ТРАНСПОРТНОЕ СРЕДСТВО Советский патент 1996 года по МПК B60K17/35 

Предложение относится к самоходным транспортным средствам, в частности к транспортным средствам с более чем четырьмя колесами.

Цель предложения улучшение тяговоэксплуатационных свойств транспортного средства.

Улучшение тягово-эксплуатационных свойств транспортного средства достигнуто путем совмещения привода карданных передач и механизма трансформации момента в коробке передач. Для этого в транспортном средстве, содержащем установленные на раме двигатель и коробку передач, имеющую шестерню, расположенную соосно ее входному валу, кинематически связанные через имеющие зубчатое колесо их привода карданные передачи с мостами привода колес, кинематическая связь коробки передач и карданных передач осуществлена через зубчатое колесо, зацепляющееся с зубчатым колесом привода карданных передач и с соосно расположенной входному валу коробки передач шестерней, размещенной внутри ее картера.

Осуществление кинематической связи коробки передач и карданных передач через зубчатое колесо, зацепляющееся с зубчатым колесом привода карданных передач и с соосно расположенной входному валу шестерней, размещенной внутри ее картера у задней его стенки, в транспортном средстве, содержащем установленные на раме двигатель и коробку передач, имеющую шестерню, расположенную соосно ее входному валу, кинематически связанные через имеющие зубчатее колесо их привода карданные передачи с мостами привода колес, обеспечивает улучшение тягово-эксплуатационных свойств транспортного средства, поскольку привод карданных передач размещен в пределах коробки передач, что позволяет выполнить карданный вал привода среднего и заднего мостов достаточной длины и с удовлетворительным углом наклона, при этом трансформация момента в этом приводе осуществлена внутри коробки передач, что снижает потери передаваемой мощности.

Установлен соосно входному валу вал, который выполнен со шлицами, контактирующими со шлицами шестерни и имеющими возможность зацепления со шлицами перемещаемого по входному валу элемента, и установлен на подшипнике, размещенном в стакане, на котором установлены ролики подшипника шестерни, а зацепленная с ней шестерня установлена на подшипнике, между внутренней обоймой которого и шестерней размещена ступица обоймы трехзванного механизма, соединенного с шестерней по шлицам, в транспортном средстве, охарактеризованном приведенной совокупностью признаков, в свою очередь, улучшает тягово-эксплуатационные свойства транспортной машины, поскольку трансформация момента в выходной ступени коробки осуществлена в зацеплении шестерен, установленных на подшипниках, обеспечивающих их зацепление без перекосов, что исключает непроизводительные потери мощности и способствует тем самым повышению тягово-эксплуатационных свойств транспортного средства, при этом при передаче момента с шестерни, соосной входному валу, частота вращения на ведущем звене межосевого дифференциала высока, а при передаче момента с шестерни, зацепленной с этой шестерней, частота вращения будет зависеть от выбранного передаточного числа, осуществляемого коробкой передач.

Выполнение перемещаемого элемента с имеющими блокирующие фаски зубьями и канавкой для размещения упругого толкателя, установленного в канавке кольца, оснащенного зубьями с блокирующими фасками и относительно которого толкатель имеет возможность осевого перемещения, при этом перемещаемый элемент выполнен со ступенчатыми зубьями, канавка в которых и упругий толкатель выполнены с прилегающими коническими поверхностями, а его ступица размещена в зоне короткой шестерни, снабженной зубчатой муфтой, в которой установлены зубчатые вкладыши, размещенные между ней и кольцами, на которых выполнены пазы для вкладышей и между которыми размещен толкатель, установленный в муфте, имеющей возможность центрирования по шайбе, закрепленной между зубчатым венцом и плитой корпуса, в котором установлено водило, через подшипник установленное на ведущем валу, с которым через зубчатую втулку соединена солнечная шестерня, осевое смещение которой ограничено стопорным кольцом, размещенным в канавках солнечной шестерни и второго ведущего вала, а у передней стенки которого размещено колесо заднего хода, в полости которого частично размещена муфта, в транспортном средстве с указанной совокупностью признаков способствует улучшению тягово-эксплуатационных его свойств, поскольку трансформация момента осуществляется через трехзвенный механизм с малыми потерями мощности, при этом энергоемкие блокирующие кольца обеспечивают безударное переключение передач в коробке передач.

