Коробка переключения передач

Полезная модель относится к области транспортного машиностроения, в частности, к коробкам переключения передач транспортного средства, преимущественно снегохода, и может быть использована для передачи крутящего момента от двигателя к ведомому валу коробки переключения передач и далее на гусеничную или колесную группы транспортного средства.
Известна коробка переключения передач транспортного средства, содержащая корпус, в котором параллельно установлены ведущий вал с расположенной на нем ведущей шестерней повышенной передачи с торцовыми кулачками. Кроме того, на этом валу расположены муфта переключения передач с торцовыми кулачками, установленная с возможностью перемещения вдоль него и взаимодействия с кулачками ведущей шестерни повышенной передачи, и шестерня пониженной передачи. Обе шестерни имеют возможность окружного перемещения относительно вала и установлены на игольчатых подшипниках. Коробка содержит вал заднего хода с шестерней передачи заднего хода и второй муфтой переключения, промежуточный вал с ведомыми шестернями повышенной, пониженной передач и передачи заднего хода, зафиксированных на валу, а также ведомый вал. Коробка содержит механизм переключения передач, который состоит из оси и вилки переключения передач с подпружиненным шариком, входящим при переключении в одну из канавок оси. Передача вращения от ведущего вала к валу заднего хода осуществляется с помощью двух дополнительных шестерен, установленных на этих валах (Руководство по эксплуатации снегохода «Тайга», рис. 15, http://www.russneg.ru/raz126.html).
Недостаткам такой коробки является большое количество деталей, входящих в ее состав, что усложняет конструкцию коробки и увеличивает ее себестоимость.
Кроме того, механизм переключения передач не позволяет осуществлять плавное переключение передач и подвержен быстрому износу, что снижает эксплуатационные характеристики коробки, в частности надежность переключения передач.
Также известна коробка переключения передач транспортного средства, содержащая корпус, в котором параллельно установлены ведущий вал с расположенной на нем шестерней повышенной передачи с торцовыми кулачками, вал заднего хода с шестерней передачи заднего хода, установленной на валу неподвижно, промежуточный вал с шестернями повышенной, пониженной передач и передачи заднего хода, зафиксированных в осевом направлении, а также ведомый вал. Коробка снабжена муфтой переключения передач с торцовыми кулачками, установленной на ведущем валу с возможностью перемещения вдоль него и взаимодействия с кулачками шестерни повышенной передачи. Муфта снабжена зубчатым венцом, который имеет возможность взаимодействия с ведомой шестерней пониженной передачи и через шестерню, расположенную на валу заднего хода, с ведомой шестерней передачи заднего хода. Ведомые шестерни повышенной, пониженной передач и передачи заднего хода имеют со своими валами шлицевое соединение. Механизм управления муфтой выполнен в виде поворотного вала с криволинейным пазом, в котором, с возможностью перемещения по нему, установлена поворотная вилка, базирующаяся на неподвижной оси, параллельной поворотному валу (Патент на полезную модель RU №162061, МПК F16H 3/091, заявл. 11.12.2015, опубл. 20.05.2016).
Такая коробка имеет более удобный механизм управления, обеспечивающий надежность переключения передач.
Однако, для переключения передач с помощью одной муфты, необходимы ее большие перемещения вдоль вала, а также большой угол перемещения поворотного вала. Использование только одной муфты приводит к ее быстрому износу.
Кроме того, недостатком является то, что все зацепления такой коробки являются прямозубыми и имеют небольшое пятно контакта, что значительно снижает нагрузочную способность зацеплений, а также вызывает повышенный шум и увеличивает вибрацию. При переключении передач необходимо вводить зубчатый венец муфты в зацепление с шестерней, что также снижает надежность переключения ввиду небольших зазоров между зубьями.
Техническим результатом, на достижение которого направлена полезная модель, является продление сроков службы механизмов коробки передач, более точное включение, повышение плавности работы коробки, снижение шума.
Заявляемый технический результат достигается тем, что коробка переключения передач, содержит корпус, в котором параллельно установлены ведущий вал с шестерней, вал заднего хода с шестерней передачи заднего хода, промежуточный вал с шестернями повышенной и пониженной передач. Также коробка снабжена муфтой переключения передач с торцовыми кулачками, установленной на валу с возможностью осевого перемещения, а также механизм переключения передач, содержащий поворотный вал с криволинейным пазом и вилку, установленную на неподвижной оси параллельной поворотному валу, один конец которой соединен с муфтой, а другой расположен в пазу с возможностью перемещения.
Новым в полезной модели является то, что муфта переключения передач расположена на промежуточном валу с возможностью взаимодействия с кулачками шестерни повышенной и пониженной передачи. Промежуточный вал снабжен неподвижной передаточной шестерней, кроме того, коробка снабжена муфтой включения заднего хода с торцовыми кулачками, расположенной на валу заднего хода с возможностью осевого перемещения и взаимодействия с кулачками шестерни заднего хода. Механизм переключения передач содержит вторую вилку, установленную на неподвижной оси, при этом в поворотном валу выполнен второй криволинейный паз и один конец вилки расположен в этом пазу, а другой соединен с муфтой заднего хода, а также вал заднего хода содержит две неподвижные передаточные шестерни. Все шестерни коробки выполнены косозубыми.
