КОРОБКА ПЕРЕДАЧ Российский патент 2001 года по МПК B60K17/08 F16H3/91 

Изобретение относится к транспортному машиностроению, к трансмиссии транспортных машин.

Известны агрегаты трансмиссии со ступенчатым изменением передаточных чисел, содержащие шестерни, валы, опоры, устройства переключения передач, применяемые на отечественных и зарубежных автомобилях. (Осепчугов В.В., Фрумкин А.К. Автомобиль: Анализ конструкций, элементы расчета. - М.: Машиностроение, 1989. - 304 с.).

Эти агрегаты конструктивно сложны и металлоемки.

Находят применение 8-ступенчатые КП (коробки передач), например КП автомобиля КАЗ-4540 (см. с. 63, рис.40). Базовая 4-ступенчатая трехвальная КП объединена в одном блоке с замедляющим делителем. Установка переднего делителя снизила металлоемкость агрегата по сравнению с агрегатами обычной компоновки, когда для каждой передачи требуется пара шестерен, 8 передач переднего хода реализуются за счет 10 шестерен и две передачи заднего хода требуют еще трех шестерен.

Эта КП также сложна и металлоемка.

Наиболее близким к предлагаемой КП является агрегат по авторскому свидетельству SU 1654040 В 60 К 17/08 (07.06.91. Бюл. N 21).

Это трехвальная соосная КП типа 8R4 (8 передач переднего хода и 4 передачи заднего хода). КП состоит из корпуса с размещенными в нем валами, причем входной (первичный) и выходной (вторичный) валы соосны, промежуточный вал (ось) установлен параллельно соосным валам. Все шестерни переднего хода на валах установлены свободно. Между рядами шестерен расположены три муфты переключения передач, средняя муфта сдвоенная и состоит из двух односторонних противоположно направленных полумуфт, расположенных на шестернях промежуточного и вторичного валов, полумуфты взаимосвязаны одной вилкой переключения. Шестерни заднего хода размещены: одна в блоке шестерен промежуточного вала, вторая - напротив первой шестерни на муфте переключения низших передач, третья - на отдельной оси.

Металлоемкость КП по а.с. N 1654040 снижена, вместо 10 шестерен используется только 8, но остался недостаток предыдущей конструкции КП - свободная установка шестерни на первичном валу. Подвижная посадка шестерни на первичном валу увеличивает ее размеры, что приводит к увеличению межцентрового расстояния между параллельными валами, не позволяет снизить габариты и металлоемкость агрегата.

Задачей изобретения является дальнейшее снижение металлоемкости КП.

Технический результат достигается тем, что шестерня на первичном валу закреплена жестко (изготовлена заодно с валом), сдвоенная муфта переключения, состоящая из двух односторонних противоположно развернутых полумуфт, взаимосвязанных одной вилкой переключения, расположена между шестернями первичного и вторичного валов, одна полумуфта размещена на шестерне первичного вала или на расположенной рядом с ней шестерне вторичного вала, другая полумуфта размещена на шестерне промежуточного вала напротив первой полумуфты.

На фиг. 1 изображена кинематическая схема трехвальной соосной КП 8R4.

На фиг. 2 представлена лучевая диаграмма предлагаемой КП с таблицами положений муфт переключения на различных передачах. На горизонтальных шкалах приведены в логарифмическом виде величины передаточных чисел пар шестерен и передач. Вертикальный луч соответствует передаточному числу, равному 1,0. Наклон луча направо характеризует замедляющий режим работы пары шестерен, чем положе луч, тем больше передаточное число. Наклон луча налево указывает на ускоряющий режим работы пары шестерен. Наклон любого луча постоянный по всей диаграмме.

В опорах корпуса КП 1 (см. фиг. 1) расположены входной (вторичный) вал 2, в опоре этого вала соосно ему - выходной (вторичный) вал 3. Параллельно соосным валам 2 и 3 размещен промежуточный вал, который разделен на две части 4 и 5. Ось 6 шестерни заднего хода расположена между валами 3 и 5 параллельно им. Шестерня 7 закреплена на первичном валу 2 (изготовлена совместно с валом) и взаимозацеплена с шестерней 8 свободно установленной па валу 4.

Шестерни 9, 10 и 11 свободно установлены на вторичном валу 3 и взаимозацеплены попарно соответственно с шестернями 12, 13 и 14. Шестерня 12 закреплена на валу 4, а шестерни 13 и 14, а также шестерня заднего хода 15 закреплены на валу 5. Отдельная шестерня заднего хода 16, совмещенная с муфтой R, установлена на оси 6.

Напротив шестерни 15 на муфте C, размещенной на ступице вторичного вала 3 между шестернями низших передач 10 и 11, закреплена третья шестерня заднего хода 17. Сдвоенная муфта А состоит из двух односторонних противоположно направленных полумуфт: полумуфта 18 расположена на венце шестерни 9 вторичного вала со стороны шестерни 7 первичного вала, полумуфта 19 расположена на шестерне 8 промежуточного вала 4, полумуфты взаимосвязаны одной вилкой переключения 20. Муфта B устроена аналогично муфте A: полумуфта 21 расположена на противоположном венце шестерни 9 вторичного вала 3, а полумуфта 22 - на венце шестерни 13 вала 5. Полумуфты 21 и 22 взаимосвязаны вилкой переключения 23.

