ТРАНСМИССИЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА Российский патент 1994 года по МПК B60K17/04 

Изобретение относится к колесным транспортным средствам и касается их трансмиссии.

В колесных транспортных средствах в настоящее время широко используются трансмиссии, в которых сцепление, коробка передач и узел, служащий для раздачи крутящего момента к колесам или к ведущим мостам, объединены между собой, т.е. представляют собой единый блок.

Известна такая трансмиссия транспортного средства, содержащая размещенные в корпусе сцепление, коробку передач, имеющую первичный и вторичный валы с зубчатыми колесами, и выходной вал с зубчатым колесом.

В этой трансмиссии вторичный вал коробки передач имеет сравнительно большую длину, что понижает его жесткость и соответственно ухудшает условия зацепления зубчатых колес. При этом возможности для увеличения диапазона передаточных чисел в коробке передач между ее первичным и вторичным валами весьма ограничены, что не позволяет обеспечить необходимые тягово-скоростные качества транспортного средства в случае его использования в различных по своему характеру дорожных условиях.

Задачей, решаемой изобретением, является значительное увеличение диапазона передаточных чисел трансмиссии, объединяющей в едином блоке сцепление, коробку передач и раздаточный узел, при одновременном обеспечении жесткости корпуса трансмиссии и ее валов для создания надлежащих условий работы зубчатых колес.

Для решения указанной задачи трансмиссия транспортного средства, содержащая размещенные в корпусе сцепление, коробку передач, имеющую первичный и вторичный валы с зубчатыми колесами, и выходной вал с зубчатым колесом, снабжена дополнительным валом с закрепленными на нем зубчатыми колесами, расположенными в промежуточной полости, образованной между первой поперечной стенкой корпуса, отгораживающей сцепление, и второй поперечной стенкой корпуса, отделяющей от упомянутой промежуточной полости соседнюю полость, в которой расположены зубчатые колеса коробки передач, при этом одно из зубчатых колес дополнительного вала имеет зацепление с зубчатым колесом выходного вала, вторичный вал коробки передач установлен на подшипниках, расположенных в поперечной и торцевой стенках корпуса, ограничивающих вместе с продольной стенкой корпуса полость, в которой расположены зубчатые колеса коробки передач, и имеет выступающий внутрь промежуточной полости хвостовик, конец которого расположен на подшипнике, установленном в стенке корпуса, отгораживающей сцепление, а на упомянутом хвостовике вторичного вала расположены зубчатые колеса, поочередно взаимодействующие с зубчатыми колесами дополнительного вала.

Благодаря использованию дополнительных зубчатых колес, размещенных в полости между сцеплением и коробкой передач на хвостовике вторичного вала последней и на дополнительном валу, образованы дополнительные зубчатые передачи, с помощью которых получены различные диапазоны передаточных чисел в трансмиссии. При этом благодаря тому, что хвостовик вторичного вала коробки передач поддерживается дополнительным подшипником, обеспечена большая жесткость вторичного вала во избежание нежелательной его деформации под нагрузкой во время передачи крутящего момента зубчатым колесом, расположенным на хвостовике.

Зубчатое колесо дополнительного вала, имеющее зацепление с зубчатым колесом выходного вала, может быть выполнено меньшего диаметра, чем взаимодействующее с ним зубчатое колесо, расположенное на хвостовике вторичного вала коробки передач, а другое закрепленное на дополнительном валу зубчатое колесо может иметь диаметр больше диаметра взаимодействующего с ним зубчатого колеса, расположенного на хвостовике вторичного вала, причем хвостовик вторичного вала может быть выполнен меньшего диаметра, чем участок вторичного вала, расположенный в полости, в которой размещены зубчатые колеса коробки передач.

