ТРАНСМИССИЯ ПЛАВАЮЩЕГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА Российский патент 2004 года по МПК B60K17/00 

Изобретение относится к амфибийным транспортным и переправочно-паромным средствам, а конкретно к трансмиссиям указанных средств, и может быть использовано для строительства плавающих гусеничных амфибий.

Известна трансмиссия гусеничного плавающего транспортера среднего ПТС-3 производства завода "Лугансктепловоз" (см. журнал "Техника и вооружение", №10, 2001 г.). Крутящий момент от двигателя, размещенного в центральной части корпуса, через гитару и коробку передач (КП) передается карданными валами в передней части корпуса - на планетарные механизмы поворота (ПМП) гусеничного движителя, а в направлении кормы - на гребные винты водоходного движителя.

Недостатком известной трансмиссии является то, что применение кинематической схемы из узлов трансмиссии в виде КП и двух ПМП, используемых в военно-гусеничных машинах первых поколений, не позволяет соответствовать современным требованиям по динамике и маневренности при движении по суше и полностью реализовать возможности двигателя танка Т-72, который установлен на транспортере ПТС-3. Кроме того, указанную трансмиссию невозможно использовать при поперечном расположении двигателя в моторно-трансмиссионном отделении (МТО).

Известна трансмиссия плавающего транспортного средства (см. заявку №2001110525 от 17.04.2001 г. на изобретение "Плавающее транспортное средство", заявитель - Федеральное государственное унитарное предприятие "Конструкторское бюро транспортного машиностроения", с Решением ФИПС о выдаче патента от 22.08.2002 г.), в которой двигатель, поперечно установленный в МТО, смещен к левому борту и кинематически через гитару связан в передней части с планетарными бортовыми коробками передач (БКП), установленными соосно с ведущими колесами гусеничного движителя, а в направлении кормы - карданным валом с раздаточной коробкой, содержащей коническую зубчатую передачу, гидроуправляемые нормально разомкнутые муфты и выходные валы, связанные с карданными валами привода движительно-рулевого комплекса, который включает гребные водоходные винты. В указанной трансмиссии использованы танковые БКП, например, танка Т-90.

Недостатком известной трансмиссии является то, что из-за смещения двигателя к левому борту, размещения гитары вдоль правого борта, необходимости передачи гитарой крутящего момента вперед на БКП и назад, через карданный вал на раздаточную коробку, трансмиссия занимает значительные габариты и для ее размещения требуется МТО с большим объемом.

Целью настоящего изобретения является создание трансмиссии плавающего транспортного средства, удовлетворяющей современным требованиям к данному классу машин с обеспечением минимальных габаритов агрегатов и трансмиссии в целом.

Поставленная цель достигается за счет того, что трансмиссия выполнена с обеспечением возможности попеременной или одновременной передачи крутящего момента в направлении БКП привода гусеничного движителя и привода винтов водоходного движителя, первичный зубчатый вал гитары установлен в центральной части картера и кинематически связан через промежуточные шестерни с параллельно разнесенными относительно первичного вала передним выходным валом-шестерней, связанным шлицевыми соединениями с левой и правой БКП, и задним выходным валом гитары, параллельно которому установлен входной вал раздаточной коробки, размещенный по другую сторону от продольной оси транспортного средства на расстоянии, обеспечивающем величину угла наклона карданного вала, связывающего упомянутые валы в пределах 0-20° , а выходные валы раздаточной коробки выполнены перпендикулярно к выходному валу гитары, при этом раздаточная коробка выполнена в двухкорпусном картере, в первом из корпусов, съемно закрепленном на втором, размещены входной вал с конической передачей, а во втором корпусе размещены выходные валы с приводом.

В одной из промежуточных шестерен гитары установлен вал с закрепленной на нем ведущей шестерней привода гидронасоса, съемно закрепленного на боковой стенке картера, соосно первичному зубчатому валу гитары установлен редуктор привода воздушного компрессора, снабженный пружинной муфтой, а с шестерней заднего выходного вала связана шестерня привода стартера-генератора, снабженного гидромуфтой и механизмом переключения со стартерного на генераторный режим.

