УНИВЕРСАЛЬНАЯ КОРОБКА ПЕРЕДАЧ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА

Область техники, к которой относится полезная модель
Полезная модель относится к области транспортного машиностроения, в частности, к универсальным коробкам передач транспортного средства и может быть использована в качестве коробки передач автомобилей, мотоциклов, катеров, самолетов, вертолетов и других транспортных средств, для передачи вращающего момента приводной мощности от двигателя на ведущие колеса транспортного средства.
Уровень техники
Известна коробка передач транспортного средства, содержащая входной и выходной валы, три дифференциальных механизма, каждый из которых имеет водило, сателлиты, солнечную и эпициклическую шестерни и семь фрикционных элементов управления в виде муфт и тормозов, при этом два дифференциальных механизма образуют основную планетарную коробку передач, солнечные шестерни которой соединены с эпициклом третьего дифференциального механизма, водило и солнечная шестерня которого через фрикционные муфты соединены с входным валом и образуют планетарный реверс-делитель с ускоряющей передачей (см. пат. RU №2462632, кл. F16Н 3/44, F16Н 37/08, опубл. 27.09.2012 г.).
Недостатком данной коробки передач является сложность конструкции и невысокий коэффициент полезного действия.
Известна коробка передач транспортного средства, содержащая находящиеся в зубчатом зацеплении сопряженный с выходным валом двигателя ведущий блок, содержащий, по крайней мере, две муфты сцепления ведущего блока и два сопряженных с ними вала ведущего блока, на каждом из которых расположена, по крайней мере, одна шестерня, и сопряженный с ведущим валом ведомый блок, при этом ведомый блок содержит, по крайней мере, две муфты сцепления ведомого блока и, по крайней мере, два сопряженных с ними и расположенных соосно внутри друг друга вала ведомого блока, на каждом из которых расположена, по крайней мере, одна шестерня.
Коробка передач выполнена с возможностью одновременного включения одной муфты сцепления ведущего блока и одной муфты сцепления ведомого блока.
Коробка передач выполнена с возможностью управления при движении включением/выключением передач посредством включения/выключения муфт сцепления ведущего блока и включения/выключения муфт сцепления ведомого блока.
Коробка передач выполнена с возможностью передачи крутящего момента от выходного вала двигателя на ведущий блок и с возможностью передачи крутящего момента с ведомого блока на ведущие колеса.
В коробке передач валы ведущего блока расположены соосно внутри друг друга.
В коробке передач валы ведущего блока выполнены с возможностью независимого вращения относительно друг друга.
В коробке передач валы ведомого блока выполнены с возможностью независимого вращения относительно друг друга.
Коробка передач включает в себя, по крайней мере, две передачи с различным передаточным соотношением, выполненные с возможностью их включения/выключения посредством включения/выключения соответствующих муфт сцепления ведущего и соответствующих муфт сцепления ведущего и соответствующих муфт сцепления ведомого блоков.
В коробке передач, каждая из передач выполнена с возможностью постоянного зубчатого зацепления соответствующих шестерен ведущего блока и соответствующих шестерен ведомого блока.
В коробке передач, каждая из передач выполнена с возможностью постоянного зубчатого зацепления соответствующих шестерен ведущего блока и соответствующих шестерен ведомого блока через шестерни, расположенные на промежуточном валу.
В коробке передач, расположенные на валах шестерни жестко соединены с валами (см. пат. RU №2472995, кл. F16Н 37/06, F16Н 3/08 опубл. 20.01.2013 г.).
Недостатком данного устройства то, что оно представляет собой сложную конструкцию и невысокую надежность.