На фиг. 1 изображено транспортное средство; фиг. 2 кинематическая схема трансмиссии; фиг. 3 передача, продольный разрез; фиг. 4 двухосевая передача продольно; фиг. 5 узел привода мостов продольно; фиг. 6 - двухступенчатый механизм передачи; фиг. 7- механизм блокировки; фиг. 8 муфта прямой передачи; фиг. 9 вид на муфту, блокирующее кольцо и вкладыши; фиг. 10 вид на элементы синхронизирующего устройства.

Транспортное средство содержит раму 1, передний 2, средний 3 и задний 4 мосты с осями с колесами. На раме 1 транспортного средства установлен двигатель 5 со сцеплением. Сцепление карданным валом 6 соединено с коробкой передач, которая передним 8 и задними 9 и 10 карданными валами соединена с передней 2, средней 3 и задней 4 осями.

Коробка передач 7 транспортного средства содержит корпус 11, включающий картер 12 и кожух 13. Корпус 11 закреплен на раме 1. В корпусе 11 установлены валы 14, 15 и 16. В корпусе 1 размещены шестерни 17 20, зацепленные с зубчатыми колесами 21 24 соответственно. В трансмиссии предусмотрены колесо 25 заднего хода, муфты 26, 27 и 28.

Трансмиссия включает шестерню 29, соосно расположенную входному валу 14 коробки передач, и зубчатое колесо 30 привода карданных передач 8 и 9. Шестерни 17 20 жестко связаны с входным валом 14. Зубчатые колеса 21 25 имеют возможность соединения с валом 15 муфтами 26, 27 и 28. Коробка передач и двигатель 5 тем самым кинематически связаны с мостами 2, 3 и 4 привода колес.

Кинематическая связь коробки передач и карданных передач 8 и 9 осуществлена через зубчатое колесо 31.

Зубчатое колесо 31 установлено на оси 32 в картере 33. Картер 33 прикреплен к картеру 12, образуя общую полость. Зубчатое колесо 31 зацеплено с зубчатым колесом 30 привода карданных передач 8 и 9. Зубчатое колесо 31 зацеплено с шестерней 29, соосно расположенной входному валу 14. Таким образом, колесо 31 размещено внутри картера 11 коробки передач 4 задней ее стенки.

Осуществление кинематической связи коробки передач и карданных 8 и 9 передач через зубчатое колесо 31, зацепляющееся с зубчатым колесом 30 привода карданных передач 8 и 9 и с соосно расположенной входному валу 14 коробки передач и размещенной внутри ее картера 12 и задней стенки, в транспортном средстве, содержащем установленные на раме 1 двигатель 5 и коробку передач, имеющую шестерню 29, соосно расположенную ее входному валу 14, кинематически связанные через имеющие зубчатое колесо 30 их привода карданные 8 и 9 передачи тягово-эксплуатационных свойств транспортного средства, поскольку привод карданных передач 8 и 9 размещен в пределах коробки передач, что позволяет выполнить карданный вал 10 привода среднего 3 и заднего 4 мостов достаточной длины и с удовлетворительным углом наклона, при этом трансформация момента в этом приводе осуществлена внутри коробки передач 7,что способствует улучшению тягово-эксплуатационных свойств транспортного средства.

В корпусе 11 на подшипнике установлена шестерня 29. Соосно с шестерней 29 установлен ведущий вал 14, соединенный с элементами коробки передач 7. На валу 14 установлен перемещаемый элемент 34, выполнен со шлицами, взаимодействующими со шлицами вала 14. Элемент 34 имеет шлицы 35. Шлицы 35 выполнены для зацепления со шлицами 36 вала 37. Со шлицами 37 взаимодействуют шлицы, выполненные на колесе 29. Вал 37 установлен на подшипнике 38, размещенном в стакане 39, установленном в крышке 40, прикрепленной к корпусу 11. На стакане 39 установлены ролики 41 подшипника 42, установленного в колесе 29. В валу 37 размещен подшипник 43. Шестерня 44 установлена на подшипниках 45 и 46, конические двойные подшипники 45 установлены в стакане с буртом. Подшипник 46 размещен в перемычке корпуса 12.

