close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY9038

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
BY (11) 9038
(13) C1
(19)
(46) 2007.04.30
(12)
7
(51) B 60K 17/08, 17/34
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
КОРОБКА ПЕРЕДАЧ (ВАРИАНТЫ)
(21) Номер заявки: a 20020556
(22) 2002.06.27
(43) 2004.03.30
(71) Заявитель: Амбразевич Петр Викторович (BY)
(72) Автор: Амбразевич Петр Викторович (BY)
(73) Патентообладатель: Амбразевич Петр
Викторович (BY)
(56) SU 1041323 A, 1983.
BY 333 U, 2001.
BY 2360 C1, 1998.
BY 3435 C1, 2000.
SU 1698536 A1, 1991.
SU 1710377 A1, 1992.
RU 2006382 C1, 1994.
RU 2043214 C1, 1995.
RU 2068516 C1, 1996.
EP 89112919A, 1991.
DE 19509477A, 1996.
US 33536494A, 1996.
BY 9038 C1 2007.04.30
(57)
1. Коробка передач, содержащая корпус, в котором расположены ведущий вал, промежуточный вал, ведомый вал, установленное на оси промежуточное зубчатое колесо,
первое и второе вращающееся зубчатое колесо на ведущем валу, сцепная муфта двухстороннего действия на ведущем валу, первое, второе и третье неподвижное зубчатое колесо
на промежуточном валу, первое и второе вращающееся зубчатое колесо на ведомом валу,
сцепная муфта двухстороннего действия на ведомом валу, отличающаяся тем, что на ведомом валу дополнительно установлены первое и второе неподвижное зубчатое колесо, на
промежуточном валу дополнительно установлены первое и второе вращающееся зубчатое
Фиг. 1
BY 9038 C1 2007.04.30
колесо и сцепная муфта двухстороннего действия, на ведомом валу дополнительно установлены третье вращающееся зубчатое колесо и сцепная муфта, при этом первое неподвижное зубчатое колесо на промежуточном валу входит в зацепление с первым вращающимся зубчатым колесом на ведущем валу, образуя первую передачу первой ступени,
второе неподвижное зубчатое колесо на промежуточном валу входит в зацепление со вторым вращающимся зубчатым колесом на ведущем валу, образуя вторую передачу первой
ступени, передаточное число которой меньше, чем передаточное число первой передачи
первой ступени, первое вращающееся зубчатое колесо на промежуточном валу входит в
зацепление с первым неподвижным зубчатым колесом на ведущем валу, образуя третью
передачу первой ступени, передаточное число которой меньше, чем передаточное число
первой и второй передачи первой ступени, установленное на оси промежуточное зубчатое
колесо входит в зацепление со вторым неподвижным зубчатым колесом на ведущем валу
и вторым вращающимся зубчатым колесом на промежуточном валу, образуя передачу
заднего хода первой ступени, третье неподвижное зубчатое колесо на промежуточном валу
входит в зацепление с третьим вращающимся зубчатым колесом на ведомом валу, образуя
первую передачу второй ступени, второе неподвижное зубчатое колесо на промежуточном валу входит также в зацепление со вторым вращающимся зубчатым колесом на ведомом валу, образуя вторую передачу второй ступени, передаточное число которой меньше,
чем передаточное число первой передачи второй ступени, первое неподвижное зубчатое
колесо на промежуточном валу входит также в зацепление с первым вращающимся зубчатым колесом на ведомом валу, образуя третью передачу второй ступени, передаточное
число которой меньше, чем передаточное число первой и второй передачи второй ступени.
2. Коробка передач, содержащая корпус, в котором расположены ведущий вал, промежуточный вал, ведомый вал, установленное на оси промежуточное зубчатое колесо,
первое и второе вращающееся зубчатое колесо на ведущем валу, сцепная муфта двухстороннего действия на ведущем валу, первое, второе и третье неподвижное зубчатое колесо
на промежуточном валу, первое и второе вращающееся зубчатое колесо на ведомом валу,
сцепная муфта двухстороннего действия на ведомом валу, отличающаяся тем, что на ведомом валу дополнительно установлены первое и второе неподвижное зубчатое колесо, на
промежуточном валу дополнительно установлены первое и второе вращающееся зубчатое
колесо и сцепная муфта двухстороннего действия, на ведомом валу дополнительно установлены третье вращающееся зубчатое колесо и сцепная муфта, при этом первое неподвижное зубчатое колесо на промежуточном валу входит в зацепление с первым вращающимся
зубчатым колесом на ведущем валу, образуя первую передачу первой ступени, первое
вращающееся на промежуточном валу зубчатое колесо входит в зацепление с первым неподвижным зубчатым колесом на ведущем валу, образуя вторую передачу первой ступени,
передаточное число которой меньше, чем передаточное число первой передачи первой
ступени, второе неподвижное зубчатое колесо на промежуточном валу входит в зацепление со вторым вращающимся зубчатым колесом на ведущем валу, образуя третью передачу первой ступени, передаточное число которой меньше, чем передаточное число первой
и второй передачи первой ступени, установленное на оси промежуточное зубчатое колесо
входит в зацепление со вторым неподвижным зубчатым колесом на ведущем валу и вторым вращающимся зубчатым колесом на промежуточном валу, образуя передачу заднего
хода первой ступени, третье неподвижное зубчатое колесо на промежуточном валу входит
в зацепление с третьим вращающимся зубчатым колесом на ведомом валу, образуя первую передачу второй ступени, второе неподвижное зубчатое колесо на промежуточном
валу входит также в зацепление со вторым вращающимся зубчатым колесом на ведомом
валу, образуя вторую передачу второй ступени, передаточное число которой меньше, чем
передаточное число первой передачи второй ступени, первое неподвижное на промежуточном валу зубчатое колесо входит также в зацепление с первым вращающимся зубчатым колесом на ведомом валу, образуя третью передачу второй ступени, передаточное
число которой меньше, чем передаточное число первой и второй передачи второй ступени.
