Соосная многоступенчатая коробка передач и.и.лифшица для транспортного средства

 

1. Соосная многоступенчатая коробка передач для транспортного средства, содержащая два концентрично расположенных первичных вала с приводом от двух сцеплений, два кондентрично расположенных промежуточных вала с шестернями, введенными в постоянное зацепление с шестернями первичных валов, соосный первичным вторичный вал с шестернями, зацепленными с шестернями, свободно установленными на промежуточных валах, установленные на валах ступицы с муфтами для соединения шестерен с валами и вторичного, и одного из первичных , а также промежуточных валов между собой, установленные на промажу-, точных валах между шестернями ступицы и свободно установленную между ступицами опору, несущую муфту двойного синхронизатора с зубчатыми венцами по краям, о т л и ч а ю щ ая с я тем, что, с целью уменьшения осевых габаритов и массы коробки передач , муфты для соединения шестерен промежуточных валов с последними установлены на ступицах шестерен, а их зубчатые венцы связаны с зубчатыми венцами ступиц установленных между шестернями, причем на этих ступицах и на упомянутых муфтах выполнены дополнительные зубчатые венцы, зацепленные с зубчатыми венцами муфты двои § ного синхронизатора. 2.Коробка передач по п. 1, о тличающаяся . тем, что своёодно установленные на промежуточных валах шестерни, зацепленные с шестернями вторичного вала, выполнены в виде блоков, а зацепленные с ними шестерни вторичного вала снабжены муфтами для связи с последним. 3.Коробка передач по пп. 1 и 2, 00 о тличающая.ся тем, что оо шестерни промежуточннх валов, зацепленные с выполненными в виде блоков ю шестернями первичных валов, свободно оо установлены на промежуточных валах. и снабжены муфтами для соединения с этими валами.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„ЯО„„1133128 (д) В 60 К 17/08

s ь

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ASTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3637068/27-11 (22) 25.08.83 (46) 07.01.85. Бюл. В 1 (72) И.И. Лифшиц и Г.И. Лифшиц (53) 629.113-585(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Ф 846328, кл. В 60 К 17/08, 1981 °

2. Авторское свидетельство СССР по заявке В 3469743/27-11, кл. В 60 К 17/08, 1982. (54) СООСНАЯ МНОГОСТУПЕНЧАТАЯ КОРОБКА ПЕРЕДАЧ И.И. ЛИФШИЦА ДЛЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА.. (57) 1. Соосная многоступенчатая коробка передач для транспортного средства, содержащая два концентрично расположенных первичных вала с приводом от двух сцеплений, два концентрично расположенных промежуточных вала с шестернями, введенными в постоянное зацепление с шестернями первичных валов, соосный первичным вторичный вал с шестернями, зацепленными с шестернями, свободно установленными на промежуточных валах, установленные на валах ступицы с муфтами для соединения шестерен с валами и вторичного, и одного из первичных, а также промежуточных валов между собой, установленные на промежуточных валах между шестернями ступицы и свободно установленную между ступицами опору, несущую муфту двойного синхронизатора с зубчатыми венцами по краям, о т л и ч а ю щ ая с я тем, что, с целью уменьшения осевых габаритов и массы коробки передач, муфты для соединения шестерен промежуточных валов с последними установлены на ступицах шестерен, а их зубчатые венцы связаны с зубчатыми венцами ступиц, установленных между шестернями, причем на этих ступицах и на упомянутых муфтах выполнены дополнительные зубчатые венцы, зацепленные с зубчатыми венцами муфты двой. ного синхронизатора. О

2. Коробка передач по п. 1, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что свободно установленные на промежуточных валах шестерни, эацепленные с шестер- % в нями вторичного вала, выполнены в виде блоков, а зацепленные с ниии шестерни вторичного вала снабжены шы муфтами для связи с последним.

3. Коробка передач по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что шестерни промежуточншх валов, зацепленные с выполненными в виде блоков шестернями первичных валов, свободно установлены на промежуточных валах. и снабжены муфтами для соединения с этими валами.

1 т зз

Изобретение относится к транспортному машиностроению, в частности к коробкам передач транспортных машин.

