Шестнадцатиступенчатая реверсивная несоосная коробка передач Российский патент 2024 года по МПК F16H3/89 B60K17/08 F16H37/04 

Изобретение относится к транспортному машиностроению, в частности 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. 1). Автомобили: Конструкция, конструирование и расчет. Трансмиссия. / Под ред. А.И. Гришкевича. Мн.: Выш. шк., 1985.- 240 с. 2). Некрасов В.И. Многоступенчатая трансмиссия. Конструкция, конструирование и расчет: Учеб. пособие. - Курган, Изд-во Курганского гос. ун-та, 2001. - 155 с.).

Эти агрегаты конструктивно сложны, металлоемки.

Наиболее близкой к предлагаемой КП (коробке передач) является шестнадцатиступенчатая реверсивная несоосная КП 16R16 (16 передач переднего хода и 16 передач заднего хода) по авт. св-ву № 1773746 (Бюл. N 41 от 07.11.1992). Автор Некрасов В.И.

Коробка передач содержит корпус агрегата, в котором на входном и выходном параллельно установленных валах расположены пять пар взаимозацепленных шестерен переднего хода, шестерни на валах установлены свободно, между средними парами шестерен установлены сдвоенные муфты переключения, состоящие из двух противоположно развернутых муфт одностороннего действия с общей вилкой переключения; между шестернями входного и выходного валов расположены трехпозиционные муфты переключения передач рядом с зубчатыми венцами шестерен, шестерни напротив муфт переключения объединены в блоки трубчатыми валами, ведомая шестерня заднего хода свободно установлена на выходном валу, ведущая шестерня заднего хода закреплена на трубчатом валу блока шестерен входного вала, блок шестерен заднего хода установлен на отдельном валу.

Несоосное расположение выходного и входного валов расширяет компоновочные возможности КП и транспортных средств, так как допускает установку на выходе такой КП ведущей цилиндрической шестерни главной передачи при поперечном расположении двигателя и трансмиссии относительно транспортного средства, а также оптимальный угол наклона валов карданной передачи при продольной компоновке двигателя и трансмиссии.

Описанная КП проще типовых конструкций трансмиссионных агрегатов, приведенных в книге, реализует 16-ть передач только пятью парами шестерен, вместо семи (1+4+2), когда к 4-х ступенчатой КП традиционной компоновки присоединяют передний делитель и задний дополнительный редуктор с двумя парами шестерен; обеспечивает достаточный диапазон передаточных чисел (отношение передаточных чисел низшей передачи к высшей), но имеет высокую металлоемкость из-за массивной ведомой шестерни заднего хода.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в снижении металлоемкости КП при исключении из конструкции металлоемкой ведомой шестерня заднего хода.

Поставленная задача решается за счет достижения технического результата, который заключается в установке пары шестерен заднего хода в передней части КП, ведомая шестерня заднего хода валом соединена с дополнительной шестерней заднего хода, зацепленной с ведомой шестерней первой пары переднего хода.

Указанный технический результат обеспечивается тем, что шестнадцатиступенчатая реверсивная несоосная коробка передач содержит корпус с размещенными в нем на входном и выходном параллельно установленных валах пять пар взаимозацепленных шестерен, свободно установленных на валах, трехпозиционная муфта переключения передач расположена на зубчатом венце выходного вала и зубчатых венцах крайних шестерен, между средними парами шестерен установлены сдвоенные муфты переключения, состоящие из двух противоположно развернутых муфт одностороннего действия с общей вилкой переключения; при этом в передней части коробки передач на входном валу между парами шестерен переднего и заднего хода закреплен зубчатый венец, на котором расположена вторая трехпозиционная муфта переключения, ведомая шестерня заднего хода валом соединена с дополнительной шестерней заднего хода, зацепленной с ведомой шестерней первой пары переднего хода.

На фиг. 1 показана кинематическая схема реверсивной несоосной шестнадцатииступенчатой КП 16 Rr 16 (16 - шестнадцать передач переднего хода, Rr 16 - шестнадцать передач заднего хода с «r» - парой шестерен заднего хода). Над кинематической схемой в окружностях приведены обозначения: r - пара шестерен заднего хода; a, b, c, d, е – пары шестерен переднего хода.

На фиг. 2 изображен вид слева на шестерни заднего хода.

На фиг. 3 представлена структурная лучевая диаграмма КП с таблицами положений муфт переключения на различных передачах.

На нижней горизонтали обозначены шкалы: на верхней неравномерной шкале показаны величины передаточных чисел в натуральном виде U, на нижней равномерной шкале - в логарифмическом виде – lq U. На горизонтальных шкалах диаграммы в логарифмическом виде приведены величины передаточных чисел пар шестерен и передач. Над верхней горизонтальной шкалой обозначены передачи переднего хода: 16G – 1G. Верхняя горизонталь соответствует передаточным числам переднего хода на выходном валу. На средней горизонтальной шкале слева точкой «0» показан вход крутящего момента в КП, от этой точки выходят пять лучей, характеризующих пары шестерен: a, b, c, d, е. Наклон луча направо указывает на замедляющий режим работы пары шестерен, чем больше наклон, тем больше передаточное число, например, луч (е) больше луча (с). Наклон луча налево характеризует ускоряющий режим работы пары шестерен, например, левый луч (d). На любом участке лучевой диаграммы наклон луча постоянный для каждой пары шестерен. На этой горизонтали отмечены передачи заднего хода: 16R-1R. Между средней и нижней горизонталями расположены лучи, образующие передачи заднего хода: 16R-1R.