2
BY 9038 C1 2007.04.30
3. Коробка передач, содержащая корпус, в котором расположены ведущий вал, промежуточный вал, ведомый вал, установленное на оси промежуточное зубчатое колесо,
первое и второе вращающееся зубчатое колесо на ведущем валу, сцепная муфта двухстороннего действия на ведущем валу, первое, второе и третье неподвижное зубчатое колесо
на промежуточном валу, первое и второе вращающееся зубчатое колесо на ведомом валу,
сцепная муфта двухстороннего действия на ведомом валу, отличающаяся тем, что на ведомом валу дополнительно установлены первое и второе неподвижное зубчатое колесо, на
промежуточном валу дополнительно установлены первое и второе вращающееся зубчатое
колесо и сцепная муфта двухстороннего действия, на ведомом валу дополнительно установлены третье вращающееся зубчатое колесо и сцепная муфта, при этом первое вращающееся зубчатое колесо на промежуточном валу входит в зацепление с первым
неподвижным зубчатым колесом на ведущем валу, образуя первую передачу первой ступени, первое неподвижное зубчатое колесо на промежуточном валу входит в зацепление с
первым вращающимся зубчатым колесом на ведущем валу, образуя вторую передачу первой ступени, передаточное число которой меньше, чем передаточное число первой передачи первой ступени, второе неподвижное зубчатое колесо на промежуточном валу
входит в зацепление со вторым вращающимся зубчатым колесом на ведущем валу, образуя третью передачу первой ступени, передаточное число которой меньше, чем передаточное число первой и второй передачи первой ступени, установленное на оси
промежуточное зубчатое колесо входит в зацепление со вторым неподвижным зубчатым
колесом на ведущем валу и вторым вращающимся зубчатым колесом на промежуточном
валу, образуя передачу заднего хода первой ступени, третье неподвижное зубчатое колесо
на промежуточном валу входит в зацепление с третьим вращающимся зубчатым колесом
на ведомом валу, образуя первую передачу второй ступени, второе неподвижное зубчатое
колесо на промежуточном валу входит также в зацепление со вторым вращающимся зубчатым колесом на ведомом валу, образуя вторую передачу второй ступени, передаточное
число которой меньше, чем передаточное число первой передачи второй ступени, первое
неподвижное зубчатое колесо на промежуточном валу также входит в зацепление с первым вращающимся зубчатым колесом на ведомом валу, образуя третью передачу второй
ступени, передаточное число которой меньше, чем передаточное число первой и второй
передачи второй ступени.
Предлагаемые конструкции коробки передач предназначены для использования в
транспортных средствах, преимущественно полноприводных легковых автомобилях с
продольным расположением двигателя.
Широкое распространение в полноприводных автомобилях получила трансмиссия, состоящая из двух коробок передач - основной и раздаточной [1]. Основная пятиступенчатая
коробка передач содержит: три вала, тринадцать зубчатых колес, три сцепные муфты.
Применяемые раздаточные коробки имеют два основных варианта конструкции: с соосными валами привода переднего и заднего и заднего мостов [2], и с прямой высшей передачей [3]. Раздаточная коробка передач с соосными валами привода переднего и заднего
мостов [2] содержит: три вала, пять зубчатых колес, одну сцепную муфту. Раздаточная
коробка с прямой высшей передачей [3] содержит: три вала, четыре зубчатых колеса, цепную
передачу, сцепную муфту. Наличие двух коробок передач и большое количество деталей
предопределяет высокую массу и трудоемкость изготовления трансмиссии полноприводного автомобиля.
Основная коробка передач преобразует крутящий момент двигателя посредством двух
зубчатых передач, за исключением прямой (четвертой) передачи. Вариант конструкции
раздаточной коробки с соосными валами привода переднего и заднего мостов [2] преобра3
BY 9038 C1 2007.04.30
зует крутящий момент посредством двух зубчатых передач как на высшей, так и на низшей передаче. Вариант конструкции раздаточной коробки с прямой высшей передачей [3]
передает крутящий момент через две зубчатые передачи только на низшей передаче, но
передача крутящего момента на вал привода переднего моста осуществляется либо зубчатой цепью [3], либо двумя зубчатыми передачами [1]. Большое количество задействованных зубчатых передач предопределяет высокие потери энергии и высокий уровень шума,
при передаче крутящего момента двигателя на ведущие мосты.
