ТРАНСМИССИЯ КОЛЕСНОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА Российский патент 1994 года по МПК B60K17/00 

Изобретение относится к колесным транспортным средствам и касается их трансмиссий, имеющих средства для отбора мощности на привод вспомогательных агрегатов, в частности насоса, служащего для подачи рабочей жидкости под давлением к навесному оборудованию транспортного средства или к гидроцилиндру наклона кузова для его разгрузки.

Отбор мощности на привод вспомогательных агрегатов, в частности гидронасоса, обычно производится с помощью зубчатых передач, имеющих кинематическую связь с коробкой передач трансмиссии транспортного средства.

Известна трансмиссия транспортного средства, содержащая сцепление, коробку передач, имеющую первичный и вторичный валы с зубчатыми колесами, расположенными на подшипниках, размещенных в стенках корпуса, при этом на вторичном валу у его конца, обращенного в сторону сцепления, установлено зубчатое колесо, служащее для привода выходного вала трансмиссии. На первичном и вторичном валах коробки передач этой трансмиссии расположены зацепленные между собой зубчатые колеса, образующие масляный насос, служащий для обеспечения постоянной циркуляции смазочной жидкости в этой трансмиссии для его смазки. Однако в данной трансмиссии отсутствуют средства для отбора мощности к вспомогательным агрегатам, в частности к автономному масляному насосу, расположенному вне трансмиссии, т.е. снаружи ее, и служащему для периодического питания рабочей жидкостью под высоким давлением посторонних потребителей, например гидроцилиндра опрокидывания кузова, навесных орудий труда.

Цель изобретения - обеспечение простыми и надежными средствами периодического отбора мощности на привод вспомогательного агрегата, в частности автономного масляного насоса, от трансмиссии транспортного средства, состоящей из расположенных в едином блоке сцепления, коробки передач, имеющей первичный и вторичный валы с зубчатыми колесами, и раздаточного узла, содержащего по меньшей мере одно ведущее зубчатое колесо, установленное на вторичном валу у его конца, обращенного в сторону сцепления, и служащее для привода выходного вала трансмиссии.

Для достижения указанной цели трансмиссия транспортного средства, содержащая сцепление, коробку передач, имеющую первичный и вторичный валы с зубчатыми колесами, расположенные на подшипниках, размещенных в стенках корпуса, зубчатое колесо для привода выходного вала трансмиссии, закрепленное на вторичном валу коробки передач у его конца, обращенного в сторону сцепления, снабжена устройством для отбора мощности к вспомогательному агрегату транспортного средства, состоящим из шестерни, закрепленной на первичном валу коробки передач у его свободного конца, выступающего из подшипника за стенку корпуса, и зубчатого колеса, имеющего шлицевое соединение с валом привода вспомогательного агрегата, в частности автономного масляного насоса. Вал привода вспомогательного агрегата расположен соосно вторичному валу коробки передач. Ступица зубчатого колеса имеет кольцевой участок, контактирующий с вторичным валом коробки передач при зацеплении этого зубчатого колеса с упомянутой шестерней. Зубчатое колесо имеет возможность осевого перемещения по валу привода вспомогательного агрегата из положения, в котором это зубчатое колесо и шестерня зацеплены между собой в положение, при котором зубчатое колесо расцеплено с шестерней и разобщено с вторичным валом.

При таком техническом решении обеспечивается надежный привод автономного масляного насоса от первичного вала коробки передач с определенным передаточным числом, обеспечивающим вращение вала этого насоса с регламентированной частотой, соответствующей характеристикам используемого насоса для получения необходимого высокого давления рабочей жидкости и исключения при этом лишних потерь мощности на привод данного насоса. Благодаря размещению ведомого зубчатого колеса привода насоса на свободном конце вторичного вала коробки передач упрощается само устройство отбора мощности от трансмиссии транспортного средства. При отключении привода насоса от первичного вала коробки передач путем выведения ведомого зубчатого колеса этого привода из зацепления с его ведущей шестерней одновременно выводится из контакта с вторичным валом коробки передач упомянутое ведомое зубчатое колесо, которое в этом случае приобретает опору только на валу отбора мощности, т.е. на валу насоса, за счет шлицевого соединения с этим валом и крепления самого насоса на крышке корпуса, закрывающей полость, в которую выступают свободные концы валов коробки передач. В результате перемены опоры ведомого зубчатого колеса привода насоса после отключения этого привода предотвращается износ подшипника, через который зубчатое колесо опирается на вторичный вал коробки передач при включении привода насоса.