В опорах корпуса 1 несоосной КП (см. фиг. 1 и 2) параллельно расположены входной вал 2 и выходной вал 3. На входном валу 2 свободно установлены шестерни 4-9, шестерни 5-9 зацеплены с шестернями 10-14, свободно установленными на выходном валу 3. Ведущая шестерня заднего хода 4 зацеплена с ведомой шестерней 15, закрепленной на валу 16 блока с дополнительной шестерней заднего хода 17 (условно показана пунктирной линией). На входном валу 2 свободно установлен трубчатый вал 18 блока шестерен 8 и 9. Зубчатый венец 19 с трехпозиционной муфтой переключения 20 (R) закреплен на входном валу 2 между зубчатыми венцами шестерен 4 и 5. Зубчатый венец 21 с трехпозиционной муфтой переключения 22 (Е) закреплен на выходном валу 3 между зубчатыми венцами шестерен 13 и 14. Сдвоенная муфта А состоит из двух противоположно развёрнутых муфт: муфта 23 установлена на зубчатых венцах шестерен 5 и 6 входного вала 2; а противоположно развёрнутая муфта 24 - на зубчатых венцах шестерен 10 и 11 выходного вала 3. Муфты 23 и 24 взаимосвязаны общей вилкой переключения 25. Сдвоенная муфта В состоит из двух противоположно развёрнутых муфт: муфта 26 установлена на зубчатых венцах шестерен 6 и 7 входного вала 2; а противоположно развёрнутая муфта 27 - на зубчатых венцах шестерен 11 и 12 выходного вала 3. Муфты 26 и 27 взаимосвязаны общей вилкой переключения 28. Сдвоенная муфта С состоит из двух противоположно развёрнутых муфт: муфта 29 установлена на зубчатых венцах шестерен 7 и 8 входного вала 2; а противоположно развёрнутая муфта 30 – на зубчатых венцах шестерен 12 и 13 выходного вала 3. Муфты 29 и 30 взаимосвязаны общей вилкой переключения 31.

В конструкции КП реализован метод свободной установки шестерен на валах - каждая дополнительная пара шестерен удваивает число передач: три пары шестерен обеспечивают 4 передачи; четыре пары - 8 передач, пять пар - 16 передач и т.д.

Порядок работы муфт переключения ВСАЕ показан слева вверху над табл. фиг. 3. Первая муфта В срабатывает при каждом последовательном переключении передач: L, П, L и т.д.; вторая муфта С после двух последовательных переключений передач: L, L, П, П, L и т.д.; третья муфта А - после четырех и четвертая муфта Е - после восьми последовательных переключений передач.

Суммарная редукция шестерен, равная сумме отрезков лучей на горизонтальные шкалы в логарифмическом масштабе, в интервалах q составит: Р=5,5+1,5+0,5+1,5+6,5=15,5.

Если принять интервал между соседними передачами q=1,21; то диапазон передаточных чисел D=1,21¹⁵=17,45.

Величины передаточных чисел пар шестерен:

Uа=1,21^5,5=2,853; Ub=Ud=1,21^1,5=1,331; Uс=1,21^0,5 =1,1; Uе=1,21^6,5=3,45;

Ur=U(4-15)=1,35; Uа'=U(17-10)=2,56; Uа''=U(10-5)=1,0/2,85=0,351.

Работа КП осуществляется следующим образом:

Крутящий момент на входной вал 2 можно подавать с обеих сторон. Выход входного вала 2 можно использовать как ВОМ - вал отбора мощности. Нейтральное положение (КП не передает крутящий момент) обеспечивается трехпозиционными муфтами 20 (R) и (или) 22 (Е). Муфты А, В, С и Е используются при переключении передач, а муфта R - для реверсирования (изменения направления вращения выходного вала 3). На передачах переднего хода муфта R находится в правом положении; на передачах заднего хода – в левом положении.

Пары шестерен: (а) 5-10, (в) 6-11, (с) 7-12 и (d) 8-13 могут работать в обоих направлениях. Передачи переднего хода образуются при нечетном числе зубчатых зацеплений (см. фиг. 3 между верхней и средней горизонталями), передачи заднего хода - при четном числе зубчатых зацеплений (см. фиг. 3 между средней и нижней горизонталями). Положения муфт переключения передач переднего и заднего хода отличаются только переключением муфты R из правого положения в левое (см. табл. фиг. 3).

1-я передача переднего хода – 1 G: а, d, е

Муфты А, В и С находятся в левом (L) положении, а муфты R и Е - в правом (П) положении (cм. табл. фиг. 3 справа над т. 1 G).

На лучевой диаграмме (см. фиг. 3) из т. 0 слева на средней горизонтали выходят: пологий луч (а) направо вверх к т. 9 G, затем луч (d) направо вниз, далее пологий луч (е) направо вверх к т. 1 G справа на верхней горизонтали.

Крутящий момент от входного вала 2 передается (см. фиг. 1 и 2) зубчатым венцом 19, трехпозиционной муфтой 20 (R) на пару шестерен (а) от шестерни 5 на шестерню 10, нижними муфтами 24 (А), 27 (В) и 30 (С) на пару шестерен (d) от шестерни 13 на шестерню 8, трубчатым валом 18 на пару шестерен (е) от шестерни 9 на шестерню 14, затем трехпозиционной муфтой 22 (Е) на зубчатый венец 21 и выходной вал 3.

Величина передаточного числа передачи 1 G:

U _{1 G} =UаUdUе=2,853*1,331*3,45=1,21^13,5 =13,1. lg 13,1=1,12.

1-я передача заднего хода – 1 R: r , а', d, е

Переключаем муфту 20® в левое положение, остальные муфты в положении 1-й передачи переднего хода (cм. табл. фиг. 3 справа под т. 1 R.

На лучевой диаграмме (см. фиг. 3) из т. 0 слева на средней горизонтали выходят: крутой луч (r) направо вниз, пологий луч (а') направо вверх к т. 9 R, затем луч (d) направо вниз, далее пологий луч (е) направо вверх к т. 1 R справа на средней горизонтали.

