КОРОБКА ПЕРЕМЕНЫ ПЕРЕДАЧ

Полезная модель относится к машиностроению, а именно, к ступенчатым коробкам перемены передач с переключением передач фрикционными муфтами, и может быть использована для установки на самоходные машины, в частности, тракторы.
Известна коробка перемены передач, устанавливаемая на тракторы К-700А, К-701 (http://k-744.ru/fromgtn/book/sost2.php#transmissia).
Данная коробка перемены передач механическая, многоступенчатая с шестернями постоянного зацепления, с механическим приводом переключения режимов (диапазонов) и гидравлическим управлением гидроподжимными фрикционными муфтами, обеспечивающими переключение передач без разрыва потока мощности в пределах одного режима. Вращающий момент от двигателя на ведущий вал коробки перемены передач передается через полужесткую муфту и карданный вал. Трогание трактора с места происходит при включении многодисковой фрикционной муфты первой передачи, плавность трогания обеспечивается гидроаккумулятором. Редукторная часть коробки передач состоит из ведущего, промежуточного, грузового, раздаточного валов и вала привода насоса. Ведущий фрикционный вал трехопорный с четырьмя фрикционными муфтами, шестерни которых соединяются с шестернями промежуточного вала. Промежуточный вал трехопорный, вращается на двух роликоподшипниках и одном шарикоподшипнике; на шлицах вала установлены семь шестерен, четыре из которых находятся в постоянном зацеплении с шестернями четырех фрикционных муфт ведущего вала, две шестерни находятся в постоянном зацеплении с шестернями грузового вала и одна шестерня является ведущей шестерней заднего хода. Грузовой вал - трехопорный, вращается на двух шариковых и одном роликовом подшипниках. На валу установлены пять шестерен и две зубчатые муфты. Раздаточный вал состоит из вала привода переднего моста и вала привода заднего моста. На валу привода переднего моста установлены две шестерни на шарикоподшипниках и зубчатая муфта, которая, в зависимости от своего положения, соединяет с валом одну либо другую шестерню раздаточного вала, что соответствует повышенному либо пониженному режиму, включенному на коробке перемены передач. В верхней половине картера, параллельно ведущему валу, установлен вал привода насоса, который получает вращение от ведущего вала через шестерню ведущего вала, находящуюся в зацеплении с шестерней вала привода насосов. Данная коробка перемены передач имеет шестнадцать передач переднего хода: четыре передачи, переключаемые под нагрузкой, и четыре диапазона, переключаемые зубчатыми муфтами; и восемь передач заднего хода: четыре передачи, переключаемые фрикционными муфтами под нагрузкой, и два диапазона, переключаемые зубчатыми муфтами. Четыре фрикционных муфты с шестернями, рассчитанные на передачу высокого вращающего момента, установленные на ведущем валу, привели к необходимости изготовления длинного ведущего вала, и в целях снижения изгибающего момента, действующего на вал, была установлена третья опора в центре вала.
Недостатками рассматриваемой коробки перемены передач являются: высокие трудозатраты и сложность в изготовлении и термической обработке длинных трехопорных валов; высокие трудозатраты и сложность в растачивании масляных каналов включения фрикционных муфт и смазки фрикционных дисков ведущего фрикционного вала; высокие трудозатраты и сложность при растачивании корпуса, в частности, мест под установку подшипников трехопорных валов; сложность и высокие трудозатраты, возникающие при сборке коробки перемены передач; высокая металлоемкость. Также недостатком рассматриваемой коробки перемены передач является то, что данная коробка перемены передач имеет небольшой общий диапазон изменения передаточных, что не позволяет использовать данную коробку передач на машинах, технологический процесс работы которых предусматривает необходимость движение на малых скоростях движения при номинальных оборотах двигателя, в том числе, при работе с роторными снегоочистителями, мульчерами, почвенными и дорожными фрезами.
В качестве прототипа известна коробка перемены передач (патент на полезную модель №181008), состоящая из: корпуса, изготовленного из двух частей, с установленными на нем крышками валов, ведущего вала с посаженной на шлицах шестерней, вала-шестерни привода насосов, промежуточного вала с посаженными на шлицах шестернями, вала-шестерни заднего хода с посаженной на шлицах шестерней, раздаточного вала с четырьмя шестернями, установленными на подшипниках, и двумя подвижными на шлицах вала зубчатыми муфтами двустороннего действия с механизмами включения, двух фрикционных валов с двумя фрикционными муфтами с шестернями на каждом, ведущие шестерни фрикционных муфт обоих фрикционных валов находятся в зацеплении с шестерней ведущего вала, ведомые шестерни фрикционных муфт обоих фрикционных валов находятся в зацеплении с шестернями раздаточного вала. Четыре фрикционные муфты обеспечивают четыре передачи, переключаемые под нагрузкой в каждом диапазоне; четыре шестерни раздаточного вала и две зубчатые муфты двухстороннего действия обеспечивают три диапазона переднего хода и один диапазон заднего хода. Общее количество передач: двенадцать передач переднего хода и четыре передачи заднего хода.
