КОРОБКА ОТБОРА МОЩНОСТИ Российский патент 1999 года по МПК B60K17/28 

Изобретение относится к области машиностроения, в частности, к зубчатым передачам для сообщения вращательного движения и установки на коробку передач автомобиля.

Известна коробка отбора мощности для привода лебедки автомобиля "Урал-4320" [1] , состоящая из корпуса, в котором на подшипниках установлен вал, муфты включения, механизма включения и масляного насоса. Отбор мощности производится с первичного вала раздаточной коробки через подвижную муфту включения. Устройство имеет значительные габариты, вес и сложную конструкцию.

Известна коробка отбора мощности, предназначенная для отбора мощности от коробки передач и привода различных агрегатов [2]. Коробка крепится к фланцу люка коробки передач. Отбор мощности осуществляется от блока шестерен заднего хода коробки передач, с которым находится в постоянном зацеплении ведущая шестерня коробки отбора мощности. Коробка имеет ограниченные функциональные возможности, т. к. конструкцией предусмотрен только один выходной вал, что соответственно позволяет подключать единственный дополнительный агрегат.

Известна также коробка отбора мощности транспортного средства [3], конструктивное выполнение которой обеспечивает расширение функциональных возможностей и упрощение конструкции. Она содержит корпус, установленный в нем приводной вал с ведущей шестерней, выходные валы, один из которых установлен соосно с приводным валом, а другие - параллельно. Ведущая шестерня установлена в коробке с возможностью осевого перемещения относительно приводного вала, а ведомые шестерни жестко закреплены на выходных валах, при этом ведущая шестерня связана с ведомой шестерней одного из выходных валов при помощи зацепления, обеспечивающего постоянство передачи крутящего момента.

Недостаток известной коробки заключается в ограниченных функциональных возможностях, т. к. число оборотов ведущей шестерни и передаваемый ею крутящий момент имеют постоянную величину, обусловленную приводом, не имеющим широкого диапазона регулирования оборотов.

Задача, решаемая изобретением, состоит в увеличении функциональных возможностей коробки отбора мощности за счет рациональной компоновки и оптимального соединения кинематических цепей коробки передач автомобиля и коробки отбора мощности. Техническим результатом является получение широкого диапазона величин мощности и чисел оборотов, передаваемых к дополнительным механизмам.

Сущность изобретения заключается в том, что коробка отбора мощности содержит корпус, ведущую шестерню, размещенные в подшипниковых опорах выходные валы, из которых один выходной вал кинематически связан с ведущей шестерней через промежуточную шестерню, установленную на оси в корпусе коробки отбора мощности, средства включения и разъединения зубчатых зацеплений, размещенные на концах выходных валов элементы для соединения с дополнительными механизмами. Новое состоит в том, что корпус коробки отбора мощности закреплен на заднем торце коробки передач с образованием общего замкнутого рабочего объема, ведущая шестерня является первичным звеном кинематической цепи коробки отбора мощности и соединена со вторичным валом, являющимся конечным звеном кинематической цепи коробки передач. Элемент для соединения коробки передач с трансмиссией автомобиля установлен соосно с вторичным валом и кинематически связан с ним через ведущую шестерню коробки отбора мощности. Второй выходной вал также кинематически связан через промежуточную шестерню с ведущей шестерней, а элементы для соединения с дополнительными механизмами выполнены на обоих концах выходных валов.

Следует отметить, что в известных устройствах не содержится такого радикального решения, как в предложенном - подключить коробку отбора мощности к конечному звену коробки передач - вторичному валу, задействовав тем самым весь диапазон чисел оборотов, обеспечиваемых диапазоном передаточных отношений коробки передач. Очевидно в силу своей оригинальности, заявляемое техническое решение соответствует изобретательскому уровню.

На фиг. 1 показан общий вид коробки отбора мощности с одним выходным валом, установленной на коробку передач; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1; на фиг. 3 - вариант коробки с двумя выходными валами; на фиг. 4 - вид Б на фиг. 3; на фиг. 5 - сечение по В-В на фиг. 2; на фиг. 6 - сечение по Г-Г на фиг. 4; на фиг. 7 - сечение по Д-Д на фиг. 4; на фиг. 8 - вариант сечения по Д-Д на фиг. 4.

