Коробка отбора мощности (варианты)
POWER TAKE-OFF BOX (VERSIONS)

Изобретение относится к транспортному машиностроению, а именно к устройствам для отбора мощности на привод дополнительных агрегатов.
Известна коробка отбора мощности, содержащая корпус, ведущую шестерню, выполненную заодно с зубчатой муфтой, вал отбора мощности и механизм управления, содержащий пневмоцилиндр, поршень, подвижную зубчатую муфту, взаимодействующую с ведущей шестерней, и возвратную пружину, механизм управления дополнительно снабжен штоком, при этом пневмоцилиндр, поршень и шток выполнены полыми, расположены коаксиально валу отбора мощности, а возвратная пружина и подвижная зубчатая муфта установлены на штоке (RU 32441 U, МПК В60K 17/28, опубл. 20.09.2003).
Известна коробка отбора мощности, содержащая корпус, ведущую шестерню, установленную на ведомом валу на подшипниках, подвижную зубчатую муфту, установленную на шлицах ведомого вала и взаимодействующую с ведущей шестерней, пневмоцилиндр с поршнем, расположенные коаксиально ведомому валу, ведущая шестерня установлена на двух шариковых подшипниках, а подвижная зубчатая муфта соединена с поршнем с возможностью вращения относительно друг друга, при этом поршень выполнен с торцевой стенкой, имеющей в месте взаимодействия с зубчатой муфтой кольцевой выступ, упирающийся в зубчатую муфту с образованием полости для размещения пружины, кроме того, в торцевой стенке поршня выполнены сквозные отверстия для смазки, оси которых параллельны оси ведомого вала, а между корпусом и пневмоцилиндром установлено кольцо (RU 60034 U, МПК В60K 17/28, опубл. 10.01.2007).
Недостатком известных технических решений является ненадежность конструкции из-за радиальной подачи воздуха к поршню.
Известна коробка отбора мощности, содержащая центральный модуль, в корпусе которого закреплена ось с установленной на ней посредством подшипников ведущей шестерней, находящейся в постоянном зацеплении с ведомой шестерней, неподвижно закрепленной на ведомом валу, установленном в корпусе на подшипниках и имеющем выходы с двух сторон, при этом корпус с одной стороны закрыт крышкой, а с другой стороны к нему закреплен боковой модуль, содержащий корпус, в котором установлено устройство соединения-разъединения привода спецагрегатов, ведомый вал и ведомая шестерня выполнены за одно целое в виде вала-шестерни, установленного на двух роликовых подшипниках, а устройство соединения-разъединения привода спецагрегатов содержит поршень, связанный со шлицевой кареткой, в котором расположена пружина, с одной стороны упирающаяся в стенку поршня, а с другой - в упорную шайбу, установленную между центральным и боковым модулем и закрепленную при помощи винтов (RU 170092 U, МПК B60K 17/28, опубл. 13.04.2017).
Недостатком известного технического решения является выполнение ведомой шестерни с выходным валом за одно целое, что не обеспечивает технологичность конструкции, а при износе зубьев шестерни необходимо заменить полностью вал-шестерню.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению по совокупности существенных признаков является устройство отбора мощности, содержащее корпус, закрывающую поршень крышку, закрепленную на корпусе болтами, ведущую шестерню, установленную на оси на подшипнике и ведомую шестерню, которая внутренними шлицами установлена на наружных шлицах выходного вала, выполненных на его выступающей центральной части. Выходной вал установлен на подшипниках, а в его внутренней полости коаксиально установлен подвижный вал (шток). Ведомая шестерня, выходной вал и подвижный вал соединены штифтом, зафиксированном на ведомой шестерни. Один конец подвижного вала выполнен меньшего диаметра с коническим упором, который взаимодействует через упорный элемент с поршнем, установленным в крышке. Противоположный конец подвижного вала выполнен с углублением, в дно которого упирается один конец пружины, другой конец пружины упирается в пластину, расположенную в выходном валу (CN 2391765(Y), МПК В60K 17/28, опубл. 16.08.2000).
Недостатком известного технического решения являются недостаточные надежность и долговечность конструкции, обусловленные тем, что при движении поршня происходит контакт упорного элемента поршня и упора штока в одной точке, что приводит к повышенному износу контактирующих поверхностей, кроме того данная конструкция имеет низкую ремонтопригодность.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение является повышение надежности, долговечности и ремонтопригодности коробки отбора мощности.
Технический результат совпадает с решаемой задачей и в первом варианте достигается за счет того, что в коробке отбора мощности, содержащей корпус, закрывающую поршень крышку, выполненную с отверстием, ведущую шестерню, установленную на оси на подшипнике и ведомую шестерню, установленную на шлицах выходного вала с возможностью перемещения, шток, соосно установленный во внутренней полости выходного вала, штифт, соединяющий ведомую шестерню, выходной вал и шток, и зафиксированный на ведомой шестерне, поршень с упорным элементом, взаимодействующим с упором, расположенным на одном конце штока, пружину, упорный элемент поршня выполнен в виде шарика, взаимодействующего с углублением, выполненным в упоре, а на штоке установлена тарелка, контактирующая с поршнем и упором, при этом пружина установлена между тарелкой и корпусом.
