ТРАНСМИССИЯ ТРАКТОРА Российский патент 1994 года по МПК B60K17/08 

Изобретение относится к области транспортного машиностроения, а именно к трансмиссиям транспортных средств, преимущественно тракторов, используемых в строительстве и сельском хозяйстве.

Известны трансмиссии тракторов Минского тракторного завода МТЗ-2, МТЗ-5МС, МТЗ-50, МТЗ-80, состоящие из муфты сцепления, ступенчатой коробки перемены передач, заднего моста с главной передачей и тормозами и конечных передач, на выходных валах которых установлены ведущие колеса. В них концы валов муфты сцепления соединены с концами первичных валов коробок перемены передач посредством зубчатых соединений (Анилович В.Я., Водолажченко Ю.Т. Конструирование и расчет сельскохозяйственных тракторов. Справочное пособие. М.: Машиностроение, 1966, с.143, фиг.101, с.144, фиг.102, с.145, фиг. 103; Тракторы "Беларусь" МТЗ-50, МТЗ-50Л. Руководство по эксплуатации и уходу. Минск: Урожай, 1966, с.99, фиг.36 и 39, вкладка П.; Тракторы "Беларусь" МТЗ-80, МТЗ-80Л, МТЗ-82, МТЗ-82Л. Руководство по эксплуатации и уходу. Минск: Ураджай, 1973, фиг.36 и рис.107).

Существенными недостатками трансмиссий известных тракторов, принятых в качестве аналогов, являются ограниченные функциональные возможности, обусловленные тем, что число передач заднего хода в несколько раз меньше числа передач переднего хода и скорости движения тракторов на переднем и заднем ходу не совпадают по величине друг с другом. А ведь эти тракторы, оснащенные экскаваторными лопатами и бульдозерными отвалами, широко используются в строительстве на землеройных работах, а также в сельском хозяйстве, где на работах с отдельными сельскохозяйственными орудиями требуется движение передним и задним ходом с одинаковой скоростью. Изменение направления движения необходимо осуществлять в кратчайшее время с минимальным числом перемещений рычага переключения коробки перемены передач. Обеспечить вышеупомянутое требование в известных трансмиссиях невозможно, ибо для перехода с движения передним ходом на движение задним ходом требуется ввести в зацепление рычагом переключения КПП несколько скользящих шестерен и для этого необходимо рычаг переключения перемещать несколько раз в продольном и поперечном направлениях. Это вызвано тем, что перед включением передач переднего и заднего хода необходимо ввести в зацепление шестерни редуктора коробки перемены передач, а затем необходимую для движения передачу.

Известна трансмиссия трактора Т-70С, состоящая из муфты сцепления, ступенчатой коробки перемены передач с переключаемыми скользящими шестернями, заднего моста с главной передачей, фрикционными механизмами поворота и тормозами, конечных передач, на выходных валах которых установлены ведущие колеса. В известной трансмиссии конец вала муфты сцепления и конец первичного вала коробки перемены передач снабжены зубьями (шлицами) и соединены друг с другом посредством зубчатой (шлицевой) муфты. Известная трансмиссия по своей технической сути является наиболее близкой к предлагаемому техническому решению и поэтому принимается в качестве прототипа.

Недостаток прототипа - ограниченные функциональные возможности, обусловленные тем, что: число передач заднего хода в несколько раз меньше числа передач переднего хода (трактор имеет две передачи заднего хода и 8 передач переднего хода); скорости движения трактора на заднем ходу (3,5 км/ч и 6 км/ч) не совпадают со скоростями движения машины передним ходом (ближайшие по величине скорости равны 4,58 км/ч и 6,67 км/ч, что значительно снижает эффективность использования машины с бульдозерным отвалом на земляных работах в строительстве, где предпочтительнее движение передним и задним ходом с одинаковой скоростью.

Переключение передач с переднего хода на задний и обратно связано с относительно значительными затратами времени и усилий водителя. Это вызвано тем, что перед включением передач переднего и заднего хода необходимо включить редуктор-удвоитель коробки перемены передач, а перед включением его необходимо еще и выключить. Как следствие, в процессе переключения передач рычаг переключения коробки необходимо перемещать несколько раз в продольном и поперечном направлениях. Все это в конечном счете сказывается на производительности машины.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей трансмиссии и повышение ее эксплуатационных качеств посредством: оснащения трансмиссии одинаковым числом передач переднего и заднего хода с равными скоростями движения трактора передним и задним ходом; увеличения числа передач переднего и заднего хода, т.е. общего числа передач; упрощения процесса переключения передач переднего и заднего хода.