Коробка отбора мощности состоит из составного корпуса - деталей 1 и 2, закрепленного на корпусе 3 коробки передач. Ведущая шестерня 4 установлена на вторичном валу 5 коробки передач и жестко связана с ним шлицами. Элемент 6 для соединения коробки передач с трансмиссией автомобиля установлен соосно с вторичным валом 5 в подшипниковых опорах в корпусе коробки отбора мощности. Для передачи вращения от вторичного вала 5 к элементу 6 служит муфта 7, установленная на шлицах вала 17 привода трансмиссии автомобиля и взаимодействующая с вилкой 8 механизма отключения трансмиссии. С ведущей шестерней находится в постоянном зацеплении промежуточная шестерня 9, установленная на оси 10. С промежуточной шестерней в постоянном зацеплении находится ведомая шестерня 11, установленная на подшипниках на выходном валу 12. Посредством шлицевого соединения на выходном валу 12 установлена муфта 13, осевое перемещение которой осуществляется вилкой 14 механизма включения вала 12. Для передачи вращения дополнительным механизмам на обоих концах выходного вала 12 имеются элементы 15 и 16 для соединения с дополнительными механизмами. В пневмоцилиндрах механизмов включения отбора мощности и включения трансмиссии имеются рабочие полости Е и Ж.

Коробка отбора мощности снабжена гаммой элементов для соединения с дополнительными механизмами, соответствующих по конструкции сопрягаемым присоединительным элементам дополнительных механизмов. При необходимости на коробке возможны различные комбинации элементов для соединения с дополнительными механизмами. В частности:
- один из элементов 15 и 16 на одном конце выходного вала 12 выполнен в виде фланца для соединения с карданным валом, а на противоположном - в виде шлицевого хвостовика для соединения с шестеренчатым насосом (фиг. 5);
- на одном конце выходного вала - в виде фланца для соединения с карданным валом, а на противоположном - в виде переходника-адаптера для соединения с аксиально-поршневым насосом (фиг. 6);
- на противоположных концах выходного вала выполнены переходники-адаптеры для соединения с аксиально-поршневыми насосами (фиг. 7);
- на одном конце выходного вала выполнен переходник-адаптер для соединения с аксиально-поршневым насосом, а на другом - шлицевой хвостовик для соединения с шестеренчатым насосом (фиг. 8).

На коробке отбора мощности, имеющей два выходных вала, возможны модификации:
- с одной стороны на концах обоих выходных валов элементы для соединения с дополнительными механизмами выполнены в виде фланцев для присоединения карданных валов, а с противоположной стороны - в виде шлицевых хвостовиков для соединения с шестеренчатыми насосами;
- на обоих концах выходных валов с задней стороны коробки выполнены элементы в виде переходников-адаптеров для соединения с аксиально-поршневыми насосами;
- с одной стороны на концах обоих выходных валов выполнены переходники-адаптеры для соединения с аксиально-поршневыми насосами, а с противоположной стороны - шлицевые втулки для соединения с шестеренчатыми или аксиально-поршневыми насосами.

Устройство работает следующим образом.

Включение отбора мощности к выходному валу 12 и трансмиссии автомобиля (передача вращения к элементу 6) осуществляются при неработающей коробке передач, когда вторичный вал 5 не вращается. Для передачи вращения к элементу 6 подают сжатый воздух в рабочую полость Ж механизма включения трансмиссии. Вилка 8 воздействует на муфту 7, соединяя шлицевым зацеплением ведущую шестерню 4 и шлицевой хвостовик элемента 6. Для передачи вращения к выходному валу 12 подают сжатый воздух в рабочую полость Е пневмоцилиндра механизма включения отбора мощности, вилка 14 которого воздействует на муфту 13, перемещая ее по шлицам выходного вала 12 и вводя в зацепление с внутренним шлицевым венцом ведомой шестерни 11. Таким образом передается вращение от вторичного вала коробки передач через находящиеся в постоянном зацеплении ведущую 4, промежуточную 9 и ведомую 11 шестерни.