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому положительному эффекту и принятая автором за прототип является многоступенчатая коробка передач, содержащая корпус, с размещенными в нем первичным, вторичным и промежуточным валами, причем первичный и вторичный валы установлены соосно, а промежуточный вал расположен параллельно этим валам, шестерни промежуточного вала зацеплены попарно с шестернями, свободно установленными на вторичном валу, три шестерни низших передач и шестерня заднего хода закреплены на промежуточном валу, дополнительная шестерня заднего хода или блок из двух шестерен заднего хода расположены на оси между промежуточным и вторичным валами, на первичном валу закреплена ступица трехпозиционной муфты переключения и свободно установлена шестерня, две трехпозиционные муфты переключения расположены на ступицах вторичного вала на выходе коробки передач между рядом шестерен заднего хода и тремя парами шестерен низших передач, при этом первичный вал выполнен единым, на промежуточном валу установлен трубчатый вал, на котором закреплены две шестерни, они зацеплены с шестернями, свободно установленными на первичном и вторичном валах, между вторым, третьим и четвертым рядами шестерен расположены две двухпозиционные сдвоенные муфты переключения, состоящие каждая из двух двухпозиционных полумуфт, расположенных на шестернях соседних рядов параллельных валов, взаимосвязанных вилкой переключения, одна полумуфта установлена на венце шестерни вторичного вала, другая полумуфта установлена напротив первой полумуфты на венце шестерни промежуточного вала (см. пат. RU №2261184, кл. В60К 17/08, F16Н 3/093 опубл. 27.09.2005 г.).
Недостатком данной коробки передач является сложность конструкции, быстрый износ двигателя.
Раскрытие полезной модели
Задачей предлагаемой полезной модели является разработка универсальной коробки передач транспортного средства, обладающей упрощением конструкции, уменьшение износа двигателя за счет уменьшения оборотов двигателя.
Технический результат, который может быть, достигнут с помощью предлагаемой полезной модели, сводится к упрощению конструкции и уменьшению износа двигателя.
Технический результат достигается с помощью универсальной коробки передач транспортного средства, содержащей корпус в котором установлены, вращающиеся на подшипниках ведущий вал с ведущей шестерней, промежуточный вал с первой промежуточной шестерней и второй промежуточной шестерней и ведомый вал с ведомой шестерней, при этом ведущий вал, промежуточный вал и ведомый вал, расположены параллельно по отношению друг к другу и проходят через центры жестко закрепленных с ними, соответственно, ведущей шестерней, первой и второй промежуточными шестернями, соответственно, и ведомой шестерней 8, причем шестерни выполнены цилиндрической формы, установлены неподвижно на своих валах и расположены перпендикулярно к осям своего вращения, при этом зубья ведущей шестерни находятся в постоянном зацеплении только с зубьями первой промежуточной шестерни, а зубья ведомой шестерни находятся в постоянном зацеплении только с зубьями второй промежуточной шестерни, причем зубья ведущей шестерни и зубья ведомой шестерни выполнены с возможностью незацепления друг с другом, при этом диаметр ведущей шестерни выполнен кратно меньше диаметра первой промежуточной шестерни, а диаметр ведомой шестерни выполнен кратно меньше диаметра второй промежуточной шестерни, причем диаметр первой промежуточной шестерни выполнен кратно больше диаметра второй промежуточной шестерни, а диаметр ведущей шестерни выполнен кратно больше диаметра ведомой шестерни, при этом диаметры ведущей шестерни и первой промежуточной шестерни выполнены с возможностью ограничения только размерами того пространства, в котором устанавливают универсальную коробку передач, при этом диаметры ведущей шестерни и первой промежуточной шестерни выполнены как можно больше, а радиус второй промежуточной шестерни выполнен не превышающим длину полезного рычага первой промежуточной шестерни, при этом диаметр ведомой шестерни выполнен как можно меньше, причем ведущая шестерня посредством ведущего вала соединена с двигателем, а ведомая шестерня посредством ведомого вала соединена с ведущими колесами.
Краткое описание чертежей
На фиг. дана универсальная коробка передач транспортного средства, общий вид.