В устройстве для отбора мощности к вспомогательному агрегату ступица зубчатого колеса может быть выполнена в виде стакана, в котором расположена подшипниковая втулка, имеющая два внутренних кольцевых участка, разделенных внутренней кольцевой канавкой. В дне стакана имеется шлицевое отверстие для вала привода вспомогательного агрегата. На вторичном валу выполнена кольцевая канавка, отделяющая друг от друга участки вторичного вала, контактирующие с упомянутыми участками подшипниковой втулки при зацеплении зубчатого колеса с шестерней. Ширина кольцевой канавки на вторичном валу больше ширины кольцевого участка на подшипниковой втулке, расположенного у торца ступицы зубчатого колеса, обращенного в сторону подшипника вторичного вала. Ширина участка вторичного вала, расположенного между кольцевой канавкой на нем и его концом, обращенным в сторону вала привода вспомогательного агрегата, выполнена меньше ширины внутренней канавки в подшипниковой втулке, разделяющей имеющиеся в ней упомянутые кольцевые участки.

На фиг.1 представлена трансмиссия транспортного средства с устройством для отбора мощности к вспомогательному агрегату, в частности для привода насоса, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - устройство для отбора мощности с механизмом управления (разрез Б-Б на фиг. 1); на фиг.4 - то же, в положении, при котором выключен привод вспомогательного агрегата.

Трансмиссия содержит корпус, состоящий из двух частей 1 и 2. Внутри первой части 1 корпуса трансмиссии расположено сцепление 3, которое содержит ведущий диск 4 и нажимной диск 5, связанные с валом двигателя (не показан). Ведомый диск 6 сцепления установлен на валу 7, проходящем через отверстие в поперечной стенке 8 корпуса и имеющем кулачковое соединение с первичным валом 9 ступенчатой коробки передач 10, расположенной во второй части 2 корпуса трансмиссии. Внутри поперечной стенки 8 расположена уплотнительная манжета 11, охватывающая шейку на валу 7 и служащая для предотвращения попадания смазочной жидкости из промежуточной полости 12 в сцепление 3.

Коробка передач 10 содержит параллельно расположенные первичный вал 9 и вторичный вал 13. На первичном валу 9 имеются выполненные заодно с ним зубчатые колеса 14, 15, 16 и 17. Эти зубчатые колеса находятся в постоянном зацеплении с зубчатыми колесами соответственно 18, 19, 20 и 21, свободно установленными на вторичном валу 13 с возможностью соединения с ним при помощи зубчатых муфт 22 и 23. Зубатая муфта 23 имеет зубчатый венец 24, образующий зубчатое колесо, в зацепление с которым и с зубчатым колесом 17 может входить промежуточная шестерня 25, служащая для включеня в коробке передач ступени заднего хода. Промежуточная шестерня 25 установлена на втулке на пальце 26, закрепленном в крышке 27, закрывающей окно в корпусе трансмиссии, служащее для монтажа валов и зубчатых колес коробки передач.

Вторичный вал 13 коробки передач установлен на шариковых подшипниках 28 и 29, расположенных в поперечной стенке 30 и торцовой стенке 31, которые вместе с продольной стенкой 32 закрывают полость 33, в которой расположены упомянутые зубчатые колеса коробки передач. Вторичный вал 13 имеет выступающий внутрь промежуточной полости 12 хвостовик 34, конец которого расположен на подшипнике 35, установленном в поперечной стенке 8 корпуса, отгораживающей сцепление 3. На хвостовике 34 вторичного вала расположены выполненные за одно целое зубчатые колеса 36 и 37, имеющие шлицевое соединение с хвостовиком вторичного вала. Между зубчатыми колесами 36 и 37 имеется канавка 38 для вилки механизма управления (не показан), служащей для перемещения упомянутых зубчатых колес вдоль хвостовика 34 для поочередного их зацепления с зубчатыми колесами 39 и 40, соединенными с дополнительным валом 41. Хвостовик 34 вторичного вала выполнен меньшего диаметра чем участок вторичного вала 13, расположенный между подшипниками 28 и 29 в полости, в которой размещены зубчатые колеса коробки передач. Благодаря этому зубчатое колесо 36 может быть выполнено сравнительно малого диаметра для получения большого передаточного числа при его зацеплении с зубчатым колесом 39. Диаметр зубчатого колеса 36 значительно меньше диаметра зубчатого колеса 39, а диаметр зубчатого колеса 37 больше диаметра зубчатого колеса 40. Благодаря этому при расцеплении зубчатых колес 37 и 40 и зацеплении зубчатого колеса 36 с зубчатым колесом 39 путем перемещения зубчатых колес 36 и 37 в сторону сцепления 3 получается понижающая зубчатая передача, а при перемещении зубчатых колес 36 и 37 в обратную сторону и зацеплении зубчатого колеса 37 с зубчатым колесом 40 получается повышающая зубчатая передача. Между зубчатыми колесами 39 и 40 на дополнительном валу 41 расположено зубчатое колесо 42, служащее для привода спидометра. Дополнительный вал 41 установлен на подшипниках 43 и 44, расположенных в гнездах, образованных в поперечных стенках 8 и 30 корпуса выпуклыми их участками 45 и 46. Выпуклый участок 45 стенки 8 соединен с продольной стенкой 47 корпуса, закрывающей полость, в которой расположено сцепление 3. Другой выпуклый участок 46 поперечной стенки 30 соединен с продольной стенкой 32 корпуса, закрывающей полость, в которой расположены зубчатые колеса коробки передач.

