Коробка передач транспортного средства Советский патент 1983 года по МПК B60K17/06 

2, Коробка передач по п. 1, о т л и чающаяся тем, что дифференциал выполнен с коническими колесами, при этом первым и вторым звеньями являются центральные конические колеса, а третьим - корпус дифференциала.

3. Коробка передач по п. 1, о т л ичающаяся тем, что дмффоренииап представляет собой планетарный механизм, при этом первым звеном является солнечное колесо, вторым - коронное колесо, а третьим - водило.

1. КСРОБКА ПЕРЕДАЧ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА, содержащая входной, выходной и по крайней ме ре один промежуточный валы, свободно расположенные на них шестерни и фрнкоионные муфты для соединения указанный валов и шестерен, о т л н ч а ю ш а я с я тем, что, с целью повышения надежности и долго&ёчнбстн коробки передач, она снабжена по крайней мере одним трехавенным дифферетцаалом, установленным в цепи связи шестерен и валов,- причем первое звено дифференциала жестко связано с соответствуюошм валсм, второе - со свободно установленной на этом валу шестерней, а третье через фрикавоиную муфту - с вторым звеном. диффер4 циала.

Изобретение относится к транспортному машиностроению и может быть использовано в трансмиссиях автомобилей и тракторов.

Известна коробка передач автомобиля, содержащая входной и выходной валы, расположенные на этих валах шестерни и фрикционные муфты для связи свободно установленных шестерен с этими валами l Т

Такая коробка передач имеет две степени свободы. Одним из ее существенных недостатков являются высокие скорости скольжения дисков фрикционных муфт в выключенном состоянии,- При этом максимальные скорости скольжения имеют фрикционные, муфты заднего хода .и низшей передачи при включенной высшей передаче.

Все это приводит к тому, что фрикционные муфты имеют низкую долговечность и снижают наде {;ность коробки передач в целом.

Наиболее близкой к предлагаемой конструкции является коробка передач транспортного средства, содержащая входной, выходной и по крайней мере один промежуточный валы, свободно расположенные на них шестерни и фрикционные муфты для соединения упомянутых валов и шестерен

2,

Недостатком данной коробки передач является ненадежная работа фрикционных муфт. Особенно в неблагоприятных условиях работает фрикционная муфта заднего хода на передачах.переднего хода, При этом ведущие и ведомые диски этой муфты вращаются в противоположные стороны, что приводит к повышенному износу и тепловыделениям, а это в свою очередь ведет к снижению надежности всей коробки передач.

Теоретические и экспериментальные ис следования показывают, что оптимальные условия работы фрикционных муфт достигаются в том случае, когда скорость

скольжения фрикционных дисков не превышает 50 м/с для режима с попутным вращением и 2О м/с противовращением дисков.

Целью изобретения является повышение надежности и долговечности коробки передач.

Поставленная цель достигается тем, что коробка передач, содержащая входной, выходной и по крайней мере один промежуточный валы, свобрдно расположенные на них шестерни и фрикционные муфты для соединения упомянутых валов и шестерен, снабжена по крайней мере одним трехзвенным дифференциалом, установленным в .цепи связи шестерен и валов, причем первое звено дифференциала жестко связано с соответствующим валом, второе - со свободно установленной на этом валу шестерней, а третье через фрикционную муфту - с упомянутым вторым звеном дифференциала.

Кроме того, дифференциал выполнен с коническими колесами, при этом первым и вторым звеньями являются центральные конические колеса, а третьим - корпус дифференциала.

Кроме того дифференциал представляет собой планетарный механизм, при этом первым sfeeHOM является солнечное колесо, вторым - коронное колесо, а третьим - водило.

На фиг, 1 изображена кинематическя

схема предлагаемой коробки передач; на фиг, 2 - схема установки в коробке передач трехзвенного цилиндрического дифференциала.

