Двухвальная механическая коробка передач
Изобретение относится к механическим коробкам передач. Коробка передач содержит устройство регулирования скорости, маховик с фрикционной накладкой и шестерни, установленные друг за другом на вторичном валу, между которыми размещены пружины. Устройство регулирования скорости представляет собой гидроцилиндр, шток которого толкает маховик. Шестерни вторичного вала объединены в блоки, каждый из которых представляет собой планетарный механизм, содержащий первое и второе зубчатое колесо с фрикционными накладками, между которыми размещено водило с сателлитами. Зубья сателлитов находятся в зацеплении с зубьями зубчатых колес. При этом второе зубчатое колесо вращается вокруг первого. Между торцами зубчатых колес установлен синхронизатор. Первое зубчатое колесо снабжено обгонным механизмом и втулкой. Втулка через шлицы сопряжена со вторичным валом. Первое зубчатое колесо снабжено обгонным механизмом и втулкой, при этом маховик и зубчатые колеса блока шестерен могут одновременно и вращаться вокруг вторичного вала, и скользить вдоль него за исключением водила, которое прикреплено к корпусу и только скользит вдоль него и вторичного вала, не вращаясь. Достигается упрощение конструкции коробки передач. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.
Изобретение относится к транспортному машиностроению, в частности-к механическим коробкам передач и применяется, преимущественно, на переднеприводных и заднеприводных легковых автомобилях с задним расположением двигателя.
Известна коробка передач транспортного средства по патенту RU 2666099. Коробка передач содержит первичный, вторичный и промежуточный валы. Первичный вал и промежуточный вал установлены соосно и соединены между собой, а вторичный вал расположен параллельно этим валам. Вторичный вал выполнен из двух частей, соединенных шлицевым соединением, и может иметь дополнительную подшипниковую опору. Соосно промежуточному валу установлен выходной вал. На промежуточном валу установлены неподвижно шестерни, которые находятся в постоянном зацеплении с шестернями соответствующих передач, установленных на вторичном валу. Переключение передач осуществляется посредством муфт. На выходном конце вторичного вала и на выходном валу установлена находящаяся в постоянном зацеплении пара шестерен, выполняющих роль демультипликатора.
Недостаток приведенной коробки передач заключается в наличии промежуточного вала, что усложняет конструкцию.
Известна также двухвальная механическая коробка передач (ДМКП), в котором отсутствует промежуточный вал, а по конструктивным признакам коробка близка к предлагаемой конструкции, поэтому ее можно выбрать в качестве прототипа. Коробка передач включает корпус, первичный и вторичный валы с ведущими и ведомыми шестернями, находящимися в постоянном зацеплении (https://carspec.info/dvuxvalnye-korobki). Валы вращаются в подшипниках. На вторичном валу закреплены синхронизаторы. Коробка передач имеет механический привод переключения. Привод включает рычаги, шаровые опоры, тяги, шарниры, штоки и иные механизмы выбора и переключения передач.
Недостатки данной заключаются в сложности механического привода переключения передач. Нужная пара шестерен выбирается передвижением рукоятки переключения скоростей посредством множества вилок, муфт, ползунов и т.д.
Техническая задача, возложенная на предложенное техническое решение, заключается в упрощении процесса регулирования скорости, то есть привода переключения скоростей.
Поставленная цель достигается следующим образом. Во-первых, вместо механического привода переключения скоростей применен гидроцилиндр особой конструкции. Изменение скорости движения автотранспорта осуществляется путем изменения давления в полости гильзы гидроцилиндра. Во-вторых- маховик и шестерни размещены на вторичном валу, причем шестерни вторичного вала объединены в блоки, между которыми установлены пружины. Каждый из блоков шестерен представляет собой планетарный механизм, содержащий первое и второе зубчатое колесо с фрикционными накладками, между которыми размещено водило с сателлитами. Зубья сателлитов находятся в зацеплении с зубьями зубчатых колес, при этом второе зубчатое колесо вращается вокруг первого, а между их торцами установлен синхронизатор. Первое зубчатое колесо снабжено обгонным механизмом и втулкой. Маховик и блоки шестерен могут одновременно и вращаться вокруг вторичного вала и скользить вдоль него за исключением водила, которое только скользит, не вращаясь. Чем больше давление рабочего тела (масла) в гидроцилиндре, тем дальше выдвигается его шток, который, в свою очередь, передвигает вдоль вторичного вала маховик и блоки шестерен. Так как каждый блок шестерен имеет свое передаточное отношение, то последовательным подключением разного количества блоков шестерен можно изменить скорость вращения вторичного вала и скорость движения автомобиля.