Между внутренней обоймой подшипника 46 и шестерней 44 размещено водило 47 трехзвенного механизма. Водило 47 по шлицам 48 соединено с шестерней 44.

Выполнение выходного вала 37 со шлицами 36, контактирующими со шлицами колеса 29 и имеющими возможность зацепления со шлицами 35 перемещаемого по входному валу 14 элемента 34, и установка его на подшипнике 38, размещенном в стакане 39, на котором установлены ролики 41 подшипника 42 колеса 29, а также установка шестерни 44 на подшипнике 43, между внутренней обоймой которого и шестерней 44 размещено водило 47, по шлицам соединенное с шестерней 44, в транспортном средстве, охарактеризованном приведенной совокупностью признаков, способствует улучшению тягово-эксплуатационных свойств транспортного средства при упрощении конструкции и уменьшении размеров его коробки передач, поскольку при прямой передаче обеспечена надежная передача момента с вала 14 на вал 37, обеспечивающего за счет подшипников 38, 43 и 42 соосное их расположение и правильность зацепления колеса 29 с шестерней 44, опертой на подшипники 45 и 46, которые помимо того, что содействуют этому контакту шестерни 44 и колеса 29, располагаются в разных с подшипником 42 плоскостях, что при малых габаритах передачи обеспечивает ей и транспортному средству высокую работоспособность.

Перемещаемый элемент 34 выполнен с зубьями 49. Зубья 49 выполнены с блокирующими фасками. В зубьях 49 выполнена канавка. В канавке размещен упругий толкатель 50. Толкатель 50 размещен в каретке 51 конического кольца 52. Кольцо 52 оснащено зубьями 53. Зубья 53 выполнены с блокирующими фасками 54. Толкатель 50 имеет возможность осевого перемещения относительно элемента 34. Элемент 34 выполнен со ступенчатыми в осевом направлении зубьями 49. Канавка на перемещаемом элементе 34 выполнена с конической поверхностью 55. Толкатель 50 имеет ответную коническую поверхность 56. Ступица перемещаемого элемента 34 размещена в зоне торца коронная шестерни 57. Коронная шестерня 57 с противоположной стороны снабжена зубчатой муфтой 58. В муфте 58 установлены зубчатые вкладыши 59. Зубчатые вкладыши 59 размещены муфту муфтой 58 и блокирующими кольцами 60 и 61, на кольцах 60 и 61 выполнены пазы 62 для размещения вкладышей 59. Вкладыши 59 установлены в кольцах 60 и 61 с зазором. Между кольцами 60 и 61 размещен толкатель 63, установленный в муфте 58. Между плитой 64 и зубчатым венцом 65 закреплена шайба 66. По шайбе 66 имеет возможность центрирования коронная шестерня 57. В зубчатом венце 65 на подшипнике 67 установлено водило 47.

Водило 47 и шестерня 44 через подшипник установлены на втором ведущем валу 15. На водиле 47 закреплен зубчатый венец 68. С валом 15 через зубчатую втулку 65 соединена солнечная шестерня 70. Осевое перемещение шестерни 26 ограничено стопорным кольцом 71.

Стопорное кольцо 71 установлено в канавке вала 15. У передней стенки кожуха 13 корпуса 11 размещено колесо 25 заднего хода. В колесе 25 частично размещена муфта 28.