Осуществление полезной модели
Универсальная коробка передач транспортного средства состоит из корпуса 1 в котором установлены, вращающиеся на подшипниках (на фиг не показаны), ведущий вал 2 с жестко закрепленной на нем ведущей шестерней 3, промежуточный вал 4 с жестко закрепленными на нем первой промежуточной шестерней 5 и второй промежуточной шестерней 6 и ведомый вал 7 с жестко закрепленной на нем ведомой шестерней 8, причем ведущий вал 2, промежуточный вал 4 и ведомый вал 7, расположены параллельно по отношению друг к другу и проходят точно через центры жестко закрепленных с ними, соответственно, ведущей шестерней 3, первой и второй промежуточными шестернями 5 и 6, соответственно, и ведомой шестерней 8, причем шестерни 3, 5, 6 и 8 выполнены цилиндрической формы, установлены неподвижно на своих валах и расположены перпендикулярно к осям своего вращения, при этом зубья (на фиг. не показаны) ведущей шестерни 3 находятся в постоянном зацеплении 9 только с зубьями первой промежуточной шестерни 5, а зубья (на фиг. не показаны) ведомой шестерни 8 находятся в постоянном зацеплении 10 только с зубьями второй промежуточной шестерни 6, причем зубья ведущей шестерни 3 и зубья ведомой шестерни 8 выполнены с возможностью незацепления друг с другом, при этом диаметр ведущей шестерни 3 выполнен меньше диаметра первой промежуточной шестерни 5, а диаметр ведомой шестерни 8 выполнен меньше диаметра второй промежуточной шестерни 6, причем диаметр первой промежуточной шестерни 5 выполнен больше диаметра второй промежуточной шестерни 6, а диаметр ведущей шестерни 3 выполнен больше диаметра ведомой шестерни 8, при этом диаметры ведущей шестерни 3 и первой промежуточной шестерни 5 выполнены с возможностью ограничения только размерами того пространства, в котором устанавливают универсальную коробку передач, при этом диаметры ведущей шестерни 3 и первой промежуточной шестерни 5 выполнены как можно больше, а радиус второй промежуточной шестерни 6 выполнен не превышающим длину полезного рычага первой промежуточной шестерни 5, при этом диаметр ведомой шестерни 8 выполнен как можно меньше и за время совершения первой промежуточной шестерней 5 одного полного оборота, вторая промежуточная шестерня 6 точно также совершает один полный оборот, при этом ведущая шестерня 3 посредством ведущего вала 2 соединена с двигателем (на фиг. не показан) от которого получает нагрузку, а ведомая шестерня 8 посредством ведомого вала 7 соединена с ведущими колесами (на фиг. не показаны) и передает им нагрузку.
Универсальная коробка передач транспортного средства эксплуатируется следующим образом. Так как, ведущая шестерня 3 посредством ведущего вала 2 соединена с двигателем, от которого получает нагрузку, а ведомая шестерня 8 посредством ведомого вала 7 соединена с ведущими колесами и передает им нагрузку, а в корпусе 1 установлены, вращающиеся на подшипниках ведущий вал 2 с ведущей шестерней 3, промежуточный вал 4 с первой промежуточной шестерней 5 и второй промежуточной шестерней 6 и ведомый вал 7 с ведомой шестерней 8, то за счет того, что диаметр ведущей шестерни 3 выполнен меньше диаметра первой промежуточной шестерни 5, а диаметр ведомой шестерни 8 выполнен меньше диаметра второй промежуточной шестерни 6, причем диаметр первой промежуточной шестерни 5 выполнен больше диаметра второй промежуточной шестерни 6, а диаметр ведущей шестерни 3 выполнен больше диаметра ведомой шестерни 8, при этом диаметры ведущей шестерни 3 и первой промежуточной шестерни 5 выполнены с возможностью ограничения только размерами пространства корпуса 1, в котором устанавливают универсальную коробку передач, при этом диаметры ведущей шестерни 3 и первой промежуточной шестерни 5 выполнены как можно больше, а радиус второй промежуточной шестерни 6 выполнен не превышающим длину полезного рычага первой промежуточной шестерни 5, при этом диаметр ведомой шестерни 8 выполнен как можно меньше и за время совершения первой промежуточной шестерней 5 одного полного оборота, вторая промежуточная шестерня 6 точно также совершает один полный оборот, при этом ведущая шестерня 3 посредством ведущего вала 2, соединенная с двигателем, получает