Поставленная цель достигается тем, что в трансмиссии, состоящей из муфты сцепления и ступенчатой коробки, концы валов которых снабжены зубьями (шлицами) и соединены друг с другом посредством зубчатой муфты, заднего моста с главной передачей, фрикционными механизмами поворота и тормозами и конечных передач, на выходных валах которых установлены ведущие колеса, соединяемые концы валов муфты сцепления и коробки перемены передач оснащены коническими шестернями, связанными между собой промежуточной конической шестерней. Одна из двух конических шестерен, которыми оснащены концы валов муфты сцепления и коробки перемены передач, установлена на одном из вышеупомянутых валов свободно и снабжена зубчатым венцом, соединяемым с зубьями (шлицами) вала, на котором шестерня установлена свободно, посредством зубчатой муфты, выполненной переключаемой. Вторая коническая шестерня установлена на другом валу жестко.

Во втором варианте исполнения трансмиссии трактора обе конические шестерни, установленные на валах муфты сцепления и коробки перемены передач, снабжены зубчатыми венцами, последние попеременно, посредством переключаемой муфты соединяются с валом, на котором одна из конических шестерен установлена свободно. С целью повышения долговечности подшипниковых узлов вала муфты сцепления и первичного вала КПП, путем снижения действующих на них нагрузок, конические шестерни связаны друг с другом двумя коническими промежуточными шестернями.

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

Проведенный сопоставительный анализ каждого отличительного признака предлагаемого технического решения показал, что ни один из них не обнаружен в просмотренной патентной и научно-технической литературе. Это позволило сделать вывод о соответствии предлагаемого технического решения критериям "существенные отличия" и "изобретательский уровень".

Предлагаемая трансмиссия трактора по сравнению с прототипом позволяет расширить функциональные возможности машины и повысить ее эксплуатационные качества. Трансмиссия обеспечивает: увеличение общего числа передач вдвое - 20 против 10 в прототипе (8 передач переднего хода и 2 передачи заднего хода); равное число (по 10) передач переднего хода и заднего хода, причем скорость передвижения на каждой передаче переднего хода равна скорости передвижения на каждой соответствующей передаче заднего хода; переход трактора с движения передним ходом на движение задним ходом и обратно с одинаковой скоростью осуществляется посредством возвратно-поступательного (вперед-назад) перемещения рычага или педали (в зависимости от конструкции органа управления), перемещающей зубчатую муфту.

Вышеизложенное определяет соответствие предложенного технического решения критерию "положительный эффект".

Трансмиссия может быть использована на промышленных и сельскохозяйственных тракторах, а также других транспортных средствах с одинаковым числом передач переднего и заднего хода, что говорит о ее соответствии критерию "промышленная применяемость".

На фиг. 1 показана кинематическая схема трансмиссии трактора, первый вариант исполнения; на фиг.2 - то же, второй вариант исполнения.

Трансмиссия состоит из муфты сцепления 1, содержащей вал 2 и связанной с двигателем 3, ступенчатой коробки перемены передач 4, содержащей первичный вал 5, промежуточный вал 6, вторичный вал 7 и вал передач заднего хода 8. На упомянутых валах размещены скользящие шестерни 9 и жестко связанные с валами шестерни 10. Посредством перемещения по валам шестерен 9 и введения их в зацепление с шестернями 10 осуществляется переключение передач - изменение скорости и направления движения трактора. Трансмиссия имеет задний мост 11 с главной передачей 12, фрикционными механизмами поворота 13 и тормозами 14. На выходных валах 16 конечных передач 15 установлены ведущие колеса 17, в данном случае, как и у прототипа, трактора Т-70С, ведущие звездочки, служащие для привода гусеничного движителя, которым последний оснащен. Концы вала 2 муфты сцепления 1 и первичного вала 5 коробки перемены передач 4 снабжены зубьями (шлицами) 18 и 19, которые соединяются друг с другом переключаемой зубчатой (шлицевой) муфтой 20. На конце вала 2 муфты сцепления 1 свободно установлена коническая шестерня 21, снабженная зубчатым венцом 22, который посредством зубчатой муфты 20 может быть соединен с зубьями 18 вала 2.

На конце первичного вала 5 коробки перемены передач 4 жестко установлена коническая шестерня 23. Шестерни 21 и 23 могут быть установлены как на валу 2 муфты сцепления, так и на первичном валу 5 без изменения функциональных возможностей трансмиссии. Конические шестерни 21 и 23 связаны между собой промежуточной конической шестерней 24, установленной посредством подшипникового узла 25 на корпусе трансмиссии.

Второй вариант исполнения предложенной трансмиссии трактора отличается от первого тем, что коническая шестерня 23 жестко установлена на зубьях 19 конца первичного вала 5 коробки перемены передач 4 и снабжена, как и коническая шестерня 21, зубчатым венцом 22, который посредством переключаемой зубчатой муфты 20 может быть соединен с зубьями 18 вала 2 муфты сцепления 1. С целью повышения долговечности подшипниковых узлов вала муфты сцепления 2 и первичного вала 5 КПП 4 путем снижения действующих на них нагрузок конические шестерни 21 и 23 связаны друг с другом двумя промежуточными коническими шестернями 24.

Трансмиссия трактора работает следующим образом.