Крутящий момент от входного вала 2 передается (см. фиг. 1 и 2) зубчатым венцом 19, трехпозиционной муфтой 20 (R) на пару шестерен (r) от шестерни 4 на шестерню 15, валом 16 на дополнительную шестерню заднего хода 17 и шестерню 10 (а'), далее как на 1-й передаче переднего хода.

Величина передаточного числа передачи 1 R:

U _{1 R}= UrUа'UdUе=1,35*2,56 *1,331*3,45=1,21^14,5=15,86. lg 15,86=1,2.

2-я передача - 2 G: а, в, с, d, е

Переключаем муфты В в правое положение.

На лучевой диаграмме эта передача представлена пятью последовательно соединенными лучами: пологий луч (а) от т.0 на средней горизонтали направо вверх к т. 9 G, луч (b) налево вниз в ускоряющем режиме, луч (с) направо вверх т. 10 G, далее как на 1-й передаче к т. 2 G.

Крутящий момент от входного вала 2 передается зубчатым венцом 19, трехпозиционной муфтой 20 (R) на пару шестерен (а) от шестерни 5 на шестерню 10, нижней муфтой 24 (А) на пару шестерен (в) от шестерни 11 на шестерню 6, верхней муфтой 26 (В) на пару шестерен (с) от шестерни 7 на шестерню 12, затем как на 1-й передаче: нижней муфтой 30 (С) на пару шестерен (d) от шестерни 13 на шестерню 8, трубчатым валом 18 на пару шестерен (е) от шестерни 9 на шестерню 14, затем трехпозиционной муфтой 22 (Е) на зубчатый венец 21 и выходной вал 3.

U _{2 G} =UаUbUсUd Uе=2,853*(1,0/1,331)*1,1*1,331*3,45=1,21^12,5=10,83.

lg 10,83=1,035. Интервал q=13,1/10,83=1,21.

2-я передача заднего хода – 2 R: r , а', в, с, d, е

Переключаем муфту 20 (R) в левое положение, остальные муфты в положении 2-й передачи переднего хода (cм. табл. фиг. 3 справа под т. 2 R).

На лучевой диаграмме (см. фиг. 3) из т. 0 слева на средней горизонтали выходят: крутой луч (r) направо вниз, пологий луч (а') направо вверх к т. 9 R, затем крутой луч (в) налево вниз в ускоряющем режиме, крутой луч (с) направо вверх к т. 10 R, луч (d) направо вниз, далее пологий луч (е) направо вверх к т. 2 R справа на средней горизонтали.

Крутящий момент от входного вала 2 передается (см. фиг. 1 и 2) зубчатым венцом 19, трехпозиционной муфтой 20 (R) на пару шестерен (r) от шестерни 4 на шестерню 15, валом 16 на дополнительную шестерню заднего хода 17 и шестерню 10 (а'), далее как на 2-й передаче переднего хода.

Величина передаточного числа передачи 2 R:

U _{2 R}=UrUа'UbUсUdUе=1,35*2,56*(1,0/1,331)*1,1*1,331*3,45=1,21^13,5=13,1.

lg 13,1=1,12. Интервал q=15,86/13,1=1,21.

3-я передача - 3 G: а, с, е

Возвращаем муфты В в левое положение, переключаем муфты С в правое положение.

На лучевой диаграмме эта передача представлена тремя последовательно соединенными лучами: пологий луч (а) от т. 0 на средней горизонтали направо вверх к т. 9 G, крутой луч (с) налево вниз в ускоряющем режиме, далее как на 1-й передаче к т. 3 G.

Крутящий момент от входного вала 2 передается зубчатым венцом 19, трехпозиционной муфтой 20 (R) на пару шестерен (а) от шестерни 5 на шестерню 10, нижними муфтами 24 (А) и 27 (В) на пару шестерен (с) от шестерни 12 на шестерню 7, затем как на 1-й передаче: верхней муфтой 29 (С) на трубчатый вал 18, на пару шестерен (е) от шестерни 9 на шестерню 14, затем трехпозиционной муфтой 22 (Е) на зубчатый венец 21 и выходной вал 3.

U _{3 G} =UаUсUе=2,853*(1,0/1,1)*3,45=1,21^11,5=8,95.

lg 8,95=0,95. Интервал q=10,83/8,95=1,21.

3-я передача заднего хода - 3 R: r , а', с, е

Переключаем муфту 20 (R) в левое положение, остальные муфты в положении 3-й передачи переднего хода.

На лучевой диаграмме из т. 0 слева на средней горизонтали выходят: крутой луч (r) направо вниз, пологий луч (а') направо вверх к т. 9 R, затем крутой луч (с) налево вниз в ускоряющем режиме, далее пологий луч (е) направо вверх к т. 3 R на средней горизонтали.

Крутящий момент от входного вала 2 до шестерни 10 передается как на предыдущих передачах, далее как на 3-й передаче переднего хода.

Величина передаточного числа передачи 3 R:

U _{3 R}=UrUа'UсUе=1,35*2,56 *(1,0/1,1)*3,45=1,21^12,5=10,83.

lg 10,83=1,035. Интервал q=13,1/10,83=1,21.

4-я передача - 4 G: а, в, е

Переключаем муфты В в правое положение.

На лучевой диаграмме эта передача представлена тремя последовательно соединенными лучами: пологий луч (а) от т. 0 на средней горизонтали направо вверх к т. 9 G, крутой луч (в) налево вниз в ускоряющем режиме, далее как на предыдущих передачах к т. 4 G.