Известны соосные многоступенчатые коробки передач транспортных машин, содержащие два первичных вала с приводом от двух сцеплений для переключений без разрыва потока мощности, два концентричных промежуточных вала е шестернями, сопряженными с шестернями первичных валов, соосный первичным вторичный вал с шестернями, сопряженными с шестернями промежуточньгх валов, муфты с синхронизаторами на ступицах для соединения шестерен с валами и соосных вторичного и первичного валов между собой (1) .

Недостаток таких коробок передач в сложности конструкции, так как число пар шестерен в них (зубчатых зацеп- о лений) не может быть менее числа ступеней передач.

Известна также соосная .многоступенчатая коробка передач для транспортного средства, содержащая два концентрично расположенных первичных вала с приводом от двух сцеплений, два концентрично расположенных промежуточных вала с шестернями, введенными в постоянное зацепление с шестернями первичных валов, соосный первичным вторичный вал с шестернями, зацепленными с шестернями, свободно установленными на промежуточных валах, установленные на валах ступицы с муфтами. для соединения шестерен с вала35 ми и вторичного, и одного из первичных, а также промежуточных валов между собой, установленные на промежуточньгх валах между шестернями ступицы и свободно установленную между, 40 ступицами опору, несущую муфту двойного синхронизатора с зубчатыми венцами по краям. Такое исполнение позволяет значительно уменьшить число пар шестерен по сравнению с числом

45 ступеней передач, т.е. упростить конструкцию j2) .

Недостатком известной коробки передач является большое число сту- пиц, устанавливаемых на промежуточных валах для соединения шестерен с этими валами: каждой шестерне промежуточного,вала соответствуют две ступицы, установленные с обеих сторон шестерни.

Целью изобретения является уменьшение осевых габаритов и массы короб

128 2 ки передач путем уменьшения числа их ступиц.

Эта цель достигается тем, что в соосной многоступенчатой коробке передач для транспортного средства, содержащей два концентрично расположенных первичных вала с приводом от двух сцеплений, два концентрично расположенных промежуточных вала с шестернями, введенными в постоянное зацепление с шестернями первичных валов, соосный первичным вторичный вал с шестернями, зацепленными с шестернями, свободно установленными на промежуточных валах, установленные на валах ступицы с муфтами для соединения шестерен с валами и -вторичного, и одного из первичных, а также промежуточных валов между собой, установленные на промежуточных валах между шестернями ступицы и свободно установленную между ступицами опору, несущую муфту двойного синхронизатора с зубчатыми венцами по краям, муфты для соединения шестерен промежуточных валов с последними установлены на ступицах шестерен, а их зубчатые венцы связаны с зубчатыми венцами ступиц, установленных между шестернями, причем на этих ступицах и на упомянутых муфтах выполнены дополнительные зубчатые венцы, зацепленные с зубчатыми венцами муфты двойного синхронизатора.

Свободно установленные на промежуточных валах шестерни, зацепленные с шестернями вторичного вала, выполнены в виде блоков, а зацепленные с ними шестерни вторичного вала снабжены муфтами для связи с последним.

Шестерни промежуточных валов, зацепленные с выполненными в виде блоков шестернями первичных валов, свободно установлены на промежуточных валах и снабжены муфтами для соединения с этими валами.

На фиг. 1 приведена конструктивная схема предлагаемой коробки передач в шестиступенчатом исполнении; на фиг. 2 — конструктивная схема первого варианта узла соединения шестерен промежуточных валов с одноименньпчи и разноименными валами; на фиг. 3 — то же, второй вариант; на фиг. ч — то же, третий вариант; на фиг. 5 — то же, четвертый вариант; на фиг. б — кинематическая схема конструкции, в которой шестерни развиты в блоки шестерен, что увеличиз вает число зацеплений без изменений конструкции предлагаемого узла.

Такое исполнение позволяет соединять каждый блок шестерен промежуточного вала с одним или другим из промежуточных концентричных валов и каждое зацепление на каждом блоке использовать для получения двух, четырех, шести и т.д. передач, в зависимости от количества (соответственно одного, двух, трех и т.д.) зацеплений между первичным и промежуточным валами.

Таким образом могут формироваться коробки передач с весьма большим числом ступеней с переключением без разрыва потока мощности между всеми ступенями. Приведенная на фиг. 6 схема с двухвенцовыми блоками обеспечивает получение 20-ти ступеней передач пе/ реднего хода.

