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

Изобретение относится к транспортному машиностроению, а именно к конструкциям трансмиссий, применяемым преимущественно на 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, тормоза и конечные передачи.

Основными недостатками известной трансмиссии являются:
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;
относительно 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.

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

Основными недостатками известного технического решения являются:
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;
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 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.

Целью предлагаемого изобретения является расширение функциональных возможностей, повышение надежности, долговечности и уменьшение габаритов трансмиссии.

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 и оснащены жестко установленными ведущими шестернями, ведомые валы размещены соосно ведущим валам и оснащены свободно установленными ведомыми шестернями, тормозами, коническими шестернями главной передачи и управляемыми зубчатыми муфтами, выборочно соединяющими ведомые валы с ведущими и ведомыми шестернями, причем один из ведущих валов и параллельный ему ведомый вал оснащены свободно установленными блоками шестерен, каждый из которых связан с одной из ведущих и одной из ведомых шестерен, вал отбора мощности расположен параллельно 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.

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".

Предлагаемое техническое решение 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).

Повышается 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 (ФТП) 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 ФТП, 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 изображена предлагаемая трансмиссия.

Предлагаемая трансмиссия гусеничного трактора содержит муфту сцепления 1, связанную с двигателем 2. На 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 из двух фрикционных тороидных передач 8, состоящих из ведущих 9 и ведомых 10 элементов (торов) и контактирующего с ними управляемого элемента 11 (ролика), посредством поворота которого вокруг оси О осуществляется изменение передаточного числа. Ведомые элементы 10 фрикционных тороидных передач 8 соединены с ведущими валами 12 и 13 редукторов-удвоителей 14 диапазонов передач переднего и заднего хода. Ведомые валы 15 и 16 редукторов-удвоителей 14 размещены соосно с ведущими валами 12 и 13, на которых жестко установлены ведущие шестерни 17, связанные с блоками шестерен 18 и 19, причем блок шестерен 18 свободно установлен на ведущем валу 12, а блок шестерен 19 свободно установлен на ведомом валу 16. На ведомых валах 15 и 16 размещены свободно установленные на них ведомые шестерни 20, связанные с блоками шестерен 18 и 19, тормоза 21, управляемые зубчатые муфты 22, посредством которых валы 15 и 16 попеременно соединяются с ведущими шестернями 17 или ведомыми шестернями 20 и жестко закрепленные на валах ведущие конические шестерни 23. На валу 16 жестко установлена шестерня 24 синхронного привода вала отбора мощности. Каждая из двух ведущих конических шестерен 23 сопряжена с двумя ведомыми коническими шестернями 25, свободно установленными на валах бортовых передач и соединяемыми с последними посредством управляемых зубчатых муфт 26. Ведомые конические шестерни 25 посредством валов, на которых они установлены, связаны с шестернями 27 и 28 бортовых передач 29 и шестернями 30, 31, 32 конечных передач 33 и далее с ведущими звездочками 34 гусеничного трактора. Вал привода ВОМ 35, размещенный параллельно валам редукторов-удвоителей 14 и снабженный планетарным редуктором 36 с выходным хвостовиком, состоит из вала 37 независимого привода ВОМ, выполненного разрезным и вала 38 синхронного привода. Вал 35 соединяется попеременно с валами 37 и 38 посредством двойной управляемой зубчатой муфты 39. На валу 37 независимого привода ВОМ свободно установлены шестерни 40 и 41, соединяемые попеременно с валом 37 посредством двойной управляемой зубчатой муфты 42. Шестерни 40 и 41 связаны с шестернями 43 и 44, соединенными с ведущими элементами муфты сцепления для получения в независимом приводе ВОМ двух чисел оборотов хвостовика, соответствующих ГОСТ. На валу 38 синхронного привода ВОМ жестко установлена шестерня 45, находящаяся в постоянном зацеплении с шестерней 24 ведомого вала 16 и обеспечивающая синхронный привод ВОМ. Мощность от двигателя 2 подводится к ведущим элементам муфты сцепления 1, связанным с шестернями 43 и 44 независимого привода ВОМ, и ее ведомому валу 3, который после запуска двигателя 2 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 9 блока ФТП 8 и далее через управляемый элемент 11 ведомым элементам 10.