При включении одной из выбранных передач коробки передач (передается вращение от двигателя) вращается вторичный вал 5 с жестко закрепленной на нем ведущей шестерней 4. При включенной муфте 7 элемент 6 вращается, передавая крутящий момент к трансмиссии автомобиля. И наоборот, когда муфта 7 отключена, трансмиссия не работает, автомобиль неподвижен.

Выходные валы 12 вращаются при выключенной муфте 13, передавая крутящий момент к дополнительным механизмам; если не вращается элемент 6, передающий вращение к трансмиссии, то на выходные валы передается 100% мощности от вторичного вала коробки передач.

Существенное значение в данном техническом решении имеет принцип образования общей кинематической цепи коробки передач и коробки отбора мощности - первичное звено коробки отбора жестко соединено с конечным звеном коробки передач. При такой схеме передача мощности от двигателя к выходным валам осуществляется с большим КПД по сравнению с известными случаями, т.к. с помощью коробки передач выбирается наиболее оптимальный режим работы дополнительных механизмов. Кроме того, при необходимости имеется возможность включения противоположного вращения выходных валов.

Благодаря предлагаемой коробке отбора мощности, конструкция которой предусматривает возможность отключения трансмиссии, автомобиль может использоваться, как передвижная силовая установка для привода разнообразных механизмов в местах, где невозможно применение электропривода.

Коробка отбора мощности обладает широким диапазоном чисел оборотов выходных валов. Вариант коробки с одним выходным валом обеспечивает выходному валу пять различных скоростей вращения за счет пяти ступеней коробки передач. Вариант коробки с двумя выходными валами и разным передаточным отношением между ведущей шестерней и ведомыми шестернями обеспечивает вращение валов с 10-ю различными скоростями. Варьируется также величина мощности, отбираемой выходными валами. Так, при отключенной трансмиссии автомобиля 100% мощности передается к двум выходным валам; при отключенной трансмиссии и одном из выходных валов (в двухвальной коробке) допускается отбор мощности 150 л/c другим валом.

Источники информации
1. В.И.Медведков и др. Автомобили КамАЗ-5320 и Урал-4320. Учебное пособие.- М., 1981, изд-во ДОСААФ СССР, с. 300-301.

2. Там же, с. 299-300.

3. Авторское свидетельство СССР N 1052432 - прототип.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к зубчатым передачам для сообщения вращательного движения. Корпус коробки отбора мощности закреплен на заднем торце коробки передач автомобиля с образованием общего замкнутого рабочего объема. Ведущая шестерня является первичным звеном кинематической цепи коробки отбора мощности и соединена с вторичным валом), являющимся конечным звеном кинематической цепи коробки передач. Элемент для соединения коробки передач с трансмиссией автомобиля установлен соосно с вторичным валом и кинематически связан с ним через ведущую шестерню коробки отбора мощности. Выходные валы размещены в подшипниковых опорах, один из них связан с ведущей шестерней через промежуточную шестерню. Такая рациональная компоновка коробки отбора мощности и оптимальное соединение кинематических цепей коробки передач автомобиля и коробки отбора мощности позволяют увеличить функциональные возможности, а также получить широкий диапазон величин мощности и чисел оборотов, передаваемых к дополнительным механизмам. 1 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Коробка отбора мощности, содержащая корпус, ведущую шестерню, размещенные в подшипниковых опорах выходные валы, из которых один выходной вал кинематически связан с ведущей шестерней через промежуточную шестерню, установленную на оси в корпусе коробки отбора мощности, средства включения и разъединения зубчатых зацеплений, размещенные на концах выходных валов элементы для соединения с дополнительными механизмами, отличающаяся тем, что корпус коробки отбора мощности закреплен на заднем торце коробки передач с образованием общего замкнутого рабочего объема, ведущая шестерня является первичным звеном кинематической цепи коробки отбора мощности и соединена с вторичным залом, являющимся конечным звеном кинематической цепи коробки передач, элемент для соединения коробки передач с трансмиссией автомобиля установлен соосно с вторичным валом и кинематически связан с ним через ведущую шестерню коробки отбора мощности. 2. Коробка отбора мощности по п. 1, отличающаяся тем, что второй выходной вал также кинематически связан через промежуточную шестерню с ведущей шестерней, а элементы для соединения с дополнительными механизмами выполнены на обоих концах выходных валов.