Раздаточная коробка выполнена с обеспечением возможности передачи крутящего момента на привод водоходного движителя с вращением винтов одновременно в одну или разные стороны и вращением одного из винтов в любую сторону при заторможенном другом винте, при этом взаимодействие выходных валов с входным валом выполнено через коническую передачу, главную фрикционную муфту, барабан которой установлен на валу, связанном шлицевым соединением с ведомой шестерней конической передачи, а корпус муфты жестко связан с шестерней привода двух параллельных рядов шестерен, содержащих каждый две шестерни, жестко связанные или выполненные заодно с корпусами фрикционных муфт включения выходных валов и промежуточную шестерню, причем промежуточные шестерни обоих рядов кинематически связаны между собой через солнечную и эпициклическую шестерни планетарного ряда обеспечения реверса, при этом все фрикционные муфты снабжены гидравлическими бустерами управления.

На валу, связанном с ведомой конической шестерней, установлены барабан главной фрикционной муфты и на шлицах - блок шестерен, одна из которых связана с барабаном фрикционной муфты привода гидронасосов, съемно закрепленных на передней стенке второго корпуса картера, а другая шестерня связана с шестерней привода откачивающего масляного насоса, съемно закрепленного на задней стенке указанного корпуса.

Каждый выходной вал снабжен двумя фрикционными муфтами включения с общим барабаном, установленным через шлицевое соединение.

Анализ основных отличительных признаков показал, что:

- выполнение трансмиссии с обеспечением возможности попеременной или одновременной передачи крутящего момента в направлении БКП привода гусеничного движителя и привода винтов водоходного движителя с параллельно разнесенными относительно первичного вала передним и задним выходными валами обеспечило возможность использования БКП, например, танка Т-90 с задним расположением МТО в плавающем транспортном средстве с передним расположением МТО, что повысило ходовые качества на суше до уровня современных танков;

- установка входного вала раздаточной коробки параллельно выходному валу гитары, максимальное поперечное смещение указанного входного вала от гитары с размещением по другую сторону от продольной оси транспортного средства с обеспечением величины угла наклона карданного вала, связывающего упомянутые валы в пределах 0-20° , позволило максимально приблизить раздаточную коробку к гитаре в продольном направлении до полной соосности указанных валов, что уменьшает габариты трансмиссии, обеспечивает оптимальные условия работы карданного вала и создает возможность компенсировать погрешности изготовления и монтажа агрегатов в МТО;

- установка в одной из промежуточных шестерен гитары вала с закрепленной на нем ведущей шестерней привода гидронасоса, съемно закрепленного на боковой стенке повышающего редуктора, обеспечило возможность снабдить гидрообъемным приводом вентилятор системы охлаждения;

- предложенная конструкция раздаточной коробки с шестью нормально разомкнутыми фрикционными муфтами, выполнение взаимодействия выходных валов с входным валом через коническую передачу, главную фрикционную муфту, барабан которой установлен на валу, связанном шлицевым соединением с ведомой шестерней конической передачи, а корпус муфты жестко связан с шестерней привода двух параллельных рядов шестерен, содержащих каждый две шестерни, жестко связанные или выполненные заодно с корпусами фрикционных муфт включения выходных валов и промежуточную шестерню, причем промежуточные шестерни обоих рядов кинематически связаны между собой через солнечную и эпициклическую шестерни планетарного ряда обеспечения реверса, позволила попарным включением фрикционных муфт обеспечить возможность передачи крутящего момента на привод водоходного движителя с вращением винтов одновременно в одну или разные стороны и тем самым получить требуемые параметры по подвижности и управляемости транспортного средства на плаву, расширяет возможности эволюции при швартовке;

- обеспечение возможности вращения одного из винтов в любую сторону при аварийном внешнем блокировании другого винта (наматывание сетей, тросов, водорослей, заклинивание плавающими на поверхности воды предметами и т.п.) позволяет плавающему транспортному средству продолжать движение по воде на одном винте;

- использование для управления фрикционными муфтами гидравлических бустеров облегчает управление, повышает быстродействие и надежность включения-выключения режимов работы;

- установка на валу, связанном с ведомой конической шестерней, барабана главной фрикционной муфты и на шлицах - блока шестерен, одна из которых связана с барабаном фрикционной муфты привода гидронасосов, съемно закрепленных на передней стенке второго корпуса картера, а другая шестерня связана с шестерней привода откачивающего масляного насоса, съемно закрепленного на задней стенке указанного корпуса, обеспечила возможность снабдить гидрообъемным приводом различные системы транспортного средства и позволило оптимально организовать смазку контактирующих поверхностей элементов раздаточной коробки.