Изменение скоростей движения трактора осуществляется посредством одновременного поворота в одну сторону управляемых элементов 11 вокруг оси О обеих ФТП блока 8. При этом 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 быть 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. От ведомых элементов 10 блока ФТП 8 мощность передается на ведущие валы 12 и 13 редукторов-удвоителей 14 диапазонов передач переднего и заднего хода. При движении трактора на первом диапазоне передач ведущие шестерни 17 посредством управляемых зубчатых муфт 22 соединяются с ведомыми валами 15 и 16 и мощность от ведущих валов 12 и 13 передается на ведомые валы 15 и 16. При движении трактора на втором диапазоне ведомые шестерни 20 посредством тех же управляемых зубчатых муфт 22, которые выводятся из зацепления с шестернями 17, соединяются с ведомыми валами 15 и 16. При этом мощность с ведущего вала 12 через первую шестерню 17 передается блоку шестерен 19 и с него через первую шестерню 20 - ведомому валу 15, а с ведущего вала 13 через вторую шестерню 17 - блоку шестерен 18 и с него через вторую шестерню 20 - ведомому валу 16. Далее через ведущие конические шестерни 23, установленные на валах 15 и 16, двум из четырех ведомых конических шестерен 25, соединяемых с валами бортовых передач, на которых они установлены свободно посредством управляемых зубчатых муфт 26. Затем через шестерни 27 и 28 бортовых передач 29 и шестерни 30, 31 и 32 конечных передач 33 мощность передается ведущим звездочкам 34 гусеничного трактора. Для обеспечения движения трактора задним ходом путем перемещения управляемых зубчатых муфт 26 соединяют с валами бортовых передач, на которых они установлены свободно, другую пару ведомых конических шестерен 25. При этом мощность передается через те же элементы трансмиссии, но меняется направление вращения ведущих звездочек 34. При необходимости работы трактора с независимым приводом ВОМ мощность от двигателя 2 передается через шестерни 43 и 44, связанные соответственно с шестернями 40 и 41, вал 37, с которым в зависимости от необходимого числа оборотов, требуемых по ГОСТ (1000 об./мин или 540 об./мин), шестерни 40 и 41 соединяются посредством двойной управляемой зубчатой муфты 42, валу 35, снабженному управляемым планетарным редуктором с выходным хвостовиком. Вал 35 соединяют с валом 37 посредством двойной управляемой зубчатой муфты 39. При необходимости работы трактора с синхронным приводом ВОМ вал 35 посредством двойной управляемой зубчатой муфты 39 соединяют с валом 38, отсоединив его одновременно от вала независимого привода 37. При этом мощность от двигателя 2 передается через раздаточный редуктор 5, блок фрикционных тороидных передач 8, ведущий вал 12 ведомому валу 16, с него через шестерню 24 шестерне 45, установленной на валу 38, и далее через зубчатую муфту 39 валу 35 и установленному на нем управляемому редуктору 36 с выходным хвостовиком.

Использование: гусеничные транспортные средства. Сущность изобретения: трансмиссия содержит связанные последовательно двигатель 2, муфту сцепления 1, раздаточный редуктор 5, тороидные передачи 8, редукторы-удвоители 14 диапазонов передач, ведущие валы 12, 13 которых снабжены жестко установленными ведущими шестернями 17, ведомые валы 15, 16 размещены соосно ведущим валам и оснащены свободно установленными ведомыми шестернями 20, тормозами 21, коническими шестернями главной передачи 23 и управляемыми зубчатыми муфтами 22, выборочно соединяющими ведомые валы с ведущими 17 и ведомыми 20 шестернями, причем один из ведущих валов 12 и параллельный ему ведомый вал 16 оснащены соответственно блоками шестерен 18, 19, каждый из которых связан с одной из ведущих 17 и одной из ведомых 20 шестерен. Положительный эффект: обеспечение расширения диапазонов передач, обеспечение поворота трактора с любым фиксированным радиусом, повышение надежности и долговечности трансмиссии за счет исключения реверса непосредственно в тороидных передачах, уменьшение габаритов. 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 конечные передачи, отличающаяся тем, что оси фрикционных тороидных передач расположены параллельно продольной оси трактора, трансмиссия снабжена связанным с блоком 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, ведомые валы размещены соосно с ведущими валами и оснащены свободно установленными ведомыми шестернями, тормозами, коническими шестернями главной передачи и управляемыми зубчатыми муфтами, выборочно соединяющими ведомые валы с ведущими и ведомыми шестернями, причем один из ведущих валов и параллельный ему ведомый вал оснащены свободно установленными блоками шестерен, каждый из которых связан с одной из ведущих и одной из ведомых шестерен, вал отбора мощности расположен параллельно валам редукторов-удвоителей и связан с одним из них посредством жестко установленной на ведомом валу шестерни и зубчатой муфты, с двигателем - посредством шестерен и зубчатых муфт.