Соосная многоступенчатая коробка передач (фиг. 1) содержит приводимые от двух сцеплений 1 и 2 первичные валы 3 и 4 с ведущими шестернями 5 и 6 зацепленных с шестернями 7 и 8 концентрично расположенных промежуточных валов 9 и 10, на которых. свободно установлены шестерни 11 и 12, зацепленные с ведомыми шестернями 13 и 14 вторичного вала 15. Валы 9 и 10 (фиг. 6) или шестерни 7 и 8 (фиг. 1) снабжены муфтой 16 для соединения между собой. На вторичном валу 15 установлена ступица 17 с муфтой 18 для соединения вторичного вала с первичным. На ступицах шестерен 11 и 12 установлены муфты 19 и 20, а между ними на валах 9 и 10 жестко установлены ступицы 21 и 22, зубчатые венцы которых 23 и 24 сопряжены с зубчатыми венцами 25 и 26 муфт

19 и 20.соответственно. Между ступицами 21 и 22 свободно установлена опора 27 двойной перекрестной муфты 28, которая может быть выполнена сборной конструкции, с зубчатыми венцами 29 и 30 rio краям, которые сопряжены с зубчатыми венцами 31 и 32, выполненными на муфтах 19 и 20 и с зубчатыми венцами 33 и 34, выполненными на ступицах 21 и 22. Ход муфты 28 должен быть больше величины, необходимой для замыкания на величину хода муфт 19 и 20. Вилки

35-39 муфт снабжены гидроцилиндрами.

Для увеличения числа ступеней передач шестерни могут быть выполнены в виде двухвенцовых, трехвенцовых

33128 .4вал 10.

Для включения первой передачи

40

5

1О

15 и т.д. блоков и снабжены муфтами, например 40-43, для соединения с промежуточными 9 и 10 и вторичным 1.5 валами (фиг. 6). Венцы 44 и 45 шесс терен заднего хода могут быть установлены на муфте 42 и блоке 11 (фиг. 6) или на вторичном 15 и промежуточном 9 валах (фиг. 1).

Соосная многоступенчатая коробка передач (фйг. 1) работает следующим образом.

В нейтральном положении все муфты синхронизаторов разомкнуты. При включении сцепления 1 через пару шестерен 5-7 вращается внутренний концентричный промежуточный вал 9, а при включении сцепления 2 через пару шестерен 6-8 вращается наруж,ный концентричный промежуточный муфта 28 двойного перекрестного синхронизатора перемещается вправо, блокируя ступицу 22 вала !О через муфту 19 с шестерней 11, а затем включается сцепление 2. Поток мощности передается от сцепления 2 через вал 4, пару шестерен 6-8, промежуточный вал 10, ступицу 22 и муфты

28 и 19, пару шестерен 11-13 на вторичный вал 15.

Для переключения на вторую передачу предварительно, в процессе движения на первой, включается муфта

19, которая блокирует ступицу 21 вала 9 с шестерней 11, в результате чего сцепление 1 получает вращение от вторичного вала 15. Переключение на .вторую передачу производится плавным переключением с перекрытием (без разрыва потока мощности) со сцепления 2 на сцепление 1. Поток мощности передается от сцепления 1 через вал 3, пару шестерен 5-7, промежуточ-. ный вал 9, ступицу 21 и муфту 19, па" ру шестерен 11-13 на вторичный вал 15.

Для переключения на третью передачу предварительно, в процессе движения на второй, выключается муфта

28 и включается муфта 20, которая блокирует ступицу 22 вала 10 с шестерней 12, в результате чего сцепление 2 получает вращение от вторичного вала 15 через пару шестерен 14-12.

Переключение на третью передачу осуществляется плавным переключением с перекрытием со сцепления 1 на сцеп. ление 2. Поток мощности передается от сцепления 2 через вал .4, пару

11331

S шестерен 6-8, вал 103 ступицу 22 и муфту 20, пару шестерен 12-,14 на вторичный вал 15.

Для переключения на четвертую передачу предварительно, в процессе движения на третьей, отключается муфта 19, а муфта 28 двойного перекрестного синхронизатора перемещается влево, блокируя тем самым ступицу 21 промежуточного вала через муфту 20 с шестерней 12, в результате чего сцепление 1 получает вращение от вторичного вала 15 через пару шестерен 14-12. Переключение на четвертую передачу осуществляется плавным переключением с перекрытием со сцепления 2 на сцепление 1.