Изобретение поясняется чертежами, на которых изображено:

- на фиг.1 - общий вид сверху на трансмиссию;

- на фиг.2 - продольный разрез гитары, повернутый элемент А фиг.1;

- на фиг.3 - разрез по переднему выходному валу-шестерне гитары, элемент Б фиг.1;

- на фиг.4 - разрез по заднему выходному валу гитары, элемент В фиг.1;

- на фиг.5 - разрез по промежуточному валу и приводу гидронасоса, повернутый элемент Г фиг.1;

- на фиг.6 - кинематическая схема раздаточной коробки;

- на фиг.7 - привод гидронасосов, разрез Д-Д фиг.1;

- на фиг.8 - привод выходных валов раздаточной коробки, разрез Е-Е фиг.7.

Трансмиссия плавающего транспортного средства содержит гитару 1 (см. фиг.1), установленную вдоль правого борта в моторно-трансмиссионном отделении, которое размещено в носовой части транспортного средства, и связанную в передней части с правой 2 и левой 3 бортовыми коробками передач (БКП) привода гусеничного движителя.

В задней части выполнена связь гитары 1 через карданную передачу 4 с раздаточной коробкой 5, входной вал которой размещен по другую сторону от продольной оси транспортного средства на расстоянии, обеспечивающем величину угла наклона вала карданной передачи 4 в пределах 0-20° .

Первичный вал 6 (см. фиг.2) гитары 1 установлен в центральной части картера 7 и через промежуточные шестерни 8, 9 связан с передним выходным валом-шестерней 10 (см. фиг.3) и задним выходным валом 11 (см. фиг.4).

Соосно первичному валу 6 установлен редуктор 12 и пружинная муфта 13 привода воздушного компрессора 14.

В одной из промежуточных шестерен 8 или 9 установлен вал 15 с закрепленной на нем ведущей шестерней 16 привода гидронасоса 17, съемно закрепленного на боковой стенке гитары 1.

С шестереней 18, установленной на заднем выходном валу 11, сцеплена шестерня 19, которая через гидромуфту 20, механизм и редуктор 21 переключения стартера-генератора 22 со стартерного режима на генераторный, связана с валом стартера-генератора 22.

Картер раздаточной коробки 5 (см фиг.6, 7, 8) состоит из двух корпусов: в первом корпусе 23 размещена коническая передача, во втором корпусе 24 с крышкой 25 размещены выходные валы 26 и 27, связанные с карданными валами привода водоходного двигателя, привод двух гидронасосов 28, 29, привод откачивающего насоса 30. Корпус 23 закреплен на передней стенке корпуса 24 болтами. Выходные валы 26 и 27 выполнены перпендикулярно к выходному валу 11 гитары 1.

Гидронасосы 28 и 29 съемно закреплены на передней стенке корпуса 24, а откачивающий насос 30 закреплен на крышке 25 этого корпуса.

Входной вал раздаточной коробки 5 выполнен заодно с ведущей конической шестерней 31, на шлицах которой установлен и закреплен гайкой фланец 32 крепления карданного вала 4. Ведущая коническая шестерня 31 и ведомая коническая шестерня 33 установлены на подшипниках в стаканах 34 и 35 соответственно.

Внутренняя полость корпуса 23 изолирована от внешней среды с помощью манжеты, резиновых колец и паронитовых прокладок (не показаны). Смазка зубьев конических шестерен 31 и 33 принудительная, осуществляется с помощью разбрызгивателя 36, закрепленного на крышке 37 смотрового лючка.

Смазка подшипников осуществляется за счет принудительной подачи масла в полости между подшипниками ведущей 31 и ведомой 33 конических шестерен. Переток смазки из корпуса 23 в корпус 24 осуществляется через отверстия Б во фланце стакана 35 и через отверстие В в стенке опоры 38.