Недостатком рассматриваемой в качестве прототипа коробки перемены передач является ограниченное общее количество передач и, как следствие, небольшой общий диапазон изменения передаточных отношений в коробке перемены передач, что не позволяет использовать данную коробку перемены передач на машинах, технологический процесс работы которых предусматривает необходимость движение на малых скоростях движения при номинальных оборотах двигателя, в том числе, при работе с роторными снегоочистителями, мульчерами, почвенными и дорожными фрезами.
Задачей полезной модели является создание коробки перемены передач с улучшенными техническими характеристиками, расширение сферы применения коробки перемены передач.
Поставленная задача решается коробкой перемены передач, состоящей из корпуса, изготовленного из двух частей, с установленными на нем крышками валов, ведущего вала с посаженной на шлицах шестерней, вала-шестерни привода насосов, промежуточного вала с посаженными на шлицах шестернями, вала-шестерни заднего хода с посаженной на шлицах шестерней, раздаточного вала с четырьмя шестернями, установленными на подшипниках, - шестерней первого диапазона, шестерней второго диапазона, шестерней третьего диапазона, находящейся в зацеплении с шестерней промежуточного вала, шестерней заднего хода, находящейся в зацеплении с валом-шестерней заднего хода, и двумя, подвижными на шлицах вала, зубчатыми муфтами двустороннего действия с механизмами включения, двух фрикционных валов с двумя фрикционными муфтами с шестернями на каждом, ведущие шестерни фрикционных муфт обоих фрикционных валов находятся в зацеплении с шестерней ведущего вала, ведомые шестерни фрикционных муфт обоих фрикционных валов находятся в зацеплении с шестернями раздаточного вала, отличающейся тем, что установлен дополнительный вал-шестерня, который находится в зацеплении с шестерней первого диапазона раздаточного вала, на дополнительном валу-шестерне на шлицах установлены две шестерни, одна из которых находится в зацеплении с шестерней, установленной на шлицах на валу-шестерне заднего хода, вторая шестерня находится в зацеплении с шестерней второго диапазона раздаточного вала, на валу-шестерне заднего хода установлены на подшипниках две шестерни, которые находятся в зацеплении с шестернями промежуточного вала, между ними установлена подвижная на шлицах вала зубчатая муфта двустороннего действия с механизмом включения.
Коробка перемены передач (Фиг. 1, Фиг. 2) состоит из корпуса 9, изготовленного из двух частей, соединенных в плоскости расположенной перпендикулярно валам, с прикрученными к нему крышками валов 15, в котором размещены: входной вал 7 с жестко на шлицах посаженной шестерней, вал-шестерня привода насосов 8, фрикционный вал 6 с ведущей шестерней 12 двумя фрикционными муфтами 11 и 13 с ведомыми шестернями 10 и 14, фрикционный вал 5 с ведущей шестерней 17 двумя фрикционными муфтами 16 и 19 с ведомыми шестернями 18 и 20, промежуточный вал 4 с жестко на шлицах посаженными шестернями 21, 22, 24, вал-шестерня заднего хода 3 с жестко на шлицах посаженной шестерней 25 и двумя шестернями 26 и 27, установленными на подшипниках, между которыми установлена подвижная на шлицах вала зубчатая муфта двустороннего действия 23 с механизмом включения 28, шестерня 26 находится в зацеплении с шестерней 22 промежуточного вала, шестерня 27 находится в зацеплении с шестерней 21 промежуточного вала, дополнительный вал-шестерня 1, с установленными на шлицах, двумя шестернями 29 и 30, шестерня 30 находится в зацеплении с шестерней 25 вала-шестерни заднего хода, раздаточный вал 2 с четырьмя шестернями, установленными на подшипниках, - шестерней первого диапазона 32, шестерней второго диапазона 31, шестерней третьего диапазона 36, шестерней заднего хода 33, и двумя, подвижными на шлицах вала, зубчатыми муфтами двустороннего действия 34 с механизмами включения 35, шестерня первого диапазона раздаточного вала 32 находится в зацеплении с дополнительным валом-шестерней 1, шестерня второго диапазона раздаточного вала 31 находится в зацеплении с шестерней 29 дополнительного вала-шестерни, шестерня третьего диапазона раздаточного вала 36 находится в зацеплении с шестерней 22 промежуточного вала, шестерня заднего хода раздаточного вала 33 находится в зацеплении с валом-шестерней заднего хода 3.