Поток мощности передается от сцепления 1 через вал 3, пару шестерен 5-7, промежуточный вал 9, ступицу 21, муф- 2О ты 28 и 20, пару шестерен 12-14 на вторичный вал 15.

Для переключения на пятую передачу предварительно отключается муфта

20 и включается муфта 18, которая блокирует вторичный вал 15 с первичным валом 4. Переключение на пятую передачу осуществляется переключением с перекрытием со сцепления 1 на сцепление 2. Поток мощности передается

ЗО от сцепления 2 через вал 4, муфту 18 и ступицу 17 на вторичный вал 15.

Для переключения на шестую (повышающую) передачу предварительно отключается муфта 28 и включается муфта. 16 которая блокирует приводные шестерни 7 и 8 промежуточных валов 9 и 10 между собой. Переключение на шестую передачу осуществляется переключением с перекрытием со сцепления 2 на сцепление 1. Поток мощности передает40 ся от сцепления 1.через вал 3, пару шестерен 5-7, муфту 16, пару шестерен 8-6, муфту 18 на вторичный вал 15.

Реверсивная передача осуществляется от сцепления 1 через вал 3, пару ше45 стерен 5-7, вал 9 и ряд шестерен заднего хода 45-44 с промежуточной шес-. терней между ними (не показана). . 0братные переключения осуществляются в обратном .порядке с шестой на пятую — отключением сцепления 1 и включением сцепления 2. С пятой на четвертую — отключением сцепления 2 и включением сцепления 1 после предварительного отключения муфты. 16 и включения муфты 28 влево. С четвертой на третью — отключением сцепле-; ния 1 и включением сцепления 2 после

28 6 предварительного выключения муфты 18 и включения муфты 20. С третьей на вторую — выключением сцепления 2 и включением сцепления 1 после предварительного выключения муфты 28 и включения муфты 19. Со второй на первую — выключением сцепления 1 и включением сцепления 2 после предварительного выключения муфты 20 и включения муфты 28 двойного перекрестного синхронизатора вправо.

Схема указанного порядка переключений приведения в табл. 1.

Для получения ряда передаточных отношений по геометрической прогрессии отчошение чисел зубьев сопряженных колес должно быть числами Зтого ряда. Например, при отношении чисел зубьев — = 1. - = 1 35. — = 1 35

2т Z8 Z14

Z6

211 — 2,46 получим ряд передаточных

Zf( отношений: 0,74; 1; 1,35; 1,825;

2,46; 3,32. Изменением отношений чисел зубьев можно растянуть интервалы на низших передачах и уменьшить передаточное отношение высшей передачи.

Например, при отношении чисел зубь ч Zs Zu ев — = 1; —, = 1,48; --= 1 35; Ю вЂ” — 3,2 получим ряд передаточных отноff шений: 0,676; 1> 1,35 2,0; 3,2;

4,73 и т.д.

С увеличением числа ступеней (например по фиг. 6) принцип работы. соосной многоступенчатой коробки передач не изменяется. Он.состоит в том, что каждая пара зацеплений между вторичным 15 и промежуточными 9 и 10 валами может быть кинематически связана с ведущим валом одновременно по двум кннематическим цепям — через сцепление 1, первичный вал 3 и промежуточный вал 9 или через сцепление 2, первичный вал 4 и промежуточный вал 10 ° Поэтому, если передача работает на некоторой ступени от одного из сцеплений (l или 2), то одновременно может быть замкнута кинематическая цепь смежной (верхней .или нижней) ступени от другого из сцеплений (2 или 1) на ту же пли другую пару зацеплений между вторичным 15 и промежуточными 9 пли 10 валами с последующим плавным переходом на смежную ступень путем:плавного переключения сцеплений.

Таблица 1

Муфта синхронизатора

19-я 20-я 28-я 1.

Передача

2-е 28-я 8-я 16-я

1-е

Первая

Вторая х

Третья х х

Четвертая

Пят.ая

Шестая

Реверс х

7 11ЗЗ!

Необходимым и достаточным условием для работы является требование, чтобы смежные ступени кинематически замыкались от разных сцеплений, а замыкание кинематической цепи включа5 емой ступени опережало включение этой ступени сцеплением.

Порядок переключения для схемы на фиг. 6 приведен в табл. 2, где цифры соответствуют позициям на кинематической схеме. Зацепления, обеспечивающие группы смежных передач (табл. 2), должны быть на равных блоках для того, чтобы при переходе между ними без разрыва потока мощнос- 1> тимогли бытьодновременно включены две муфты"(42 и 43) вторичного вала 15 с образованием двух кинематических цепей к разным сцеплениям (1 и 2).