Крутящий момент от входного вала 2 передается зубчатым венцом 19, трехпозиционной муфтой 20 (R) на пару шестерен (а) от шестерни 5 на шестерню 10, нижней муфтой 24 (А) на пару шестерен (в) от шестерни 11 на шестерню 6, затем как на 1-й передаче: верхними муфтами 26 (В) и 29 (С) на трубчатый вал 18, на пару шестерен (е) от шестерни 9 на шестерню 14, затем трехпозиционной муфтой 22 (Е) на зубчатый венец 21 и выходной вал 3.

U _{4 G}=UаUвUе=2,853*(1,0/1,331)*3,45=1,21^10,5=7,4. lg7,4=0,87. q=8,95/7,4=1,21.

4-я передача заднего хода - 4 R: r , а', в, е

Переключаем муфту 20 (R) в левое положение, остальные муфты в положении 4-й передачи переднего хода.

На лучевой диаграмме из т. 0 слева на средней горизонтали выходят: крутой луч (r) направо вниз, пологий луч (а') направо вверх к т. 9 R, затем крутой луч (в) налево вниз в ускоряющем режиме, далее пологий луч (е) направо вверх к т. 4 R на средней горизонтали.

Крутящий момент от входного вала 2 до шестерни 10 передается как на предыдущих передачах, далее как на 4-й передаче переднего хода.

Величина передаточного числа передачи 4 R:

U _{4 R}=Ur Uа'UвUе=1,35*2,56 *(1,0/1,331)*3,45=1,21^11,5=8,95.

lg 8,95=0,95. Интервал q=10,83/8,95=1,21.

5-я передача - 5 G: в, d, е

Муфты В и С находятся в левом (L) положении, а муфты R, А и Е - в правом (П) положении.

На лучевой диаграмме из т. 0 слева на средней горизонтали выходят: крутой луч (в) направо вверх к т. 13 G, затем как на 1-й передаче: луч (d) направо вниз, далее пологий луч (е) направо вверх к т. 5 G на верхней горизонтали.

Крутящий момент от входного вала 2 передается зубчатым венцом 19, трехпозиционной муфтой 20 (R), верхней муфтой 23 (А) на пару шестерен (в) от шестерни 6 на шестерню 11, далее как на 1-й передаче.

U _{5 G} =UвUdUе=1,331*1,331*3,45=1,21^9,5 =6,1. lg 6,1=0,786. q=7,4/6,1=1,21.

5-я передача заднего хода - 5 R: r , а', а'', в, d, е

Переключаем муфту 20 (R) в левое положение, остальные муфты в положении 5-й передачи переднего хода.

На лучевой диаграмме из т. 0 слева на средней горизонтали выходят: крутой луч (r) направо вниз, пологий луч (а') направо вверх к т. 9 R, затем пологий луч (а'') налево вниз в ускоряющем режиме, крутой луч (в) направо вверх к т. 14 R, луч (d) направо вниз, далее пологий луч (е) направо вверх к т. 5 R на средней горизонтали.

Крутящий момент от входного вала 2 передается зубчатым венцом 19, трехпозиционной муфтой 20 (R) на пару шестерен (r) от шестерни 4 на шестерню 15, валом 16 на дополнительную шестерню заднего хода 17 и шестерню 10 (а'), от нее на шестерню 5 (а''), далее как на 5-й передаче переднего хода.

U _{5 R}=UrUа'Uа''UвUdUе=1,35*2,56*(1,0/2,85)*1,331*1,331*3,45=1,21^10,5=7,4.

lg 7,4=0,87. q=8,95/7,4=1,21.

6-я передача - 6 G: с, d, е

Муфты С находятся в левом (L) положении, остальные муфты - в правом (П) положении.

На лучевой диаграмме из т. 0 слева на средней горизонтали выходят: крутой луч (с) направо вверх к т. 14 G, затем как на 1-й и 5-й передачах: луч (d) направо вниз, далее пологий луч (е) направо вверх к т. 6 G на верхней горизонтали.

Крутящий момент от входного вала 2 передается зубчатым венцом 19, трехпозиционной муфтой 20 (R), верхними муфтами 23 (А) и 26 (В) на пару шестерен (с) от шестерни 7 на шестерню 12, далее как на 1-й передаче.

U _{6 G} =UсUdUе=1,1*1,331*3,45=1,21^8,5=5,05. lg 5,05=0,704. q=6,1/5,05=1,21.

6-я передача заднего хода – 6 R: r , а', а'', с, d, е

Переключаем муфту 20 (R в левое положение, остальные муфты в положении 6-й передачи переднего хода.

На лучевой диаграмме из т. 0 слева на средней горизонтали выходят: крутой луч (r) направо вниз, пологий луч (а') направо вверх к т. 9 R, затем пологий луч (а'') налево вниз в ускоряющем режиме, крутой луч (с) направо вверх к т. 15 R, луч (d) направо вниз, далее пологий луч (е) направо вверх к т. 6 R на средней горизонтали.

Крутящий момент от входного вала 2 передается зубчатым венцом 19, трехпозиционной муфтой 20 (R) на пару шестерен (r) от шестерни 4 на шестерню 15, валом 16 на дополнительную шестерню заднего хода 17 и шестерню 10 (а'), от нее на шестерню 5 (а''), далее как на 6-й передаче переднего хода.

U _{6 R}= UrUа'Uа''UсUdUе=1,35*2,56*(1,0/2,85)*1,1*1,331*3,45=1,21^9,5=6,12.

lg 6,12=0,786. q=7,4/6,12=1,21.

7-я передача - 7 G: в, с, е

Муфты В находятся в левом (L) положении, остальные муфты - в правом (П) положении.

На лучевой диаграмме из т. 0 слева на средней горизонтали выходят: крутой луч (в) направо вверх к т. 13 G, затем луч (с) налево вниз в ускоряющем режиме, далее пологий луч (е) направо вверх к т. 7 G на верхней горизонтали.

