3. На промежуточном валу 4 между шестернями 11 и 12 закреплена ведущая шестерня заднего хода 15, напротив нее между шестернями 13 и 14 расположена ведомая шестерня заднего хода 16. Отдельная шестерня заднего хода 17 с муфтой переключения R расположена на оси между шестернями 15 и 16. Трехпозиционная муфта А (18) установлена на ступице входного вала 2 между шестернями 5 и 6. Трехпозиционная муфта В (19) расположена на другой ступице входного вала между шестерней 7 и венцом 20 выходного вала 3. На ступице этого вала между шестернями 13 и 14 установлена третья трехпозиционная муфта переключения C (21), на которой закреплена ведомая шестерня заднего хода 16.

При другом конструктивном исполнении (см. фиг. 2) ступица трехпозиционной муфты В (19) закреплена на внутреннем торце выходного вала 3, на этом валу свободно установлена шестерня 7, а венец 20 закреплен на входном валу 2.

Работа КП осуществляется следующим образом.

Первая передача Муфты А и R находятся в левом положении, муфта В - в нейтральном, а муфта C - в правом положении (см. фиг. 3, таблица положений муфт над т. 1).

Крутящий момент от входного вала 2 передается муфтой А, парой шестерен 5-8, промежуточным валом 4, парой шестерен 12-14 и муфтой C на выходной вал 3 (см. фиг.1).

На лучевой диаграмме эта передача представлена двумя лучами: из т.7 слева на верхней горизонтали пологий луч 5-8 направо вниз, затем пологий луч 12-14 направо вверх к т.1 (см. фиг. 3).

Вторая передача Переключаем муфту А в правое положение, вместо пары шестерен 5-8 подключаем к входному валу пару шестерен 6-9.

До промежуточного вала 4 крутящий момент от входного вала 2 передается муфтой А и парой шестерен 6-9, далее как на первой передаче.

На лучевой диаграмме этой передаче принадлежат лучи: 6-9 из т.7 вниз направо, далее пологий луч 12-14 к т.2.

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

Крутящий момент передается от входного вала 2 муфтой В, парой шестерен 7-10 на промежуточный вал 4 и далее как на предыдущих передачах.

На лучевой диаграмме луч 7-10 из т.7 круто вниз направо и пологий луч 12-14 к т. 3 представляют эту передачу.

Четвертая передача Возвращаем муфты А и В в положения первой передачи и переключаем муфту С в левое положение, вместо шестерни 14 муфта С подключает к выходному валу 3 шестерню 13.

Крутящий момент до промежуточного вала 4 передается как на первой передаче, далее по паре шестерен 11-13 и по муфте C на выходной вал 3.

На лучевой диаграмме этой передаче соответствуют два луча: из т.7 пологий луч 5-8 направо вниз, затем луч 11-13 круто вверх направо к т.4.

Пятая передача Переключаем муфту А в правое положение.

До промежуточного вала крутящий момент передается как на второй передаче, далее как на предыдущей передаче.

На лучевой диаграмме средний луч 6-9 из т.7 направо вниз и луч 11- 13 круто вверх направо к т.5 обозначают эту передачу.

Шестая переда.

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

До промежуточного вала крутящий момент передается как на третьей передаче, а далее как на двух предыдущих передачах.

На лучевой диаграмме этой передаче соответствуют два луча: луч 7-10 из т.7 круто вниз направо и луч 11-13 круто вверх направо к т.6.

Седьмая передача - прямая с отключением всех шестерен Переключаем муфту В в правое положение, а муфту C - в нейтральное.

Крутящий момент от входного вала 2 передается муфтой В на венец 20 выходного вала 3. Привод на все шестерни отключен.

На лучевой диаграмме эта передача представлена т.7.

Передачи заднего хода включаются, когда муфта C находится в нейтральном положении за счет перемещения муфты R из левого положения в правое. Муфта R вводит отдельную шестерню заднего хода 17 в зацепление с шестерней 15 промежуточного вала 4 и с шестерней 16 муфты C выходного вала 3. Положения муфт А и В соответствуют трем первым передачам переднего хода (см. фиг. 3, правая часть таблицы).

Первый задний ход - 1R Муфты B и C находятся в нейтральном положении, муфта - А - в левом, а муфта R - в правом положении (см. таблицу справа над т. 1R).

Крутящий момент от входного вала 2 передается муфтой А, парой шестерен 5-8, промежуточным валом 4, рядом шестерен заднего хода 15, 17 и 16, затем по муфте C на выходной вал 3.

На лучевой диаграмме эта передача представлена двумя лучами: из т.7 слева на верхней горизонтали пологий луч 5-8 к средней горизонтали, далее пологий луч 15-17-16 направо вниз к т. 1R на нижней горизонтали.

Второй задний ход - 2R Переключаем муфту А в правое положение.

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

На лучевой диаграмме этой передаче соответствуют два луча: средний луч 6-9 и пологий луч 15-17-16 к т.2R.

Третий задний ход - 3R Переключаем муфту А в нейтральное положение, а муфту В - в левое положение.

Крутящий момент передается до промежуточного вала как на третьей передаче переднего хода, далее как на двух предыдущих передачах.

На лучевой диаграмме этой передаче принадлежат лучи: 7-10 круто вниз направо и пологий луч 15-17-16 вниз направо к т. 3R.

Положительный эффект выражается в снижении металлоемкости КП за счет увеличения числа передач переднего хода с 6-ти до 7-ми и передач заднего хода до 3-х вместо одной при уменьшении числа шестерен с 15, что у базовой КП, до 13, а также в снижении гидродинамических потерь на перемешивание масла в агрегате.

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, на промежуточном валу шестерни закреплены и зацеплены попарно с шестернями соосных валов, на ступице выходного вала между двумя шестернями низших передач установлена трехпозиционная муфта переключения, на ней закреплена ведомая шестерня заднего хода, отдельная шестерня заднего хода с муфтой переключения расположена на оси между ведомой шестерней заднего хода и ведущей шестерней заднего хода, закрепленной на промежуточном валу, отличающаяся тем, что на входном валу свободно установлены три шестерни, на ступицах этого вала установлены две трехпозиционные муфты переключения, первая муфта расположена между первой и второй парами шестерен, вторая муфта между третьей парой шестерен и венцом выходного вала.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4