Выполнение перемещаемого элемента 34 с имеющими блокирующие фаски зубьями 49 и канавкой для размещения толкателя 50, установленного в канавке кольца 52, оснащенного зубьями 53 с блокирующими фасками 54, и относительно которого толкатель 50 имеет возможность осевого перемещения, при этом элемент 34 выполнен со ступенчатыми зубьями, канавка в которых и толкатель 50 выполнены с прилегающими коническими поверхностями 55 и 58, а его ступица размещена в зоне короткой шестерни 57, снабженной зубчатой муфтой 58, в которой установлены зубчатые вкладыши 59, размещенные между ней и кольцами 60 и 61, на которых выполнены пазы 62 для вкладышей 59 и между которыми размещен толкатель 63, установленный в муфте 58, имеющей возможность центрирования по шайбе 66, закрепленной между зубчатым венцом 65 и плитой 64 корпуса 11, в котором установлено водило 47, через подшипник 67 установленное на втором ведущем валу 15, с которым через зубчатую втулку 69 соединена солнечная шестерня 70, осевое смещение которой ограничено стопорным кольцом 71, размещенным в канавке вала 15, в транспортном средстве, охарактеризованном совокупностью признаков, способствует улучшению эксплуатационных возможностей транспортного средства и его передачи при упрощении ее конструкции, поскольку по существу изначально обеспечено взаимодействие элемента 34 и кольца 52, при этом площадь их взаимодействия достаточно велика, что обеспечивает сравнительно малые усилия при взаимодействии и их равномерное распределение, которое, в свою очередь, обеспечивает перемещение без перекосов кольца 52, надежную блокировку перемещения элемента 34 и четкую разблокировку кольца 52 и элемента 34 для обеспечения соединения элементов муфты по шлицам 35 и 36, при этом ступенчатые зубья 49 обеспечивают надежное срабатывание толкателя 50 как в процессе включения, так и выключения муфты и пропорциональное нарастание усилия, зависящего, в частности, от угла наклона конических поверхностей 55 и 56 толкателя 50 и элемента 34, и поскольку реактивный момент замкнут на корпус 11, ориентированные по зубьям муфты 58 шестерни 57 вкладыши 59 обеспечивают четкое взаимодействие муфты 58 и колец 60 и 61, при этом их конические поверхности выполнены на большом диаметре, что обеспечило большую поверхность взаимодействия колец 60 и 61 и венцов 65 и 67, несмотря на меньшие диаметральные размеры зубьев синхронизирующего устройства, малые осевые размеры которого тем более способствуют четкому взаимодействию его элементов, при этом при фиксированном положении водила 47 и шестерни 57, последней при включении низшей передачи, и плавающей установке шестерни 70 высокая работоспособность обеспечена равномерным распределением нагрузок в зубчатом зацеплении и между зубьями устройства синхронизации, а сокращение размеров достигнуто как размещением подшипника 67, так и кольца 71, при этом малы усилия, передаваемые на корпус 11.

Работает транспортное средство так. При работе двигателя 5, вращении его вала через сцепление и карданный вал 6 момент поступает на ведущий вал 14. Шестерня 17 вращает колесо 21. При перемещении муфты 26 к колесу 21 происходит перемещение блокирующего кольца к зубчатому венцу, закрепленному на колесе 21. Блокирующее кольцо конической поверхностью взаимодействует с конической поверхностью венца. Поскольку вал 15 неподвижен, происходит поворот на некоторый угол блокирующего кольца относительно муфты 26. Из-за смещения фасок кольца и муфты 26 и их упора друг в друга обеспечено препятствие перемещению муфты 26 к колесу 21. Трение между коническими поверхностями обуславливает разгон вала 15. После выравнивания частот вращения колеса 21 и вала 15 под действием усилия, приложенного к муфте 26, произойдет взаимный поворот муфты 26 и блокирующего кольца по поверхностям их блокирующих фасок до совпадения их зубьев и впадин.

Муфта 26 получает возможность дальнейшего перемещения к колесу 21 вплоть до зацепления с зубчатым венцом, закрепленным на колесе 21, что обеспечивает передачу момента от колеса 21 к валу 15. Вал 15 передает через втулку 68 вращение шестерни 69. Шестерня 69 вращает сателлиты, которые, откатываясь по шестерне 57, вращают водило 47. Водило 47 вращает шестерню 44, шестерня 44 - колесо 29, а колесо 29 колесо 31, колесо 31 колесо 30, водило дифференциала и тем самым карданных передач 8 и 9. При движении по ровной дороге с одинаковым сопротивлением на колесах передней 2, средней 3 и задней 4 осей шестерни дифференциала вращаются с одинаковой частотой и передают вращение через фланцы карданным валам 8, 9 и 10 привода передней 2, средней 3 и задней 4 осей соответственно, что приводит к движению транспортного средства на I передаче.