от него нагрузку, а ведомая шестерня 8 посредством ведомого вала 7, соединенная с ведущими колесами, передает им нагрузку, например, диаметры ведущей шестерни 3 и первой промежуточной шестерни 5 выполнены кратными, например, 1:3 то за время совершения ведущей шестерней 3 трех, полных оборотов вокруг своей оси первая промежуточная шестерня 5 совершает только один полный оборот вокруг своей оси, таким образом, при сохранении такого соотношения оборотов ведущей шестерни 3 и первой промежуточной шестерни 5 относительно друг друга, то есть чем больше будут диаметры ведущей шестерни 3 и первой промежуточной шестерни 5, тем больше будет длина полезного рычага первой промежуточной шестерни 5, именно это увеличение длины полезного рычага первой промежуточной шестерни 5 позволяет выполнить универсальную коробку передач с уменьшением оборотов двигателя и как следствие уменьшением износа двигателя, а диаметры второй промежуточной шестерни 6 и ведомой шестерни 8 выполнены такими, чтобы за время совершения второй промежуточной шестерней 6 одного полного оборота вокруг своей оси ведомая шестерня 8 совершает как можно большее количество полных оборотов вокруг своей оси, при сохранении такого соотношения оборотов второй промежуточной шестерни 6 и ведомой шестерни 8 относительно друг друга, то есть чем меньше диаметры второй промежуточной шестерни 6 и ведомой шестерни 8 и большее количество полных оборотов вокруг своей оси совершит ведомая шестерня 8, тем лучше будет работать коробка передач, таким образом, при сохранении всех вышеизложенных соотношений оборотов всех данных шестерен 3, 5, 6 и 8 относительно друг друга диаметры ведущей шестерни 3 и первой промежуточной шестерни 5 выполнены как можно больше, а диаметры второй промежуточной шестерни 6 и ведомой шестерни 8 выполнены как можно меньше, все это позволяет лучше работать коробке передач с одновременным упрощением конструкции.
Пример. В корпусе 1 установлены: ведущая шестерня 3, диаметр которой равен 30 см, первая промежуточная шестерня 5, диаметр которой 90 см, при этом длина полезного рычага первой промежуточной шестерни 5 равна 30 см, а диаметр второй промежуточной шестерни 6 равен 30 см, диаметр ведомой шестерни 8 равен 3 см, причем диаметр ведомой шестерни 8 выполнен как можно меньше, то есть кратно, а диаметр второй промежуточной шестерни выполнен таким, чтобы за время совершения ведущей шестерней 3 одного полного оборота вокруг своей оси, ведомая шестерня 8 совершала не менее трех полных оборотов вокруг своей оси.
Таким образом, многократное увеличение диаметров ведущей шестерни 3 и первой промежуточной шестерни 5 и при сохранении одного и того же соотношения оборотов ведущей шестерни 3 и первой промежуточной шестерни 5 относительно друг друга, всегда будет давать многократное увеличение длины полезного рычага первой промежуточной шестерни 5, при этом именно многократное увеличение длины полезного рычага первой промежуточной шестерни 5 позволяет сделать коробку передач универсальной, причем диаметры ведущей шестерни 3 и первой промежуточной шестерни 5 должны быть выполнены с возможностью ограничения только размерами того пространства в котором устанавливают универсальную коробку передач. Многократное увеличение длины полезного рычага первой промежуточной шестерни 5 позволяет посредством второй промежуточной шестерни 6 и ведомой шестерни 8 многократно увеличить количество оборотов ведущих колес, при этом радиус второй промежуточной шестерни 6 не должен превышать длину полезного рычага первой промежуточной шестерни 5, а диаметр ведомой шестерни 8 должен быть как можно меньше, причем немного изменяя диаметр второй промежуточной шестерни 6 можно изменять соотношения оборотов двигателя и ведущих колес. Таким образом, конструкция универсальной коробки передач транспортного средства по предлагаемой полезной модели позволяет достичь технический результат.
Предлагаемая полезная модель по сравнению с прототипом и другим известными техническими решениями имеет следующие преимущества:
- упрощение и удешевление конструкции;
- уменьшение износа двигателя;
- уменьшение расхода топлива;
- исключение переключения передач.