Наиболее близкими конструктивными признаками с предлагаемыми тремя вариантами
коробки передач обладает коробка передач, описанная в авторском свидетельстве SU
1041323 А [4]. Она имеет три параллельных вала: ведущий, промежуточный и ведомый.
На ведущем валу установлены два вращающихся зубчатых колеса и сдвоенная сцепная
муфта. Согласно приведенной в описании кинематической схемы, на промежуточном валу
установлены три неподвижных зубчатых колеса. На ведомом валу также установлены два
вращающихся зубчатых колеса и сдвоенная сцепная муфта. Первая ступень, зубчатые колеса которой размещены на ведущем и промежуточном валу, имеет передачу переднего и
заднего хода. Вторая ступень, зубчатые колеса которой размещены на промежуточном и
ведомом валу, имеет две передачи. Зубчатое колесо, установленное на промежуточном
валу, является одновременно ведомым передачи первой ступени и ведущим для передачи
второй ступени. Промежуточное колесо заднего хода установлено на оси и постоянно
входит в зацепление с ведомым и ведущим колесом. Для включения передачи коробки передач в целом включают одну передачу первой ступени и одну передачу второй ступени.
Кинематические возможности данной коробки передач ограничены двумя передачами
вперед и двумя назад.
Предлагаемая коробка передач позволяет снизить массу, трудоемкость изготовления
трансмиссии полноприводного автомобиля, снизить потери энергии и уровень шума при
работе, по сравнению с трансмиссией, состоящей из основной коробки передач и раздаточной коробки, при равноценных кинематических параметрах.
Предлагаемая коробка передач (вариант 1, фиг. 1) имеет три параллельных вала: ведомый 1, промежуточный 2, ведущий 3. Промежуточное зубчатое колесо заднего хода 4 установлено на оси и постоянно входит в зацепление с ведущим и ведомым зубчатым
колесом. Первая ступень кроме передач переднего и заднего хода дополнительно имеет
две передачи переднего хода (далее - передачи), при этом имеются отличия от прототипа в
способе установки колес на валах. Так, ведущее зубчатое колесо передачи заднего хода
первой ступени 5 установлено на ведущем валу неподвижно, ведомое зубчатое колесо передачи заднего хода первой ступени 6 на промежуточном валу установлено с возможностью
вращения. Сцепная муфта 7, предназначенная для включения третьей передачи первой
ступени и передачи заднего хода первой ступени, установлена на промежуточном валу.
Ведомое зубчатое колесо третьей передачи первой ступени 8 установлено на промежуточном валу с возможностью вращения, ведущее зубчатое колесо третьей передачи первой
ступени 9 установлено на ведущем валу неподвижно. Ведущее зубчатое колесо второй
передачи первой ступени 10 установлено на ведущем валу с возможностью вращения, ведомое зубчатое колесо второй передачи первой ступени 9 установлено на промежуточном
валу неподвижно. Сцепная муфта 12, предназначенная для включения первой и второй
передачи первой ступени, установлена на ведущем валу. Ведущее зубчатое колесо первой
передачи первой ступени 13 установлено на ведущем валу с возможностью вращения, ведомое зубчатое колесо первой передачи первой ступени 14 установлено на промежуточном валу неподвижно. Вторая ступень имеет, в отличие от прототипа, не две, а три
передачи. Ведомое зубчатое колесо третьей передачи второй ступени 15 установлено на
ведомом валу с возможностью вращения и входит в зацепление с неподвижным колесом 14
на промежуточном валу. Сцепная муфта 16, предназначенная для включения второй и
третьей передачи второй ступени, установлена на ведомом валу.
4
BY 9038 C1 2007.04.30
Ведомое зубчатое колесо второй передачи второй ступени 17 установлено на ведомом
валу с возможностью вращения и входит в зацепление с неподвижным колесом 11 на
промежуточном валу. Таким образом, неподвижное зубчатое колесо 11 на промежуточном
валу является одновременно ведомым для второй передачи первой ступени, и ведущим,
для второй передачи второй ступени. Другое неподвижное зубчатое колесо 14 на промежуточном валу является одновременно ведомым для первой передачи первой ступени, и
ведущим, для третьей передачи второй ступени. Сцепная муфта 18, предназначенная для
включения первой передачи второй ступени, установлена на ведомом валу. Ведомое зубчатое колесо первой передачи второй ступени 19 установлено на ведомом валу с возможностью вращения, ведущее зубчатое колесо первой передачи второй ступени 20
установлено на промежуточном валу неподвижно.
Передаточное число первой передачи первой ступени uI1:
uI1 = z14/z13,
(1)
где z13, z14 - числа зубьев колес 13 и 14 (фиг. 1).
Передаточное число второй передачи первой ступени uI2:
uI2 = z11/z10,
(2)
где z10, z11 - числа зубьев колес 10 и 11 (фиг. 1).
Передаточное число третьей передачи первой ступени uI3:
uI3 = z8/z9,
(3)
где z8, z9 - числа зубьев колес 8 и 9 (фиг. 1).