Крутящий момент от входного вала 2 передается зубчатым венцом 19, трехпозиционной муфтой 20 (R), верхней муфтой 23 (А) на пару шестерен (в) от шестерни 6 на шестерню 11, нижней муфтой 27 (В) на пару шестерен (с) от шестерни 12 на шестерню 7, далее как на предыдущих передачах.

U _7G=UвUсUе=1,331*(1,0/1,1)*3,45=1,21^7,5=4,18. lg4,18=0,62. q=5,05/4,18= 1,21.

7-я передача заднего хода – 7 R: r , а', а'', в, с, е

Переключаем муфту 20® в левое положение, остальные муфты в положении 7-й передачи переднего хода.

На лучевой диаграмме из т. 0 слева на средней горизонтали выходят: крутой луч (r) направо вниз, пологий луч (а') направо вверх к т. 9 R, затем пологий луч (а'') налево вниз в ускоряющем режиме, крутой луч (в) направо вверх к т. 14 R, луч (с) налево вниз в ускоряющем режиме, далее пологий луч (е) направо вверх к т. 7 R на средней горизонтали.

Крутящий момент от входного вала 2 до шестерни 5 (а'') передается как на предыдущих передачах, далее как на 7-й передаче переднего хода.

U _{7 R}=UrUа'Uа''UвUсUе=1,35*2,85*(1,0/2,85)*1,331*(1,0/1,1)*3,45=1,21^8,5=5,05. lg 5,05=0,7. q=6,1/5,05=1,21.

8-я передача - 8 G: е

Все муфты находятся в правом (П) положении.

На лучевой диаграмме из т. 0 слева на средней горизонтали выходит пологий луч (е) направо вверх к т. 8 G на верхней горизонтали.

Крутящий момент от входного вала 2 передается зубчатым венцом 19, трехпозиционной муфтой 20 (R), верхними муфтами 23 (А), 26 (В) и 29 (С) на трубчатый вал 18, на пару шестерен (е) от шестерни 9 на шестерню 14, далее как на предыдущих передачах.

U _8G =Uе=1,21^6,5=3,45. lg 3,45=0,54. q=4,18/3,45=1,21.

8-я передача заднего хода – 8 R: r , а', а'', е

Переключаем муфту 20 (R в левое положение, остальные муфты в положении 8-й передачи переднего хода.

На лучевой диаграмме из т. 0 слева на средней горизонтали выходят: крутой луч (r) направо вниз, пологий луч (а') направо вверх к т. 9 R, затем пологий луч (а'') налево вниз в ускоряющем режиме, далее пологий луч (е) направо вверх к т. 8 R на средней горизонтали.

Крутящий момент от входного вала 2 до шестерни 5 (а'') передается как на предыдущих передачах, далее как на 8-й передаче переднего хода.

U _{8 R}=UrUа'Uа''Uе=1,35*2,56*(1,0/2,85)*3,45=1,21^7,5=4,18.

lg 4,18=0,62. q=5,05/4,18=1,21.

9-я передача - 9 G: а

Муфты А, В, С и Е в левом положении.

На лучевой диаграмме эта передача представлена пологим лучом (а) от т.0 на средней горизонтали направо вверх к т. 9 G.

Крутящий момент от входного вала 2 до нижней муфты 24 (А) передается как на 1-й - 4-й передачах, далее нижними муфтами 27 (В), 30 (С) и трехпозиционной муфтой 22 (Е) на зубчатый венец 21 и на выходной вал 3.

U _{9 G}=Uа=1,21^5,5=2,853. lg 2,853=0,455. q=3,45/2,853=1,21.

9-я передача заднего хода - 9 R: r, а'

Все муфты в левом положении.

На лучевой диаграмме эта передача представлена двумя лучами: луч (r) от т. 0 на средней горизонтали направо вниз, далее пологий луч (а') направо вверх к т. 9 R на средней горизонтали.

Крутящий момент от входного вала 2 передается на зубчатый венец 19, трехпозиционной муфтой 20 (R) в левом положении на пару шестерен заднего хода 4-15 (r), валом 16 на дополнительную шестерню заднего хода 17, от нее на шестерню 10, далее нижними муфтами 24 (А), 27 (В) и 30 (С) - (верхние муфты 23 (А), 26 (В) и 29 (С) разъединяют шестерни 5, 6, 7 и 8 входного вала 2), затем трехпозиционной муфтой 22 (Е) на зубчатый венец 21 и на выходной вал 3.

U _{9 R}=UrUа'=1,35*2,56=1,21^6,5=3,45. lg 3,45=0,54. q=4,18/3,45=1,21.

10-я передача - 10 G: а, в, с

Переключаем муфты В в правое положение.

На лучевой диаграмме эта передача представлена тремя последовательно соединенными лучами: пологий луч (а) от т. 0 на средней горизонтали направо вверх к т. 9 G, крутой луч (b) налево вниз в ускоряющем режиме и луч (с) направо вверх к т. 10 G.

Крутящий момент от входного вала 2 до нижней муфты 24 (А) передается как на предыдущей передаче, далее на пару шестерен (в) от шестерни 11 на шестерню 6, верхней муфтой 26 (В) на пару шестерен (с) от шестерни 7 на шестерню 12, затем нижней муфты 30 (С) и трехпозиционной муфтой 22 (Е) на зубчатый венец 21 и выходной вал 3.

U _{10 G}=UаUbUс=2,853*(1,0/1,331)*1,1=1,21^4,5=2,36.

lg 2,36=0,37. q=2,853/2,36=1,21.

10-я передача заднего хода - 10 R: r, а', в, с

Переключаем муфту 20 (R) в левое положение, остальные муфты в положении 10-й передачи переднего хода.

Переключаем муфты В в правое положение по сравнению с передачей 9 R.