Полумуфты 18, 19 и 21, 22 могут быть установлены иначе. Например, полумуфта 18 на венце шестерни 7 при соответствующем удлинении ее венца, а полумуфта 19 - напротив полумуфты 18 на венце шестерни 12 вала 4. Полумуфта 21 может быть установлена на венце шестерни 10 вторичного вала 3, а полумуфта 22 - на венце шестерни 12. Валы 4 и 5 можно заменить осью, на которой шестерни должны быть установлены свободно, причем шестерни 13, 14 и 15 надо объединить в блок.

Коробка передач работает следующим образом.

Первая передача
Муфты A и C находятся в правом положении, а муфты В и R - в левом (см. фиг. 2, верхняя таблица справа над т. 1). Полумуфты 18 и 21 шестерни 9 вторичного вала 3 выключены (см. фиг. 1, муфты показаны в нейтральном положении, фактически муфты A и B не фиксируются в этом положении, а только проходят его при переключении), полумуфты 19 и 22 на валу 4 включены. Крутящий момент от первичного вала 4 передается парой шестерен 7 - 8, полумуфтой 19, ступицей шестерни 12, полумуфтой 22, валом 5, парой шестерен 14 - 11 и муфтой C на вторичный вал 3.

На лучевой диаграмме эта передача представлена двумя самыми пологими лучами: луч 7 - 8 выходит из т. 8 направо вниз к средней горизонтали, далее луч 14 - 11 направо вверх к т. 1 на верхней горизонтали.

Вторая передача
Переключаем муфту B в правое положение: полумуфта 22 выключается, а полумуфта 21 включается. Крутящий момент от первичного вала 2 передается парой шестерен 7 - 8, полумуфтой 19, парой шестерен 12 - 9, полумуфтой 21, парой шестерен 10 - 13, валом 5, парой шестерен 14 - 11, муфтой C на вторичный вал 3.

На лучевой диаграмме эта передача представлена четырьмя лучами: из т. 8 слева на верхней горизонтали луч 7 - 8 направо вниз как на первой передаче, но далее ускоряющий луч 12 - 9 налево вверх к т. 6, затем вертикальный луч 10 - 13 вниз и четвертый луч 14 - 11 к т. 2 параллельно лучу первой передачи.

Третья передача
Переключаем муфты A и B в левое положение: полумуфты 19 и 21 выключаются, а полумуфты 18 и 22 включаются. Крутящий момент от первичного вала 2 передается полумуфтой 18, парой шестерен 9 - 12, полумуфтой 22 на вал 5 и далее как на предыдущих передачах.

На лучевой диаграмме эта передача представлена двумя лучами: 9 - 12 и 14 - 11 к т. 3.

Четвертая передача
Переключаем муфту B в правое положение как на второй передаче. Крутящий момент от первичного вала 2 передается полумуфтой 18, ступицей шестерни 9, полумуфтой 21, парой шестерен 10 - 13 па вал 5 и далее как на предыдущих передачах.

На лучевой диаграмме эта передача представлена двумя лучами: вертикальный луч 10 - 13, далее пологий луч 14 - 11 к т. 4.

Пятая передача
Переключаем муфту А в правое положение, а муфты B и C в левое. Муфта C отсоединила от вторичного вала 3 шестерню 11 и подсоединила шестерню 10. До вала 5 крутящий момент передается как на первой передаче, далее по паре шестерен 13 - 10, но в другом направлении по сравнении с четвертой передачей, затем по муфте С на вторичный вал.

На лучевой диаграмме этой передаче соответствуют два луча: пологий луч 7 - 8, вертикальный луч 13 - 10 вверх к т. 5.

Шестая передача
Переключаем муфту B в правое положение. Крутящий момент передается от первичного вала 2 парой шестерен 7 - 8, полумуфтой 19, парой шестерен 12 - 9, полумуфтой 21, ступицей шестерни 10, затем муфтой C на вторичный вал 3.

На лучевой диаграмме этой передаче соответствуют два луча: пологий луч 7 - 8, ускоряющий луч 12 - 9 налево вверх к т. 6.

Седьмая передача
Переключаем муфты A и B в левое положение, все муфты в левом положении. Кроящий момент передается от первичного вала 2 полумуфтой 18, парой шестерен 9 - 12, полумуфтой 22, парой шестерен 13 - 10 как на пятой передаче, затем муфтой C на вторичный вал.

На лучевой диаграмме эта передача представлена двумя лучами: луч 9 - 12 круто направо вниз, луч 13 - 10 вертикально вверх к т. 7.

Восьмая передача - прямая
Переключаем муфту B в правое положение. Крутящий момент от первичного вала 2 передается полумуфтой 18, ступицей шестерни 9, полумуфтой 21, ступицей шестерни 10, далее муфтой C на вторичный вал 3. Крутящий момент передается между валами напрямую без трансформации парами шестерен.