Зубчатое колесо 40 дополнительного вала находится в зацеплении с зубчатым колесом 48, закрепленным на первом выходном валу 49. Вал 49 установлен на подшипниках 50 и 51, которые размещены в трубчатом участке 52 корпуса, выступающем из поперечной стенки 8 внутрь промежуточной полости 12. На конце выходного вала 49, выступающем из корпуса наружу, расположен фланец 53, служащий для связи выходного вала 49 через карданную передачу с первым ведущим мостом транспортного средства (не показаны). Соосно валу 49 расположен второй выходной вал 54, который с помощью зубчатой муфты 55 может быть соединен с валом 49. Вал 54 установлен на шариковом подшипнике 56, установленном в стенке 30 корпуса, и на роликовом подшипнике 57, расположенном в глухом отверстии, выполненном на валу 49. На выступающем наружу конце вала 54 закреплен фланец 58, служащий для связи вала 54 через карданную передачу с вторым ведущим мостом транспортного средства (не показаны).

Части 1 и 2 корпуса трансмиссии сопряжены между собой в поперечной плоскости, пересекающей промежуточную полость 12 перпендикулярно валам 41 и 49. Плоскость сопряжения частей 1 и 2 корпуса трансмиссии расположена у края промежуточной полости 12, благодаря чему в части 1 корпуса напротив его части 2 образована продольная стенка 59, образующая с поперечной стенкой 8 пространственную фигуру в виде чаши, что придает необходимую жесткость части 1 корпуса. Внутри этой чаши расположен трубчатый участок 52 корпуса, который не выступает за плоскость сопряжения частей 1 и 2 корпуса.

Трансмиссия снабжена устройством для отбора мощности к вспомогательному агрегату транспортного средства, в частности к насосу 60, служащему для питания жидкостью под высоким давлением, например, гидроцилиндра механизма опрокидывания грузовой платформы транспортного средства или гидроцилиндров навесного оборудования (не показаны). Насос 60 закреплен на крышке 61 корпуса трансмиссии. Устройство для отбора мощности к насосу 60 состоит из шестерни 62, закрепленной на свободном конце 63 первичного вала 9 коробки передач, выступающем за торцевую стенку 31 корпуса, и зубчатого колеса 64, имеющего шлицевое соединение с валом 65 привода насоса 60. Вал 65 расположен соосно с вторичным валом 13 коробки передач. Ступица 66 зубчатого колеса 64 выполнена в виде стакана, в дне которого имеется шлицевое отверстие, в котором расположен вал 65. Внутри ступицы 66 расположена подшипниковая втулка 67, которая запрессована в ступицу либо соединена с ней какими-либо другими средствами. Втулка 67 имеет по меньшей мере один кольцевой участок, контактирующий со свободным концом вторичного вала 13 коробки предач при зацеплении зубчатого колеса 64 с шестерней 62. Во втулке 67 имеются два внутренних кольцевых участка 68 и 69, разделенных внутренней кольцевой канавкой 70. На вторичном валу 13 коробки передач на его концевом участке, выступающем из подшипника 29 за стенку 31, выполнена кольцевая канавка 71, отделяющая друг от друга участки 72 и 73 вторичного вала, контактирующие с упомянутыми участками 68 и 69 подшипниковой втулки 67 при зацеплении зубчатого колеса 64 с шестерней 62. Ширина кольцевой канавки 71 больше ширины кольцевого участка 68 на подшипниковой втулке 67, расположенного у торца ступицы зубчатого колеса 64, обращенного в сторону подшипника 29 вторичного вала 13. Ширина участка 73 на вторичном валу, расположенного между кольцевой канавкой 71 и концом вторичного вала, обращенным в сторону вала 65 привода насоса 60, меньше ширины внутренней канавки 70 в подшипниковой втулке 67.