Передаточное число передачи заднего хода первой ступени uз.х.:
uIз.х. = z6/z5,
(4)
где z5, z6 - числа зубьев колес 5 и 6 (фиг. 1).
Передаточное число первой передачи второй ступени uII1:
uII1 = z19/z20,
(5)
где z19, z20 - числа зубьев колес 19 и 20 (фиг. 1).
Передаточное число второй передачи второй ступени uII2:
uII2 = z17/z11,
(6)
где z11, z17 - числа зубьев колес 11 и 17 (фиг. 1).
Передаточное число третьей передачи второй ступени uII3:
uII3 = z15/z14,
(7)
где z14, z15 - числа зубьев колес (фиг. 1).
Здесь и далее подразумевается, что передача с более высоким порядковым номером
имеет меньшее передаточное число, чем передача с меньшим порядковым номером,
uI1 > uI2 > uI3, uII1 > uII2 > uII3. Для коробки передач первого варианта характерны следующие соотношения чисел зубьев колес (фиг. 1):
(z14/z13) > (z11/z10) > (z8/z9), (z19/z20) > (z17/z11) > (z15/z14).
Коробка передач по варианту 2 (фиг. 2) имеет такую же конструкцию, как и вариант 1,
но отличается соотношением чисел зубьев колес первой ступени. Зубчатое колесо 9, неподвижно закрепленное на ведущем валу, и зубчатое колесо 8, установленное на промежуточном валу с возможностью вращения, образуют вторую передачу первой ступени.
Зубчатое колесо 10, установленное на ведущем валу с возможностью вращения, и зубчатое колесо 11, неподвижно закрепленное на промежуточном валу и образующее в паре
вращающимся на ведомом валу колесом 17 вторую передачу второй ступени, образуют
5
BY 9038 C1 2007.04.30
третью передачу первой ступени. Зубчатое колесо 13, установленное на ведущем валу с
возможностью вращения, и зубчатое колесо 14, неподвижно закрепленное на промежуточном валу и образующее в паре вращающимся на ведомом валу колесом 15 третью передачу второй ступени, образуют, как и в варианте 1, первую передачу первой ступени.
Передаточное число первой передачи первой ступени uI1:
uI1 = z14/z13,
(8)
где z13, z14 - числа зубьев колес 13 и 14 (фиг. 2).
Передаточное число второй передачи первой ступени uI2:
uI2 = z8/z9,
(9)
где z8, z9 - числа зубьев колес 8 и 9 (фиг. 2).
Передаточное число третьей передачи первой ступени uI3:
uI3 = z11/z10,
(10)
где z10, z11 - числа зубьев колес 10 и 11 (фиг. 2).
Передаточное число передачи заднего хода первой ступени uз.х.:
uIз.х. = z6/z5,
(11)
где z5, z6 - числа зубьев колес 5 и 6 (фиг. 2).
Передаточное число первой передачи второй ступени uII1:
uII1 = z19/z20,
(12)
где z19, z20 - числа зубьев колес 19 и 20 (фиг. 2).
Передаточное число второй передачи второй ступени uII2:
uII2 = z17/z11,
(13)
где z11, z17 - числа зубьев колес 11 и 17 (фиг. 2).
Передаточное число третьей передачи второй ступени uII3:
uII3 = z15/z14,
(14)
где z14, z15 - числа зубьев колес (фиг. 2).
Для коробки передач варианта 2 характерны следующие соотношения чисел зубьев
колес (фиг. 2):
(z14/z13) > (z8/z9) > (z11/z10), (z19/z20) > (z17/z11) > (z15/z14).
Коробка передач по варианту 3 (фиг. 3) имеет такую же конструкцию, как и варианты 1
и 2, но отличается соотношением чисел зубьев колес первой ступени. Зубчатое колесо 9,
неподвижно закрепленное на ведущем валу, и зубчатое колесо 8, установленное на промежуточном валу с возможностью вращения, образуют первую передачу первой ступени.
Зубчатое колесо 10, установленное на ведущем валу с возможностью вращения, и зубчатое колесо 11, неподвижно закрепленное на промежуточном валу и образующее в паре
вращающимся на ведомом валу колесом 17 вторую передачу второй ступени, образуют,
как и в варианте 2, третью передачу первой ступени. Зубчатое колесо 13, установленное
на ведущем валу с возможностью вращения, и зубчатое колесо 14, неподвижно закрепленное на промежуточном валу и образующее в паре вращающимся на ведомом валу колесом 15 третью передачу второй ступени, образуют вторую передачу первой ступени.
Передаточное число первой передачи первой ступени uI1:
uI1 = z8/z9,
где z8, z9 - числа зубьев колес 8 и 9 (фиг. 3).
Передаточное число второй передачи первой ступени uI2:
6
(15)
BY 9038 C1 2007.04.30
uI2 = z14/z13,
(16)
где z13, z14 - числа зубьев колес 13 и 14 (фиг. 3).
Передаточное число третьей передачи первой ступени uI3:
uI3 = z11/z10,
(17)
где z10, z11 - числа зубьев колес 10 и 11 (фиг. 3).
Передаточное число передачи заднего хода первой ступени uз.х.:
uIз.x. = z6/z5,
(18)
где z5, z6 - числа зубьев колес 5 и 6 (фиг. 3).
