Коробка передач транспортного средства
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 .
СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИН (19) (11), 3151) В 60 К 17/06
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3386545/27-11 (22 ) 2 8.0 1. 82 (46) 07.04.83. Бюл. No. 13 (72) В. Б. Альгин, В. В. Грицкевич, В. П. Меленцевич, И. С. Цитович и И. Г. Шейнкер (71) Институт проблем надежности и . долговечности машин AH Белорусской
CCP и Минский дважды ордена Ленина, Октябрьской Революции автомобильный . завод (53) 629.113(088.8) (56) 1. Тарасик В. П. Фрикционные муфты гидромеханических передач. Минск, "Наука и техника", 1973, с. 68, рис. 14.
2. Авторское свидетельство СССР
М 606749, кл. В 60 К 17/06, 1978 (прототип). tl t6 tt tJ tJ га Р1 (54)(57) 1. КОРОБКА ПЕРЕДАЧ
ТРАНСПОРТНОГО-CPEACTBA содержашая входной, выходной и по крайней мере один промежуточный валы, свободно расположенные на них шестерни и фрикционные муфты для соединения указаннык валов и шестерен. о т л и ч а ю ш а я с я тем, что, с целью повышения нам дежности и долговечноести коробки передач, она снабжена по крайней мере одним трехзвенным диффере нциалом, установленным в цепи связи шестерен и валов,. причем первое звено дифференциала жестко связано с соответствующим ВааоМ второе - со свободно установленной на этом валу шестерней, а третье через фрикциюк-Я ную муфту — с вторым звеном ннйферфнциала.
10098
2. Коробка передач по и. 1, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что дифференциал выполнен с коническими колесами, при этом первым и вторым звеньями являются центральные конические колеса, а третьим — корпус дифференциала.
) Д
3. К оробка передач по п. 1, о т л и— ч а ю ш а я с я тем, что днфференпинл представляет собой планетарный механизм, при этом первым звеном является солнечное колесо, вторым - коронное колесо, а третьим — водило.
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 шестернй и фрикционные муфты для связи свободно установленных шестерен с этими валами jl).
Такая коробка передач имеет две сте- © пени 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 20 и снижают надежность коробки передач в целом.
Наиболее близкой к предлагаемой конструкции является коробка передач транспортного средства, содержащая входной, 2$ 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
2 скольжения фрикционных дисков не превышает 50 мlс для режима с попутным вра шением и 20 м/с противоврашением дисков.
1Лелью 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, свободно расположенные на них шестерни и фрикционные муфты дня 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 gepBbIM зЪеном является солнечное колесо, вторым — коронное колесо, а треd тьим - водило.
На фиг. 1 изображена ки нема тическя 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 !) первой и второй передачи, <
Звено 24 дифференциала жестко сое.— динено с промежуточным валом 3 и вращается вместе с ним в сторону противо- положную направлению вращения входного вала 1. Угловая скорость звена 26, являющегося корпусом, равняется попусумме угловых скоростей двух других звеньев 24 и 25
24 25
26 2 где ш — угловая скорость звена 24 дифференциалаа;
40 — угловая скорость звена 25 дифференциала, 2Ь З Ю 2+(4) 3 » 0 . » Ð, Шестерни 8 и . свободно врашак»тся на валу 1 и находятся в постоянном за».»<».лении с 1»»».стернями 10 и 11, которые в свою о»»п<»чн, жестко связаны с промежу точнь»м валом $
lia промежуточном валу 2 кроме этого с воэможностью свободного вращения установлены шестерни 12 и 13 соответственно понижающего и повышающего диапазонов, которые жестко соединяются 1а с валом при помощи муфт 14 и 15. Шестерни 12 и. 13 находятся в постоянном зацеплении 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. Шестерня 21 взаимодействует с ведомой шестерней 22, жест; ко закрепленной на выходном валу 4. На валу 3 расположена также с воэможностью свободного вращения шестерня 23 заднего хода, взаимодействующая с шестерней 10.