На прилагаемых чертежах изображена заявляемая коробка передач
Фиг. 1 - общий вид коробка переключения передач.
Фиг. 2 - разрез А-А фиг. 1.
Фиг. 3 - разрез Б-Б фиг. 1.
Фиг. 4 - разрез В-В фиг. 1.
Коробка переключения передач, содержит корпус 1, в котором параллельно установлены ведущий вал 2 с передаточной шестерней 3, вал 4 заднего хода с шестерней 5 заднего хода и двумя зафиксированными неподвижными передаточными шестернями 6 и 7, промежуточный вал 8 с шестерней 9 повышенной передачи кулачками 10, шестерней 11 пониженной передачи с кулачками 12 и передаточной шестерней 13, зафиксированной на валу 8. Также коробка снабжена муфтой 14 переключения повышенной и пониженной передачи с торцовыми кулачками 15, установленная на промежуточном валу 8 с возможность осевого перемещения и муфтой 16 включения заднего хода с торцовыми кулачками 17, расположенной на валу 4 заднего хода с возможностью осевого перемещения и взаимодействия с кулачками 18 шестерни 5 заднего хода. Механизм переключения передач, содержит поворотный вал 19 с двумя криволинейными пазами 20 и 21 и двумя вилками 22 и 23, установленными на неподвижной оси 24 параллельной поворотному валу 19. Вилка 22 соединена одним концом с муфтой 14, а другой ее конец расположен в пазу 19 с возможностью перемещения, а вилка 23 соединена одним концом с муфтой 16, а другой ее конец расположен в пазу 21 с возможностью перемещения. Коробка также содержит ведомый вал 25 с шестерней 26 и паразитную шестерню 27.
Шестерня 3 находится в постоянном зацеплении с шестернями 5 и 13, шестерня 7 - с шестернями 11 и 27, шестерня 9 - с шестерней 6.
Коробка переключения передач работает следующим образом
Шестерни коробки находятся в постоянном зацеплении, но в зависимости от расположения муфт крутящий момент от ведущего вала к ведомому валу передается различными путями.
При включении повышенной передачи механизм переключения перемещает муфту 14 вдоль промежуточного вала 8 и вводит в зацепление ее кулачки 15 с кулачками 10 шестерни 9 повышенной передачи. Крутящий момент от ведущего вала 2 через передаточную шестерню 3, находящуюся в зацеплении с шестерней 13 передается на промежуточный вал 8, далее через муфту 14 и соединенную с ней шестерню 9 повышенной передачи, через передаточные шестерни 6 и 7 и паразитную шестерню 27 к шестерне 26 ведомого вала 25, связанному с валом гусеницы снегохода.
При включении пониженной передачи механизм переключения перемещает муфту 14 вдоль промежуточного вала 8 и вводит в зацепление ее кулачки 15 с кулачками 12 шестерни 11 пониженной передачи. Крутящий момент от ведущего вала 2 через передаточную шестерню 3, находящуюся в зацеплении с шестерней 13 передается на промежуточный вал 8, далее через муфту 14 и соединенную с ней шестерню 11 пониженной передачи и передаточную шестерню 7, расположенную на валу 4 заднего хода и паразитную шестерню 27 к шестерне 26 ведомого вала 25, связанному с валом гусеницы снегохода.
При включении заднего хода механизм переключения перемещает муфту 16 и вводит в зацепление ее кулачки 17 с кулачками 18 шестерни 5 заднего хода. При этом муфта 14 находится в нейтральном положении. Вращение от ведущего вала 2 через передаточную шестерню 3 и шестерню 5 заднего хода передается на вал 4 заднего хода, далее через передаточную шестерню 7 и шестерни 27 и 26 передается на ведомый вал 25, связанный с валом гусеницы снегохода. Так как в передаче крутящего момента участвует нечетное число зубчатых зацеплений, направление вращения ведомого 25 вала становится противоположным направлению вращения ведущего вала 2.
За счет того, что переключение передач осуществляется с помощью двух муфт, сокращены перемещения этих муфт вдоль валов, что позволяет предотвратить их быстрый износ. Кроме того, переключение передач не требует введения в зацепление шестерен, а только торцовых кулачков, которые имеют между собой значительно большие зазоры, нежели зазоры в зубчатом зацеплении, что обеспечивает точное включение передач.
При использовании косозубых передач зубья входят в зацепление не сразу по всей длине, как в прямозубой, а постепенно, и передаваемая нагрузка распределяется на несколько зубьев, в результате повышается нагрузочная способность, увеличивается плавность работы передачи и уменьшается шум.