Для включения II передачи в трансмиссии муфту 26 перемещают к колесу 22. Происходят операции, аналогичные описанным выше, при этом вращение от вала 14 к валу 15 обеспечено через пару шестерня 18 колесо 22.

Для включения III и IV передач перемещают муфту 27 соответственно к колесам 23 и 24.

Для включения V передачи муфту 26 перемещают к колесу 21, при этом происходят описанные выше операции. Кроме того, шестерню 57 перемещают в направлении к водилу 47. Муфта 58 шестерни 57 увлекает за собой толкатель 63. Толкатель 63 перемещает кольцо 61. Кольцо 61 конической поверхностью взаимодействует с конической поверхностью венца 68. Вращение шестерни 69 и водила 47 вызывает вращение шестерни 57. Вращение водила 47 и шестерни 57 приводит к повороту кольца 61 относительно муфты 58 в пределах зазора между вкладышем 59 и кольцом 61. Блокирующие фаски на зубьях муфты 58 упираются в фаски на зубьях кольца 61. До выравнивания частот вращения шестерни 57 и водила 47 муфту 58 нельзя продвинуть далее. По достижении одинаковых частот вращения происходит разблокировка, т. е. разворот кольца 61 под действием усилия, приложенного к муфте 58, сжимается толкатель 63 и зубья входят в зацепление с зубьями венца 68. Трехзвенный механизм вращается как одно целое. Этим обеспечивается одинаковая частота вращения вала 15 и шестерни 44.

Для включения VI, VII и VIII передач воздействуют на муфты 26 и 27, как описано выше, при блокированном трехзвенном механизме.

Передача заднего хода осуществлена при перемещении муфты 28, что обеспечивает связь колеса 25 с валом 15. В этом случае вращение шестерни 17 через паразитную шестерню передается колесу 25 и тем самым валу 15. Вал 15 передает вращение шестерне 69. Шестерня 69 вращает сателлиты, что вызывает вращение водила 47. Водило 47 вращает шестерню 44, шестерня 44 колесо 29, а колесо 29 колесо 31, колесо 31 водило дифференциала. Дальше вращение передается карданным валам 8 и 9 привода передней 2, средней 3 и задней 4 осей.

При движении транспортного средства по бездорожью возможно перемещением муфты соединение корпуса дифференциала с шестерней, что приводит к блокировке дифференциала и, как следствие, к повышению проходимости транспортного средства из-за расширения эксплуатационных свойств трансмиссии, в которой малы потери передаваемой мощности при малых массогабаритных показателях из-за разнопальных и кинематических связей.

Включение IХ передачи осуществляется так. При вращении первичного вала 14 вращается и элемент 34. При перемещении элемента 34 к зубчатому колесу 29 коническая поверхность кольца 52 взаимодействует с конической поверхностью колеса 29. Поскольку колесо 29 и элемент 34 имеют разную частоту вращения, происходит поворот на некоторый угол и взаимодействие поверхности фасок зубьев элемента 34 и кольца 52. Взаимное смещение этих фасок и их упора друга друга обеспечено препятствие перемещению элемента 34 в сторону колеса 29. Трение между коническими поверхностями колеса 29 и элемента 34 обуславливает разгон колеса 29. По выравнивании частот вращения вала 14 и колеса 29 под действием усилия, приложенного к элементу 34, происходит его перемещение относительно кольца 52, при этом взаимодействуют поверхности фасок зубьев элемента 34 и кольца 52. Взаимное смещение этих фасок, их упор друг в друга препятствуют перемещению элемента 34 в сторону колеса 29. Трение между коническими поверхностями колеса 29 и кольца 52 обуславливает разгон колеса 29. После выравнивания частот вращения вала 14 и колеса 29 под действием усилия, приложенного к элементу 34, происходит его перемещение относительно кольца 52 по поверхностям фасок их зубьев, а затем после совпадения их зубьев и впадин происходит дальнейшее осевое перемещение элемента 34. При этом перемещении упругий толкатель 50 разжимается при взаимном смещении конических поверхностей элемента 34 и толкателя 50, что позволяет элементу 34 сместиться в крайнее положение и обеспечить зацепление шлицев 35 и 36, т.е. обеспечена передача момента от ведущего вала 14 к шестерне 29. Далее передача момента осуществляется, как описано выше. Такая передача момента обеспечена без потерь передаваемой мощности в нагруженных моментом зацеплениях шестерен. Таким образом, снабжение соосно установленным валу 15, с которым имеют соединения зубчатые колеса 21 25, блокируемым механизмом, одно звено 57 которого имеет возможность соединения с корпусом 11, а другое 47 кинематически соединено с шестерней 30 раздаточной коробки, зацепленной с колесом 31, имеющим возможность соединения с ведущим валом 14 коробки передач, без потерь передаваемой мощности в зацеплении шестерен, транспортного средства, содержащего раму 1, двигатель 4, коробку передач с входным валом с шестернями 17 20 и зубчатыми колесами 21 25, раздаточную коробку с шестерней 30 и зубчатым колесом 31 и мосты 2, 3 и 4, повышает тягово-эксплуатационные свойства транспортного средства при снижении потерь передаваемой мощности и уменьшении массогабаритных показателей, поскольку трансмиссия трансформирует момент на три выходных вала, при этом на один из валов 16 передача обеспечена без потерь в зацеплениях шестерен, а на два других обеспечена передача момента либо через пару шестерен 30 и 31, либо с трансформацией момента через трехзвенный механизм, в котором часть энергии поступает в переносном движении, т. е. без потерь передаваемой мощности в относительном движении и рациональной трансформации момента, что уменьшило массогабаритные показатели трансмиссии транспортного средства.

