ТРАНСМИССИЯ ГУСЕНИЧНОГО ТРАКТОРА Российский патент 1994 года по МПК B60K17/28 

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

Известна трансмиссия гусеничного трактора, содержащая связанную с двигателей 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 [1].

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 невозможностью 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, тормоза, бортовые редукторы и конечные передачи [2].

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 приводов вала отбора мощности; недостаточная 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 все трансмиссии, обусловленные 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, тормоза, 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. Каждый ведущий вал оснащен свободно установленным блоком шестерен, свободно установленными соединяемыми с валом посредством управляемой зубчатой муфты шестернями переднего и заднего хода. Каждый ведомый вал оснащен блоком шестерен и шестерней, свободно установленными и соединяемыми с валом посредством управляемой зубчатой муфты, тормозом и шестерней главной передачи, при этом шестерни переднего и заднего хода сопряжены с блоком шестерен ведомого вала. Блок шестерен ведущего вала сопряжен с шестерней ведомого вала. Вал отбора мощности расположен параллельно ведомым валам редукторов-удвоителей и связан с одним из них посредством жестко установленной на ведомом валу шестерни синхронного привода и зубчатой муфты, а с двигателем - посредством шестерен и зубчатых муфт.

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 известен. 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 вне зависимости от того, движется трактор передним или задним ходом. При этом 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). 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 свободного 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 свободно установлены ведущие шестерни 14 передач заднего хода, ведущие шестерни 15 передач переднего хода и блоки шестерен 16. Шестерни 14 и 15 попеременно в зависимости от необходимости движения трактора передним или задним ходом соединяются с валом 12 посредством управляемой зубчатой муфты 17. На ведомых валах 18 редукторов-удвоителей 13 свободно установлены блоки шестерен 19, 20, 21 и шестерни 22, жестко установлены шестерня 23 синхронного привода вала отбора мощности и ведущие конические шестерни 24 главной передачи. На валах 18 размещены также тормоза 25. Блоки шестерен 19, 20 и 21 и шестерни 22 соединяются с валами посредством управляемых зубчатых муфт 26. Шестерни 14 связаны с шестернями 19 через промежуточные шестерни 27, свободно установленные на осях 28, закрепленных на корпусе редукторов-удвоителей 13, а шестерни 15 и блоки шестерен 16 непосредственно связаны соответственно с шестернями 20 и 21, 22. Ведущие конические шестерни 24 связаны с ведомыми шестернями 29 и посредством них и валов, на которых они установлены. - с шестернями 30 и 31 бортовых передач 32 и шестернями 33, 34, 35 конечных передач 36 и далее с ведущими звездочками 37 гусеничного трактора. Вал привода ВОМ 38, размещенный параллельно ведомым валам 18 редукторов-удвоителей 13 и снабженный управляемым планетарным редуктором 39 с выходным хвостовиком, состоит из вала 40 независимого привода ВОМ, выполненного разрезным, и вала 41 синхронного привода. Вал 38 соединяется попеременно с валами 40 и 41 посредством двойной управляемой зубчатой муфты 42. На валу 40 независимого привода ВОМ свободно установлены шестерни 43 и 44, соединяемые попеременно с валом 40 посредством двойной управляемой зубчатой муфты 45. Шестерни 43 и 44 связаны с шестернями 46 и 47, соединенными с ведущими элементами муфты сцепления 1 для обеспечения получения в независимом приводе ВОМ двух чисел оборотов хвостовиков, соответствующих ГОСТу. На валу 41 синхронного привода ВОМ жестко установлена шестерня 48, находящаяся в постоянном зацеплении с шестерней 23 вала 18 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 шестерными 46 и 47 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 фрикционных тороидных передач 8 и далее через управляющий элемент (ролик) 11 ведомым элементам (торам) 10. С ведущими 9 и ведомыми 10 элементами управляемый элемент 11 контактирует постоянно, и передача мощности (вращения) осуществляется за счет сил трения, возникающих в точках контакта ведущих управляемых и ведомых элементов. 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 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 валы 12 посредством управляемых зубчатых муфт 17 соединяются с шестернями 15, а ведомые валы 18 посредством управляемых зубчатых муфт 26 соединяются либо с шестернями 21 блоков шестерен 19, 20 и 21, либо с шестернями 22. При этом мощность с ведущих валов 12 на ведомые валы 18 передается на первом диапазоне передач через шестерни 15 и 20, либо на втором диапазоне через шестерни 15 и 20, блоки шестерен 16 и шестерни 22. Далее мощность с ведомых валов 18 редукторов-удвоителей 13 передается через конические шестерни 24 и 29 главной передачи, шестерни 30 и 31 бортовых передач 32, шестерни 33, 34 и 35 конечных передач 36 ведущим звездочкам 37 гусеничного трактора. При движении трактора задним ходом валы 12 посредством управляемой зубчатых муфт 17 соединяются с шестернями 21, а ведомые валы 18 посредством управляемых зубчатых муфт 26 соединяются либо с шестернями 21 блоков шестерен 19, 20 и 21, либо с шестернями 22. Мощность с ведущих валов 12 на ведомые валы 18 передается на первом диапазоне передач через шестерни 14, 27 и шестерню 19 блока шестерен 19, 20, 21, либо на втором диапазоне передач через шестерни 14, 27, 19, 21, блоки шестерен 16 и шестерни 22. Далее мощность с ведомых валов 18 редукторов-удвоителей 13 передается ведущим звездочкам 37 гусеничного трактора также как при движении передним ходом. Остановка трактора и его удержание на месте на косогоре осуществляется посредством тормозов 25. При необходимости работы трактора с независимым приводом ВОМ, мощность от двигателя передается через шестерни 46 и 47, связанные соответственно с шестернями 44 и 43, вал 40, с которым в зависимости от необходимого числа оборотов, требуемых по ГОСТ (540 об/мин или 1000 об/мин). Соединяются шестерни 44 и 43 посредством двойной управляемой зубчатой муфты 45 валу 38, снабженному управляемым планетарным редуктором с выходным хвостовиком. С валом 40 вал 38 соединяется посредством двойной управляемой зубчатой муфты 42. При необходимости работы трактора с синхронным приводом ВОМ вал 38 посредством двойной управляемой зубчатой муфты 42 соединяют с валом 41 синхронного привода, отсоединив его одновременного от вала независимого привода 40. При этом мощность от двигателя передается через раздаточный редуктор 5, блок фрикционных тороидных передач 8, ведущий вал 12, ведомому валу 18, с него через шестерню 23 шестерне 48, установленной на валу 41 и далее через муфту 42 валу 38 и установленному на нем управляемому планетарному редуктору 39 с выходным хвостовиком.

