Коробка передач транспортного средства

 

Использование: в транспортном машиностроении. Сущность изобретения: коробка передач транспортного средства содержит жестко связанный с ведомым диском сцепления входной вал с управляемой муфтой и ведущими коническими зубчатыми колесами переднего и заднего ходов, перпендикулярно ему вторичный вал с ведомыми коническими колесами и цилиндрическими шестернями главной передачи, постоянно зацепленными с колесами выходного вала, расположенного параллельно вторичному валу, и входную муфту, при этом ведомые конические зубчатые колеса имеют полые валы, смонтированы на вторичном валу посредством разделяющих подшипников и связаны с входной муфтой, размещенной на вторичном валу. 1 ил.

Изобретение относится к транспортному машиностроению, в частности к автомобильным коробкам передач.

Известны коробки передач, содержащие узел с коническими зацеплениями более одной пары. Характерной чертой этого узла является наличие общего звена переднего и заднего ходов, в связи с чем уменьшается общее количество зубчатых колес, входящих в коробку передач. Характерной чертой известных коробок передач является своеобразность монтажа ведущих конических зубчатых колес (шестерен), т.е. при монтаже конические шестерни образуют единый диск из зубчатых венцов, которые занимают свой расчетный радиус, как бы расходясь от центра диска.

Зубчатые венцы имеют монтаж либо в блок (жестко), либо разделяются подшипниками.

Известна коробка передач, взятая за прототип, содержащая жестко связанный с ведомым диском сцепления входной вал с ведущими коническими зубчатыми колесами переднего и заднего ходов (в частности, конические шестерни переднего хода монтируются в "единый диск" с помощью полых валов, разделенных подшипниками), перпендикулярно ему размещенный вторичный вал с ведомыми коническими колесами и цилиндрическими шестернями главной передачи, постоянно зацепленными с колесами выходного вала, расположенного параллельно вторичному валу, а также входную муфту (синхронизированную) для включения конических шестерен переднего хода. Кроме того, управляемая муфта (зубчатая) установлена в зоне между ведущими колесами переднего и заднего ходов.

Такая коробка передач имеет ряд существенных недостатков.

Не обладает достаточной долговечностью, так как синхронизированная муфта будет перегружена из-за увеличенного момента, нагружающего в процессе ее работы. На величину рабочего момента этой муфты влияет величина суммарного приведенного момента инерции для той части систем, угловая скорость которой изменяется под действием момента трения этого синхронизатора. Так как ведомые конические колеса жестко связаны с вторичным валом, на котором расположена указанная муфта, то они, имея существенное увеличение в размерах по сравнению с шестернями, отрицательно влияют на суммарный приведенный момент инерции, т.е. будут его увеличивать. В итоге долговечность данного узла, а значит и коробки передач будет снижена. Поэтому желательно, чтобы переключение конических зубчатых пар переднего хода осуществлялось не на первичном валу, а на вторичном, что освобождает от жесткой связи указанные ведомые конические колеса с их валом. К тому же в такой схеме будет снижена долговечность разделяющих подшипников. Это происходит из-за того, что при работе зубчатой пары (работа на 3, 4 и 5 передачах) шестерня будет развивать большие обороты, так как постоянно зацеплена с колесом, являющимся на это время ведущим для нее. Ведь какие обороты будет иметь одно колесо, то такие же будет иметь и другое колесо, так как они принадлежат одному валу жестко. В результате разделяющие подшипники также будут иметь повышенные обороты, особенно игольчатый, который будет иметь обороты, близкие к предельным.

Известная конструкция не обладает должной экономичностью, так как монтаж узла с коническими зацеплениями с использованием "единого диска" в качестве ведущего звена обязывает зацепляться с ним нескольким ведомым элементам.

В данном случае ведомые колеса всегда больше ведущих. Поэтому, если сделать "единый диск" не ведущим, а ведомым (в диаметре этот диск не изменится), то с ним уже будут зацепляться ведущие колеса. Лучше иметь две маленькие шестерни, чем два больших колеса.

Целью изобретения является повышение долговечности, надежности и экономичности коробки передач.