Принцип работы коробки перемены передач: вращение от ведущего вала через шестерню ведущего вала передается на вал-шестерню привода насосов, который обеспечивает вращение насоса гидравлической системы управления переключением фрикционных муфт и смазки коробки перемены передач и насоса гидравлической системы рулевого управления и навесного оборудования. Также от шестерни ведущего вала вращение передается на ведущие шестерни фрикционных муфт обоих фрикционных валов; ведомые шестерни фрикционных муфт передают далее вращение на шестерни промежуточного вала, в зависимости от выбранной передачи, включается одна из четырех фрикционных муфт; четыре фрикционные муфты, установленные на двух фрикционных валах, обеспечивают четыре передачи, переключаемые под нагрузкой; с промежуточного вала через шестерню 22 (Фиг. 2) вращение передается на шестерню раздаточного вала третьего диапазона 36 и шестерню 26 вала-шестерни заднего хода. Через шестерню 21 (Фиг. 2) промежуточного вала вращение передается на шестерню 27 вала-шестерни заднего хода; зубчатой муфтой 23, установленной на валу-шестерне заднего хода между шестернями 26 и 27, подключается одна из этих шестерней. Разные передаточные отношения в парах шестерней промежуточного вала и вала шестерни заднего хода обеспечивают две скорости вращения вала-шестерни заднего хода. С вала-шестерни заднего хода через шестерню 25 (Фиг. 2) вала-шестерни заднего хода вращение передается на шестерню 30 дополнительного вала-шестерни, и далее на шестерни первого и второго диапазонов раздаточного вала. Две подвижные зубчатые муфты, установленные на раздаточном валу, с помощью механизмов переключения подключают одну из четырех шестерней раздаточного вала. Шестерня раздаточного вала третьего диапазона вращается от шестерни промежуточного вала. Шестерни первого и второго диапазонов раздаточного вала вращаются от дополнительного вала-шестерни, который вращается от вала-шестерни заднего хода. Шестерня заднего хода раздаточного вала вращается от вала-шестерни заднего хода. Вал-шестерня заднего хода, за счет установки двух шестерней подключаемых зубчатой муфтой, имеет две скорости вращения, что обеспечивает две скорости вращения шестерней первого и второго диапазонов раздаточного вала и диапазона заднего хода, что, в совокупности с односкоростной шестерней третьего диапазона раздаточного вала, обеспечивает пять диапазонов переднего хода и два диапазона заднего хода. В каждом диапазоне четыре передачи переключаются под нагрузкой фрикционными муфтами. В итоге, общее количество передач составляет: двадцать передач переднего хода и восемь передач заднего хода.
Установка дополнительного вала-шестерни и двух, подключаемых зубчатой муфтой, шестерней привода вала-шестерни заднего хода, которые обеспечили две скорости вращения вала-шестерни заднего хода, позволили не только увеличить, в сравнении с прототипом, количество диапазонов переднего и заднего хода, но и, за счет включения в кинематическую цепь переднего хода дополнительно двух пар шестерней, - значительно увеличить общий диапазон передаточных отношений коробки перемены передач. В случае, если передаточное отношение между шестерней 21 промежуточного вала (Фиг. 2) и шестерней 27 вала-шестерни заднего хода будет равно двум, а передаточное отношение между шестерней 25 вала-шестерни заднего хода и шестерней 30 дополнительного вала-шестерни также будет равно двум, то, при одинаковых с прототипом остальных шестернях коробки перемены передач, минимальная скорость движения понизится в четыре раза. При этом, максимальная скорость останется прежней, соответственно, значительно расширится общий диапазон передаточных отношений, что позволит использовать данную коробку перемены передач на машинах, технологический процесс работы которых предусматривает необходимость движение на малых скоростях движения при номинальных оборотах двигателя, в частности, при работе с роторными снегоочистителями, мульчерами, почвенными и дорожными фрезами; а также позволит устанавливать данную коробку перемены передач на многофункциональные машины, в частности такие как: бульдозер - роторный снегоочиститель, бульдозер - мульчер, бульдозер - дорожная фреза, сельскохозяйственный трактор - роторный снегоочиститель, сельскохозяйственный трактор - мульчер и другие.
Технический результат заключается в создании коробки перемены передач имеющей пять диапазонов движения переднего хода и два диапазона движения заднего хода, с четырьмя передачами, переключаемыми под нагрузкой в каждом диапазоне; в значительном увеличении общего диапазона изменения передаточных отношений коробки перемены передач и получении больших передаточных отношений на пониженных диапазонах движения, что позволяет значительно расширить перечень техники, на которой может применяться данная коробка перемены передач.