Передаточное число первой передачи второй ступени uII1:
uII1 = z19/z20,
(19)
где z19, z20 - числа зубьев колес 19 и 20 (фиг. 3).
Передаточное число второй передачи второй ступени uII2:
uII2 = z17/z11,
(20)
где z11, z17 - числа зубьев колес 11 и 17 (фиг. 3).
Передаточное число третьей передачи второй ступени uII3:
uII3 = z15/z14,
(21)
где z14, z15 - числа зубьев колес (фиг. 3).
Для коробки передач варианта 3 характерны следующие соотношения чисел зубьев
колес (фиг. 2):
(z8/z9) > (z14/z13) > (z11/z10), (z19/z20) > (z17/z11) > (z15/z14).
Во всех трех вариантах конструкции используются тринадцать зубчатых колес, три
вала, четыре сцепных муфты. Меньшее количество деталей определяет меньшую массу и
меньшую трудоемкость изготовления, по сравнению с трансмиссией, состоящей из основной и раздаточной коробки.
Включение каждой передачи коробки передач в целом осуществляется путем включения посредством сцепных муфт одной передачи первой ступени и одной передачи второй
ступени. Крутящий момент передается при этом через две зубчатые передачи. Меньшее
количество задействованных в работе зубчатых передач предопределяет меньшие потери
энергии и более низкий уровень шума при работе, по сравнению с трансмиссией, состоящей из основной коробки передач и раздаточной коробки [2].
Кинематическая схема предлагаемой коробки передач позволяет получить девять передач переднего хода. Схема позволяет задать при проектировании независимо друг от
друга значения передаточных чисел пяти передач, что делает ее равноценной, с точки зрения кинематики классической пятиступенчатой коробке передач [1], [2], [3]. Дополнительно к пяти основным пяти передачам переднего хода возможно выбирать еще одну
передачу. Значение передаточного числа этой дополнительной передачи будет зависеть от
значений передаточных чисел основных передач, но это значение возможно выбирать за
счет выбора последовательности включения основных передач. Таким образом, предлагаемая коробка передач позволяет получить пять основных передач и одну дополнительную передачу переднего хода значения передаточных чисел которых могут быть заданы
независимо друг от друга. Это обстоятельство позволяет говорить о равноценности кинематических параметров предлагаемой коробки передач и трансмиссии, состоящей из основной пятиступенчатой коробки передач и двухступенчатой раздаточной коробки.
Дополнительная передача предлагаемой коробки передач при этом соответствует первой
передаче основной коробки передач на низшей передаче в раздаточной коробке.
7
BY 9038 C1 2007.04.30
Чертеж коробки передач по варианту конструкции 1, с ручным управлением, приведен
на фиг. 4. Позиции элементов на чертеже соответствуют таковым на фиг. 1. Ведущий вал 3
представляет собою одно целое с шестерней передачи заднего хода. На нем установлены:
шестерни первой 13 и второй передачи 10 первой ступени - на игольчатых подшипниках,
ступица муфты синхронизатора 12 и шестерня третьей передачи первой ступени 9 - при
помощи шлицевых соединений. Промежуточный вал 2 представляет собою одно целое с
шестерней первой передачи второй ступени. На промежуточном валу установлены на
игольчатых подшипниках колеса третьей передачи первой ступени 8 и заднего хода 6,
ступица муфты синхронизатора 7 установлена при помощи шлицевого соединения. Колесо 11, одновременно входящее в зацепление с шестерней 10 и колесом 17, и установлено
на промежуточном валу при помощи шпоночного соединения. Аналогичным образом установлено колесо 14, которое одновременно входит в зацепление с шестерней 13 и колесом 15. Промежуточное колесо передачи заднего хода (поз. 4, фиг. 1) на чертеже не
показано, так как находится ниже плоскости чертежа, оно установлено на оси и постоянно
входит в зацепление с зубчатым венцом на ведущем валу 3 и колесом 6. На ведомом валу
1 установлены: ведомые колеса первой передачи 19, второй передачи 17, третьей передачи
15 второй ступени - на игольчатых подшипниках, ступица муфты синхронизатора 16 - при
помощи шлицевого соединения. Венец муфты синхронизатора 18 установлен непосредственно на ведомом валу 1 при помощи подвижного зубчатого соединения.
