ТРАНСМИССИЯ МОТОБЛОКА

Полезная модель относится к области сельскохозяйственного машиностроения, в частности, к ручным, снабженным автономным приводом, почвообрабатывающим машинам (мотоблоки, культиваторы), предназначенным для работы на малоразмерных земельных участках и теплицах. Предлагаемое усовершенствование касается конструкции одного из основных механизмов таких машин, т.е. трансмиссии.
Ручные почвообрабатывающие машины классифицируются двумя основными видами: культиваторы и мотоблоки, снабженные гаммой различного навесного оборудования. Одной из тенденций развития этих машин является их универсализация и унификация их отдельных деталей узлов и механизмов. В этом плане предлагаемая полезная модель может быть эффективно использована для обоих видов почвообрабатывающих машин.
Известна конструкция трансмиссии почвообрабатывающей машины (далее машина) в виде культиватора, предназначенной для передачи крутящего момента от двигателя к рабочему органу - фрезе, выполнена из двух кинематически связанных закрытых зубчатых передач, первая из которых, ближайшая к двигателю, является двухступенчатым редуктором, сочетающим коническую и цилиндрическую зубчатые пары. Другой редуктор представляет собой многоступенчатую (трехступенчатую) зубчатую передачу, выполненную по развернутой схеме и содержащую последовательный ряд зубчатых цилиндрических колес, установленных на консольных валах в закрытом корпусе, образуя средство переключения скоростей. Зубчатые колеса смонтированы с возможностью взаимной замены для обеспечения различных вариантов скоростей вращения выходного вала, связанного непосредственно с рабочим органом - фрезой, для чего наружная стенка корпуса редуктора выполнена съемной. Оба редуктора посредством вала и пары компенсирующих муфт связаны между собой [SU 1697600].
Существенным недостатком аналога является сложность конструктивного решения зубчатой передачи, обусловленная выполнением его из двух частей, кинематически связанных между собой. Практически трансмиссия образована двумя самостоятельными закрытыми зубчатыми передачами. С точки зрения эксплуатации и ремонта такая схема трансмиссии не может считаться надежной. Изменение скорости вращения рабочего органа в средстве их переключения путем перестановки зубчатых колес в боковом редукторе связано, во-первых, со значительными потерями времени, а, во-вторых, с возможностью попадания грунта, содержащего абразивные частицы, во внутреннюю полость редуктора. Последнее обстоятельство сопряжено с быстрым износом рабочих поверхностей зубчатых колес и выхода редуктора из строя. При принятой конструкции бокового редуктора и способе его использования применение любой смазки окажется не эффективным. Следует также отметить значительные материалоемкость и трудоемкость производства описанной выше зубчатой передачи, что является прямым следствием сложности принятого решения.
В качестве прототипа заявляемой полезной модели принята трансмиссия почвообрабатывающей машины (мотоблок), описанная в патенте Японии №4236166, кл МПК A01B 33/00. Конструкция трансмиссии-прототипа, выполнена в виде зубчатого механизма, в котором валы расположены по развернутой схеме и помещены в единый закрытый корпус, снабженный эффективной системой жидкой смазки. Смена скоростей осуществляется посредством переключателя, представляющего собой систему подвижных узлов и деталей, взаимодействующих с отдельными зубчатыми колесами и их блоками и кинематически связанными с рукояткой управления. Редуктор содержит входной и выходной валы, установленные в подшипниках качения и несущие на себе зубчатые колеса. Эти валы связаны между собой промежуточными зубчатыми передачами, каждая из которых представляет собой ту или иную совокупность, связанных между собой, отдельных зубчатых колес или их блоков. Кроме того, редуктор помимо входного и выходного валов имеет дополнительный входной вал, который через пару конических зубчатых колес связан непосредственно с вышеупомянутым выходным валом, что обеспечивает мотоблоку повышенную транспортную скорость.