Во втором варианте технический результат достигается за счет того, что в коробке отбора мощности, содержащей корпус, закрывающую поршень крышку, выполненную с отверстием, ведущую шестерню, установленную на оси на подшипнике и ведомую шестерню, установленную выходном валу, шток, соосно установленный во внутренней полости выходного вала, штифт, поршень с упорным элементом,
взаимодействующим с упором, расположенным на штоке, пружину ведомая шестерня установлена на выходном валу на подшипниках и имеет внутренние зубцы, соединяющиеся с наружными зубцами муфты, установленной на шлицах выходного вала, при этом штифт соединяет муфту, выходной вал и шток, и зафиксирован на муфте, элемент, снижающий трение выполнен в виде шарика, взаимодействующего с углублением, выполненным в упоре, а на штоке установлена тарелка, контактирующая с поршнем и упором, при этом пружина установлена между тарелкой и корпусом.
По обоим вариантам штифт зафиксирован на ведомой шестерне пружинным кольцом, а крышка зафиксирована в корпусе стопорным кольцом. Упор может быть ввернут в шток или выполнен за одно целое со штоком.
По обоим вариантам: - выполнение упорного элемента поршня в виде шарика, взаимодействующего с углублением, выполненным в упоре штока, позволило снизить трение между контактирующими поверхностями, таким образом уменьшить их износ и, как следствие, повысить надежность и долговечность конструкции, кроме того, обеспечивается ремонтопригодность;
- установка на штоке тарелки, контактирующей с поршнем и упором и установка пружины между тарелкой и корпусом позволили обеспечить надежность и долговечность конструкции.
По второму варианту отличительные признаки, заключающиеся в том, что ведомая шестерня установлена на выходном валу на подшипниках и имеет внутренние зубцы, соединяющиеся с наружными зубцами муфты, установленной на шлицах выходного вала, при этом штифт соединяет муфту, выходной вал и шток, и зафиксирован на муфте, позволили получить дополнительный технический результат, заключающийся в расширении функциональных возможностей коробки отбора мощности, обеспечивающих установку коробки отбора мощности на различных автомобилях.
Таким образом, заявленная совокупность вышеперечисленных существенных признаков, позволяет повысить надежность, долговечность и ремонтопригодность коробки отбора мощности.
Зависимые пункты также направлены на достижение указанного технического результата.
Анализ известных технических решений, проведенный по научно-технической и патентной документации, показал, что совокупность существенных признаков заявляемого технического решения не известна из уровня техники, следовательно, оно соответствует условиям патентоспособности изобретения «новизна» и «изобретательский уровень».
Заявляемое техническое решение иллюстрируется чертежами:
фиг. 1 - коробка отбора мощности в разрезе, 1-й вариант;
фиг. 2 - коробка отбора мощности в разрезе, 2-й вариант.
Коробка отбора мощности, содержит корпус 1, крышку 2, которая закрывает поршень 3 и выполнена с центральным отверстием 4 для подвода воздуха. В корпусе 1 на подшипниках 5 установлен выходной вал 6, на котором установлена ведомая шестерня 7. Во внутренней полости выходного вала 6 соосно установлен шток 8.
На конце штока 8, обращенном к поршню 3 ввинчен упор 9, выполненный с фланцем. Упор 9 может быть выполнен за одно целое со штоком 8. В упоре 9 выполнено углубление 10, с которым взаимодействует упорный элемент поршня 3, выполненный в виде шарика 11.
На штоке 8 установлена тарелка 12, контактирующая с поршнем 3 и фланцем упора 9. Между тарелкой 12 и корпусом 1 установлена пружина 13.
Крышка 2 зафиксирована в корпусе 1 стопорным кольцом 14.
На оси 15 установлена на игольчатом подшипнике 16 ведущая шестерня 17.
По первому варианту ведомая шестерня 7 установлена на шлицах выходного вала 6 с возможностью перемещения и входит в зацепление с ведущей шестерней 17. Ведомая шестерня 7, выходной вал 6 и шток 8 соединены штифтом 18, который зафиксирован на ведомой шестерне 7 пружинным кольцом 19.
По второму варианту ведомая шестерня 7 выполнена с внутренним зубчатым венцом 20, входящим в зацепление с зубчатым венцом муфты 21, установленной на шлицах выходного вала 6. Муфта 21, выходной вал 6 и шток 8 соединены штифтом 18, который зафиксирован на муфте 21 пружинным кольцом 19.
Ведомая шестерня 7 установлена на выходном валу 6 на подшипниках 22 и находится в постоянном зацеплении с ведущей шестерней 17.
Коробка отбора мощности работает следующим образом.
В центральное отверстие 4 крышки 2 подается воздух, перемещающий поршень 3, который через шарик 11 передает усилие на упор 9 и перемещает шток 8. По первому варианту вместе со штоком 8 перемещается штифт 18 и ведомая шестерня 7, которая входит в зацепление с ведущей шестерней 17. Таким образом, происходит включение коробки отбора мощности.
По второму варианту вместе со штоком 8 перемещается штифт 18 и муфта 22, которая зубчатым венцом соединяется с внутренним зубчатым венцом ведомой шестерни 7, находящейся в постоянном зацеплении с ведущей шестерней 17 и происходит включение коробки отбора мощности.
После прекращения подачи воздуха пружина 13 посредством воздействия тарелки 12 на фланец упора 9 и поршень 3 возвращает шток 8, штифт 18 и соединенную с ними ведомую шестерню 7 (по первому варианту) или муфту 21 (по второму варианту) в исходное положение и происходит выключение коробки отбора мощности.
Заявляемое техническое решение позволяет повысить надежность, долговечность и ремонтопригодность коробки отбора мощности.
Заявляемое техническое решение соответствует требованию промышленной применимости и возможно для реализации на стандартном технологическом оборудовании.