КОРОБКА СКОРОСТЕЙ АВТОТРАКТОРНОЙ ТЕХНИКИ
GEARBOX OF AUTOMOTIVE EQUIPMENT

Изобретение относится к области автотракторной техники, конкретно к коробкам передач (скоростей) с зубчатыми колесами, обеспечивающим геометрический ряд частот вращения выходного вала.
Известны коробки скоростей ступенчатого типа (Афанасьев, Б.А. Проектирование полноприводных колес машин / Б.А. Афанасьев, Б.Н. Белоусов, Л.Ф. Жеглов, и др.; Под общ. Ред. А.А. Полунгяна. - М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2000. - 640 с.).
Указанные коробки могут иметь базовые коробки и дополнительные коробки, которые расширяют возможности базовых коробок. Эти коробки имеют увеличенную длину в осевом направлении, соосное соединение валов между опорами, завышенное число зубчатых колес, и пониженную жесткость валов.
Известны коробки скоростей ступенчатого типа с двумя связанными шестернями (связанные шестерни - шестерни или зубчатые колеса, участвующие в двух или более передаточных отношениях) (Муллабаев, А.А. Коробки передач со связанными шестернями: учебное пособие для студентов высших учебных заведений / А.А. Муллабаев. - Оренбург: ИПК ОГУ, 2001, - 110 с.).
Данные коробки уменьшают количество используемых зубчатых колес на две единицы и сокращают осевую длину коробки на четыре ширины шестерни при условии, что модуль зубчатых колес одинаков, а также имеют большее количество ступеней частот вращения в заданном диапазоне регулирования, но не могут применяться в транспортных средствах с реверсивным движением.
Известна коробка скоростей трактора Т-170 (Забегалов, Г.В. Бульдозеры, скреперы, грейдеры / Г.В. Забегалов, Э.Г. Ронинсон. Учебник для ПТУ. - 2-е изд., переработанное и дополненное. - М.; Высш. шк., 1991. - 334 с.: ил.).Коробка трактора Т-170 выполнена в виде основного блока и блока заднего хода с размещенными в них несоосными валами с установленными на них 15-ю не связанными и связанными шестернями и соединительными муфтами, причем основной блок коробки снабжен двумя основными и двумя промежуточными валами, на первом промежуточном валу основного блока размещены одна не связанная и одна связанная шестерни.
Коробка при движении трактора «вперед» обеспечивает восемь скоростей и при движении «назад» - четыре скорости.
Недостатками коробки являются увеличенные радиальные габариты и металлоемкость, обусловленные завышенным количеством валов, и недостаточное количество скоростей при движении «назад».
Данное решение является наиболее близким к предлагаемому.
Техническим результатом предлагаемого решения является увеличение количества передач заднего хода на две, уменьшение массы коробки за счет использования короткой оси взамен протяженного вала.
Задача решается тем, что в коробке скоростей автотракторной техники, состоящей из основного блока и блока заднего хода с размещенными в блоках несоосными валами с установленными на них 15-ю не связанными и связанными шестернями и соединительными муфтами, основной блок коробки снабжен одним промежуточным валом, на котором размещены две не связанные и три связанные шестерни, а блок заднего хода снабжен осью для размещения двух шестерен.
На Фиг.1 изображена предлагаемая схема трехсвязной коробки скоростей автотракторной техники.
На Фиг.2 изображена известная схема коробки скоростей трактора Т-170 с одной связанной шестерней (шестерня заштрихована).
На Фиг.3 изображена структурная сетка (лучевая диаграмма) изображенной на фиг.2 коробки скоростей.
Коробка скоростей автотракторной техники имеет восемь скоростей «вперед» и шесть скоростей «назад» при 15 шестернях и 4-х соединительных муфтах, размещенных на трех несоосных валах основного блока и одной оси блока заднего хода.
Коробка скоростей автотракторной техники состоит из:
Основного блока - 1; блока заднего хода (обведен пунктиром) - 2; входного вала - 3; промежуточного вала - 4; выходного вала - 5; оси блока заднего хода - 21; шестерен - 6…20, из которых шестерни 9, 11 и 12 (заштрихованы) являются связанными; соединительных муфт - А, Б, Д, Ж.
Шестерни 6, 7, 8, 13, 14, 15, 16, 19 и 20 выполнены с возможностью свободного вращения на валах; шестерни 9, 10, 11, 12, 17 и 18 выполнены неподвижно соединенными с валами, шестерни 19 и 20 выполнены объединенными в блок 22; соединительная муфта А - односторонняя, муфты Б, Д, Ж - двусторонние.
Обозначения на фиг.3:
км
D - диапазон коробки передач; q - знаменатель геометрической прогрессии; 3, 4, 5 - валы основного блока; I, II, III - лучи структурной сетки, показывающие передачи «вперед» между валами I и II; IV, V, VI -лучи структурной сетки, показывающие передачи между валами II и III при движении «вперед»; VII - лучи структурной сетки, показывающие передачи между валами II и III при движении «назад» (показаны пунктиром);
Предлагаемая коробка скоростей работает следующим образом.
Исходное (не рабочее) состояние коробки соответствует нахождению соединительных муфт А, Б, Д, Ж в состоянии «выключено» (как показано на фиг.1).