Существенным недостатком трансмиссии-прототипа является ее кинематическая сложность, выражающаяся в необходимости иметь на валах, преимущественно промежуточных, конструктивно сложные подвижные детали и отдельные узлы системы переключения, сведенные посредством гибких связей к рукоятке управления скоростями рабочего органа. Принятая конструкция трансмиссии предусматривает наличие валов различной длины, что требует сложной и разнообразной формы, соединенных между собой, отдельных фрагментов корпуса, выполняемых, как правило, литьем из алюминиевых сплавов. Трансмиссия имеет значительные габариты, а значит и повышенную материалоемкость. Следует отметить также, что корпуса зубчатых передач, особенно транспортных машин, в производственной практике, как правило, выполняются методом литья под давлением в пресс-форму из легких алюминиевых сплавов. Иногда корпуса изготавливаются путем сварки. В обоих случаях процесс формирования корпуса - это процесс затратный и трудоемкий. В первом случае требуется специальное дорогостоящее литейное оборудование в сочетании с не менее затратными в производстве пресс-формами. Во втором - специальная оснастка в виде разнообразных кондукторов, обеспечивающих точность позиционирования элементов корпуса в процессе сварки. В рассматриваемой трансмиссии требуется изготовление двух редукторных корпусов, которые по своей конструкции и форме, не имеют ничего общего и весьма далеки от какой-либо унификации. Производство этих корпусов экономически не выгодно.
Таким образом, задачей полезной модели является, в первую очередь, упрощение конструкции трансмиссии мотоблока в целом, что снизит затраты на изготовление, эксплуатацию и ремонт. Важной задачей также является уменьшение габаритов трансмиссии и повышение степени унификации фрагментов корпуса трансмиссии.
Поставленная задача решается за счет того, что в трансмиссии мотоблока, выполненной в виде зубчатого механизма, содержащего корпус с входным и выходным валами, несущими зубчатые колеса и соединяемые между собой через промежуточные зубчатые передачи посредством переключателя, валы промежуточных передач размещены по дуге окружности концентричной зубчатому колесу выходного вала и связаны с ним постоянно с помощью шестерен, при этом каждый из этих валов несет, по меньшей мере, еще одно зубчатое колесо, шестерни которых объединены в блок, расположенный на каретке переключателя, смонтированной с возможностью возвратно-поступательного перемещения на входном валу, который связан, по меньшей мере, с одной из шестерен блока. Кроме того, на выходном валу установлена ведущая звездочка цепной передачи и ведомая звездочка - на валу движителей мотоблока, а геометрические оси обеих звездочек и выходного вала лежат в одной плоскости и оси промежуточных валов располагаются симметрично относительно этой плоскости, при этом как зубчатый механизм, так и цепная передача размещены в едином корпусе, выполненном из двух сопрягаемых фрагментов, одноименные стороны которых являются зеркальным отражением друг друга.
Технический эффект полезной модели заключается в том, что размещение валов промежуточных передач по дуге окружности концентричной зубчатому колесу выходного вала, а также расположение осей этих валов симметрично относительно общей плоскости, в которой лежат оси цепной передачи и выходного вала, дает возможность, не меняя принципиальной схемы трансмиссии, получить различные комбинации передаточных чисел в одном и том же корпусе трансмиссии, путем установки дополнительных зубчатых колес на промежуточных валах и подвижной каретке переключателя. Кроме того, такое решение позволяет унифицировать фрагменты корпуса до такой степени, что для их изготовления требуется одна пресс-форма.
На прилагаемых к описанию чертежах показано следующее:
на фиг. 1 - схематическое изображение продольного сечения одной из передач трансмиссии;
на фиг. 2 и вид сбоку на зубчатую и цепную передачи трансмиссии;
на фиг. 3 - 3-Д изображение каретки переключателя;
на фиг. 4 - изображение двух фрагментов корпуса трансмиссии. Рассматриваемая в качестве примера трансмиссия мотоблока имеет три промежуточные зубчатые передачи, обеспечивающие две рабочие скорости вращения движителей и его реверсивное вращение. Ниже рассматривается конструкция трансмиссии на примере включения одной из рабочих передач, например, первой.
