Коробка передач

 

Изобретение относится к области транспортного машиностроения, в частности к трансмиссии транспортных машин. Коробка передач содержит корпус с размещенными в нем входным, выходным и промежуточными валами. Входной и выходной валы установлены соосно, а промежуточный вал установлен параллельно этим валам. Шестерни на промежуточном валу закреплены и зацеплены с шестернями соосных валов. На выходном валу шестерня установлена свободно. Также на выходном валу расположена муфта переключения, на которой закреплена ведомая шестерня заднего хода. Отдельная шестерня заднего хода с муфтой переключения установлена на оси. На входном валу свободно установлены две шестерни, между ними расположена трехпозиционная муфта переключения. Муфта переключения, расположенная на выходном валу, - четырехпозиционная, она выполнена с возможностью выборочного соединения выходного вала или с шестерней входного вала, или с венцом входного вала, или с шестерней выходного вала, или находится в нейтральном положении. Отдельная шестерня заднего хода входит в зацепление с ведомой шестерней заднего хода, закрепленной на четырехпозиционной муфте переключения, и с ведущей шестерней заднего хода, закрепленной на промежуточном валу. Достигаемый технический результат - уменьшение металлоемкости за счет исключения из конструкции одной пары шестерен, повышение КПД за счет снижения гидродинамических потерь на перемешивание масла. 2 ил.

Изобретение относится к транспортному машиностроению, в частности к трансмиссии транспортных машин.

Известны агрегаты трансмиссии со ступенчатым изменением передаточных чисел, содержащие шестерни, валы, опоры, устройства переключения передач, применяемые на отечественных и зарубежных автомобилях. (Автомобили: Конструкция, конструирование и расчет. Трансмиссия./ Под ред. А.И. Гришкевича. Мн.: Выш. шк., 1985. - 240 с.).

Эти агрегаты конструктивно сложны, металлоемки, имеют значительные гидродинамические потери на перемешивание (барботаж) шестернями масла в агрегате.

Наиболее близкой к предлагаемой коробке передач (КП) является трехвальная соосная четырехступенчатая КП автомобиля ГАЗ-24 "Волга" (см. рис. 3.4, с.78).

КП состоит из корпуса с размещенными в нем валами, причем входной и выходной валы соосны, промежуточный вал расположен параллельно соосным валам. Одна шестерня выполнена вместе с входным валом. На промежуточном валу (оси) в одном блоке закреплены пять шестерен. Четыре шестерни находятся в постоянном зацеплении с шестерней входного вала и тремя шестернями, свободно установленными на выходном валу. На выходном валу расположены муфты переключения. Одна муфта расположена около входного вала, вторая - между шестернями первой и второй передач, на этой муфте закреплена ведомая шестерня заднего хода. Отдельная шестерня заднего хода установлена на оси и может входить в зацепление с ведущей шестерней заднего хода, закрепленной на промежуточном валу, и ведомой шестерней заднего хода, закрепленной на муфте переключения выходного вала, когда муфты синхронизаторов находятся в нейтральном положении.

Описанная КП сложна и металлоемка: для 4-х передач переднего хода и одной передачи заднего хода требуются 11 шестерен, она имеет значительные потери на барботаж масла.

Задачей изобретения является уменьшение металлоемкости агрегата и снижение гидродинамических потерь на перемешивание масла в агрегате.

Технический результат достигается тем, что на входном валу свободно установлены две шестерни, между ними расположена трехпозиционная муфта переключения, муфта переключения, расположенная на выходном валу, - четырехпозиционная, она выполнена с возможностью выборочного соединения выходного вала или с шестерней входного вала, или с венцом входного вала, или с шестерней выходного вала, или находится в нейтральном положении, при этом отдельная шестерня заднего хода входит в зацепление с ведомой шестерней заднего хода, закрепленной на четырехпозиционной муфте переключения, и с ведущей шестерней заднего хода, закрепленной на промежуточном валу.

На фиг. 1 изображена кинематическая схема трехвальной соосной КП 4R2 (четыре передачи переднего хода и две передачи заднего хода) с отключением привода шестерен на прямой передаче. Передачи заднего хода включаются осевым перемещением отдельной шестерни заднего хода, расположенной на оси.

На фиг. 2 представлена лучевая диаграмма КП 4R2 с таблицами положений муфт переключения на различных передачах. На горизонтальных шкалах диаграммы в логарифмическом виде представлены величины передаточных чисел пар шестерен и передач. Над верхней горизонталью обозначены номера передач переднего хода (4-1), под нижней горизонталью - передачи заднего хода (2R, 1R). На крайних горизонталях величина передаточных чисел приведена к выходному валу, на средней горизонтали - к промежуточному валу. Вертикальный луч указывает на передаточное число, равное единице. Наклон луча направо характеризует замедляющий режим работы пары шестерен, чем положе луч, тем больше передаточное число. Наклон луча каждой пары шестерен постоянный на любом участке лучевой диаграммы.

В опорах корпуса КП 1 расположены входной 2 и соосный ему выходной 3 валы, параллельно соосным валам установлен промежуточный вал 4. (см. фиг. 1). Шестерни 5 и 6, свободно установленные на входном валу 2, зацеплены соответственно с шестернями 7 и 8, закрепленными на промежуточном валу 4. На этом валу также закреплена шестерня 9, зацепленная с шестерней 10, свободно установленной на выходном валу 3. Ведущая шестерня заднего хода 11 также закреплена на промежуточном валу 4, ведомая шестерня заднего хода 12 закреплена на четырехпозиционной муфте переключения В, расположенной между шестернями 6 и 10. Отдельная шестерня заднего хода 13 совмещена с муфтой переключения R и расположена на оси 14 между шестернями 11 и 12. Трехпозиционная муфта А (15) расположена между шестернями 5 и 6 входного вала 2. На выходном валу 3 установлена четырехпозиционная муфта переключения В (16).

Работа КП осуществляется следующим образом: Первая передача Муфта А находится в левом положении, муфта В - в правом (левый венец муфты находится на венце выходного вала 3, а правый - на венце шестерни 10), муфта R с отдельной шестерней заднего хода - в левом (выключенном) положении (см. фиг. 2, таблица вверху справа над т.1).

Крутящий момент от входного вала 2 передается муфтой А, парой шестерен 5-7 (см. фиг. 1), промежуточным валом 4, парой шестерен 9-10 и муфтой B на выходной вал 3.

На лучевой диаграмме (см. фиг. 2) эта передача представлена двумя лучами: из т.4 на верхней горизонтали луч 5-7 направо вниз, затем пологий луч 9-10 направо вверх к т.1.

Вторая передача Переключаем муфту А в правое положение, выключаем из работы пару шестерен 5-7 и включаем пару 6-8.

До промежуточного вала 4 крутящий момент передается по паре шестерен 6-8 и далее как на первой передаче.

На лучевой диаграмме этой передаче соответствуют два луча: вертикальный луч 6-8 из т.4 вниз, затем пологий луч 9-10 к т.2.

Третья передача Переключаем муфты А и В из правого положения в левое. Все муфты находятся в левом положении. Муфта В левым венцом зацеплена с венцом шестерни 6, а правым венцом - с выходным валом 3.

Крутящий момент до промежуточного вала 4 передается как на первой передаче, а далее по паре шестерен 8-6, но в другом направлении по сравнению со второй передачей, затем по муфте В на выходной вал 3.

На лучевой диаграмме эта передача представлена двумя лучами: луч 5-7 направо вниз и вертикальный луч 8-6 вверх к т.3.

Четвертая передача - прямая с отключением всех шестерен Переключаем муфту А в нейтральное положение, а муфту В - в среднее положение - левый венец муфты соединен с венцом входного вала 2, а правый венец - с выходным валом 3.

От входного вала 2 крутящий момент передается зубчатым венцом, расположенным рядом с шестерней 6, муфтой B на выходной вал 3, при этом соосные валы 2 и 3 не связаны с шестернями.

На лучевой диаграмме эта передача представлена точкой 4.

Передачи заднего хода включаются перемещением муфты R из левого положения в правое (см. фиг. 1), муфта B находится в нейтральном положении, при этом отдельная шестерня заднего хода 13 входит в зацепление с ведущей шестерней заднего хода 11, закрепленной на промежуточном валу 4, и ведомой шестерней заднего хода 12, закрепленной на четырехпозиционной муфте B (16). Положения других муфт соответствуют передачам переднего хода.

Первый задний ход - 1R Муфта А находится в левом положении, муфта В - в нейтральном и муфта R отдельной шестерней заднего хода 13 - в правом положении.

Крутящий момент от входного вала 2 передается муфтой А, парой шестерен 5-7, промежуточным валом 4, рядом шестерен заднего хода 11-13-12 и по муфте B на выходной вал 3.

На лучевой диаграмме этой передаче соответствуют два луча: из т.4 на верхней горизонтали слева луч 5-7 направо вниз, затем пологий луч 11-13-12 также вниз направо к т.1R на нижней горизонтали.

Второй задний ход - 2R Переключаем муфту А в правое положение.

Крутящий момент от входного вала 2 передается муфтой А, парой шестерен 6-8 и далее как на предыдущей передаче.

На лучевой диаграмме этой передаче принадлежат два луча: из т. 4 вертикальный луч 6-8 вниз, затем пологий луч 11-13-12 к т.2R.

Положительный эффект выражается в уменьшении металлоемкости КП за счет исключения из конструкции одной пары шестерен, а также повышения КПД агрегата за счет снижения гидродинамических потерь на перемешивание масла путем отключения всех шестерен на наиболее часто используемой прямой передаче.

Формула изобретения

Коробка передач, содержащая корпус с размещенными в нем входным, выходным и промежуточными валами, причем входной и выходной валы установлены соосно, а промежуточный вал установлен параллельно этим валам, шестерни на промежуточном валу закреплены и зацеплены с шестернями соосных валов, на выходном валу шестерня установлена свободно, также на выходном валу расположена муфта переключения, на которой закреплена ведомая шестерня заднего хода, отдельная шестерня заднего хода с муфтой переключения установлена на оси, отличающаяся тем, что на входном валу свободно установлены две шестерни, между ними расположена трехпозиционная муфта переключения, муфта переключения, расположенная на выходном валу - четырехпозиционная, она выполнена с возможностью выборочного соединения выходного вала или с шестерней входного вала или с венцом входного вала или с шестерней выходного вала или находится в нейтральном положении, при этом отдельная шестерня заднего хода входит в зацепление с ведомой шестерней заднего хода, закрепленной на четырехпозиционной муфте переключения и с ведущей шестерней заднего хода, закрепленной на промежуточном валу.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2