На Фиг.1 приведен общий вид ДМКП
На Фиг.2 приведена конструкция первичного вала
На фиг. 3 приведена конструкция маховика.
На Фиг. 4 приведена конструкция гидроцилиндра.
На Фиг.5 приведена конструкция блока шестерен.
ДМКП (см.Фиг.1) включат корпус 1, в котором на подшипниках размещен первичный вал 2 и вторичный вал 3. Вторичный вал 3 вращается в подшипниках корпуса 1. На вторичном вале соосно установлены гидроцилиндр 4, маховик 5 и три идентичных блока шестерен 6-8. Между маховиком 5 и блоком шестерен 6, а также между остальными блоками шестерен размещены наборы тарельчатых пружин 9-11 по возрастанию их количества (1,2,3 шт).
Первичный вал 2 (Фиг.2) установлен в подшипниках корпуса 1 и снабжен шестерней 12.
Маховик 5 (Фиг.3) включает диск 12А с шестерней 13. На торце диска закреплена фрикционная пластина 14 муфты сцепления. С двух сторон маховика установлены подшипники 15 и 16. Между ними размещен подшипник 17.
Устройство регулирования скорости (механический привод переключения передач) вращения вторичного вала 3 выполнено на гидроцилиндре (Фиг.4). Гидроцилиндр включает гильзу 18 и шток 19. В штоковую полость 20 гидроцилиндра под давлением подается рабочая жидкость. Например, масло.
Блоки шестерен (Фиг.5) 6-8 идентичны. Каждый из них представляет собой планетарный механизм, включающий первое зубчатое колесо 21 с диском 22 и зубьями 23. Вокруг этого колеса на подшипнике 24 вращается второе зубчатое колесо 25 с диском 26 и зубьями 27. Торцы обоих зубчатых колес, как и у маховика 5, снабжены фрикционными пластинами 32, аналогичной пластине 14 маховика. Между зубчатыми колесами размещено водило 28 с сателлитами 29 и 30, установленные на оси 31. Количество сателлитов может быть различное. В предлагаемой конструкции их 3 пары. Первое дисковое колесо 21 с торцов снабжено подшипниками 33 и 34. Внутри колеса 21 установлен обгонный механизм 35. Между зубчатыми колесами, вращающимися с различными угловыми скоростями, установлен синхронизатор 36. Зубья сателлитов 30 и 29 находятся в постоянном зацеплении соответственно с зубьями 23 и 27 зубчатых колес 21 и 25. Маховик 5 и блоки шестерен 6-8 могут быть принудительно передвинуты гидроцилиндром 4 вдоль вторичного вала 3. По мере сдвига тарельчатые пружины 9-11, собранные из разного количества пружин (от одной до трех в данной конструкции), сжимаются и оказывают все большее сопротивление выдвижению штока гидроцилиндра. Блоки шестерен и маховик 5 вращаются вокруг втулок 37 с внутренними шлицами. Втулка 37 передает вращение вторичному валу 3 с внешними шлицами и имеет возможность перемещаться вдоль него.
МКП работает следующим образом:
В исходном положении узлы и детали МКП находятся в неподвижном состоянии. Маховик 5 и блоки шестерен 6-8 раздвинуты друг от друга вдоль вторичного вала 3 усилиями тарельчатых пружин 9-11.