Трансмиссия (фиг. 1) содержит корпус 1, в подшипниковых опорах которого установлены входной вал 2 и выходной вал 3, несущий неподвижно закрепленное зубчатое колесо 4. Между валами 2 и 3 смонтированы промежуточные валы 5 и 6, размещенные по дуге окружности концентричной зубчатому колесу 4. Валы 5 и 6 постоянно связаны с зубчатым колесом 4 с помощью шестерен 7 и 8. При этом каждый промежуточный вал несет на себе одно из зубчатых колес 9 и 10. Шестерни этих колес 11 и 12 соответственно кинематически связаны между собой и объединены в блок, расположенный на каретке 13 переключателя, смонтированной с возможностью возвратно-поступательного перемещения по направляющей штанге 14 и входному валу 2, который выполнен шлицевым и шестерня 11 установлена на нем с помощью подобного (шлицевого) соединения, что не препятствует перемещению каретки 13. Механизм перемещения последней на чертеже не показан. Соосно с зубчатым колесом 4 на выходном валу 3 установлены пара ведущих звездочек 15, связанных сдвоенной цепью 16 с ведомыми звездочками 17, расположенными на валу 18, несущим движители (на чертеже не показаны). Геометрические оси обоих блоков звездочек и выходного вала 3 лежат в одной плоскости, а оси промежуточных валов расположены симметрично относительно этой плоскости. На фиг. 1 и 2 сплошной жирной линией 19 показано направление передачи крутящего момента от входного вала 2 до вала 18 движителей.
Корпус 1 трансмиссии содержит два фрагмента: правый 20 и левый 21 (фиг. 4). Каждый из фрагментов содержит конструктивные элементы в виде соединительных фланцев 22, снабженных отверстиями 23 для болтового соединения, а также ребра жесткости (на чертеже не показаны) и бобышки 24 для опор валов, в расточках которых устанавливают подшипники этих валов. Фланцы 22 охватывают стенки 25 каждого фрагмента, которые создают внутренний объем корпуса трансмиссии, предназначенный для размещения зубчатой и цепной передач последнего. Формы одноименных сторон каждого из фрагментов 20 и 21, как внутренней, так и внешней, выполнены как зеркальные отражения друг друга (фиг. 4). Все одноименные конструктивные элементы обоих фрагментов имеют одинаковые размеры. Следует отметить, что на всех возможных одноименных сечениях и разрезах форма конструктивных элементов обоих фрагментов выполнена также зеркальной.
Работает трансмиссия следующим образом.
Перемещением каретки 13 переключателя шестерня 11 вводится в зацепление с зубчатым колесом 9, закрепленным на промежуточном валу 5. После этого вращение от двигателя передается на входной, шлицевой вал 2, шестерню 11, зубчатое колесо 9, шестерню 7, закрепленную на промежуточном валу 5, а затем на зубчатое колесо 4 выходного вала 3. С последнего крутящий момент через цепную передачу передается на вал 18 и, как следствие, на движители, смонтированные на этом валу. Путь и последовательность передачи крутящего момента от входного вала 2 до вала 18 на чертежах (фиг. 1, 2) дублируется сплошной жирной линией 19.
Вторая передача, за счет перемещения каретки 13, осуществляется подключением к входному валу 2 зубчатого колеса 4 через кинематически связанные между собой шестерни 11 и 12 с последующим использованием цепной передачи.
Реверсивная передача включает последовательное соединение шестерен 11, 12, зубчатого колеса 10, шестерни 8, зубчатого колеса 4 выходного вала 3 с цепной передачей.
Конструкция трансмиссии дает возможность, не меняя ее принципиальной схемы, получить различные комбинации передаточных чисел в одном и том же корпусе трансмиссии, путем установки дополнительных зубчатых колес на промежуточных валах и подвижной каретке переключателя. Кроме того, такое решение позволяет унифицировать фрагменты корпуса до такой степени, что для их изготовления требуется одна пресс-форма.
Названные обстоятельства позволяют экономить значительные финансовые средства.