НЕСООСНАЯ ДВУХВАЛЬНАЯ ШЕСТИСТУПЕНЧАТАЯ КОРОБКА ПЕРЕДАЧ С ДВУМЯ СЦЕПЛЕНИЯМИ
TWO-SHAFT MISALIGNED SIX-SPEED GEARBOX WITH TWO CLUTCHES

Изобретение относится к транспортному машиностроению, в частности к трансмиссии транспортных машин.
Известны агрегаты трансмиссии со ступенчатым изменением передаточных чисел, содержащие шестерни, валы, опоры, устройства переключения передач, применяемые на отечественных и зарубежных автомобилях. (Автомобили: Конструкция, конструирование и расчет.  Трансмиссия. / Под ред. А.И. Гришкевича. Мн.: Выш. шк., 1985. - 240 с).
Эти агрегаты конструктивно сложны, металлоемки.
Наиболее близкой к предлагаемой коробке передач (КП) является КП по патенту №2149767 (Бюл. N15 от 27.05.2000).
Коробка передач содержит корпус, в котором параллельно расположены первичный и вторичный валы с четырьмя парами шестерен внешнего зацепления, ряд шестерен заднего хода, все шестерни на этих валах установлены свободно, на первичном валу одна шестерня расположена отдельно и четыре шестерни объединены в блок, на вторичном валу две шестерни объединены в блок и три шестерни установлены отдельно, между этими шестернями и блоком шестерен расположены две трехпозиционные муфты переключения, отдельная шестерня заднего хода установлена на оси, расположенной между валами.
Описанная КП проще типовых конструкций трансмиссионных агрегатов, приведенных в книге, обеспечивает достаточный диапазон передаточных чисел (отношение передаточных чисел низшей передачи к высшей), но имеет эксплуатационные ограничения по проходимости транспортного средства и удобству управления из-за разрыва потока мощности при переключении передач.
Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в расширении эксплуатационных возможностей транспортного средства за счет попарного переключения передач практически без разрыва потока мощности.
Поставленная задача решается за счет достижения технического результата, который заключается в усовершенствовании процесса переключения передач путем установки двух сцеплений.
Указанный технический результат достигается тем, что несоосная шестиступенчатая коробка передач, содержащая корпус, в котором параллельно расположены первичный и вторичный валы, на первичном валу свободно установлен короткий и длинный трубчатые валы с четырьмя парами шестерен внешнего зацепления, ряд шестерен заднего хода, все шестерни установлены свободно, на коротком трубчатом валу одна шестерня расположена отдельно, на длинном трубчатом валу четыре шестерни объединены в блок, на вторичном валу две шестерни объединены в блок и три шестерни установлены отдельно, между этими шестернями и блоком шестерен расположены две трехпозиционные муфты переключения, отдельная шестерня заднего хода установлена на оси, расположенной между валами, на концах первичного вала закреплены кожухи сцеплений с ведущими дисками, ведомые диски сцеплений установлены на шлицах трубчатых валов отдельной шестерни и блока шестерен первичного вала.
Предлагаемое техническое решение позволяет попарно переключать передачи (6 и 5, 4 и 3, 2 и 1) практически без разрыва потока мощности, что облегчает процесс управления транспортным средством, повышает его проходимость и улучшает скоростные характеристики.
На фиг. 1 изображена кинематическая схема шестиступенчатой двухвальной несоосной КП 6R2 2СЦ (6 передач переднего хода и 2 передачи заднего хода, два сцепления), содержащей 8 шестерен для передач переднего хода и 3 шестерни для передач заднего хода, два сцепления и две муфты переключения передач. В нижней части приведены номера пар шестерен переднего хода (1-4) и обозначение ряда шестерен заднего хода - R.
На фиг. 2 приведена лучевая диаграмма этой КП с таблицами положений сцепления и муфт переключения на различных передачах переднего (6-1) и заднего хода (2R-1R). В верхней части таблицы обозначены включенные в работу пары шестерен (1-4) или ряд шестерен заднего хода (R). На горизонтальных шкалах приведены в логарифмическом виде величины передаточных чисел пар шестерен и передач. Верхняя и нижняя горизонтали соответствуют передаточным числам на вторичном валу, средняя горизонталь - на первичном. Номера пар шестерен указаны на лучах. Чем значительнее наклон луча направо, тем больше передаточное число. Левый наклон луча указывает на ускоряющий режим работы пары шестерен. Наклон луча каждой пары шестерен постоянный на любом участке лучевой диаграммы.
В опорах корпуса КП 1 расположен первичный вал 2. Вторичный вал 3 установлен параллельно валу 2. На первичном валу 2 свободно установлен короткий 4 и длинный 5 трубчатые валы. На трубчатом валу 4 закреплена отдельная шестерня 6, зацепленная с шестерней 7 блока. Блок шестерен 7 и 8 свободно установлен на вторичном валу 3, на котором также свободно установлены отдельные шестерни 9, 10, 11. Шестерни 8, 9 и 10 зацеплены с шестернями 12, 13 и 14, соответственно, которые закреплены на длинном трубчатом валу 5. Также на трубчатом валу 5 закреплена ведущая шестерня заднего хода 15, которая через дополнительную шестерню заднего хода 16, установленную на оси 17, зацеплена с ведомой шестерней 11. Трехпозиционные муфты 18(А) и 19(В) установлены на зубчатых венцах вторичного вала 3 между вторым и третьем, четвертым и пятым рядами шестерен соответственно. На левом конце первичного вала 2 закреплен кожух 20 левого сцепления (Л), на нем расположены ведущие диски сцепления 21. Ведомые диски 22 левого сцепления установлены на шлицах короткого трубчатого вала 4. На правом конце первичного вала закреплен кожух 23 правого сцепления (П), на нем расположены ведущие диски 24 сцепления. Ведомые диски 25 правого сцепления установлены на шлицах длинного трубчатого вала 5.