На лучевой диаграмме этой передаче принадлежат четыре луча: крутой луч (r) от т. 0 на средней горизонтали направо вниз, пологий луч (а') направо вверх к т. 9 R на средней горизонтали, далее крутой луч (в) налево вниз в ускоряющем режиме и крутой луч (с) налево вверх к т. 10 R на средней горизонтали.

Крутящий момент от входного вала 2 передается на зубчатый венец 19, трехпозиционной муфтой 20 (R) в левом положении на пару шестерен заднего хода 4-15 (r), валом 16 на дополнительную шестерню заднего хода 17, от нее на шестерню 10 (а'), далее как на 10-й передаче переднего хода.

U _{10 R}=UrUа'UвUс=1,35*2,56*(1,0/1,331)*1,1=1,21^5,5=2,85.

lg 2,85=0,455. q=3,45/2,85=1,21.

11-я передача - 11 G: а, с, d

Переключаем муфты В в левое положение, а муфты С в правое положение.

На лучевой диаграмме из т. 0 слева на средней горизонтали выходят: пологий луч (а) направо вверх к т. 9 G, затем крутой луч (с) налево вниз в ускоряющем режиме, далее луч (d) налево вверх в ускоряющем режиме к т. 11 G на верхней горизонтали.

Крутящий момент от входного вала 2 до нижней муфты 27 (В) передается как на 3-й передаче переднего хода, далее на пару шестерен (с) от шестерни 12 на шестерню 7, верхней муфтой 29 (С) на пару шестерен (d) от шестерни 8 на шестерню 13, затем трехпозиционной муфтой 22 (Е) на зубчатый венец 21 и выходной вал 3.

U _{11 G}=UаUсUd=2,85*(1,0/1,1)*(1,0/1,331)=1,21^3,5=1,95.

lg 1,95=0,29. q=2,36/1,95=1,21.

11-я передача заднего хода – 11 R: r, а', с, d

Муфты С в правом положении, остальные муфты в левом положении.

На лучевой диаграмме этой передаче принадлежат четыре луча: крутой луч (r) от т. 0 на средней горизонтали направо вниз, пологий луч (а') направо вверх к т. 9 R на средней горизонтали, затем крутой луч (с) налево вниз в ускоряющем режиме, далее луч (d) налево вверх в ускоряющем режиме к т. 11 R на средней горизонтали.

Крутящий момент от входного вала 2 передается на зубчатый венец 19, трехпозиционной муфтой 20 (R) в левом положении на пару шестерен заднего хода 4-15 (r), валом 16 на дополнительную шестерню заднего хода 17, от нее на шестерню 10 (а'), далее как на передаче 11 G.

U _{11 R}=UrUа'UсUd=1,35*2,56*(1,0/1,1)*(1,0/1,331)=1,21^4,5=2,36.

lg 2,36=0,37. q=2,85/2,36=1,21.

12-я передача - 12 G: а, в, d

Муфты В переключаем в правое (П) положение.

На лучевой диаграмме из т. 0 слева на средней горизонтали выходят: пологий луч (а) направо вверх к т. 9 G, затем крутой луч (в) налево вниз в ускоряющем режиме, далее крутой луч (d) налево вверх в ускоряющем режиме к т. 12 G на верхней горизонтали.

Крутящий момент от входного вала 2 до верхней муфты 26 (В) передается как на предыдущих передачах, далее верхней муфтой 29 (С) на пару шестерен (d) от шестерни 8 на шестерню 13, затем трехпозиционной муфтой 22 (Е) на зубчатый венец 21 и выходной вал 3.

U _{12 G}=UаUbUd=2,85*(1,0/1,331)*(1,0/1,331)=1,21^2,5=1,61.

lg 1,61=0,207. q=1,95/1,61=1,21.

12-я передача заднего хода - 12 R: r, а', в, d

Переключаем муфту 20 (R) в левое положение, остальные муфты в положении 12-й передачи переднего хода.

На лучевой диаграмме этой передаче принадлежат четыре луча: крутой луч (r) от т. 0 на средней горизонтали направо вниз, пологий луч (а') направо вверх к т. 9 R на средней горизонтали, далее крутой луч (в) налево вниз в ускоряющем режиме и луч (d) налево вверх в ускоряющем режиме к т. 12 R на средней горизонтали.

Крутящий момент от входного вала 2 передается на зубчатый венец 19, трехпозиционной муфтой 20 (R) в левом положении на пару шестерен заднего хода 4-15 (r), валом 16 на дополнительную шестерню заднего хода 17, от нее на шестерню 10 (а'), далее как на передаче 12 G.

U _{12 R}=UrUа'UвUd=1,35*2,516*(1,0/1,331)*(1,0/1,331)=1,21^3,5=1,95.

lg 1,95=0,29. q=2,36/1,95=1,21.

13-я передача - 13 G: в

Переключаем муфты А в правое положение, а муфты В в левое положение.

На лучевой диаграмме эта передача представлена крутым лучом (в) от т. 0 на средней горизонтали направо вверх к т.13 G.

Крутящий момент от входного вала 2 передается верхними муфтами 20 (R), 23 (А), парой шестерен (в) от шестерни 6 на шестерню 11, далее нижними муфтами 27 (В), 30 (С) и трехпозиционной муфтой 22 (Е) на зубчатый венец 21 и на выходной вал 3.

U _{13 G}=Uв*=1,21^1,5=1,331. lg 1,331=0,124; q=1,61/1,331=1,21.

13-я передача заднего хода - 13 R: r, а', а'', в

Переключаем муфту 20 (R) в левое положение, остальные муфты в положении 13-й передачи переднего хода.