Прямая .ступень обеспечивается от

20 сцепления 2 включением муфты 18, а дополнительные ступени — от сцепления 1 включением муфт 18 и 16 в различных положениях муфт 40 и 41. Поэтому с прямой ступени плавно и без разрыва потока мощности можно переключиться только на одну иэ дополнительных (повышающих) ступеней. Одновременно могут быть включены элементы любых двух смежных ступеней.

Реверсивные передачи осуществляются через ряд зацеплений 45 и 44 с промежуточной шестерней между ними (не показана). Работа на них осуществляется так же, как указано в табл.2..

Позиции блоков шестерен на фиг, 6

28 8, обозначены так же, как позиции шестерен на фиг. 1, а позиции зацеплений на фиг. 6 обозначены позициями блоков с добавлением индексов.

Если интервал между передаточными отношениями смежных ступеней будет достаточно малым, то в переходном процессе переключения изменение оборотов двигателя и динамические нагрузки будут незначительны и свойства многоступенчатой коробки передач будут приближаться к свойствам бесступенчатой. Например, выбирая знаменатель прогрессии для ряда передаточных отношений (= 1,2 и отношения чисел зубьев зацецляющихся колес для схемы на

Лиг. 6 иэ ряда с этим знаменателем прогрессии

If И I получим ряд передаточных отношений:

22, 1; 18,5; 15,4; 12,8; 10,7; 8,92;

0,58 с большим диапазоном регулирования при малом интервале между передаточными отношениями.

Применение предлагаемой соосной многоступенчатой коробки передач транспортного средства позволяет уменьшить осевые размеры и массу коробки передач, а также упростить ее конструкцию.

1133128

1 м

««1

« !

«Ч

«Ч

«Ч Oe

«Ч

« 1

-Ф

«Ч

1

«

«Ч

«Ч

«Ч )

1

1

I б

«

«Ч л

« л

1 м"

« .0

I. ; . О л л

3Ъ л

Ф л л

I ф

«1 л л

Щ

cv л ь1 1 о а л

I л л

Щ

«О

Ю л л I и

00!

МР о х о х о х о х

С>

«Ч 1 х о х о х о х о . Ф о х о х о х о х х о х о о х о х

Г !11

1 I, 1М.х 1

I

I

Ф g 1

Ck Ь !

1 Ц 1

1 A

W g

&4 Cl

v м н н н,Г

Ю

Е (U х о

Х

Ф ж (ч

6! х ж ж

Х

С«! ж! ж х

Ц

I«I

Д ж н н н н н н н н н4 н н н н н н н н н»» н Х Х Х Х К, м

1133128

12:

-Ф т

Щ

-б

UÃ1

Ф О

ОО

I л .Ф О

1 (Х> О

CO л л

>х

Э

Н

Я

Р

v

Э

С!

E о о о!

1 о (.

lA!! Л

Э .О

Q о

Е» о

Х о х о 4 о

Э х

Э

X х

Х

)х о о

Я

Й

Э

Ф о о о! о о

k о и и н н н

Cd и н

54 и

1» х

-I

43 Э и Р

Ф Э

C М

1 I

1 О

°:

1 I

I IC I

1 I I

1 СО I

1 I

I K I (-1

I C; 1

1!: 1

1 .1

1 и 1

1 — -I ю I

1

I 1

I Ю 1

1 cV I

1 I

I М 1

1 I I

I Ch I

:1!

0l

1 I с4 1

«!

Ф 1

1 I — (! (1

>у I!!

Я

Ц х о

Э Х (» л

Э E

0l X

Ц Э

Р Ц

О

Э

Clj д х х х

1 Э

3724 Ж ЫЛ

%uz. 7

12 ГО 26,ГЯ Ю МЮ Л 2У У7 25 1У 77 Рог.2

0 ZP624

81

1133128

Фиг.b

N У2 Л3 7439 Д7 ЯДА#

Фиг.4

20322б24,70Л Гд ЛЛ 2У _#_,щццдф 3aKas 9903/17 Тирай 650 ПоЮ

Фвжаа ШШ "Пвтавт", г.Умгород, ул.Проекткав, 4

ЗУ

27

Г1