В сравнении с прототипом заявляемая трансмиссия гусеничного трактора обеспечивает расширение функциональных возможностей, повышение надежности за счет исключения реверсивной работы тороидных передач и уменьшение габаритов по ширине.

Использование: в гусеничных транспортных средствах. Сущность изобретения: трансмиссия содержит связанную с двигателем муфту сцепления, на валу которой установлена ведущая шестерня раздаточного редуктора. Ведомые шестерни редуктора связаны с тороидальными передачами, оси которых расположены параллельно продольной оси трактора. Трансмиссия снабжена редукторами-удвоителями диапазонов передачи. Ведущие валы редукторов-удвоителей связаны с ведомыми элементами тороидных передач. Каждый ведущий вал оснащен свободно установленным блоком шестерен, свободно установленными шестернями переднего и заднего хода соединяемыми с валом посредством управляемой зубчатой муфты. Каждый ведомый вал оснащен блоком шестерен и шестерней, свободно установленными и соединяемыми посредством управляемой зубчатой муфты, тормозом и шестерней главной передачи. Шестерни переднего и заднего хода сопряжены с блоком шестерен ведомого вала. Блок шестерен ведущего вала сопряжен с шестерней ведомого вала. Трансмиссия имеет вал отбора мощности. 1 ил.

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 конические передачи, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности и уменьшения габаритов, 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, выполненным с возможностью обеспечения синхронного и независимого привода, а также редукторами-удвоителями диапазонов передач переднего и заднего хода, ведущие валы которых связаны с ведомыми элементами тороидных передач, причем каждый ведущий вал снабжен свободно установленным блоком шестерен, свободно установленными соединяемыми с валом посредством управляемой зубчатой муфты шестернями переднего и заднего хода, каждый ведомый вал снабжен блоком шестерен и шестерней, свободно установленными и соединяемыми с валом посредством управляемой зубчатой муфты, тормозом и шестерней главной передачи, при этом шестерни переднего и заднего хода сопряжены с блоком шестерен ведомого вала, блок шестерен ведущего вала сопряжен с шестерней ведомого вала, вал отбора мощности расположен параллельно ведомым валам редукторов-удвоителей и связан с одним из них посредством жестко установленной на ведомом валу шестерни синхронного привода и зубчатой муфты, а с двигателем - посредством шестерен и зубчатых муфт.