Работа КП осуществляется следующим образом:
Первая передача
Муфта А находится в нейтральном положении (Н), муфта В - в левом (Л), включено левое сцепление (Л) (см. фиг. 2, табл. справа над Т. 1).
Крутящий момент от первичного вала 2 (см. фиг. 1) через левое сцепление (Л) передается по короткому трубчатому валу 4 на пару шестерен 6-7, блок шестерен 7-8, пару шестерен 8-12, далее по длинному трубчатому валу 5 на пару шестерен 14-10 и по муфте 19 (В) на вторичный вал 3.
На лучевой диаграмме (см. фиг. 2) эта передача представлена тремя лучами: луч 1 выходит из т. 0 на средней горизонтали и направлен направо вверх к т. 5, далее луч 2 направо вниз к средней горизонтали и луч 4 направо вверх к точке 1.
Вторая передача
Выключаем левое сцепление (Л), включаем правое сцепление (П). Муфты переключения в прежнем положении.
Крутящий момент через правое сцепление (П) передается длинным трубчатым валом 5 на пару шестерен 14-10, далее как на предыдущей передаче.
На лучевой диаграмме этой передаче соответствует луч 4 от т. 0 средней линии к т. 2.
Третья передача
Выключаем правое сцепление (П). Муфту А переключаем в правое положение, муфту В - в нейтральное. Включаем левое сцепление (Л).
Крутящий момент от ведущего вала 2 через левое сцепление (Л) передается по короткому трубчатому валу 4 на пару шестерен 6-7, блок шестерен 7-8, пару шестерен 8-12, далее по длинному трубчатому валу 5 на пару шестерен 13-9 и по муфте 18(А) на вторичный вал 3.
На лучевой диаграмме эта передача представлена тремя лучами: луч 1 выходит из т. 0 на средней горизонтали и направлен направо вверх к т. 5, далее луч 2 направо вниз к средней горизонтали и луч 3 направо вверх к точке 3.
Четвертая передача
Выключаем левое сцепление и включаем правое сцепление.
Крутящий момент через правое сцепление (П) передается длинным трубчатым валом 5 на пару шестерен 13-9, далее как на предыдущей передаче.
На лучевой диаграмме этой передаче соответствует луч 3 от т. 0 средней линии к т. 4.
Пятая передача
Выключаем правое сцепление. Переключаем муфту А в левое положение. Включаем левое сцепление.
Крутящий момент от первичного вала 2 через левое сцепление (Л) передается по короткому трубчатому валу 4 на пару шестерен 6-7, блок шестерен 7-8 и по муфте 18 (А) на вторичный вал 3.
На лучевой диаграмме этой передаче соответствует луч 1 от т. 0 средней линии к т. 5.
Шестая передача
Выключаем левое сцепление и включаем правое сцепление.
Крутящий момент через правое сцепление передается по длинному трубчатому валу 5 на пару шестерен 12-8, далее как на предыдущей передаче.
На лучевой диаграмме эта передача представлена одним лучом 2 от т. 0 к т. 6
Первый задний ход - 1R
Муфта А находится в нейтральном положении, муфта В - в правом. Включаем левое сцепление.
Крутящий момент по короткому трубчатому валу 4 передается как на первой передаче переднего хода, далее по ряду шестерен заднего хода 15-16-11 на муфту 19 и на вторичный вал 3.
На лучевой диаграмме этой передаче соответствуют лучи: луч 1 от т. 0 к т. 5, луч 2 к средней горизонтали, далее пологий луч R направо вниз к T. 1R на нижней горизонтали.
Второй задний ход - 2R
Выключаем левое сцепление и включаем правое сцепление.
Крутящий момент через правое сцепление передается по длинному трубчатому валу 5 на ряд шестерен заднего хода 15-16-11 и через муфту 19 на вторичный вал 3.
На лучевой диаграмме этой передаче соответствует пологий луч R направо вниз к т. 2R на нижней горизонтали.
ОБОЗНАЧЕНИЯ:
1 - корпус КП,
2 - первичный вал,
3 - вторичный вал,
4 - короткий трубчатый вал отдельной шестерни 6,
5 - длинный трубчатый вал блока шестерен 12-15,
6 - отдельная шестерня трубчатого вала
4, 7, 8 - блок шестерен вторичного вала 3,
9-11 - отдельные шестерни, свободно установленные на вторичном валу 3,
12-15 - шестерни, закрепленные на длинном трубчатом валу 5,
16 - дополнительная шестерня заднего хода,
17 - ось шестерни заднего хода,
18 (А) - трехпозиционная муфта переключения, установленная между 8 и 9 шестернями,
19 (В) - трехпозиционная муфта переключения, установленная между 10 и 11 шестернями,
20 - кожух левого сцепления,
21 - ведущие диски левого сцепления,
22 - ведомые диски левого сцепления, установленные на трубчатом валу 4,
23 - кожух правого сцепления,
24 - ведущие диски правого сцепления,
25 - ведомые диски правого сцепления, установленные на трубчатом валу 5.