Коробка передач содержит входной вал 1, промежуточный вал 2, промежуточный вал 3, имеющий возможность реверсивного вращения, и выходной, вал 4, установленные в корпусе 5. На входном валу 1 установлены фрикционные муфты 6 и 7, а также ведущие шестерни 8 и f) первой и второй передачи. iilecTopin 8 и свободно юрошаются на валу 1 и находятся п постоянном эацоплонии с июстсрнями 10 и 11, которые п CPOHU очетОДь жостко связаны с проме- , точным вапом 2. На промежуточном валу 2 кроме этого с возможностью свободного вращения установлены шестерни 12 и 13 соответственно понижающего и повышающего . диапазонов, которые жестко соединяются с валом при помоши муфт 14 и 15. Шестерни 12 и 13 находятся в постоянном зацеплени.и с шестернями 16 и 17, жестко закрепленными на выходном валу 4. Промежуточный вал 3 взаимодействует с входным валом 1 через шестерни 18 и 19, жестко закрепленными на этих валах. На реверсивном валу 3 расположена муфта 20 включения третьей передачи, . служащая для связи с этим валом ведущей шестерни 21. Шестертя 21 взаимодействует с 1зедомой шестерней 22, жестко закрепленной на выходном валу 4. На валу 3 расположена также с возможностью свободного вращения шестерня 23 заднего хода взаимодействующая с шестерней 10. На промежуточном валу 3 жестко закреплено первое- звено 24 конического . дифференциала. Второе звено 25 дифференциала жестко связано с шестерней 23 заднего хода. Третье звено 26 коничес- кого дифференциала расположено на валу 3с возможностью свободного вращения и блокируется с шестерней 23 заднего хода при включении муфты 27 заднего хода. Звенья 24 и 5 дифференциала пред ставляют собой центральные конические колеса. Звено 26 дифференциала является его корпусом. Коробка передач транспортного сред ства работает следующим образом. С помощью фрикционных муфт 6, 7, 14, 15, 20, 27 обеспечивает получение пяти передач переднего хода и двух передач заднего хода. ЕЬслючение высшей передачи достигает ся с помощью фрикционных муфт 7 и 15. Мощность с входного вала 1 на выходной 4передается шестерни 9 и 11, 13 и 17. Муфта 27 заднего хода находится в выключенном состоянии и между диска- ми этой муфты возникает скольжение, так как шестерни 23 заднего хода и звено 26 дифферении.ша, связанные соответственно с ведущими и ведомыми дисками. муфты ..-7, иращакася с разными угловы ми скоростями. 11 ссгорня 23 заднего хо- а приводится во вращение от выходного ала 4 через щестерни 17, 13,- 10. Наравление вращения шестерни 23 заднего ода и жестко связанного с ней звена 5 дифференциала совпадает с направлен ием вращения входного вала 1. Звено 24 дифференциала жестко соеинено с промежуточным валом 3 и враается вместе с ним в сторону противооложную направлению вращения входноо вала 1. Угловая скорость звена 26, вляющегося корпусом, равняется полуумме угловых скоростей двух других веньев 24 и 25 де УГловая скорость звена 24 дифференциала;Wrtr- угловая скорость звена 25 дифференциала. Угловая скорость скольжения дисков, определяемая как разность между угловыми скоростями ведомых и ведущих дисков, находится по сле.дуюшей зависи «ости:Преобразуем выражение (2) с учетом фориулы (1): .5() У прототипа, как известно, муфта заднего хода установлена так,что при ее включении блокируются шестерня 23 -заднего хода и промежуточный вал 3. При таком варианте угловая скорость скольжения дисков фрикционной муфты 27 определяется по формуле CK 2Э- 3 2fГ- 24( Сравнение формул (3) и (4) показывает, что у предлагаемой коробки передач скольжение дисков фрикцисжной муфты 27 заднего хода уменьшилось в два раза по сравнению с прототипом. Поскольку угловые скорости звеньев 24 и 25, входящие в (урмупу (1), имеют противоположные знаки (звенья 24 и 25. вращаются в противоположные стороны), то направление вращения звена 26 будет совпадать с направлением вращения ;з5вена, имеющего большую по абсолютной величине угловую скорость. Кинематичес кий анализ коробки передач показ.ал, что на всех передачах угловая скорость звена 25 по абсолютной величине больш угловой скорости звена 24. Поэ.тому направление вращения звеньев 25 и 26 бу дут совпадать и таким образом исключаются режимы противопсиожного вращения дисков фрикционной муфгы 2 7, установленной между этими звеньями. Для снижения скоростей скольжения фрикционной муфты 27 может быть применен также и цилиндрический дифференциал. В этом случае звеном 24 является солнечное колесо, звеном 25 - коронное а звеном 26 - водило. Между угловыми скоростями звеньев 24-26 существует линейная зависимость следующего вида: Ш-. (КМ)ш ,4- ,.К , (5): 2V 25 где К - внутреннее передаточное число цилиндрического планетарного механизма. Решая совместно уравнения (2) и (5 находим зависимость для расчета угловы скоростей скольжения муфты 27 ск к-ц Из формулы (6) видно, что цилиндрический дифференциал уменьшает скорости скольжения дисков муфты 27 заднего хода пропорционально его внутреннему передаточному числу К. Рассмотрим порядок работы коробки передач на остальных передачах. На первой передаче переднего хода включаются фрикционные муфты 6 и 14. Силовой поток передается через шестерни 8 и 10, 12 и 16. На второй передаче переднего хода замкнуты фрикционные муфты 7 и 14. 10 3 Со входного вала 1 нагрузка передается на выходной вал 4 через шестерни 9 и 11, 12 и 16. Для включения третьей передачи включается фрикционная муфта 2 О. Силовой поток передается через шестерни 18 и 19, 21 и 22. На четвертой передаче замкнуты фрикционные муфты 6 и 15. Мощность с входного вала 1 на выходной 4 передается через шестерни 8 и 10, 13 и 17. На первой передаче заднего хода включаются фрикционные муфты 27 и 14. Мощность на выходной вал 4 передается через шестерни 18 и 19, 23 и Ю, 12 и 16. На второй передаче заднего хода замкнуты фрикционные муфты 27 и 15. Силовой поток передается через шестерни 18 и 19, 23 и 10, 13 и 17. На всех этих передачах дифференциальный механизм с тремя звеньями 24-26 уменьшает в два раза скорости скольжения дисков фрикционной муфты 27 по сравнению с прототипом. Таким же образом могут быть применены дифференциальные механизмы для уменьшения скоростей скольжения фрикци- ,онных муфт 6, 7, 14, 15, 20. Однако следует признать целесообразной установку дифференциала с тремя звеньями лишь для тех муфт, скорости скольжения фрикционных дисков которых превышают 50 м/с для режима с попутным вращением и 20 м/с для режима с противовращением дисков. Надо отметить,что звенья дифференциального механизма 24-26 могут компоноваться как внутри фрикционной муфгы 27, так и за пределами ее габаритов. Предлагаемая коробка передач имеет более.высокую надежность за счет снижения скоростей скольжения и устранения режимов противоврашения дисков фрикционных муфт.