На промежуточном валу 3 жестко закреплено первое звено 24 конического Зп . дифференциала. Второе звено 25 дифференциала жестко связано с шестерней 23 заднего хода. Третье звено 26 конического дифференциала расположено на валу
3 с возможностью свободного вращения и блокируется с шестерней 23 заднего хода при включении муфты 27 заднего хода. Звенья 24 и 5 дифференциала представляют собой центральные конические колеса. Звено 26 дифференциала является его корпусом.
Коробка передач транспортного средства работает следуюшим образом.
С помощьк> фрикционных муфт 6, 7, 14, 15, 20, 27 обеспечивает получение пяти передач переднего хода и двух передач заднего хода.
Включение высшей передачи достигается с помощью фрикционных муфт 7 и 15.
Мощность с входного вала 1 на выходной
4 пе редается через шестерни 9 и ll, 13 и 17. Муфта 27 заднего хода находится в выключенном состоянии и между диска-. ми этой муфты возникает скольжение, так как шестерни - 3 заднего хода и звено 2b диффере»шкала, связанные соответ$$ ственно с ведущими и ведомыми дисками муфты .".7, вращак тся с разными угловыми скоростями. Ill» стерня "3 заднего хо ) < б да приводится во вращение от выходного вала 4 через шестерни 17, 13; 10. Направление вращения шестерни 23 заднего хола и жестко связанного с ней звена
25 дифференциала совпадает с направле нием вращения входного вала 1.
Угловая скорость скольжения дисков, определяемая как разность между угловыми скоростями ведомых и ведущих дисков, находится по следующей зависимости:
ЮсК 2в 2Ь (2) Преобразуем выражение (2) с учетом формулы (1):
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
Сравнение формул (3) и (4) показывает, что у предлагаемой коробки передач скольжение дисков фрикционной муфты 27 заднего хода уменьшилось s два раза по сравнению с прототипом.
Поскольку угловые скорости звеньев
24 и 25, входящие в формулу (1), имеют противоположные знаки (звенья 24 и
25 вращаются в противоположные стороны), то направление вращения звена 26 будет совпадать с направлением вращения
5 1 0098 звена, име ющего большую по абсолютной величине угловую скорость. Кинематический анализ коробки передач показал, что на всех передачах угловая скорость звена 25 по абсолютной величине больше $ угловой скорости звена 24. Поэтому направление вращения звеньев 25 и 26 бу- .
Ф дут совпадать и таким образом исключаются режимы противоположного вращения дисков фрикционной муфты 27, установленной между этими звеньями. для снижения скоростей скольжения фрикционной муфты 27 может быть применен также и цилиндрический дифференциал.
1$
В этом случае звеном 24 являетея солнечное колесо, звеном 25 - коронное,,а звеном 26 — водило.
Между угловыми скоростями звеньев
24-26 существует линейная зависимость 20 следующего вида:
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 противоврашением дисков.
Надо отметить,что звенья дифференциального механизма -4-26 могут компоноваться как внутри фрикционной муфты 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.
tF
43sr. Р
2ь + K, (5).
<4 25 где g» внутреннее передаточное число 3$ цилиндрического планетарного меха низма.
Решая совместно уравнения (2) и (5), находим зависимость для расчета угловых скоростей скольжения муфты 27 30
24 25 жс„= К 1 (ь) Яз формулы (6) видно, что цилиндрический дифференциал уменьшает скорости 3$ скольжения дисков муфты 27 заднего хоL да 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 шестерни8и 10, 12 и 16. Ha второй передаче переднего xollh замкнуты фрикционные муфты 7 и 14.
23 4
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 20. 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 вклю. чаются фрикционные муфты 27 и 14.
Мощность на выходной вал 4 передается через шестерни 18 и 19, 23 и 10, 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.
BI IHHI II I; Гираж тт7,1 f 1;ъдттистп1а Филиал Г!111! "!!а-, -.- r", т . Ужш рт и, !!,1!пт ".к.iа ттт,. I