В зависимости от необходимости движения трактора передним или задним ходом с определенной скоростью в коробке перемены передач 4 посредством введения в зацепление скользящих шестерен 9 первичного 5 и промежуточного 6 валов (шестерни 9, установленные на промежуточном валу, являются шестернями редуктора удвоителя числа передач КПП), а также вала заднего хода 8 с шестернями 10 промежуточного 6 и вторичного 7 валов включают одну из восьми передач переднего хода, или двух передач заднего хода, имеющихся в коробке перемены передач 4. Затем посредством переключаемой зубчатой муфты 20 соединяют друг с другом зубья 18 и 19 вала 2 муфты сцепления 1 и первичного вала 5 коробки перемены передач 4 (во втором варианте посредством переключаемой зубчатой муфты 20 зубья 18 вала 2 муфты сцепления 1 соединяют с зубчатым венцом 22 конической шестерни 23).

При этом обеспечиваются кинематическая и силовая связь двигателя 3 с ведущими колесами 17 и мощность от двигателя 3 через вал 2 муфты сцепления 1, зубчатую муфту 20, первичный вал 5 (валы 2 и 5 вращаются в этом случае в одну и ту же сторону, как единый неразрезной вал), промежуточный 6 и вторичный 7 валы, главную передачу 12, бортовые передачи 15 передается выходным валам 16 и вместе с ними ведущим колесам 17. В результате трактор движется в выбранном направлении с выбранной скоростью. В случае необходимости изменения направления движения на обратное с той же скоростью переключаемую зубчатую муфту 20 выводят из зацепления с зубьями 19 первичного вала 5 и вводят в зацепление с зубчатым венцом 22 шестерни 21 (во втором варианте муфту 20 выводят из зацепления с зубчатым венцом 22 конической шестерни 23 и вводят в зацепление с венцом 22 конической шестерни 21). Мощность от двигателя 3 через вал 2 муфты сцепления 1, зубчатую муфту 20, коническую шестерню 21, промежуточную коническую шестерню 24, коническую шестерню 23 передается первичному валу 5 КПП и далее всем последующим элементам трансмиссии вплоть до ведущих колес 17, но вращается первичный вал 5 в этом случае, а следовательно, и ведущие колеса 17 в направлении, обратном первоначальному, т.е. трактор меняет направление движения на диаметрально противоположное и движется в этом направлении с той же скоростью, с какой двигался первоначально, ибо передаточное число трансмиссии, определяемое передачей, включенной в коробке перемены передач, не изменилось, ведь передача в КПП не переключалась. Таким образом, процесс перехода трактора с движения передним ходом на движение с той же скоростью задним ходом и обратно сводится к перемещению управляемой зубчатой муфты 20 вперед-назад, т.е. осуществляется быстрый реверс. Переход на движение трактора с другими значениями скоростей осуществляется, как обычно, путем включения в коробке перемены передач 4 других передач посредством рычага управления КПП.

Трансмиссия упрощает конструкцию коробки перемены передач, поскольку позволяет исключить из ее конструкции вал задних передач, ведь изменение направления вращения валов КПП осуществляется с помощью конических шестерен.

Использование: в транспортном машиностроении, а именно в трансмиссиях тракторов, используемых в строительстве и сельском хозяйстве. Сущность изобретения: трансмиссия состоит из муфты сцепления, ступенчатой коробки перемены передач, концы валов которых снабжены зубьями и соединены друг с другом зубчатой муфтой, заднего моста и конечных передач, на выходных валах которых установлены ведущие колеса. Соединяемые концы валов муфты сцепления коробки перемены передач оснащены коническими шестернями, связанными между собой промежуточной конической шестерней. Коническая шестерня установлена на валу свободно и снабжена зубчатым венцом, соединяемым с зубьями вала, на котором шестерня установлена, посредством зубчатой муфты, выполненной переключаемой. Вторая коническая шестерня установлена на валу коробки перемены передач жестко. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.

1. ТРАНСМИССИЯ ТРАКТОРА, состоящая из муфты сцепления и ступенчатой коробки перемены передач, концы валов которых снабжены зубьями, соединенными друг с другом посредством зубчатой муфты, заднего моста с главной передачей и конечных передач, на выходных валах которых установлены ведущие колеса, отличающаяся тем, что соединяемые концы валов муфты сцепления и коробки перемены передач снабжены коническими шестернями, связанными между собой промежуточной конической шестерней, при этом одна из конических шестерен установлена на одном из валов свободно и снабжена зубчатым венцом, соединяемым с зубьями вала, на котором установлена упомянутая шестерня, посредством зубчатой муфты, выполненной переключаемой, а другая коническая шестерня установлена на валу жестко. 2.Трансмиссия по п.1, отличающаяся тем, что конические шестерни, которыми оснащены соединяемые концы валов муфты сцепления и коробки перемены передач, связаны между собой двумя промежуточными коническими шестернями и снабжены зубчатыми венцами попеременно посредством переключаемой зубчатой муфты, соединяемыми с валом, на котором одна из конических шестерен установлена свободно.