Коробка оснащена кулачковой системой управления. Основными деталями системы
управления являются кулачковый вал 23 и толкатели 21, 22, 24, 25. Толкатель 24 связан
посредством штока с венцом муфты 12 и управляет включением первой и второй передачи
первой ступени. Толкатель 25 связан с венцом муфты 7 и управляет включением третьей
передачи первой ступени и передачи заднего хода. Толкатель 21 связан венцом муфты 16
и управляет включением второй и третьей передачи второй ступени. Толкатель 22 связан с
венцом муфты 18 и управляет включением первой передачи второй ступени. На кулачковом валу размещены наборы кулачков. Набор из четырех кулачков управляет одним толкателем, у толкателей 21, 22 один кулачок общий. Кулачковый вал связан посредством
системы тяг и рычагов с рукояткой переключения передач и может вращаться вокруг своей
оси и смещаться в осевом направлении. Схема перемещения органов управления представлена на фиг. 5. При качании рычага управления в нейтральном положении, на фиг. 5
этому соответствует линия с индексом N, происходит осевое смещение кулачкового вала,
тем самым обеспечивается выбор группы передач, подлежащих включению. Так как на
каждый толкатель приходится четыре кулачка, то существуют четыре группы передач, на
фиг. 5 они отображаются как линии, перпендикулярные нейтральной (N). Передача заднего хода, помеченная индексом З.Х., находится в одной группе с первой передачей. Вторая
передача находится в одной группе с третьей передачей. Четвертая передача находится в
одной группе с пятой передачей. Шестая передача единственная в группе. При повороте
кулачкового вала профили кулачков обеспечивают включение одной передачи первой
ступени и одной передачи второй ступени и удержание в нейтральном положении толкателей незадействованных передач.
Для обеспечения оптимальных кинематических параметров предлагаемой коробки передач для всех трех ее вариантов возможно применение следующего способа управления:
Первая передача образуется при включении первой передачи первой ступени и первой
передачи второй ступени, передаточное число:
u1 = uI1*uII1,
(22)
где uI1 - передаточное число третьей передачи первой ступени;
uII1 - передаточное число первой передачи второй ступени.
Вторая передача образуется при включении третьей передачи первой ступени и первой передачи второй ступени, передаточное число:
8
BY 9038 C1 2007.04.30
u2 = uI3*uII1,
(23)
где uI3 - передаточное число третьей передачи первой ступени;
uII1 - передаточное число первой передачи второй ступени.
Третья передача образуется при включении первой передачи первой ступени и второй
передачи второй ступени, передаточное число:
(24)
u3 = uI1*uII2,
где uI1 - передаточное число первой передачи первой ступени;
uII2 - передаточное число третьей передачи второй ступени.
Четвертая передача образуется при включении второй передачи первой ступени и второй передачи второй ступени, передаточное число:
(25)
u4 = uI2*uII2,
где uI2 - передаточное число второй передачи первой ступени;
uII2 - передаточное число второй передачи второй ступени.
Пятая передача образуется при включении второй передачи первой ступени и третьей
передачи второй ступени, передаточное число:
(26)
u5 = uI2*uII3,
где uI2 - передаточное число второй передачи первой ступени;
uII3 - передаточное число третьей передачи второй ступени.
Шестая передача образуется при включении третьей передачи первой ступени и
третьей передачи второй ступени, передаточное число:
(27)
u6 = uI3*uII3,
где uI3 - передаточное число третьей передачи первой ступени;
uII3 - передаточное число третьей передачи второй ступени.
Передача заднего хода образуется при включении передачи заднего хода первой ступени и первой передачи второй ступени, передаточное число:
(28)
uз.x. = uIз.х.*uII1,
где uIз.х. - передаточное число передачи заднего хода первой ступени;
uII1- передаточное число первой передачи второй ступени.
При варианте конструкции 1 включение передач обеспечивается следующими перемещениями исполнительных органов (фиг. 1, 4):
первая передача - венец муфты 18 перемещается в сторону колеса 19, венец муфты 12
перемещается в сторону колеса 13;
вторая передача - венец муфты 18 перемещается в сторону колеса 19, венец муфты 7
перемещается в сторону колеса 8;
третья передача - венец муфты 16 перемещается в сторону колеса 17, венец муфты 12
перемещается в сторону колеса 13;
четвертая передача - венец муфты 16 перемещается в сторону колеса 17, венец муфты 12
перемещается в сторону колеса 10;
пятая передача - венец муфты 16 перемещается в сторону колеса 15, венец муфты 12
перемещается в сторону колеса 10;
шестая передача - венец муфты 16 перемещается в сторону колеса 15, венец муфты 7
перемещается в сторону колеса 8;
передача заднего хода - венец муфты 18 перемещается в сторону колеса 19, венец
муфты 7 перемещается в сторону колеса 6.
9
BY 9038 C1 2007.04.30
При варианте конструкции 2 включение передач обеспечивается следующими перемещениями исполнительных органов (фиг. 2):
первая передача - венец муфты 18 перемещается в сторону колеса 19, венец муфты 12
перемещается в сторону колеса 13;
вторая передача - венец муфты 18 перемещается в сторону колеса 19, венец муфты 12
перемещается в сторону колеса 10;
третья передача - венец муфты 16 перемещается в сторону колеса 17, венец муфты 12
перемещается в сторону колеса 13;
четвертая передача - венец муфты 16 перемещается в сторону колеса 17, венец муфты 7
перемещается в сторону колеса 8;
пятая передача - венец муфты 16 перемещается в сторону колеса 15, венец муфты 7
перемещается в сторону колеса 8;
шестая передача - венец муфты 16 перемещается в сторону колеса 15, венец муфты 12
перемещается в сторону колеса 10;
передача заднего хода - венец муфты 18 перемещается в сторону колеса 19, венец
муфты 7 перемещается в сторону колеса 6.