На лучевой диаграмме этой передаче принадлежат четыре луча: крутой луч (r) от т. 0 на средней горизонтали направо вниз, пологий луч (а') направо вверх к т. 9 R на средней горизонтали, далее пологий луч (а'') налево вниз в ускоряющем режиме и крутой луч (в) направо вверх к т. 13 R на средней горизонтали.

Крутящий момент от входного вала 2 до верхней муфты 23 (А) передается как на передачах 5 R - 8 R, далее на пару шестерен (в) от шестерни 6 на шестерню 11, затем нижними муфтами 27 (В), 30 (С) и трехпозиционной муфтой 22 (Е) на зубчатый венец 21 и на выходной вал 3.

U _{13 R}=UrUа'Uа''Uв=1,35*2,56*(1,0/2,85)*1,331=1,21^2,5=1,61.

lg 1,61=0,21. q=1,95/1,61=1,21.

14-я передача - 14 G: с

Переключаем муфты В в правое положение.

На лучевой диаграмме эта передача представлена крутым лучом (с) от т. 0 на средней горизонтали направо вверх к т. 14 G.

Крутящий момент от входного вала 2 передается верхними муфтами 20 (R), 23 (А) и 26 (В), парой шестерен (с) от шестерни 7 на шестерню 12, далее нижней муфтой 30 (С) и трехпозиционной муфтой 22 (Е) на зубчатый венец 21 и на выходной вал 3.

U _{14 G}=Uс=1,21^0,5=1,1. lg 1,1=0,04. q=1,331/1,1=1,41.

14-я передача заднего хода - 14 R: r, а', а'', с

Переключаем муфту 20 (R) в левое положение, остальные муфты в положении 14-й передачи переднего хода.

На лучевой диаграмме этой передаче принадлежат четыре луча: крутой луч (r) от т. 0 на средней горизонтали направо вниз, пологий луч (а') направо вверх к т. 9 R на средней горизонтали, далее пологий луч (а'') налево вниз в ускоряющем режиме и крутой луч (с) направо вверх к т. 14 R на средней горизонтали.

Крутящий момент от входного вала 2 до верхней муфты 23 (А) передается как на предыдущей передаче, далее верхней муфтой 26 (В) на пару шестерен (с) от шестерни 7 на шестерню 12, затем нижней муфтой 30 (С) и трехпозиционной муфтой 22 (Е) на зубчатый венец 21 и на выходной вал 3.

U _{14 R}=UrUа'Uа''Uс=1,32*2,51*0,424*(1,0/1,19)=1,21^1,5=1,331.

lg 1,331=0,124. q=1,61/1,331=1,21.

15-я передача - 15 G: в, с, d; 1-я ускоряющая

Муфты В переключаем в левое положение, а муфты С - в правое положение.

На лучевой диаграмме из т. 0 слева на средней горизонтали выходят: крутой луч (в) направо вверх к т. 13 G, затем крутой луч (с) налево вниз в ускоряющем режиме, далее пологий луч (d) налево вверх в ускоряющем режиме к т. 15 G на верхней горизонтали.

Крутящий момент от входного вала 2 передается зубчатым венцом 19, трехпозиционной муфтой 20 (R) на шестерню 5 (а), верхней муфтой 23 (А) на пару шестерен (в) от шестерни 6 на шестерню 11, нижней муфтой 27 (В) на пару шестерен (с) от шестерни 12 на шестерню 7, верхней муфтой 29 (С), на пару шестерен (d) от шестерни 8 на шестерню 13, затем трехпозиционной муфтой 22 (Е) на зубчатый венец 21 и выходной вал 3.

U _15G=UbUсUd=1,331*(1,0/1,1)*(1,0/1,331)=1,21^-0,5=0,91.

lg 0,91=-0,04. q=1,1/0,91=1,21.

15-я передача заднего хода - 15 R: r, а', а'', в, с, d

Переключаем муфту 20 (R) в левое положение, остальные муфты в положении 15-й передачи переднего хода.

На лучевой диаграмме этой передаче принадлежат шесть лучей: крутой луч (r) от т. 0 на средней горизонтали направо вниз, пологий луч (а') направо вверх к т. 9 R на средней горизонтали, далее пологий луч (а'') налево вниз в ускоряющем режиме, крутой луч (в) направо вверх к т. 13 R, крутой луч (с) налево вниз в ускоряющем режиме и луч (d) налево вверх в ускоряющем режиме к т. 15 R на средней горизонтали.

Крутящий момент от входного вала 2 передается на зубчатый венец 19, трехпозиционной муфтой 20 (R) в левом положении на пару шестерен заднего хода 4-15 (r), валом 16 на дополнительную шестерню заднего хода 17, от нее на шестерню 10 (а') и шестерню 5 (а''), далее верхней муфтой 23 (А) на пару шестерен (в) от шестерни 6 на шестерню 11, нижней муфтой 27 (В) на пару шестерен (с) от шестерни 12 на шестерню 7, на трубчатый вал 16 и пару шестерен (d), от шестерни 8 на шестерню 12, затем верхней муфтой 29 (С) и трехпозиционной муфтой 22 (Е) на зубчатый венец 21 и на выходной вал 3.

U _{15 R}=UrUа'Uа''UвUсUd=1,35*2,56*0,351*1,331*(1,0/1,1)*1,331=1,21^0,5=1,1. lg 1,1 =0,04. q=1,331/1,1=1,21.

16-я передача - 16 G: d; 2-я ускоряющая

Муфта Е в левом положении, остальные муфты в правом положении.

На лучевой диаграмме эта передача представлена лучом (d) от т. 0 на средней горизонтали налево вверх в ускоряющем режиме к т. 16 G.

Крутящий момент от входного вала 2 передается верхними муфтами 20 (R), 23(А), 26 (В), 29 (С) на пару шестерен (d) от шестерни 8 на шестерню 13, затем трехпозиционной муфтой 22 (Е) на зубчатый венец 21 и выходной вал 3.