При выполнении зубчатого колеса дополнительного вала, имеющего зацепление с зубчатым колесом выходного вала, меньшего диаметра, чем взаимодействующее с ним зубчатое колесо, расположенное на хвостовике вторичного вала коробки передач, обеспечивается, с одной стороны, значительное передаточное число между дополнительным и выходным валами, необходимое для создания соответствующего крутящего момента на колесах автомобиля, а с другой стороны получается повышающая передача между вторичным валом коробки передач и дополнительным валом при зацеплении расположенных на них упомянутых зубчатых колес. В случае же зацепления другой пары зубчатых колес, расположенных на хвостовике вторичного вала и на дополнительном валу, у которой закрепленное на дополнительном валу зубчатое колесо имеет диаметр больше диаметра взаимодействующего с ним зубчатого колеса, расположенного на хвостовике вторичного вала, между вторичным валом коробки передач и дополнительным валом получается понижающая передача. Благодаря тому, что между вторичным валом коробки передач и дополнительным валом трансмиссии может быть включена передача либо повышающая, либо понижающая, диапазон передаточных чисел, образуемых коробкой передач и упомянутыми повышающей и понижающей передачами, расширяется значительно. Причем, поскольку хвостовик вторичного вала может быть выполнен меньшего диаметра, чем участок вторичного вала, расположенный в полости, в которой размещены зубчатые колеса коробки передач (так как излишней деформации сравнительно короткого хвостовика вторичного вала во время прикладывания к нему нагрузки препятствует остальная часть вторичного вала), меньшее из зубчатых колес, расположенных на хвостовике вторичного вала, может быть выполнено еще меньше по диаметру, а следовательно, передаточное число понижающей передачи, получаемой при зацеплении этого зубчатого колеса с соответствующим зубчатым колесом дополнительного вала, может быть еще больше увеличено, т.е. может быть еще больше расширен диапазон передаточных чисел трансмиссии.

Подшипники дополнительного вала могут быть расположены в гнездах, образованных в поперечных стенках корпуса выпуклыми их участками, один из выпуклых участков может быть соединен с продольной стенкой корпуса, закрывающей полость, в которой расположено сцепление, а другой выпуклый участок может быть соединен с продольной стенкой корпуса, закрывающей полость, в которой расположены зубчатые колеса коробки передач. Это повышает жесткость корпуса трансмиссии в местах опор дополнительного вала, которые при передаче крутящего момента через трансмиссию нагружаются больше, чем другие участки корпуса.

Корпус трансмиссии может быть выполнен из двух частей, сопряженных между собой в поперечной плоскости, пересекающей промежуточную полость, в которой расположены дополнительный вал и хвостовик вторичного вала коробки передач. Выполнение корпуса трансмиссии лишь из двух частей делает его более жестким.

Плоскость сопряжения частей корпуса трансмиссии может быть расположена у края промежуточной полости, отделяя в одной из частей корпуса от другой его части продольную стенку, образующую с поперечной стенкой пространственную фигуру в виде чаши, причем часть корпуса, в которой образована чаша, имеет выступающий из поперечной стенки внутрь промежуточной полости трубчатый участок, в котором установлены подшипники, служащие опорой для выходного вала трансмиссии. Такое техническое решение обеспечивает достаточную жесткость той части корпуса трансмиссии, которая охватывает сцепление, и позволяет сформировать надежную опору выходного вала, расположенную целиком внутри упомянутой чаши, не выступая за плоскость сопряжения частей корпуса.

В продольной стенке корпуса, ограничивающей полость, в которой расположены зубчатые колеса коробки передач, может быть выполнено окно для сборки последней, закрытое крышкой, в которой расположена опора промежуточного зубчатого колеса, служащего для получения в коробке передач ступени заднего хода.

На фиг.1 показана трансмиссия транспортного средства, продольный разрез по валам; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.

Трансмиссия содержит корпус, состоящий из двух частей 1 и 2. Внутри части 1 корпуса трансмиссии расположено сцепление 3, которое содержит ведущий диск 4 и нажимной диск 5, связанные с валком 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 в 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 18, 19, 20 и 21 соответственно, свободно установленными на вторичном валу 13 с возможностью соединения с ним при помощи зубчатых муфт 22 и 23. Причем зубчатая муфта 23 имеет зубчатый венец 24, образующий зубчатое колесо, в зацепление с которым и с зубчатым колесом 17 может входить промежуточная шестерня 25 (фиг.2), служащая для включения 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 (фиг. 1), расположенных в поперечной стенке 30 и торцевой 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 подшпнике 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 в положение, показанное на фиг.1, 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. 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 с валом 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, размещенном в стенке 30 корпуса, и на роликовом подшипнике 57, расположенном в глухом отверстии, выполненном в 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 плокости, 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 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, причем эти выпуклые участки поперечных стенок корпуса сочленены с продольными стенками 32 и 47, жесткость стенок корпуса получается достаточной, 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 22 и 23 устанавливают в среднее положение и затем промежуточную шестерню 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. При этом 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.