Во втором корпусе 24 размещен вал 39, один конец которого установлен на подшипниках в крышке 25, а другой конец шлицами связан с ведомой конической шестерней 33. На валу 39 на шлицах установлен барабан 40 главной фрикционной муфты Ф₁ и блок шестерен 41 и 42. Корпус 43 главной фрикционной муфты Ф₁ закреплен болтами на шестерне 44 привода двух параллельных рядов шестерен. На наружных шлицах барабана 40 установлены металлокерамические диски 45 с внутренними зубьями, а на внутренних шлицах корпуса 43 установлены стальные диски 46 с наружными зубьями и упорный диск 47, зафиксированный с помощью пружинного кольца 48 и болтов. Воздействие на пакет фрикционных дисков 45 и 46 осуществляется нажимным диском, выполненным заодно с бустером 49. Подача масла в полость, образуемую указанным бустером 49 и корпусом 43 муфты, осуществляется из системы управления по каналам в корпусе 24, опоре 38, маслопитателе 50 и корпусе 43. Размыкание фрикционных дисков осуществляется при сбросе давления за счет пружин 51.

Шестерня 44 установлена на подшипниках в опоре 38, закрепленной болтами в расточке корпуса 24. Указанная шестерня находится в зацеплении с шестерней 52, закрепленной на корпусе 53 передней фрикционной муфты Ф₂, установленной на подшипниках в корпусе 24. В корпусе 53 фрикционной муфты установлен подшипник 54, являющийся передней опорой выходного вала 26. Второй опорой этого вала является подшипник 55, установленный на хвостовике фланца 56 крепления карданного вала в крышке 25 корпуса 24.

Выходной вал 26 в средней части снабжен шлицами, на которых установлен барабан 57, являющийся общим для двух фрикционных муфт Ф₂ и Ф₃. Корпус 58 задней фрикционной муфты Ф₃ выполнен заодно с шестерней 59 и установлен на подшипниках в крышке 25.

По конструкции передняя Ф₂ и задняя Ф₃ фрикционные муфты аналогичны. Каждая содержит упорный диск 60, набор фрикционных дисков металлокерамических и стальных, нажимной диск, выполненный заодно с бустером 61, уплотнительную манжету 62, отжимные пружины 63 с пальцами и маслопитатели 64. В выходном валу выполнены сверления для подвода смазки к подшипникам и фрикционным дискам.

Выходной вал 27 с элементами привода и управления идентичен валу 26, а его элементы привода и управления аналогичны этим элементам вала 26, т.е. идентичны: шестерни 52 и 65, 59 и 66, фрикционные муфты Ф₂ и Ф₄, Ф₃ и Ф₅.

Между собой выходные валы 26, 27 кинематически связаны через промежуточные шестерни 67 и 68, образуя два параллельных ряда шестерен: передний - шестерни 52-67-65 и задний - шестерни 59-68-66.

Шестерня 67 выполнена заодно с солнечной шестерней 69 планетарного ряда реверса. Она установлена на оси 70 на подшипниках 71. На шестерне 68 закреплена эпициклическая шестерня 72 планетарного ряда, а сама шестерня 68 установлена на опоре 73 на подшипниках 74. Водило 75 установлено на шлицах на оси 70, которая шлицевым соединением связана с опорой 73. Этим водило зафиксировано от проворота. От осевого перемещения оно зафиксировано гайкой 76. Для смазки подшипников и шестерен в оси 70 выполнены сверления, смазка в которые подается через отверстия в крышке 77.

Шестерня 41 находится в зацеплении с шестерней 78, закрепленной болтами на барабане 79 фрикционной муфты Ф₆. Корпус 80 этой муфты выполнен заодно с шестерней 81. Муфта Ф₆ принципиально по конструкции не отличается от фрикционных муфт Ф₂-Ф₅. Барабан 79 и корпус 80 указанной муфты установлены на подшипниках на оси 82, закрепленной в корпусе 24 и крышке 25. В оси 82 выполнены сверления, по одним каналам подводится смазка к подшипникам и фрикционным дискам, а по другим каналам масло подводится к питателю 83 из системы управления.

Шестерня 81 находится в зацеплении с шестернями 84 и 85, установленными на подшипниках в корпусе 24 и жестко связанными шлицевым соединением с гидронасосами 28 и 29.

Шестерня 42 находится в зацеплении с шестерней 86, установленной на подшипниках в крышке 25, и связана шлицевым соединением с откачивающим насосом 30.