Изобретение относится к самоходным транспортным средствам, в частности к транспортным средствам с более чем четырьмя колесами. Цель изобретения - улучшение тягово-эксплуатационных свойств транспортного средства при малых потерях передаваемой мощности. Для этого осуществлена кинематическая связь коробки передач и карданных передач через зубчатое колесо, зацепляющееся с зубчатым колесом привода карданных передач и с соосно расположенной входному валу коробки передач шестерней, размещенной внутри ее картера у задней стенки. 2 з.п.ф-лы, 10 ил.

1. Транспортное средство, содержащее установленные на раме двигатель и имеющую соосно расположенную ее входному валу коробку передач, кинематически связанные через имеющие зубчатое колесо их привода карданные передачи с мостами привода колес, отличающееся тем, что, с целью улучшения тягово-эксплуатациониых свойств путем совмещения привода карданных передач и механизма трансформации момента в коробке передач, кинематическая связь коробки передач и карданных передач осуществлена через зубчатое колесо, введенное в зацепление с зубчатым колесом привода карданных передач и с соосно расположенной входному валу коробки передач шестерней. 2. Средство по п. 1, отличающееся тем, что соосно входному валу установлен вал, который выполнен со шлицами, контактирующими со шлицами зубчатого колеса и имеющими возможность зацепления со шлицами перемещаемого по входному валу элемента, и установлен на подшипнике, размещенном в стакане, на котором установлены ролики подшипника зубчатого колеса, а шестерня установлена на подшипнике, между внутренней обоймой которого и шестерней размещена ступица водила, соединенного с шестерней по шлицам, в выходной канавке которых размещено кольцо. 3. Средство по п.2, отличающееся тем, что перемещаемый элемент выполнен с имеющими блокирующие фаски зубьями и канавкой для размещения упругого толкателя, установленного в канавке кольца, оснащенного зубьями с блокирующими фасками и относительно которого толкатель имеет возможность осевого перемещения, при этом перемещаемый элемент выполнен со ступенчатыми зубьями, канавка в которых и упругий толкатель выполнены с прилегающими коническими поверхностями, а его ступица размещена в зоне коронной шестерни, снабженной зубчатой муфтой, в которой установлены зубчатые вкладыши, размещенные между ней и кольцами, на которых выполнены пазы для вкладышей и между которыми размещен толкатель, установленный в муфте, имеющей возможность центрирования по шайбе, закрепленной между зубчатым венцом и плитой корпуса, в котором установлено водило, через подшипник установленное на втором ведущем валу, с которым через зубчатую втулку соединена солнечная шестерня, осевое смещение которой ограничено стопорным кольцом, размещенным в канавках солнечной шестерни и второго ведущего вала, а у передней стенки которого размещено колесо заднего хода, в полости которого частично размещена муфта.