Зубчатое колесо 64 имеет возможность осевого перемещения по валу 65 привода насоса из положения, в котором упомянутое зубчатое колесо 64 зацеплено с шестерней 62, в положение, при котором это зубчатое колесо 64 расцеплено с шестерней 62, а участки 68 и 69 подшипниковой втулки находятся вне контакта с участками 68 и 69 вторичного вала. Механизм перемещения зубчатого колеса 64 содержит вилку 74, расположенную в кольцевой канавке 75, выполненной на ступице 66 зубчатого колеса вокруг ее дна, в котором расположен вал 65. Вилка 74 закреплена на штоке 76, имеющем возможность принудительного осевого перемещения с помощью системы тяг и рычагов (не показаны). Шток 76 снабжен шариковым фиксатором 77, который служит для четкой фиксации зубчатого колеса 64 в каждом из двух его положений.

Трансмиссия работает следующим образом. При включении сцепления 3 крутящий момент от ведомого диска 6 через вал 7 поступает к первичному валу 9 коробки передач. От первичного вала 9 через какую-либо пару зубчатых колес, имеющих зацепление между собой, крутящий момент передается на вторичный вал 13 и далее к его хвостовику 34. С хвостовика 34 вторичного вала крутящий момент передается к расположенному на нем зубчатому колесу 37. От зубчатого колеса 37 усилие передается к зубчатому колесу 40, а от зубчатого колеса 40 - к зубчатому колесу 48 выходного вала 49. При передаче усилия через зубчатое колесо 40 вал 41, его подшипники 43 и 44 и стенки 8 и 30 корпуса трансмиссии нагружаются усилием, которое больше усилий, действующих на хвостовик 34 вторичного вала и на выходной вал 49. Однако поскольку стенки 8 и 30 корпуса выполнены выпуклыми в местах расположения подшипников 43 и 44. Эти выпуклые участки поперечных стенок корпуса сочленены с продольными стенками 32 и 47, то жесткость стенок корпуса получается достаточной и поэтому значительной их деформации не происходит.

Для изменения крутящего момента на колесах транспортного средства включают с помощью зубчатой муфты 22 или 23 другую пару зубчатых колес в коробке передач.

Для получения ступени заднего хода зубчатые муфты 23 и 22 устанавливают в среднее положение и затем промежуточное зубчатое колесо 25, вводят в зацепление одновременно с зубчатым колесом 17 первичного вала 9 и с зубчатым венцом 24 на муфте 23.

В случае движения транспортного средства в тяжелых дорожных условиях зубчатые колеса 36 и 37 перемещают влево. При этом зубчатое колесо 37 выходит из зацепления с зубчатым колесом 40, а зубчатое колесо 36 вводится в зацепление с зубчатым колесом 39. Тогда при движении транспортного средства крутящий момент от коробки передач через хвостовик 34 вторичного вала передается малому зубчатому колесу 36, создавая на его зубьях большое усилие, которое передается на большое зубчатое колесо 39. От зубчатого колеса 39 созданный на нем большой крутящий момент через дополнительный вал 41 поступает к зубчатому колесу 40. От зубчатого колеса 40 усилие передается к зубчатому колесу 48, создавая большой крутящий момент на выходном валу 49. С выходным валом 49 при помощи зубчатой муфты 55 может быть соединен второй выходной вал 54. В этом случае крутящий момент от двигателя поступает к двум ведущим мостам транспортного средства, обеспечивая высокую его проходимость.