Осуществление переключения соединительных муфт А, Б, Д, Ж коробки скоростей автотракторной техники и блока шестерен заднего хода при получении скоростей движения автотракторной техники «вперед» (при этом шестерни 19 и 20 должны быть выведены из зацепления с шестернями 16 и 18 соответственно - блок 22 на оси 21 находится в левом положении, см. фиг.1):
- первая передача: включается муфта А перемещением по валу 3 влево (фиг.2), вращающий момент через шестерни 6 и 9 передается с вала 3 на вал 4 (соответствует лучу III на фиг.3); муфта Д включается перемещением по валу 5 вправо, вращающий момент через шестерни 10 и 14 передается на вал 5 (соответствует лучу VI в точке 1 на фиг.3);
- вторая передача: выключается муфта А перемещением по валу 3 вправо, включается муфта Б перемещением по валу 3 вправо, вращающий момент через шестерни 8 и 12 передается с вала 3 на вал 4 (соответствует лучу II на фиг.3); муфта Д остается в положении, соответствующем первой передаче, вращающий момент через шестерни 10 и 14 передается на вал 5 (соответствует лучу VI в точке 2 на фиг.3);
- третья передача: включается муфта Б перемещением по валу 3 влево, вращающий момент через шестерни 7 и 11 передается с вала 3 на вал 4 (соответствует лучу I на фиг.3); муфта Д остается в положении, соответствующем первой передаче, вращающий момент через шестерни 10 и 14 передается с вала 4 на вал 5 (соответствует лучу VI в точке 3 на фиг.3);
- четвертая передача: муфты Б и Д устанавливаются в положение «выключено», включается муфта А перемещением по валу 3 влево, вращающий момент через шестерни 6 и 9 передается с 3 вала на 4 (соответствует лучу III на фиг.3); муфта Ж включается перемещением на валу 5 влево, вращающий момент передается через шестерни 11 и 15 на вал 5 (соответствует лучу V в точке 4 на фиг.3);
- пятая передача: выключается муфта А и включается муфта Б перемещением по валу 3 вправо, вращающий момент через шестерни 8 и 12 передается с 3 вала на 4 (соответствует лучу II на фиг.3); муфта Ж остается в положении четвертой передачи, вращающий момент передается через шестерни 11 и 15 с 4 вала на 5 (соответствует лучу V в точке 5 на фиг.3);
- шестая передача: выключаются муфта Б и муфта Ж, включается муфта А, вращающий момент через шестерни 6 и 9 передается с 3 вала на 4 (соответствует лучу III на фиг.3); муфта Д включается перемещением по валу 5 влево, вращающий момент через шестерни 9 и 13 передается с 4 вала на 5 (соответствует лучу IV в точке 6 на фиг.3);
- седьмая передача: выключается муфта А, включается муфта Б перемещением по валу 3 вправо, вращающий момент через шестерни 8 и 12 передается с 3 вала на 4 (соответствует лучу II на фиг.3); муфта Д остается в положении шестой передачи, вращающий момент через шестерни 9 и 13 передается с 4 вала на 5 (соответствует лучу IV в точке 7 на фиг.3);
- восьмая передача: включается муфта Б перемещением по валу 3 влево, вращающий момент через шестерни 7 и 11 передается с 3 вала на 4 (соответствует лучу I на фиг.3); муфта Д остается в положении шестой передачи, вращающий момент через шестерни 9 и 13 передается с 3 вала на 4 (соответствует лучу IV в точке 8 на фиг.3).
Осуществление переключения соединительных муфт А,Б,Д,Ж коробки скоростей автотракторной техники и блока шестерен заднего хода при получении скоростей движения «назад»:
- первая передача: шестерня 20 вводится в зацепление с шестерней 18 и 17. Включается муфта А перемещением по валу 3 влево. Вращающий момент через шестерни 6 и 9 передается с вала 3 на вал 4 (соответствует лучу III на фиг.3). Далее вращающий момент через шестерни 17, 20 и 18 передается с вала 4 на вал 5 (соответствует лучу VII в точке Г на фиг.3);
- вторая передача: выключается муфта А, включается муфта Б перемещением по валу 3 влево. Вращающий момент через шестерни 7 и 11 передается с вала 3 на вал 4 (соответствует лучу II на фиг.3) и далее, как в первой передаче «назад» (соответствует лучу VII в точке 2′ на фиг.3);
- третья передача: включается муфта Б перемещением по валу 3 вправо. Вращающий момент через шестерни 8 и 12 передается с вала 3 на вал 4 (соответствует лучу III на фиг.3) и далее, как в первой передаче «назад» (соответствует лучу VII в точке 3′ на фиг.3);
- четвертая передача: все муфты находятся в положении «выключено». Шестерня 19 вводится в зацепление с шестерней 16 и 12. Включается муфта Ж перемещением по валу 5 вправо. Включается муфта А перемещением по валу 3 влево. Вращающий момент через шестерни 12, 19 и 16 передается с вала 4 на вал 5 (соответствует лучу VII в точке 4′ на фиг.3);
- пятая передача: выключается муфта А, включается муфта Б перемещением по валу 3 влево. Вращающий момент через шестерни 7 и 11 передается с вала 3 на вал 4 (соответствует лучу II на фиг.3). Далее, как в четвертой передаче «назад» (соответствует лучу VII в точке 5′ на фиг.3);
- шестая передача: включается муфта Б перемещением по валу 3 вправо. Вращающий момент через шестерни 8 и 12 передается с вала 3 на вал 4 (соответствует лучу I на фиг.3). Далее, как в четвертой передаче «назад» (соответствует лучу VII в точке 6′ на фиг.3).
Таким образом, по сравнению с прототипом, предлагаемое решение коробки скоростей автотракторной техники обеспечивает увеличение количества передач заднего хода на две.
Материалоемкость и вес коробки уменьшаются за счет использования трех связанных шестерен вместо одной и замены протяженного вала короткой осью блока заднего хода.