U _{16 G}=Ud=1,21^-1,5=0,751. lg 0,751=-0,124. q=0,91/0,751=1,21.

Проверка диапазона передач переднего хода

D=U_{1 G}/U_{16 G} =13,1/0,75=17,45.

16-я передача заднего хода - 16 R: r, а', а'', d

Переключаем муфту 20 (R) в левое положение, остальные муфты в положении 16-й передачи переднего хода.

На лучевой диаграмме этой передаче принадлежат четыре луча: крутой луч (r) от т. 0 на средней горизонтали направо вниз, пологий луч (а') направо вверх к т. 9 R на средней горизонтали, далее пологий луч (а'') налево вниз в ускоряющем режиме и луч (d) налево вверх в ускоряющем режиме к т. 16 R на средней горизонтали.

Крутящий момент от входного вала 2 передается на зубчатый венец 19, трехпозиционной муфтой 20 (R) в левом положении на пару шестерен заднего хода 4-15 (r), валом 16 на дополнительную шестерню заднего хода 17, от нее на шестерню 10, далее на шестерню 5, (нижние муфты 24 (А) и 27 (В) разъединяют шестерни 10, 11 и 12 выходного вала 3), верхними муфтами 23 (А), 27 (В) и 30 (С) на пару шестерен (d) от шестерни 8 на шестерню 14, затем трехпозиционной муфтой 22 (Е) на зубчатый венец 21 и на выходной вал 3.

U _{16 R}=UrUа'Uа''Ud=1,35*2,56*0,351*1,331=1,21^-0,5=0,91.

lg 0,91=-0,04. q=1,1/0,91=1,21.

Диапазон передач заднего хода D _R=U_{1 R}/U_{16 R}=15,86/0,91=17,43.

При изменении интервала q величины передаточных чисел пар шестерен и передач также изменятся.

Предлагаемая конструкция шестнадцатиступенчатой реверсивной несоосной автономной КП 16 Rr 16 малой металлоемкости обеспечивает широкий диапазон передаточных чисел при величине интервала, реализующего удобство переключения передач. Такая КП может найти применение в дорожно-строительной технике, требующей реверса передач: автогрейдеры, бульдозеры, катки; а также в специальной, высокомобильной, в том числе, бронированной технике и т.д.

Обозначения:

1 - корпус несоосной КП; 2 - входной вал; 3 - выходной вал;

4 - ведущая шестерня заднего хода;

4-9 - шестерни, свободно установленные на входном валу 2;

10-14 - шестерни, свободно установленные на выходном валу 3, зацепленные с шестернями 5-9;

15 - ведомая шестерня заднего хода, закрепленная на валу 16;

16 - вал блока шестерен заднего хода 15 и 17;

17 - дополнительная шестерня заднего хода;

18 - трубчатый вал блока шестерен 8 и 9;

19 - зубчатый венец, закрепленный на входном валу 2;

20 (R) - трехпозиционная муфта переключения на зубчатых венцах шестерен 4, 5 и венце 19;

21 - зубчатый венец, закрепленный на выходном валу 3;

22 (Е) - трехпозиционная муфта переключения на зубчатых венцах шестерен 13, 14 и венце 21;

23 (А) - верхняя муфта переключения, установленная на зубчатых венцах шестерен 5 и 6 входного вала 2;

24 (А) - противоположно развёрнутая муфта, установленная на зубчатых венцах шестерен 10 и 11 выходного вала 3;

25 (А) - общая вилка переключения сдвоенной муфты А;

26 (В) - верхняя муфта переключения, установленная на зубчатых венцах шестерен 6 и 7 входного вала 2;

27 (В) - противоположно развёрнутая муфта, установленная на зубчатых венцах шестерен 11 и 12 выходного вала 3;

28 (В) - общая вилка переключения сдвоенной муфты В;

29 (С) - верхняя муфта переключения, установленная на зубчатых венцах шестерен 7 и 8 входного вала 2;

30 (С) - противоположно развёрнутая муфта выходного вала 3;

31 (С) - общая вилка переключения сдвоенной муфты С.

Изобретение относится к шестнадцатиступенчатой реверсивной несоосной коробке передач. Шестнадцатиступенчатая коробка передач содержит параллельно установленные входной, выходной валы и пять пар взаимозацепленных шестерен, свободно установленных на валах, трехпозиционную муфту переключения передач. Трехпозиционная муфта расположена на зубчатом венце выходного вала и зубчатых венцах крайних шестерен. Между средними парами шестерен установлены сдвоенные муфты переключения. В передней части коробки передач на входном валу между парами шестерен переднего и заднего хода закреплен зубчатый венец, на котором расположена вторая трехпозиционная муфта переключения. Ведомая шестерня заднего хода валом соединена с дополнительной шестерней заднего хода, зацепленной с ведомой шестерней первой пары переднего хода. Достигается снижение металлоемкости коробки передач. 3 ил.

Шестнадцатиступенчатая реверсивная несоосная коробка передач, содержащая корпус с размещенными в нем на входном и выходном параллельно установленных валах пятью парами взаимозацепленных шестерен, свободно установленных на валах, трехпозиционная муфта переключения передач расположена на зубчатом венце выходного вала и зубчатых венцах крайних шестерен, между средними парами шестерен установлены сдвоенные муфты переключения, состоящие из двух противоположно развернутых муфт одностороннего действия с общей вилкой переключения; отличающаяся тем, что в передней части коробки передач на входном валу между парами шестерен переднего и заднего хода закреплен зубчатый венец, на котором расположена вторая трехпозиционная муфта переключения, ведомая шестерня заднего хода валом соединена с дополнительной шестерней заднего хода, зацепленной с ведомой шестерней первой пары переднего хода.