На лучевой диаграмме этой передаче соответствует точка 8.

Движение задним ходом
Муфта C в нейтральном положении, а муфта R в правом положении вводит отдельную шестерню заднего хода 16 в зацепление с шестернями 15 вала 5 и 17 вторичного вала 3. Положения других муфт соответствуют передачам переднего хода.

Первый задний ход - 1R
Муфта A в правом положении, а муфта B - в левом (см. фиг. 2, нижняя таблица, правый столбец под т. 1R). Крутящий момент от первичного вала 2 передается парой шестерен 7 - 8, полумуфтой 19, ступицей шестерни 12, полумуфтой 22, валом 5, рядом шестерен заднего хода 15 - 16 - 17 и по муфте C на вторичный вал 3, который вращается в сторону, противоположную вращению первичного вала.

На лучевой диаграмме эта передача представлена двумя пологими лучами, направленными из т. 8 слева вверху направо вниз к т. 1R.

Второй задний ход - 2R
Переключаем муфту R в правое положение. До вала 5 крутящий момент передается как на второй передаче переднего хода, затем как на предыдущей передаче.

На лучевой диаграмме эта передача соответствует четырем лучам: пологий луч 7 - 8, ускоряющий луч 12 - 9 налево вверх к т. 6, вертикальный луч 10 - 13 вниз и пологий луч 15 - 16 - 17 к т. 2R.

Третий задний ход 3R
Переключаем муфты A и B в левое положение. От первичного вала 2 крутящий момент передается полумуфтой 18, парой шестерен 9 - 12, полумуфтой 22, далее как на предыдущих передачах.

На лучевой диаграмме этой передаче соответствуют два луча: 9 - 12 круто вниз направо, затем пологий луч 15 - 16 - 17 также направо вниз к т. 3R.

Четвертый задний ход - 4R
Переключаем муфту B в правое положение. Крутящий момент передается от первичного вала 2 полумуфтой 18, ступицей шестерни 9, полумуфтой 21, парой шестерен 10 - 13, далее как на предыдущих передачах.

На лучевой диаграмме эта передача представлена двумя лучами: вертикальный луч 10 - 13 вниз, затем пологий луч 15 - 16 - 17 к т. 4R.

Положительный эффект выражается в снижении металлоемкости КП за счет уменьшения диаметра шестерни первичного вала, а значит и межцентрового расстояния между параллельными валами и габаритов агрегата.

Изобретение относится к транспортному машиностроению. Коробка передач содержит корпус, соосно расположенные входной и выходной валы, параллельный им промежуточный вал, шестерни, расположенные на упомянутых валах, одну трехпозиционную муфту, расположенную между шестернями на ступице выходного вала, и две двухпозиционные сдвоенные муфты, состоящие из двух противоположно развернутых полумуфт одностороннего действия, связанных вилкой переключения. Одна из сдвоенных муфт расположена между вторым и третьим рядами шестерен, при этом ее полумуфта установлена на венце шестерни выходного вала, а другая полумуфта - напротив первой полумуфты на венце шестерни промежуточного вала. Вторая сдвоенная муфта расположена между первым и вторым рядами шестерен, при этом одна ее полумуфта установлена на венце шестерни входного вала или на рядом расположенной шестерне выходного вала, а вторая полумуфта - напротив первой полумуфты на венце шестерни, свободно установленной на промежуточном валу. Снижена металлоемкость коробки передач. 2 ил.

Коробка передач, содержащая корпус с размещенными в нем входным, выходным и промежуточным валами, причем входной и выходной валы установлены соосно, а промежуточный вал расположен параллельно этим валам, три шестерни промежуточного вала объединены в блок, две из них попарно взаимозацеплены с шестернями низших передач, свободно установленными на выходном валу, между этими шестернями на ступице выходного вала установлена трехпозиционная муфта переключения, на которой закреплена шестерня заднего хода, ведущая шестерня заднего хода закреплена в средней части блока шестерен промежуточного вала, отдельная шестерня заднего хода с муфтой переключения установлена на оси, двухпозиционная сдвоенная муфта переключения, состоящая из двух противоположно развернутых полумуфт одностороннего действия, взаимосвязанных вилкой переключения, расположена между вторым и третьим рядами шестерен, одна полумуфта установлена на венце одной из шестерен, свободно установленных на выходном валу, другая полумуфта установлена напротив первой полумуфты на венце шестерни промежуточного вала, отличающаяся тем, что шестерня на входном валу закреплена жестко, между первым и вторым рядами шестерен расположена двухпозиционная сдвоенная муфта переключения, состоящая из двух противоположно развернутых полумуфт одностороннего действия, взаимосвязанных вилкой переключения, одна полумуфта установлена на венце шестерни входного вала или на рядом расположенной шестерне выходного вала, другая полумуфта установлена напротив первой полумуфты на венце шестерни, свободно установленной на промежуточном валу.