При варианте конструкции 3 включение передач обеспечивается следующими перемещениями исполнительных органов (фиг. 3):
первая передача - венец муфты 18 перемещается в сторону колеса 19, венец муфты 7
перемещается в сторону колеса 8;
вторая передача - венец муфты 18 перемещается в сторону колеса 19, венец муфты 12
перемещается в сторону колеса 10;
третья передача - венец муфты 16 перемещается в сторону колеса 17, венец муфты 7
перемещается в сторону колеса 8;
четвертая передача - венец муфты 16 перемещается в сторону колеса 17, венец муфты 12
перемещается в сторону колеса 13;
пятая передача - венец муфты 16 перемещается в сторону колеса 15, венец муфты 12
перемещается в сторону колеса 13;
шестая передача - венец муфты 16 перемещается в сторону колеса 15, венец муфты 12
перемещается в сторону колеса 10;
передача заднего хода - венец муфты 18 перемещается в сторону колеса 19, венец
муфты 7 перемещается в сторону колеса 6.
В подтверждение равноценности кинематических параметров предлагаемой коробки
передач и трансмиссии, состоящей из основной пятиступенчатой коробки передач и двухступенчатой раздаточной коробки, в табл. 1-3 приводятся значения чисел зубьев, коэффициентов смещения исходного контура колес 10, 11, 13, 14, 15, 17 (фиг. 1, 2, 3), расчет
передаточных чисел и сравнение их с параметрами существующих коробок передач и раздаточных коробок. Приведенные в табл. 1-3 коэффициенты смещения исходного контура
обеспечивают качественное зацепление при исходном контуре по ГОСТ 13755-68 и, если
не указано иное, угле наклона линии зуба (ГОСТ 16531-83) β = 27°. Приведенные в
табл. 1-3 значения чисел зубьев предполагают, что зубчатые колеса 10, 11, 13, 14, 15, 17
имеют одинаковый модуль, колеса 8 и 9 имеют модуль не более чем колеса 10-17, а колеса 19
и 20 имеют модуль не менее чем колеса 10-17. В табл. 1 рассматриваются параметры
предлагаемой коробки передач по варианту конструкции 1 в сравнении с параметрами коробки передач, применяемой на автомобиле ГАЗ-3302 "Газель" [5]. В табл. 2 рассматриваются параметры предлагаемой коробки передач по варианту конструкции 2 в сравнении
с параметрами трансмиссии автомобиля ВАЗ-2121 [2]. В табл. 3 рассматриваются параметры предлагаемой коробки передач по варианту конструкции 3 в сравнении с параметрами трансмиссии автомобиля Nissan Terrano-2 [3].
10
BY 9038 C1 2007.04.30
Таблица 1
Кинематические параметры варианта 1 коробки передач
Показатели прототипа, ГАЗ-2705"Газель"
Передача
5В
4B
3B
2B
1В
1H
Передаточное число основной
0,849
1
1,395
2,34
4,05
4,05
коробки, Uосн.
Передаточное число раздаточной
1
1
1
1
1
1,988
коробки, Uразд.
Общее передаточное число,
0,849
1
1,395
2,34
4,05
8,0524
Uобщ.=Uосн. *Uразд.
Показатели предлагаемой коробки передач
Число зубьев колес Z (фиг. 1),
Z9=40 Z10=31, X10=-0,39 Z13=22, X13=0,58
коэффициенты смещения исZ20=13 Z8=45 Z11=41, X11=0,39
Z14=49, X14=0
ходного контура X
Z19=47
Z17=43, X17=0,8
Z15=37, X15=0,5
Передача
6
5
4
3
2
1
Передаточное число U, формулы u u
uI2*uII3 uI2*uII2 uI1*uII2 uI3*uII1 uI1*uII1
I3* II3
22-27
Передаточное число U, согласно (z8/z9)* (z11/z10)* (z11/z10)* (Z14/Z13)* (z8/z9)* (z14/z13)*
формулам 1-7
(z15/z14) (z15/z14) (z17/z11) (z17/z11) (z19/z20) (z19/z20)
(45/40)* (41/31)* (41/31)* (49/22)* (45/40)* (49/22)*
Расчет
(37/49) (37/49) (43/41) (43/41) (47/13) (47/13)
Значение передаточного числа U 0,8495 0,9987 1,3871 2,3359 4,0673 8,0524
Относительная погрешность
-0,06
0,13
0,57
0,17
-0,43
∆U=(Uо6щ.-U)/Uобщ.*100%
Таблица 2
Кинематические параметры варианта 2 коробки передач
Показатели прототипа, ВАЗ-2121 "Нива"
Передача
5В
4В
3B
2B
1B
1H
Передаточное число основной
0,82
1
1,36
2,1
3,67
3,67
коробки, Uразд.
Передаточное число раздаточ1,2
1,2
1,2
1,2
1,2
2,135
ной коробки, Uразд.
Общее передаточное число,
0,984
1,2
1,632
2,52
4,404
7,8354
Uобщ. = Uосн. * Uразд.
Показатели предлагаемой коробки передач
Число зубьев колес Z (фиг. 2),
Z9=29 Z10=24, X10=-0,46 Z13=16, X13=0,8
коэффициенты смещения исход- Z20=11
Z8=42
Z11=29, X11=0,5
Z14=35, X14=0,56
ного контура X, при β = 34°.