Использование: в колесных транспортных средствах, а именно: в трансмиссиях. Сущность изобретения: трансмиссия содержит сцепление, через которое крутящий момент передается к первичному валу коробки передач. Вторичный вал имеет хвостовик, выступающий в промежуточную полость корпуса, расположенную между поперечными стенками, отделяющими от нее сцепление и коробку передач. На хвостовике расположены зубчатые колеса, поочередно зацепляемые с зубчатыми колесами, соединенными с дополнительным валом, обеспечивая получение в трансмиссии диапазона повышающих ступеней и диапазона понижающих ступеней. С расположенным на дополнительном валу зубчатым колесом меньшего диаметра имеет зацепление зубчатое колесо, закрепленное на выходном валу. Хвостовик дополнительного вала опирается через подшипник на стенку корпуса и имеет наружный диаметр меньше диаметра части вторичного вала, расположенной в полости, где размещены зубчатые колеса коробки передач. 5 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. ТРАНСМИССИЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА, содержащая размещенные в корпусе сцепление, коробку передач, имеющую первичный и вторичный валы с зубчатыми колесами, и выходной вал с зубчатым колесом, отличающаяся тем, что она снабжена дополнительным валом с закрепленными на нем зубчатыми колесами, расположенными в промежуточной полости, образованной между первой поперечной стенкой корпуса, отгораживающей сцепление, и второй поперечной стенкой корпуса, отделяющей от промежуточной полости соседнюю полость, в которой расположены зубчатые колеса коробки передач, при этом одно из зубчатых колес дополнительного вала имеет зацепление с зубчатым колесом выходного вала, вторичный вал коробки передач установлен на подшипниках, расположенных в поперечной и торцевой стенках корпуса, ограничивающих вместе с продольной стенкой корпуса полость, в которой расположены зубчатые колеса коробки передач, и имеет выступающий внутрь промежуточной полости хвостовик, конец которого расположен на подшипнике, установленном в стенке корпуса, отгораживающей сцепление, а на хвостовике вторичного вала расположены зубчатые колеса, поочередно взаимодействующие с зубчатыми колесами дополнительного вала. 2. Трансмиссия по п.1, отличающаяся тем, что зубчатое колесо дополнительного вала, имеющее зацепление с зубчатым колесом выходного вала, выполнено меньшего диаметра, чем взаимодействующее с ним зубчатое колесо, расположенное на хвостовике вторичного вала коробки передач, а другое закрепленное на дополнительном валу зубчатое колесо имеет диаметр больше диаметра взаимодействующего с ним зубчатого колеса, расположенного на хвостовике вторичного вала, причем хвостовик вторичного вала выполнен меньшего диаметра, чем участок вторичного вала, расположенный в полости, в которой размещены зубчатые колеса коробки передач. 3. Трансмиссия по п.1 или 2, отличающаяся тем, что подшипники дополнительного вала расположены в гнездах, образованных в поперечных стенках корпуса выпуклыми их участками, один из выпуклых участков соединен с продольной стенкой корпуса, закрывающей полость, в которой расположено сцепление, а другой выпуклый участок соединен с продольной стенкой корпуса, закрывающей полость, в которой расположены зубчатые колеса коробки передач. 4. Трансмиссия по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что корпус трансмиссии выполнен из двух частей, сопряженных между собой в поперечной плоскости, пересекающей промежуточную полость. 5. Трансмиссия по п.4, отличающаяся тем, что плоскость сопряжения частей корпуса трансмиссии расположена у края промежуточной полости, отделяя в одной из частей корпуса от другой его части продольную стенку, образующую с поперечной стенкой пространственную фигуру в виде чаши, причем часть корпуса, в которой образована упомянутая чаша, имеет выступающий из поперечной стенки внутрь промежуточной полости трубчатый участок, в котором установлены подшипники, служащие опорой для выходного вала. 6. Трансмиссия по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что в продольной стенке корпуса, ограничивающей полость, в которой расположены зубчатые колеса коробки передач, выполнено окно, закрытое крышкой, в которой расположена опора промежуточного зубчатого колеса, служащего для получения в коробке передач ступени заднего хода.