КОРОБКА ПЕРЕМЕНЫ ПЕРЕДАЧ

Полезная модель относится к машиностроению, а именно, к ступенчатым коробкам перемены передач с переключением передач фрикционными муфтами, и может быть использована для установки на самоходные машины, тракторы.
Широко известны коробки перемены передач с переключением передач многодисковыми фрикционными муфтами, в том числе изменяющие направление движения техники за счет переключения фрикционных муфт.
Известна коробка перемены передач, в которой изменение направления движения осуществляется переключением фрикционных муфт переднего и заднего хода, переключение двух передач осуществляются фрикционными муфтами первой и второй передачи, переключение двух диапазонов осуществляется зубчатой муфтой, установленной на раздаточном валу, общее количество передач с учетом двух диапазонов составляет четыре передачи вперед и четыре назад (Патент на полезную модель №180492). Данная коробка перемены передач состоит из корпуса, состоящего из двух частей, соединенных в плоскости расположенной перпендикулярно валам, с прикрученными к нему крышками валов, в котором размещены: ведущий вал с жестко на шлицах посаженной шестерней, два фрикционных вала с одной фрикционной муфтой на каждом, установленные таким образом, что ведущие шестерни обоих фрикционных муфт находятся в зацеплении с шестерней ведущего вала, ведомые шестерни фрикционных муфт находятся в зацеплении между собой, и одна из них находится в зацеплении с ведущей шестерней фрикционной муфты первой передачи, данные фрикционные муфты являются фрикционными муфтами переднего и заднего хода, фрикционный вал с фрикционной муфтой первой передачи с ведущей и ведомой шестернями, фрикционный вал с фрикционной муфтой второй передачи с ведущей и ведомой шестернями, и ведущей шестерней пониженного диапазона, раздаточный вал с двумя шестернями, одна повышенного диапазона, вторая пониженного диапазона, установленными на подшипниках, и подвижной на шлицах вала зубчатой муфтой двустороннего действия с механизмом включения.
На рассматриваемой коробке перемены передач, вращение от ведущего вала, через шестерню ведущего вала, передается на ведущие шестерни фрикционных муфт переднего и заднего хода, в случае, если включена фрикционная муфта переднего хода, вращение от ведущей шестерни фрикционной муфты переднего хода, через фрикционные диски, передается на ведомую шестерню данной фрикционной муфты, далее вращение от ведомой шестерни фрикционной муфты переднего хода передается на ведущую шестерню фрикционной муфты первой передачи, в случае, если включена фрикционная муфта заднего хода, то вращение от ведущей шестерни фрикционной муфты заднего хода, через фрикционные диски, передается на ведомую шестерню данной фрикционной муфты, далее, на ведомую шестерню фрикционной муфты переднего хода и, далее, на ведущую шестерню фрикционной муфты первой передачи, от ведущей шестерни фрикционной муфты первой передачи, в случае, если включена первая передача, вращение передается через фрикционные диски на ведомую шестерню фрикционной муфты первой передачи и далее на ведомую шестерню фрикционной муфты второй передачи и ведущую шестерню пониженного диапазона фрикционного вала второй передачи, в случае, если включена вторая передача, вращение от ведущей шестерни фрикционной муфты первой передачи передается на ведущую шестерню фрикционной муфты второй передачи, далее, через фрикционные диски, на ведомую шестерню фрикционной муфты второй передачи и ведущую шестерню пониженного диапазона фрикционного вала второй передачи, далее, вращение передается от ведомой шестерни фрикционной муфты второй передачи на шестерню повышенного диапазона раздаточного вала и от ведущей шестерни пониженного диапазона фрикционного вала второй передачи на шестерню пониженного диапазона раздаточного вала, далее, в зависимости от того какой диапазон выбран, вращение от включенной шестерни раздаточного вала, через зубчатую муфту, передается на раздаточный вал коробки перемены передач и, далее, через карданные передачи, раздается на ведущие мосты. Установка фрикционных муфт переднего и заднего хода позволяет изменять направление вращения выходного вала коробки перемены передач, и соответственно менять направление движения техники, без выключения выбранной передачи, путем переключения фрикционных муфт переднего и заднего хода, обеспечивает равное количество передач вперед и назад, а при установке фрикционных муфт переднего и заднего хода с одинаковыми шестернями, одинаковую скорость на идентичных передачах переднего и заднего хода.
На данной коробке перемены передач, при движении вперед, вращение передается через четыре зубчатые передачи и пять валов: ведущий вал, фрикционный вал переднего хода, фрикционный вал первой передачи, фрикционный вал второй передачи, раздаточный вал; при движении задним ходом, вращение передается через пять зубчатых передач и шесть валов: ведущий вал, фрикционный вал заднего хода, фрикционный вал переднего хода, фрикционный вал первой передачи, фрикционный вал второй передачи, раздаточный вал.
Рассматриваемая коробка перемены передач имеет две передачи, переключаемые под нагрузкой фрикционными муфтами, переключение двух диапазонов осуществляется зубчатой муфтой на остановленной технике, при трогании с места на включенной первой передаче пониженного диапазоне, техника имеет высокое тяговое усилие, но низкую максимальную скорость на второй передаче пониженного диапазона, при трогании с места на первой передаче повышенного диапазона техника имеет низкое тяговое усилие, но высокую максимальную скорость на второй передаче повышенного диапазона. Недостатком данной коробки перемены передач является наличие только двух передач, переключаемых под нагрузкой и соответственно ограниченный диапазон изменения передаточных отношений при движении техники под нагрузкой, и как следствие, нецелесообразность ее установки на технику, которой необходим высокий тяговый момент в момент трогания с места и возможность развивать высокую максимальную скорость при движении, в частности, на таких видах техники как тягач, в том числе с установленным дополнительным навесным оборудованием: бульдозерным, погрузочным или фрезерно-роторным, как самосвал, скидер. Также недостатком данной коробки перемены передач являются повышенные потери энергии, вызванные потерями при передаче через четыре зубчатые пары и пять валов при движении вперед, и через пять зубчатых пар и шесть валов при движении назад.
В качестве прототипа известна коробка перемены передач, в которой изменение направления движения осуществляется переключением фрикционных муфт переднего и заднего хода, переключение двух передач осуществляются под нагрузкой фрикционными муфтами первой и второй передачи, переключение двух диапазонов осуществляется зубчатой муфтой, установленной на раздаточном валу, общее количество передач с учетом двух диапазонов составляет четыре передачи вперед и четыре назад (Патент на полезную модель №180285). Коробка перемены передач состоит из корпуса, состоящего из двух частей, соединенных в плоскости расположенной перпендикулярно валам, с прикрученными к нему крышками валов, в котором размещены: ведущий вал с фрикционной муфтой переднего хода с жестко на шлицах посаженной ведущей шестерней и установленной на подшипниках ведомой шестерней, которая находится в зацеплении с ведущей шестерней фрикционной муфты первой передачи, фрикционный вал с фрикционной муфтой заднего хода с жестко посаженной ведущей шестерней, которая находится в зацеплении с ведущей шестерней фрикционной муфты переднего хода, и с установленной на подшипниках ведомой шестерней, которая находится в зацеплении с ведущей шестерней фрикционной муфты первой передачи, фрикционного вала с фрикционной муфтой первой передачи с ведущей и ведомой шестернями, фрикционного вала с фрикционной муфтой второй передачи с ведущей и ведомой шестернями, и ведущей шестерней пониженного диапазона, раздаточного вала с двумя шестернями, одна повышенного диапазона, вторая пониженного диапазона, установленными на подшипниках, и подвижной на шлицах вала зубчатой муфтой двустороннего действия с механизмом включения.
Рассматриваемая в качестве прототипа коробка перемены передач работает следующим образом: в случае, если включена фрикционная муфта переднего хода, вращение от ведущего вала, через шлицевое соединение, передается на ведущую шестерню фрикционной муфты переднего хода, установленную на ведущем валу, далее, через фрикционные диски, вращение передается на ведомую шестерню фрикционной муфты переднего хода и, далее, от ведомой шестерни фрикционной муфты переднего хода вращение передается на ведущую шестерню фрикционной муфты первой передачи, в случае, если включена фрикционная муфта заднего хода, то вращение от ведущего вала, через шлицевое соединение, передается на ведущую шестерню фрикционной муфты переднего хода, установленной на этом валу, далее, от ведущей шестерни фрикционной муфты переднего хода вращение передается на ведущую шестерню фрикционной муфты заднего хода и, далее, через фрикционные диски, на ведомую шестерню фрикционной муфты заднего хода, от ведомой шестерни фрикционной муфты заднего хода вращение передается на ведущую шестерню фрикционной муфты первой передачи; от ведущей шестерни фрикционной муфты первой передачи, в случае, если включена первая передача, вращение передается, через фрикционные диски, на ведомую шестерню фрикционной муфты первой передачи и, далее, на ведомую шестерню фрикционной муфты второй передачи и, через вал, на ведущую шестерню пониженного диапазона фрикционного вала второй передачи, в случае, если включена вторая передача, от ведущей шестерни фрикционной муфты первой передачи вращение передается на ведущую шестерню фрикционной муфты второй передачи, далее, через фрикционные диски фрикционной муфты второй передачи, на ведомую шестерню данной фрикционной муфты и ведущую шестерню пониженного диапазона фрикционного вала второй передачи, далее, вращение передается от ведомой шестерни фрикционной муфты второй передачи на шестерню повышенного диапазона раздаточного вала и от ведущей шестерни пониженного диапазона фрикционного вала второй передачи на ведомую шестерню пониженного диапазона раздаточного вала, далее, в зависимости от того какой диапазон выбран, вращение от включенной шестерни раздаточного вала, через зубчатую муфту, передается на раздаточный вал коробки перемены передач и, далее, через карданные передачи, раздается на ведущие мосты.
Установка фрикционных муфт переднего и заднего хода позволяет изменять направление вращения раздаточного вала коробки перемены передач, и соответственно менять направление движения техники, без выключения выбранной передачи, путем переключения фрикционных муфт переднего и заднего хода, обеспечивает равное количество передач вперед и назад, а при установке на фрикционных муфтах переднего и заднего хода ведущих шестерней с одинаковым количеством зубьев, и ведомых шестерней с одинаковым количеством зубьев, обеспечивает одинаковую скорость на идентичных передачах переднего и заднего хода,
На данной коробке перемены передач, при движении вперед, вращение передается через три зубчатые передачи и четыре вала: ведущий фрикционный вал переднего хода, фрикционный вал первой передачи, фрикционный вал второй передачи, раздаточный вал, при движении задним ходом, вращение передается через четыре зубчатые передачи и пять валов: ведущий фрикционный вал переднего хода, фрикционный вал заднего хода, фрикционный вал первой передачи, фрикционный вал второй передачи, раздаточный вал.
Коробка перемены передач, рассматриваемая в качестве прототипа, имеет две передачи, переключаемые под нагрузкой фрикционными муфтами, переключение двух диапазонов осуществляется зубчатой муфтой на остановленной технике, при трогании с места на включенной первой передаче пониженного диапазоне, техника имеет высокое тяговое усилие, но низкую максимальную скорость на второй передаче пониженного диапазона, при трогании с места на первой передаче повышенного диапазона, техника имеет низкое тяговое усилие, но высокую максимальную скорость на второй передаче повышенного диапазона. Недостатком данной коробки перемены передач является наличие только двух передач, переключаемых под нагрузкой и соответственно ограниченный диапазон изменения передаточных отношений при движении техники под нагрузкой, и как следствие, нецелесообразность ее установки на технику, которой необходим высокий тяговый момент в момент трогания с места и возможность развивать высокую максимальную скорость при движении, в частности, на таких видах техники как тягач, в том числе с установленным дополнительным навесным оборудованием: бульдозерным, погрузочным или фрезерно-роторным, как самосвал, скидер.
Задачей полезной модели является создание коробки перемены передач с изменением направления движения переключением фрикционных муфт переднего и заднего хода, с четырьмя передачами, переключаемыми фрикционными муфтами под нагрузкой, обеспечивающей большой диапазон изменения передаточных отношений при движении техники под нагрузкой.
Поставленная задача решается коробкой перемены передач, состоящей из корпуса, изготовленного из двух частей, соединенных в плоскости, расположенной перпендикулярно валам, с прикрученными к нему крышками валов, ведущего вала с фрикционной муфтой переднего хода с жестко на шлицах посаженной ведущей шестерней и установленной на подшипниках ведомой шестерней, находящейся в зацеплении с ведущей шестерней фрикционной муфты первой передачи, фрикционного вала с фрикционной муфтой заднего хода с жестко посаженной ведущей шестерней, находящейся в зацеплении с ведущей шестерней фрикционной муфты переднего хода, и с установленной на подшипниках ведомой шестерней, находящейся в зацеплении с ведущей шестерней фрикционной муфты первой передачи, фрикционного вала с фрикционной муфтой первой передачи с жестко посаженной ведущей шестерней и установленной на подшипниках ведомой шестерней, фрикционного вала с фрикционной муфтой второй передачи с установленной на подшипниках ведущей шестерней, находящейся в зацеплении с ведущей шестерней фрикционной муфты первой передачи, и жестко посаженной ведомой шестерней, находящейся в зацеплении с ведомой шестерней фрикционной муфты первой передачи, отличающейся тем, что на фрикционном валу второй передачи установлена фрикционная муфта пониженного режима с установленной на подшипниках ведомой шестерней, ведущий барабан фрикционной муфты пониженного режима жестко соединен с ведомой шестерней фрикционной муфты второй передачи, на раздаточном валу установлена фрикционная муфта повышенного режима, с жестко на шлицах посаженной ведомой шестерней, которая находится в зацеплении с ведомой шестерней фрикционной муфты пониженного режима, и с установленной на подшипниках ведущей шестерней, которая находится в зацеплении с ведомой шестерней фрикционной муфты второй передачи.
Коробка перемены передач (фиг. 1, фиг. 2) состоит из корпуса 1, состоящего из двух частей, соединенных в плоскости расположенной перпендикулярно валам, с прикрученными к нему крышками валов 18, в котором размещены: ведущий вал 17 с фрикционной муфтой переднего хода с жестко на шлицах посаженной ведущей шестерней 16 и установленной на подшипниках ведомой шестерней 15, которая находится в зацеплении с ведущей шестерней 9 фрикционной муфты первой передачи, фрикционный вал 12 с фрикционной муфтой заднего хода с жестко посаженной ведущей шестерней 14, которая находится в зацеплении с ведущей шестерней фрикционной муфты переднего хода 16, и с установленной на подшипниках ведомой шестерней 13, которая находится в зацеплении с ведущей шестерней 9 фрикционной муфты первой передачи, фрикционный вал 11 с фрикционной муфтой первой передачи с жестко посаженной ведущей шестерней 9 и установленной на подшипниках ведомой шестерней 10, фрикционный вал 8 с установленными на нем: фрикционной муфтой второй передачи с установленной на подшипниках ведущей шестерней 6, находящейся в зацеплении с ведущей шестерней фрикционной муфты первой передачи, и жестко посаженной ведомой шестерней 5, находящейся в зацеплении с ведомой шестерней фрикционной муфты первой передачи, и фрикционной муфтой пониженного режима 19 с установленной на подшипниках ведомой шестерней 7, ведущий барабан фрикционной муфты пониженного режима жестко соединен с ведомой шестерней фрикционной муфты второй передачи 5, раздаточный вал 4 с установленной на нем фрикционной муфтой повышенного режима 20, с жестко на шлицах посаженной ведомой шестерней 2, которая находится в зацеплении с ведомой шестерней фрикционной муфты пониженного режима, и с установленной на подшипниках ведущей шестерней 3, которая находится в зацеплении с ведомой шестерней фрикционной муфты второй передачи.
Принцип работы коробки перемены передач: в случае, если включена фрикционная муфта переднего хода, вращение от ведущего вала, через шлицевое соединение, передается на ведущую шестерню фрикционной муфты переднего хода, установленную на ведущем валу, далее, через фрикционные диски, вращение передается на ведомую шестерню фрикционной муфты переднего хода и, далее, от ведомой шестерни фрикционной муфты переднего хода вращение передается на ведущую шестерню фрикционной муфты первой передачи, в случае, если включена фрикционная муфта заднего хода, то вращение от ведущего вала, через шлицевое соединение, передается на ведущую шестерню фрикционной муфты переднего хода, установленной на этом валу, далее, от ведущей шестерни фрикционной муфты переднего хода вращение передается на ведущую шестерню фрикционной муфты заднего хода и, далее, через фрикционные диски, на ведомую шестерню фрикционной муфты заднего хода, от ведомой шестерни фрикционной муфты заднего хода вращение передается на ведущую шестерню фрикционной муфты первой передачи; от ведущей шестерни фрикционной муфты первой передачи, в случае, если включена первая передача, вращение передается, через фрикционные диски, на ведомую шестерню фрикционной муфты первой передачи и, далее, на ведомую шестерню фрикционной муфты второй передачи и ведущий барабан фрикционной муфты пониженного диапазона, жестко соединенный с ведомой шестерней фрикционной муфты второй передачи, от ведомой шестерни фрикционной муфты второй передачи вращение передается находящейся с ней в зацеплении ведущей шестерне фрикционной муфты повышенного диапазона, в случае, если включена вторая передача, от ведущей шестерни фрикционной муфты первой передачи вращение передается на ведущую шестерню фрикционной муфты второй передачи, далее, через фрикционные диски фрикционной муфты второй передачи, на ведомую шестерню данной фрикционной муфты и ведущий барабан фрикционной муфты пониженного диапазона, жестко соединенный с ведомой шестерней фрикционной муфты второй передачи, от ведомой шестерни фрикционной муфты второй передачи вращение передается находящейся с ней в зацеплении ведущей шестерне фрикционной муфты повышенного диапазона, в случае, если включен пониженный диапазон, от ведущего барабана фрикционной муфты пониженного диапазона, через фрикционные диски, вращение передается на ведомою шестерню фрикционной муфты пониженного диапазона, и далее, от ведомой шестерни фрикционной муфты пониженного диапазона вращение передается на находящуюся с ней в зацеплении ведомую шестерню фрикционной муфты повышенного диапазона, установленную жестко на шлицах на раздаточном валу, через шлицевое соединение, вращение передается на раздаточный вал, и, далее, от раздаточного вала, через карданные передачи, к ведущим мостам, в случае, если включена фрикционная муфта повышенного диапазона, вращение от ведущей шестерни фрикционной муфты повышенного диапазона, через фрикционные диски, передается на ведомую шестерню повышенного диапазона, далее, от ведомой шестерни фрикционной муфты повышенного диапазона, через шлицевое соединение, вращение передается на раздаточный вал и, далее, от раздаточного вала, через карданные передачи, к ведущим мостам,
Установка фрикционных муфт переднего и заднего хода позволяет изменять направление вращения раздаточного вала коробки перемены передач, и соответственно менять направление движения техники, без выключения выбранной передачи, путем переключения фрикционных муфт переднего и заднего хода, обеспечивает равное количество передач вперед и назад, а при установке на фрикционных муфтах переднего и заднего хода ведущих шестерней с одинаковым количеством зубьев, и ведомых шестерней с одинаковым количеством зубьев, обеспечивает одинаковую скорость на идентичных передачах переднего и заднего хода,
На данной коробке перемены передач, при движении вперед, вращение передается через три зубчатые передачи и четыре вала: ведущий фрикционный вал переднего хода, фрикционный вал первой передачи, фрикционный вал второй передачи, раздаточный вал, при движении задним ходом, вращение передается через четыре зубчатые передачи и пять валов: ведущий фрикционный вал переднего хода, фрикционный вал заднего хода, фрикционный вал первой передачи, фрикционный вал второй передачи, раздаточный вал. Установка фрикционных муфт пониженного и повышенного диапазона, в совокупности с фрикционными муфтами первой и второй передачи, а также фрикционными муфтами переднего и заднего хода, обеспечивает четыре передачи, переключаемые под нагрузкой при движении вперед и четыре передачи, переключаемые под нагрузкой при движении назад. По сравнению с прототипом, имеющим две передачи, переключаемые под нагрузкой, наличие четырех передач, переключаемых под нагрузкой, позволяет увеличить в несколько раз диапазон изменения передаточных отношений при движении техники под нагрузкой, в частности, например, если отношение передаточного отношения первой передачи к передаточному отношению второй передачи прототипа будет равно двум, то, на коробке перемены передач, описанной в полезной модели, отношение передаточного отношения первой передачи к передаточному отношению четвертой передачи будет составлять восемь, при сохранении отношения между передаточными отношениями соседних передач два, как на прототипе. Большой диапазон изменения передаточных отношений при движении техники под нагрузкой, позволяет применять данную коробку передач на различных видах техники, в том числе на технике, которой необходим высокий тяговый момент в момент трогания с места и возможность развивать высокую максимальную скорость при движении, в частности, на таких видах техники как тягач, в том числе с установленным дополнительным навесным оборудованием: бульдозерным, погрузочным или фрезерно-роторным, как самосвал, скидер.
Технический результат заключается в создании коробки перемены передач с изменением направления движения переключением фрикционных муфт переднего и заднего хода, с четырьмя передачами, переключаемыми фрикционными муфтами под нагрузкой, обеспечивающей большой диапазон изменения передаточных отношений при движении техники под нагрузкой, что позволяет увеличить применяемость данной коробки перемены передач за счет увеличения количества видов техники, на которые она может устанавливаться.