Указанная цель достигается тем, что в коробке передач транспортного средства, содержащей жестко связанный с ведомым диском сцепления входной вал с управляемой муфтой и ведущими коническими зубчатыми колесами переднего и заднего ходов, перпендикулярно ему вторичный вал с ведомыми коническими колесами и цилиндрическими шестернями главной передачи, постоянно зацепленными с колесами выходного вала, расположенного параллельно вторичному валу, а также входную муфту , ведомые конические зубчатые колеса имеют полые валы, смонтированы на вторичном валу посредством разделяющих подшипников и связаны с входной муфтой, размещенной на вторичном валу.

На чертеже представлена кинематическая схема коробки передач.

Коробка передач транспортного средства содержит входной вал (первичный), жестко связанный с ведомым диском сцепления 1, состоящий из двух частей 2 и 3, объединенных управляемой муфтой (зубчатой) 4. Части 2 и 3 входного вала имеют свои опоры 5, 6 и 7, 8. Часть 2 входного вала имеет коническую шестерню заднего хода 9, имеющую возможность зацепляться со смежным коническим колесом 10 при перемещении по шлицам вала до упора на нем (как в известной схеме). Часть 3 входного вала имеет две конические шестерни 11 и 12 переднего хода, которые в данном случае жестко связаны с валом и постоянно зацеплены с колесами соответственно 13 и 10. Последнее - общее звено переднего и заднего ходов. Эти ведомые конические колеса монтируются с помощью полых валов, разделенных подшипниками 14 и 15, а в качестве опор вторичного вала 16 служат подшипники 17 и 18. Для переключения конических зубчатых пар переднего хода служит входная муфта (синхронизированная) 19, жестко связанная с вторичным валом. На этом валу расположены цилиндрические шестерни 20-22 главной передачи и синхронизированная муфта 23. Выходной вал 24 параллелен вторичному валу 16 и проходит над входным валом (его части 2), перекрещиваясь с ним. Этот вал имеет цилиндрические колеса 25 и 26, жестко с ним связанные, и колесо 27, обкатываемое на нем и связанное с ним посредством синхронизированной муфты 28. Имеется дифференциальная коробка 29.

Работа коробки передач основана на сочетании совместных действий конических пар начальной передачи и цилиндрических пар конечной (главной) передачи, а для улучшения использования мощности двигателя имеется ряд общих передаточных чисел трансмиссий, подчиняющихся закону геометрической прогрессии.

Можно иметь пять передач переднего хода, допуская с целью повышения динамики заднего хода ускоренную передачу заднего хода, помимо основной.

Первая передача - это совместное действие конической пары 12 и 10 и цилиндрической пары 22 и 27, вторая передача - коническая пара 12 и 10 и цилиндрическая пара 20 и 25, тогда как предыдущая цилиндрическая пара 22 и 27 выводится в нейтральное положение муфтой 28, третья передача - коническая пара 11 и 13, при этом предыдущая коническая пара 12 и 10 нейтрализуется общей муфтой 19, а цилиндрическая пара 22 и 27 - аналогично первой передаче, четвертая передача - коническая пара 11 и 13 и цилиндрическая пара 20 и 25, пятая передача - коническая пара 11 и 13 и цилиндрическая пара 21 и 26. Первая передача заднего хода - это коническая пара 9 и 10 и цилиндрическая пара 22 и 27. Ускоренная передача заднего хода - коническая пара 9 и 10 и цилиндрическая пара 20 и 25.

На время работы заднего хода зубчатая муфта 4 разъединяет части 2 и 3 входного вала для нормальной работы этих частей без разрушений. Таким образом, претерпевая такие изменения в схеме, коробка передач достигает оптимальных параметров во всех отношениях.

Внедрение предлагаемой конструкции коробки передач позволит устранить указанные выше недостатки и снизить расход материала при изготовлении конической зубчатой пары 11 и 13 по сравнению с прототипом, так как зубчатые колеса получаются меньших диаметров.

Формула изобретения

КОРОБКА ПЕРЕДАЧ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА, содержащая жестко связанный с ведомым диском сцепления входной вал с управляемой муфтой и ведущими коническими зубчатыми колесами переднего и заднего хода, перпендикулярно к нему вторичный вал с ведомыми коническими колесами и цилиндрическими шестернями главной передачи, постоянно зацепленными с колесами выходного вала, расположенного параллельно вторичному валу, и входную муфту, отличающаяся тем, что ведомые конические зубчатые колеса имеют полые валы, смонтированы на вторичном валу посредством разделяющих подшипников и связаны с входной муфтой, размещенной на вторичном валу.

РИСУНКИ

Рисунок 1