Если необходимо включить насос 60 для подачи рабочей жидкости под давлением к какому-либо дополнительному исполнительному механизму транспортного средства, например, к гидроцилиндру опрокидывания кузова для его разгрузки, то размыкают сцепление 3, а зубчатые муфты 22 и 23 коробки передач устанавливают в нейтральное положение, после чего перемещают шток 76, который вилкой 74 передвигает зубчатое колесо 64 по валу 65 из положения, показанного на фиг.4, в положение, показанное на фиг.1 и 3, при котором зубчатое колесо 64 входит в зацепление с шестерней 62. При этом участки 68 и 69 подшипниковой втулки 67 входят в контакт с участками 72 и 73 вторичного вала, благодаря чему ступица 66 зубчатого колеса 64 приобретает дополнительную опору на вторичном валу 13 на его сбободном конце, выступающем из подшипника 29. Затем замыкают фрикционные диски сцепления 3, и тогда крутящий момент двигателя от ведомого диска 6 сцепления через валы 7 и 9 поступает к зубчатому колесу 62. От зубчатого колеса 62 крутящий момент передается к зубчатому колесу 64, которое вращает вал 65 привода насоса 60, опираясь на свободный концевой участок вторичного вала.

Для отключения насоса 60 размыкают сцепление 3 и штоком 76 при помощи вилки 74 выводят зубчатое колесо 64 из зацепления с шестерней 62, перемещая зубчатое колесо 64 по валу 65. При перемещении зубчатого колеса 64 по валу 65 участки 68 и 69 втулки 67 выходят из контакта с участками 72 и 73 вала 13. Участок 68 втулки 67 располагается напротив канавки 71 на валу 13 между участками 72 и 73 этого вала. Благодаря этому при работе трансмиссии во время движения транспортного средства не изнашивается подшипниковая втулка 67 и исключаются потери мощности при вращении концевого участка вторичного вала внутри втулки зубчатого колеса 64.

Использование: в колесных транспортных средствах. Сущность изобретения: трансмиссия содержит сцепление, коробку передач, имеющую и вторичный вал. На концевом участке вторичного вала, обращенном в сторону сцепления, установлены зубчтые колеса для привода выходного вала трансмиссии. На противоположном конце вторичного вала, выступающем из подшипника, свободно установлено зубчатое колесо, имеющее шлицевое соединение с валом привода автономного масляного насоса. Зубчатое колесо приводится во вращение шестерней, закрепленной на свободном конце первичного вала. Для отключения насоса зубчатое колесо выводят из зацепления с шестерней, при этом подшипниковая втулка выходит из контакта вторичным валом, для исключения ее износа, зубчатое колесо в этом случае повисает на валу привода масляного насоса. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. ТРАНСМИССИЯ КОЛЕСНОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА, содержащая сцепление, коробку передач, имеющую первичный и вторичный валы с зубчатыми колесами, при этом на вторичном валу коробки передач у его конца, обращенного в сторону сцепления, установлено зубчатое колесо для привода выходного вала трансмиссии, отличающаяся тем, что она снабжена устройством для отбора мощности к вспомогательному агрегату транспортного средства, состоящим из шестерни, закрепленной на первичном валу коробки передач у его свободного конца, и зубчатого колеса, имеющего шлицевое соединение с валом привода вспомогательного агрегата, при этом вал привода вспомогательного агрегата расположен соосно с вторичным валом коробки передач, а ступица упомянутого зубчатого колеса имеет кольцевой участок, для контакта с вторичным валом коробки передач при зацеплении этого зубчатого колеса с упомянутой шестерней, причем упомянутое зубчатое колесо выполнено с возможностью осевого перемещения по валу привода вспомогательного агрегата из положения, в котором это зубчатое колесо и упомянутая шестерня зацеплены между собой, в положение, при котором зубчатое колесо расцеплено с шестерней и разобщено с вторичным валом. 2. Трансмиссия по п.1, отличающаяся тем, что в устройстве для отбора мощности к вспомогательному агрегату ступица зубчатого колеса выполнена в виде стакана, в котором расположена подшипниковая втулка, имеющая два внутренних кольцевых участка, разделенных внутренней кольцевой канавкой, а в дне стакана имеется шлицевое отверстие для вала привода вспомогательного агрегата, при этом на вторичном валу выполнена кольцевая канавка, разделяющая друг от друга участки вторичного вала, для контакта с упомянутыми участками подшипниковой втулки при зацеплении зубчатого колеса с шестерней, причем ширина кольцевой канавки на вторичном валу больше ширины кольцевого участка на подшипниковой втулке, расположенного у торца ступицы зубчатого колеса, обращенного в сторону подшипника вторичного вала, а ширина участка вторичного вала, расположенного между кольцевой канавкой на нем и его концом, обращенным в сторону вала привода вспомогательного агрегата, выполнена меньше ширины внутренней канавки в подшипниковой втулке, разделяющей имеющиеся в ней упомянутые кольцевые участки.