При подаче под определенным давлением рабочей жидкости (например, масла) в штоковую полость 20 гидроцилиндра 4 его шток 19 выдвигается и упирается в подшипник 15 маховика 5, передвигая его вдоль вторичного вала 3. Одновременно с подачей масла в гидроцилиндр, или независимо от этого, приводится во вращение первичный вал 2. При этом шестерня 12 первичного вала, находящаяся в зацеплении с шестерней 13 маховика 5, приводит во вращение диск 12А маховика с закрепленной на его торце фрикционной пластиной 14 муфты сцепления. Маховик в сборе передвигается до соприкосновения с аналогичной фрикционной пластиной, закрепленной на диске 22 первого зубчатого колеса 21 блока шестерен 6. Первое зубчатое колесо 21, вращает второе зубчатое колесо 25. После этого зубья 23 первого зубчатого колеса, находящиеся в зацеплении с зубьями сателлита 30, приводит во вращение сателлит 29 через ось 31. Зубья сателлита 29, находящиеся в зацеплении с зубьями 27 второго зубчатого колеса 25, приводят его вращение вокруг первого зубчатого колеса 21, которое установлено на втулке 37 с внутренними шлицами. При этом, первое зубчатое колесо 21, снабженное обгонной муфтой 35, передает крутящий момент вторичному валу 3, которое будет вращаться медленнее, чем второе зубчатое колесо 25.
При увеличении давления рабочей жидкости в полости 20 гидроцилиндра 4 маховик 5 совместно с блоком шестерен 6 продолжает двигаться по вторичному валу 3 до соприкосновения с блоком шестерен 7 и 8, сжимая тарельчатые пружины 10 и 11, увеличивая скорость вращения вторичного вала 3. При уменьшении давления рабочей жидкости в гидроцилиндре 4, тарельчатые пружины 9-11 разжимаются, и блоки шестерен 6-8 и маховик возвращаются в исходное состояние, так- как обгонный механизм 35 каждого блока прекращает сцепление со втулками 37 находящимися на вторичном валу 3.
Приведенное выше конструкторское решение способствует существенному упрощению конструкции коробки передач, облегчает управление транспортным средством.
Технической задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является упрощение конструкции коробки передач за счет упрощения конструкции устройства регулирования скорости.
Технический результат достигается тем, что устройство регулирования скорости, маховик с фрикционной накладкой, и шестерни установлены друг за другом на вторичном валу, а между ними размещены пружины. Устройство регулирования скорости представляет собой гидроцилиндр, шток которого толкает маховик, а шестерни вторичного вала объединены в блоки, каждый из которых представляет собой планетарный механизм, содержащий первое и второе зубчатое колесо с фрикционными накладками, между которыми размещено водило с сателлитами. Зубья сателлитов находятся в зацеплении с зубьями зубчатых колес, при этом второе зубчатое колесо вращается вокруг первого. Между торцами зубчатых колес установлен синхронизатор, а первое зубчатое колесо снабжено обгонным механизмом и втулкой. Втулка через шлицы сопряжена со вторичным валом. причем первое зубчатое колесо снабжено обгонным механизмом и втулкой, при этом маховик и зубчатые колеса блока шестерен могут одновременно и вращаться вокруг вторичного вала и скользить вдоль него за исключением водила, которое прикреплено к корпусу и только скользит вдоль него и вторичного вала, не вращаясь (на чертеже не показано).
1. Двухвальная механическая коробка передач, содержащая корпус, первичный и вторичный валы с шестернями, маховик с фрикционной накладкой, синхронизатор, устройство регулирования скорости, отличающаяся тем, что на вторичном валу друг за другом размещены устройство регулирования скорости, маховик и блоки шестерен, между которыми установлены пружины.
2. Двухвальная механическая коробка передач по п.1, отличающаяся тем, что устройство регулирования скорости представляет собой гидроцилиндр, шток которого толкает маховик, а шестерни вторичного вала объединены в блоки, каждый из которых представляет собой планетарный механизм, содержащий первое и второе зубчатое колесо с фрикционными накладками, между которыми размещено водило с сателлитами, зубья которых находятся в зацеплении с зубьями зубчатых колес, второе зубчатое колесо вращается вокруг первого, а между их торцами установлен синхронизатор, причем первое зубчатое колесо снабжено обгонным механизмом и втулкой, при этом маховик и зубчатые колеса блока шестерен могут одновременно и вращаться вокруг вторичного вала, и скользить вдоль него за исключением водила, которое прикреплено к корпусу и только скользит вдоль него и вторичного вала, не вращаясь.