Работа

При движении по суше крутящий момент от работающего двигателя через гитару 1, промежуточную шестерню 8 и передний вал-шестерню 10 передается на входные валы правой 2 и левой 3 БКП привода гусеничного движителя.

При движении по воде крутящий момент от работающего двигателя через гитару 1, промежуточную шестерню 9, задний выходной вал 11 и вал карданной передачи 4 передается на входной вал раздаточной коробки 5, коническую передачу (шестерни 31, 33), вал 39 и через шлицевое соединение - на установленные на указанном валу барабан 40 главной фрикционной муфты Ф₁ и блок шестерен 41 и 42.

При выключенной главной фрикционной муфте Ф₁ шестерня 44 привода параллельных рядов шестерен 52-67-65 и 59-68-66, шестерни в рядах и выходные валы 26, 27 остаются неподвижными. Шестерня 42 через шестерню 80 передает вращение на откачивающий масляный насос 30, который таким образом при работающем двигателе работает постоянно, обеспечивая откачку масла из картера раздаточной коробки 5. Шестерня 41 передает вращение через шестерню 78 на барабан 79 фрикционной муфты Ф₆. При выключенной муфте Ф₆ ее корпус 80 и выполненная с ним заодно шестерня 81 остаются неподвижными и вращение на гидронасосы 28, 29 не передается. При включенной фрикционной муфте Ф₆ вращение от шестерни 81 через шестерни 84, 85 передается на гидронасосы 28, 29. Таким образом, при работающем двигателе по желанию оператора гидронасосы 28, 29 могут как находиться в работе, так и не работать, независимо от главной фрикционной муфты Ф₁.

При включенной главной фрикционной муфте Ф₁ вращение передается через жестко связанную с ней шестерню 44 на передний ряд шестерен 52-67-65 и через планетарный ряд реверса на задний ряд шестерен 59-68-66. Причем направление вращения шестерен заднего ряда противоположно направлению вращения соосно расположенных шестерен переднего ряда.

При выключенных фрикционных муфтах Ф₂..._{Ф5 вращение на выходные валы 26, 27 не передается.}

При включенной муфте Ф2 и выключенных муфтах Ф₃..._{Ф5 крутящий момент передается на выходной вал 26, а выходной вал 27 остается неподвижным.}

При включенной муфте Ф₃ и выключенных муфтах Ф₂, Ф₄, Ф₅ вращение от шестерни 44 передается через шестерни 52, 67, планетарный ряд реверса, шестерни 68, 59 и муфту Ф₃ на выходной вал 26, причем направление вращения его противоположно тому, которое имело место при включении фрикционной муфты Ф₂.

При включенной муфте Ф₄ и выключенных муфтах Ф₂, Ф₃, Ф₅ крутящий момент через шестерни 52, 67 и 65 передается на выходной вал 27, а выходной вал 26 остается неподвижным.

При включенной муфте Ф₅ и выключенных муфтах Ф₂..._{Ф4 крутящий момент через шестерни 52, 67, планетарный ряд реверса, шестерни 68, 66 и муфту Ф5 передается на выходной вал 27, причем направление вращения его противоположно тому, которое имело место при включении муфты Ф4.}

При одновременном включении фрикционных муфт Ф₂ и Ф₄ или Ф₃ и Ф₄ крутящий момент передается на оба выходные вала 26, 27, причем направление их вращения в одну или другую сторону совпадает.

При одновременном включении фрикционных муфт Ф₂ и Ф₅ или Ф₃ и Ф₄ крутящий момент передается на оба выходные вала 26, 27, но направление их вращения противоположно.

Таким образом, предложенное изобретение обеспечивает повышение эксплуатационных характеристик плавающего транспортного средства за счет использования трансмиссии, отвечающей современным техническим требованиям к данному классу машин с обеспечением минимальных габаритов.

Изобретение относится к амфибийным транспортным и переправочно-паромным средствам и может быть использовано для строительства плавающих гусеничных амфибий. Трансмиссия содержит гитару, планетарные бортовые коробки передач привода гусеничного движителя, раздаточную коробку. Последняя включает коническую зубчатую передачу, гидроуправляемые нормально разомкнутые фрикционные муфты и выходные валы, связанные с карданными валами привода винтов водоходного движителя. Для обеспечения возможности попеременной или одновременной передачи крутящего момента в направлении бортовых коробок передач привода гусеничного движителя и привода винтов водоходного движителя в трансмиссии параллельно заднему выходному валу гитары установлен входной вал раздаточной коробки. Упомянутый вал размещен по другую сторону продольной оси транспортного средства на расстоянии, обеспечивающем величину угла наклона карданного вала, связывающего упомянутые валы в пределах 0-20°. Выходные валы раздаточной коробки выполнены перпендикулярно к выходному валу гитары. Раздаточная коробка выполнена в двухкорпусном картере. В первом из корпусов, съемно закрепленном на втором, размещены входной вал с конической передачей, а во втором корпусе размещены выходные валы с приводом. Технический результат - обеспечение минимальных габаритов агрегатов и трансмиссии в целом. 4 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Трансмиссия плавающего транспортного средства, состоящая из гитары, связанной в передней части с планетарными бортовыми коробками передач, например, танка Т-90, привода гусеничного движителя, а в направлении кормы - карданным валом с раздаточной коробкой, содержащей коническую зубчатую передачу, гидроуправляемые нормально разомкнутые фрикционные муфты и выходные валы, связанные с карданными валами привода винтов водоходного движителя, отличающаяся тем, что трансмиссия выполнена с обеспечением возможности попеременной или одновременной передачи крутящего момента в направлении планетарных бортовых коробок передач привода гусеничного движителя и привода винтов водоходного движителя, первичный зубчатый вал гитары установлен в центральной части картера и кинематически связан через промежуточные шестерни с параллельно разнесенными относительно первичного вала передним выходным валом-шестерней, связанным шлицевыми соединениями с левой и правой планетарными бортовыми коробками передач, и задним выходным валом гитары, параллельно которому установлен входной вал раздаточной коробки, размещенный по другую сторону от продольной оси транспортного средства на расстоянии, обеспечивающем величину угла наклона карданного вала, связывающего упомянутые валы, в пределах 0-20°, а выходные валы раздаточной коробки выполнены перпендикулярно выходному валу гитары, при этом раздаточная коробка выполнена в двухкорпусном картере, в первом из корпусов, съемно закрепленном на втором, размещены входной вал с конической передачей, а во втором корпусе размещены выходные валы с приводом.2. Трансмиссия по п.1, отличающаяся тем, что в одной из промежуточных шестерен гитары установлен вал с закрепленной на нем ведущей шестерней привода гидронасоса, съемно закрепленного на боковой стенке картера, соосно с первичным зубчатым валом гитары установлен редуктор привода воздушного компрессора, снабженный пружинной муфтой, а с шестерней заднего выходного вала связана шестерня привода стартера-генератора, снабженного гидромуфтой и механизмом переключения со стартерного на генераторный режим.3. Трансмиссия по п.1, отличающаяся тем, что раздаточная коробка выполнена с обеспечением возможности передачи крутящего момента на привод водоходного движителя с вращением винтов одновременно в одну или разные стороны и вращением одного из винтов в любую сторону при заторможенном другом винте, при этом взаимодействие выходных валов с входным валом выполнено через коническую передачу, главную фрикционную муфту, барабан которой установлен на валу, связанном шлицевым соединением с ведомой шестерней конической передачи, а корпус муфты жестко связан с шестерней привода двух параллельных рядов шестерен, содержащих каждый две шестерни, жестко связанные или выполненные заодно с корпусами фрикционных муфт включения выходных валов, и промежуточную шестерню, причем промежуточные шестерни обоих рядов кинематически связаны между собой через солнечную и эпициклическую шестерни планетарного ряда обеспечения реверса, при этом все фрикционные муфты снабжены гидравлическими бустерами управления.4. Трансмиссия по п.3, отличающаяся тем, что на валу, связанном с ведомой конической шестерней, установлены барабан главной фрикционной муфты и на шлицах - блок шестерен, одна из которых связана с барабаном фрикционной муфты привода гидронасосов, съемно закрепленных на передней стенке второго корпуса картера, а другая шестерня связана с шестерней привода откачивающего масляного насоса, съемно закрепленного на задней стенке указанного корпуса.5. Трансмиссия по п.5, отличающаяся тем, что каждый выходной вал снабжен двумя фрикционными муфтами включения с общим барабаном, установленным через шлицевое соединение.