Z19=42
Z17=33, X17=0,8
Z15=29, X15=0,25
Передача
6
5
4
3
2
1
Передаточное число U, форму- u u
uI2*uII3 u12*uII2 uI1*uII2 uI3*uII1 uI1*uII1
I3* II3
лы 22-27
Передаточное число U, согласно (z11/z10)* (z8/z9)* (z8/z9)* (Z14/Z13)* (z11/z10)* (z14/z13)*
формулам 8-14
(z15/z14) (z15/z14) (z17/z11) (z17/z11) (z19/z20) (z19/z20)
(29/24)* (42/29)* (42/29)* (35/16)* (29/24)* (35/16)*
Расчет
29/35) (29/35) (33/29) (33/29) (42/11) (42/11)
Значение передаточного числа U 1,0012
1,2
1,648
2,4892
4,503
8,1534
Относительная погрешность
-1,6
0
-0,98
-1,22
-2,24
4
∆U=(Uoбщ.–U)/Uобщ.*100%
11
BY 9038 C1 2007.04.30
Таблица 3
Кинематические параметры варианта 3 коробки передач
Показатели прототипа, Nissan Terrano-2
Передача
5В
4B
3B
2B
IB
1H
Передаточное число основ0,821
1
1,415
2,246
3,592
3,592
ной коробки, Uосн.
Передаточное число
1
1
1
1
1
2,02
раздаточной коробки, Uразд.
Общее передаточное число,
0,821
1
1,415
2,246
3,592 7,2558
Uобщ.=Uосн.*Uразд.
Показатели предлагаемой коробки передач
Число зубьев колес Z (фиг.3),
Z9=16
Z10=24, X10=0,8 Z13=23, X13= - 0,425
коэффициенты смещения
Z20=12
Z8=43 Z11=33, X11=0,428 Z14=37, X14=0,425
исходного контура Х
Z19=33
Z17=29, X17=-0,428 Z15=23, X15=0,8
Передача
6
5
4
3
2
1
Передаточное число U,
uI3*uII3 uI2*uII3 u12*uII2 uI1*uII2 uI3*uII1 uI1*uII1
формулы 22-27
(z11/z10)* (z14/z13)* (z14/z13)* (Z8/Z9)* (z11/z10)* (z8/z9)*
Передаточное число U,
согласно формулам 15-21
(z15/z14) (z15/z14) (z17/z11) (z17/z11) (z19/z20) (z19/z20)
(33/25)* (37/23)* (37/23)* (43/16)* (33/25) * (43/16)*
Расчет
(23/37) (23/37) (29/33) (29/33) (33/12) (33/12)
Значение передаточного
0,8205
1
1,4137 2,3617
3,63
7,39
числа U
Относительная погрешность
0,06
0
0,09
-5,12
-1,05
-1,85
∆U=(Uoбщ.–U)/Uобщ.*100%
Анализ точности задания передаточных чисел производится сравнением показателей
предлагаемой коробки с показателями прототипа, оценка точности производится по величине относительной погрешности воспроизведения передаточного числа ∆U;
∆U = (Uoбщ.-U)/Uoбщ.,
где Uобщ. - общее передаточное число основной коробки передач и раздаточной коробки
прототипа;
U - передаточное число предлагаемой коробки передач.
Относительная погрешность воспроизведения передаточного числа ∆U пяти высших
передач (высшая передача в раздаточной коробке прототипа) в редких случаях превышает
1 %. Погрешность воспроизведения низшей передачи (первая передача основной коробки
и низшая передача раздаточной коробки прототипа) достигает 5 %.
Таким образом, предлагаемая коробка передач в сравнении с трансмиссией, состоящей
из основной пятиступенчатой коробки передач и двухступенчатой раздаточной коробки,
имеет меньше количество деталей, а следовательно, меньшую массу и трудоемкость изготовления, имеет более низкие потери энергии и уровень шума при работе, при равноценных кинематических параметрах.
Предлагаемая коробка передач представлена на графических документах:
фиг. 1 - кинематическая схема по варианту 1;
фиг. 2 - кинематическая схема по варианту 2;
фиг. 3 - кинематическая схема по варианту 3;
фиг. 4 - чертеж коробки передач (вариант 1);
фиг. 5 - схема перемещения органов управления.
12
BY 9038 C1 2007.04.30
Источники информации:
1. Платонов В.Ф. Полноприводные автомобили. - М.: Машиностроение, 1989.
2. Автомобиль ВАЗ-21212. Руководство по ремонту. - М.: Русь Автокнига, 2001.
3. Автомобили Nissan Terrano-2 и Ford Maverick. Руководство по техническому обслуживанию и ремонту. - Петрозаводск: Машстрой, 1999.
4. А.с. СССР 1041323 А, 1983.
5. Кудрявцев Ю.В. Автомобиль ГАЗ-3302 "Газель". Устройство и техническое обслуживание. - М.: За рулем, 1997.
Фиг. 2
Фиг. 3
13
BY 9038 C1 2007.04.30
Фиг. 4
Фиг. 5
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
14
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
534 Кб
Теги
by9038, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа