RU2183295C2

RU2183295C2 - Gear box

Info

Publication number: RU2183295C2
Application number: RU97122301A
Authority: RU
Inventors: К.И. Городецкий; И.Т. Коробейников; А.А. Тимофиевский; Н.А. Щельцын
Original assignee: Государственный научно-исследовательский тракторный институт "НАТИ"
Priority date: 1997-12-30
Filing date: 1997-12-30
Publication date: 2002-06-10

Abstract

FIELD: transport machine engineering, particularly gear boxes with multiple transmission gears switched by load and designed, mainly for tractors, automobiles, trucks and so on. SUBSTANCE: gear box includes reduction gear with differential, inlet and at least two outlet shafts; range reducer with inlet shafts joined with outlet shafts of reduction gear through friction clutches; outlet shaft of gear box. Switching devices of reducer are in the form of synchronizers and they are provided with preselection control unit. EFFECT: simplified design. 3 cl, 3 tbl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к области транспортного машиностроения, к наиболее распространенному виду механических трансмиссий, передающих энергию при ступенчато изменяемом передаточном отношении, в частности к коробкам передач тракторов, автомобилей и других машин. The invention relates to the field of transport engineering, to the most common form of mechanical transmissions that transmit energy with a stepwise variable gear ratio, in particular to gearboxes of tractors, cars and other machines.

Широко распространены многоступенчатые коробки передач, в которых большое количество ступеней достигается последовательным соединением нескольких редукторов со ступенчатым изменением передаточных отношений. В этом случае общее число ступеней равно произведению чисел ступеней каждого редуктора. Multistage gearboxes are widespread, in which a large number of stages is achieved by the serial connection of several gearboxes with a stepwise change in gear ratios. In this case, the total number of steps is equal to the product of the number of steps of each gearbox.

Наиболее часто подобные редукторы передач применяются в тракторах. При этом общее число передач достигает 40 и более. Например, современные коробки передач серии 7000 фирмы "Zahnradfabrik" (Германия), специализирующейся на производстве трансмиссий для машин самого разнообразного назначения, имеют первый редуктор передач, содержащий 3 или 4 ступени, переключаемые фрикционными муфтами, и второй редуктор диапазонов, содержащий в первом варианте 8, а во втором 6 ступеней, переключаемых синхронизаторами. Кроме того, в силовой поток включается удвоитель (ходоуменьшитель) для получения дополнительно 16 пониженных скоростей. Most often, such gearboxes are used in tractors. In this case, the total number of gears reaches 40 or more. For example, modern gearboxes of the 7000 series of the company "Zahnradfabrik" (Germany), specializing in the production of transmissions for machines of various purposes, have a first gearbox containing 3 or 4 stages, shifted by friction clutches, and a second range gearbox, containing in the first embodiment 8 , and in the second 6 steps, switched by synchronizers. In addition, a doubler (creeper reducer) is included in the power flow to obtain an additional 16 reduced speeds.

Передаточные отношения диапазонов подобраны так, что высшая, последняя скорость диапазона близка или превышает значение низшей, первой скорости последующего диапазона. Такое дублирование скоростей в разных диапазонах делают для того, чтобы исключить или свести к минимуму переключение диапазонов при работе на скоростях, находящихся на стыке диапазонов (см. проспект фирмы "Zahnradfabrik"). The gear ratios of the ranges are selected so that the highest, last speed of the range is close to or exceeds the value of the lowest, first speed of the subsequent range. Such duplication of speeds in different ranges is done in order to eliminate or minimize the switching of ranges when operating at speeds that are at the junction of ranges (see the prospectus of Zahnradfabrik).

В другом примере коробки передач тракторов фирмы "John Deere" (США) новой серии 8000, чтобы исключить необходимость переключения диапазонов, все 16 передач переключаются фрикционными муфтами. In another example, the gearboxes of John Deere tractors (USA) of the new 8000 series, to eliminate the need for shifting ranges, all 16 gears are shifted by friction clutches.

Кроме этого, передаточные отношения диапазонов подобраны так, что в интервале рабочих скоростей с 5-й по 12-ю передачу перепад между соседними скоростями составляет 13%, а между остальными скоростями с 1 по 5 и с 12 по 16 составляет 27%. In addition, the gear ratios of the ranges are selected so that in the interval of working speeds from the 5th to the 12th gear, the difference between adjacent speeds is 13%, and between the remaining speeds from 1 to 5 and from 12 to 16 is 27%.

Такое загущение скоростей в рабочем диапазоне достигается смещением двух диапазонов на половину шага между ступенями передач (см. проспект фирмы "John Deere"). Such a thickening of speeds in the operating range is achieved by shifting the two ranges by half a step between the gear stages (see John Deere brochure).

Аналогичного загущения скоростей в рабочем диапазоне добивается Фирма "Caterpillar"(США) путем применения в 10-скоростной коробке передач с фрикционными муфтами и тормозами тракторов "Challenger 65" двух смещенных относительно друг друга диапазонов при неравномерных перепадах скоростей внутри каждого диапазона (см. проспект фирмы Caterpillar). A similar thickening of speeds in the operating range is achieved by Caterpillar Company (USA) by using two offset ranges relative to each other in case of non-uniform speed differences within each range in a 10-speed gearbox with friction clutches and Challenger 65 tractors (see company brochure Caterpillar).

Другое направление увеличения числа ступеней состоит в использовании многопоточных дифференциальных передач. Another direction for increasing the number of stages is the use of multi-threaded differential gears.

Характерным примером данного направления (прототипом) представляется запатентованная фирмой "Zahnradfabrik" "Шестеренная передача с одним дифференциалом", патент ФРГ 2718652, МКИ F 16 H 37/08 от 27.04.77. A typical example of this direction (prototype) is represented by the Zahnradfabrik patented "Gear with one differential", German patent 2718652, MKI F 16 H 37/08 from 04/27/77.

Входной вал данной коробки передач соединен со сдвоенным дифференциалом, снабженным двумя фрикционными муфтами, одна из которых может блокировать дифференциал, а другая останавливает его водило с двумя рядами сателлитов для получения скоростей заднего хода. Два других вала дифференциала соединены с двумя трехступенчатыми редукторами с фрикционными переключающими муфтами, образуя вместе двухпоточную ступенчатую дифференциальную передачу. The input shaft of this gearbox is connected to a dual differential equipped with two friction clutches, one of which can block the differential, and the other stops it drove with two rows of satellites to obtain reverse speeds. The other two differential shafts are connected to two three-stage gearboxes with friction clutch couplings, forming together a two-threaded step differential gear.

Каждая из рассмотренных ранее кинематических схем обладает как положительными, так и отрицательными свойствами. Each of the kinematic schemes considered earlier has both positive and negative properties.

В частности, для трансмиссий фирмы "Zahnradfabrik" серии 7000 свойственно дублирование скоростей в разные диапазонах, что увеличивает общее число ступеней, усложняет, удорожает, увеличивает вес и т.д. In particular, for Zahnradfabrik 7000 series transmissions, speed duplication in different ranges is characteristic, which increases the total number of stages, complicates, increases the cost, increases weight, etc.

Общим недостатком последовательного соединения коробки передач и коробки диапазонов является необходимость одновременного переключения ступеней в обеих коробках при переключении диапазонов. Ввиду этого усложняются системы управления и затрудняется обеспечение неразрывности потока мощности. Поэтому с целью устранения необходимости переходов с диапазона на диапазон применяется уже рассмотренное дублирование передач. A common disadvantage of the serial connection of the gearbox and the range box is the need to simultaneously switch the steps in both boxes when changing ranges. In view of this, control systems become more complex and it is difficult to ensure continuity of power flow. Therefore, in order to eliminate the need for transitions from a range to a range, the duplication of gears already considered is applied.

Кроме того, при последовательном соединении редуктора передач и редуктора диапазонов сохраняется отношение соседних скоростей. Как было показано, чтобы устранить такой своего рода масштабный эффект и получить необходимые соотношения соседних скоростей в нужных областях общего скоростного ряда следует накрывать один диапазон другим с некоторым смешением. Возможности данного метода невелики, что существенно ограничивает получение рациональных рядов скоростей, а также увеличивает количество одновременно работающих переключателей механизмов управления скоростями. In addition, when the gear reducer and the range reducer are connected in series, the ratio of adjacent speeds is preserved. As was shown, in order to eliminate this kind of scale effect and obtain the necessary ratios of neighboring velocities in the necessary regions of the general speed series, one should cover one range with another with some mixing. The capabilities of this method are small, which significantly limits the receipt of rational series of speeds, and also increases the number of simultaneously working switches of speed control mechanisms.

Выбранный нами прототип в известной мере способен устранить или ослабить указанные недостатки, но, в свою очередь, может быть существенно улучшен. The prototype we have chosen to a certain extent is able to eliminate or mitigate these shortcomings, but, in turn, can be significantly improved.

Дифференциал прототипа представляет собой два конструктивно объединенных простых дифференциала и поэтому имеет четыре вала, а не три, как у простого дифференциала. The prototype differential is two structurally integrated simple differentials and therefore has four shafts, and not three, as a simple differential.

Недостатком прототипа является относительно большое число фрикционных муфт, значительно усложняющих конструкцию, и появление большой циркуляции мощности, в частности, при изменении направления подвода мощности, предусмотренное в описании патента. The disadvantage of the prototype is the relatively large number of friction clutches, significantly complicating the design, and the appearance of a large circulation of power, in particular, when changing the direction of power input, as provided in the patent description.

Основной целью данного изобретения является упрощение конструкции многоступенчатой коробки передач, применение в редукторах диапазонов синхронизаторов взамен более сложных муфт переключения с фрикционными элементами при сохранении возможности переключения передач под нагрузкой с помощью преселекторного управления во всем скоростном диапазоне. The main objective of this invention is to simplify the design of a multi-stage gearbox, the use of synchronizer ranges in gearboxes instead of more complex shift clutches with friction elements while maintaining the possibility of gear shifting under load using preselector control over the entire speed range.

Поставленная цель достигается тем, что коробка передач для тяговых и транспортных средств содержит многопоточную ступенчатую передачу с дифференциалом, один вал которого соединен с входным валом коробки передач, а два других - со ступенчатым редуктором диапазонов. По меньшей мере в два из потоков многопоточной дифференциальной передачи последовательно установлено по одному (или более) редуктору диапазонов с синхронизаторами и по одной фрикционной муфте, а выходные валы редукторов диапазонов соединены с выходным валом коробки передач, причем при одной и той же последовательности переключения передач в редукторе многопоточной дифференциальной передачи один из ее выходных валов увеличивает частоту вращения, а другой уменьшает. This goal is achieved in that the gearbox for traction and vehicles contains a multi-threaded step gear with a differential, one shaft of which is connected to the input shaft of the gearbox, and the other two with a speed range gear. At least two of the streams of multi-threaded differential transmission are sequentially equipped with one (or more) range reducers with synchronizers and one friction clutch, and the output shafts of the range reducers are connected to the output shaft of the gearbox, with the same gear shift sequence multi-threaded differential gear one of its output shafts increases the speed, and the other decreases.

При выполнении редукторов с фрикционными переключающими устройствами по планетарной схеме дифференциал многопоточной передачи входит в состав сложных дифференциалов с четырьмя и большим числом валов. When performing gearboxes with friction switching devices according to the planetary scheme, the multi-threaded differential is part of complex differentials with four and a large number of shafts.

Для достижения безразрывности потока мощности переключающие устройства редукторов многоступенчатой коробки передач снабжены преселекторным управлением. To achieve continuity of power flow, the switching devices of the multi-stage gearboxes are equipped with preselector control.

Если редуктор передач и редуктор диапазонов соединены непосредственно и последовательно, то образуются однопоточные диапазоны, у которых при переключении ступеней редуктора передач с низшей на высшую на выходе многоступенчатой коробки передач скорость увеличивается (прямой диапазон). If the gear reducer and the range reducer are connected directly and in series, then single-threaded ranges are formed, in which when switching the gear reducer stages from lower to higher at the output of a multi-stage gearbox, the speed increases (direct range).

При соединении редуктора передач с редуктором диапазонов посредством дифференциала реализуется двухпоточный диапазон по схеме однодифференциальной передачи. Несложно подобрать параметры и режим работы такого двухпоточного диапазона, при котором увеличение скорости выходного вала будет происходить при обратном переключении ступеней в редукторе многопоточной дифференциальной передачи от высшей к низшей (обратный диапазон). When connecting the gear reducer to the range reducer by means of the differential, a dual-flow range is realized according to the single-differential transmission scheme. It is easy to select the parameters and the operating mode of such a dual-flow range, in which an increase in the speed of the output shaft will occur when the steps are switched back in the gearbox of a multi-threaded differential transmission from the highest to the lowest (reverse range).

В данном случае дифференциал будет выполнять функции механизма, изменяющего последовательность переключения ступеней передач. In this case, the differential will act as a mechanism that changes the sequence of gear shifting.

Если при переходе с диапазона на диапазон отключать все ступени редуктора передач и оставлять включенными оба диапазона, то образуется двухпоточная однодифференциальная передача по схеме с дифференциалом на входе, превносящая дополнительное число скоростей и исключающая их дублирование. Все передачи в данном случае переключаются однотипно с участием одного устройства отключения и одного включения. If, when switching from a range to a range, all stages of the gear reducer are switched off and both ranges are switched on, then a two-line single-differential transmission is formed according to the scheme with a differential at the input, exceeding the additional number of speeds and eliminating their duplication. In this case, all gears are shifted the same way with the participation of one trip device and one switch-on.

В каждом из диапазонов используется один и тот же редуктор многопоточной передачи. Each range uses the same multi-threaded gearbox.

Поскольку дополнительное количество передач дают диапазонные редукторы с относительно простыми синхронизаторами, то выгодно стремиться к увеличению в них числа ступеней и соответственно занижать число ступеней в редукторе с фрикционными муфтами многопоточной дифференциальной передачи. Однако менее одной передачи сделать нельзя, а возможность увеличения количества диапазонов небезгранична. Since an additional number of gears is provided by range gearboxes with relatively simple synchronizers, it is advantageous to strive to increase the number of stages in them and, accordingly, to lower the number of steps in a gearbox with friction clutches of a multi-threaded differential gear. However, less than one transmission cannot be done, and the possibility of increasing the number of ranges is not unlimited.

По нашему мнению, количество диапазонов целесообразно иметь не более шести. Тогда для реализации достаточно большого общего числа ступеней коробки передач целесообразно задавать необходимое количество ступеней в редукторе многопоточной передачи. In our opinion, it is advisable to have no more than six ranges. Then, for the implementation of a sufficiently large total number of gearbox stages, it is advisable to set the required number of steps in the multi-threaded gearbox.

Общее количество ступеней коробки передач может быть определено из выражения. N= М*D+D-1, где N - общее количество ступеней коробки передач, M - количество ступеней редуктора многопоточной передачи, D - количество диапазонов. The total number of gear stages can be determined from the expression. N = M * D + D-1, where N is the total number of gearbox stages, M is the number of stages of the multi-threaded gearbox, D is the number of ranges.

Например, при шести диапазонах, если M=1, то N=11, если M=2, то N=17, если M=3, то N=23 и т.д. For example, for six ranges, if M = 1, then N = 11, if M = 2, then N = 17, if M = 3, then N = 23, etc.

В двухпоточных диапазонах целесообразно применение простых дифференциалов с тремя валами. В отдельных случаях могут быть применены сдвоенные конструкции дифференциалов. In dual-flow ranges, it is advisable to use simple differentials with three shafts. In some cases, dual differential designs can be applied.

Необязательно, чтобы прямой диапазон был однопоточным. В некоторых случаях целесообразно применять в прямом диапазоне двухпоточную передачу. Применение дифференциалов в прямых диапазонах необходимо для реализации отличающихся друг от друга отношений соседних скоростей в разных областях единого скоростного ряда. The direct range is not required to be single-threaded. In some cases, it is advisable to use dual-stream transmission in the direct range. The use of differentials in direct ranges is necessary for the implementation of different from each other relations of neighboring speeds in different areas of a single speed range.

Однопоточный диапазон может быть и первым, и вторым, и третьим, и т.д. в общем ряду, а не исключительно первым. A single-threaded range can be both first, second, and third, etc. in the general row, and not exclusively the first.

Движение задним ходом может быть реализовано множеством вариантов. Включение реверса может присутствовать в редукторе передач или одном из редукторов диапазонов, а также путем остановки водила дифференциала. Перспективным решением представляется схема, обеспечивающая "быстрый реверс" преимущественно за счет диапазона транспортных скоростей, хотя могут быть применены и другие рациональные решения. Reversing can be implemented in many ways. The reverse gear may be present in the gear reducer or one of the range gears, as well as by stopping the differential carrier. A promising solution is a scheme that provides "quick reverse" mainly due to the range of transport speeds, although other rational solutions can be applied.

Большое практическое значение имеет преселекторное переключение диапазонов применением двух фрикционных муфт. Это позволяет уменьшить в целом количество фрикционных муфт путем их замены более простыми синхронизаторами. Важно, что при этом не прерывается последовательность переключения передач ряда. Of great practical importance is the preselective range switching using two friction clutches. This reduces the overall number of friction clutches by replacing them with simpler synchronizers. It is important that the sequence of gear shifting of the row is not interrupted.

Предлагаемое изобретение иллюстрируется следующими чертежами:
Фиг. 1. Вариант кинематической схемы коробки передач с двухступенчатой многопоточной дифференциальной передачей при блокируемом дифференциале.The invention is illustrated by the following drawings:
FIG. 1. A variant of the kinematic diagram of a gearbox with a two-stage multi-threaded differential transmission with a locked differential.

Фиг.2. Вариант кинематической схемы коробки передач только с блокируемым дифференциалом. Figure 2. A variant of the kinematic scheme of the gearbox only with a differential lock.

Фиг.3. Вариант кинематической схемы коробки передач с несколькими конструктивно объединенными дифференциалами. Figure 3. A variant of the kinematic scheme of the gearbox with several structurally combined differentials.

Приведенная в качестве примера на фиг.1 кинематическая схема коробки передач является иллюстративной и не предопределяет тип применяемого дифференциала, который может быть выполнен любой из известных схем. Shown as an example in figure 1, the kinematic diagram of the gearbox is illustrative and does not predetermine the type of differential used, which can be performed by any of the known schemes.

Многоступенчатая коробка передач (фиг.1) содержит входной вал 1, соединенный с солнечной шестерней 2 дифференциала. На водиле 3 дифференциала установлены двухвенцовые сателлиты 4, каждый из которых шестерней 5 находится в зацеплении с солнечной шестерней 2, а шестерней 6 с другой солнечной шестерней 7. Выходной вал дифференциала 8 непосредственно соединен с солнечной шестерней 7, а выходной вал 9 связан с водилом 3 через находящуюся в зацеплении пару шестерен 10 и 11. На выходных валах дифференциала расположена находящаяся в постоянном зацеплении пара шестерен 12 и 13. Включение фрикционной муфты 14 блокирует дифференциал, а включение фрикционной муфтой 15 через пару шестерен 12 и 13 устанавливает кинематическую связь между выходными валами 8 и 9. Перечисленные выше элементы образуют редуктор передач. Выходные валы редуктора передач с помощью фрикционных муфт 16 и 17 могут соединяться соответственно с входными валами 18 и 19 редукторов диапазонов. Валы редукторов диапазонов с помощью синхронизаторов 20 - 25 и находящихся попарно в постоянном зацеплении шестерней 26 и 27, 28 и 29, 30 и 31, 32 и 33, 34 и 35 (через паразитную шестерню 36) могут быть связаны с выходным валом редуктора диапазонов 37, который является выходным валом многоступенчатой коробки передач. The multi-stage gearbox (figure 1) contains an input shaft 1 connected to the differential gear 2. Two different gear satellites 4 are installed on the carrier 3 of the differential, each of which gear 5 is engaged with the sun gear 2, and the gear 6 with the other sun gear 7. The output shaft of the differential 8 is directly connected to the sun gear 7, and the output shaft 9 is connected to the carrier 3 through a pair of gears 10 and 11, which is meshed, is located on the output shafts of the differential is a pair of gears 12 and 13, which is constantly engaged, the inclusion of the friction clutch 14 blocks the differential, and the inclusion of the friction clutch 15 through a pair of gears 12 and 13 establishes a kinematic connection between the output shafts 8 and 9. The above elements form a gear reducer. The output shafts of the gearbox using friction clutches 16 and 17 can be connected respectively to the input shafts 18 and 19 of the range gears. The shafts of the range reducers with the help of synchronizers 20 - 25 and gears 26 and 27, 28 and 29, 30 and 31, 32 and 33, 34 and 35 (through the parasitic gear 36) can be connected in pairs with the output shaft of the range reducer 37 which is the output shaft of a multi-stage gearbox.

Крутящий момент от двигателя через входной вал коробки передач 1 подводится к солнечной шестерне дифференциала 2. Возникающее на зубьях шестерни 2 усилие передается на шестерню 5 двухвенцового сателлита 4 и уравновешивается усилием в зацеплении шестерни сателлита 6 с другой солнечной шестерней 7 и усилием на оси сателлита, создающим момент на водило 3. С солнечной шестерни 7 момент передается на выходной вал 8 непосредственно, а с водила 3 - на выходной вал 9 через находящуюся в зацеплении пару шестерен 10 и 11. Для того чтобы передать через дифференциал мощность к единому потребителю, которым является выходной вал 37 многоступенчатой коробки передач, выходные валы дифференциала должны быть кинематически связаны друг с другом или один из валов должен быть заторможен. Такая кинематическая связь осуществляется либо в редукторе передач с помощью фрикционной муфты 15 через пару шестерен 12 и 13 или с помощью блокирующей дифференциал фрикционной муфты 14, либо в редукторе диапазонов путем одновременного соединения выходного вала 37 с обоими выходными валами дифференциала 8 и 9 с помощью фрикционных муфт 16 и 17 и через пары шестерен постоянного зацепления с помощью тех или иных синхронизаторов. Включение фрикционной муфты 14 или 15 устанавливает определенное соотношение частот вращения выходных валов 8 и 9 дифференциала, причем, если переключение указанных муфт ведет к увеличению частоты вращения одного из валов, то частота вращения другого уменьшается. Включение фрикционной муфты в редукторе передач позволяет передавать мощность в редуктор диапазонов через одну из муфт 16 или 17, в то время как другая муфта выключена и позволяет произвести включение смежного диапазона и подготовить его к работе (преселекторный режим управления). The torque from the engine through the input shaft of the gearbox 1 is supplied to the differential gear 2 sun gear. The force arising on the gear teeth 2 is transmitted to the gear 5 of the twin-gear satellite 4 and is balanced by the force in engagement of the gear 6 of the satellite 6 with the other sun gear 7 and the force on the satellite axis, creating moment to the carrier 3. From the sun gear 7, the moment is transmitted directly to the output shaft 8, and from the carrier 3 to the output shaft 9 through the coupled gears 10 and 11, which are meshed. The potential is a single consumer, which is the output shaft 37 of a multi-stage gearbox, the output shafts of the differential must be kinematically connected to each other, or one of the shafts must be inhibited. Such kinematic communication is carried out either in the gearbox using a friction clutch 15 through a pair of gears 12 and 13 or using a differential clutch clutch 14, or in the range gear by simultaneously connecting the output shaft 37 to both output shafts of the differential 8 and 9 using friction clutches 16 and 17 and through pairs of gears of constant gearing with the help of certain synchronizers. The inclusion of the friction clutch 14 or 15 establishes a certain ratio of the rotational speeds of the output shafts 8 and 9 of the differential, moreover, if switching these clutches leads to an increase in the rotational speed of one of the shafts, then the rotational speed of the other decreases. The inclusion of the friction clutch in the gearbox allows you to transfer power to the range gear through one of the clutches 16 or 17, while the other clutch is turned off and allows you to enable the adjacent range and prepare it for operation (preselector control mode).

При правильном выборе передаточных чисел предоставляется возможность передавать мощность, используя поочередно: две передачи с одного выходного вала редуктора передач 8, затем через два смежных диапазона, две передачи с другого выходного вала редуктора передач 9 и снова через два смежных диапазона. With the right choice of gear ratios, it is possible to transmit power using alternately: two gears from one output shaft of the gear reducer 8, then through two adjacent ranges, two gears from the other output shaft of the gear reducer 9 and again through two adjacent ranges.

Такой порядок включения передач позволяет производить переключения передач под нагрузкой во всем диапазоне скоростей, причем при переходе с любой передачи на соседнюю из двух работающих фрикционных муфт происходит переключение только одной. This gear shifting order allows shifting gears under load over the entire speed range, and when switching from any gear to the next of the two working friction clutches, only one is switched.

Таким образом, представленная схема соответствует коробке с 14 передачами переднего и 2 передачами заднего хода. Thus, the presented diagram corresponds to a box with 14 forward gears and 2 reverse gears.

В таблице 1 приведено состояние фрикционных муфт и синхронизаторов на различных передачах. Table 1 shows the condition of the friction clutches and synchronizers in various gears.

Предлагаемая схема позволяет получить режим "быстрого реверса", при этом в редукторе передач включается одна из передач, в редукторе диапазонов включается диапазон заднего хода (синхронизатор 25) и один из диапазонов прямого хода (синхронизаторы 20 или 22). Изменение направления движения достигается переключением фрикционных муфт 16 и 17. The proposed scheme allows you to get the "fast reverse" mode, while one of the gears is engaged in the gear reducer, the reverse gear range (synchronizer 25) and one of the forward gear ranges (synchronizers 20 or 22) are turned on in the range reducer. Changing the direction of movement is achieved by switching the friction clutches 16 and 17.

В качестве примера получения ряда передач с использованием приведенной схемы может быть рассмотрена коробка передач с шестернями, имеющими числа зубьев, указанные в таблице 2. Не приводится число зубьев паразитной шестерни 36, поскольку оно не влияет на передаточное число. As an example of obtaining a number of gears using the above scheme, a gearbox with gears having the number of teeth shown in Table 2 can be considered. The number of teeth of the spurious gear 36 is not given, since it does not affect the gear ratio.

Результаты расчетов, выполненных по приведенным исходным данным, сведены в таблицу 3 и представлены в виде частоты вращения выходного вала коробки передач (при условии, что номинальная частота вращения вала двигателя равна 2200 об/мин), скорости движения трактора (при условии, что 100 об/мин выходного вала коробки передач соответствуют скорости 1 км/ч), а также соотношения смежных скоростей. The results of the calculations performed according to the given initial data are summarized in table 3 and presented in the form of the output shaft speed of the gearbox (provided that the nominal engine shaft speed is 2200 rpm), tractor speed (provided that 100 rpm gearbox output shaft correspond to a speed of 1 km / h), as well as the ratio of adjacent speeds.

На фиг. 2. представлен вариант кинематической схемы коробки передач, почти полностью повторяющий вариант кинематической схемы коробки передач на фиг. 1. Отличие состоит в уменьшении числа передач в редукторе передач до одной (из схемы исключены шестерни 12 и 13 и фрикционная муфта 15), что позволило несколько изменить компоновку и объединить в один узел муфты 14 и 17, сохраняя их функции. Приведенной схеме соответствует 9 передач переднего хода и 1 передача заднего хода. In FIG. 2. presents a variant of the kinematic diagram of the gearbox, almost completely repeating the variant of the kinematic diagram of the gearbox in FIG. 1. The difference is to reduce the number of gears in the gearbox to one (gears 12 and 13 and the friction clutch 15 are excluded from the circuit), which made it possible to slightly change the layout and combine the clutches 14 and 17 into one assembly, preserving their functions. The above scheme corresponds to 9 forward gears and 1 reverse gear.

На фиг. 3. представлен вариант кинематической схемы коробки передач с несколькими конструктивно объединенными дифференциалами. In FIG. 3. A variant of the kinematic diagram of a gearbox with several structurally combined differentials is presented.

В этом случае многоступенчатая коробка передач содержит пять дифференциалов планетарного типа 38 - 42, включающих соответственно водила с сателлитами 43 - 47, солнечные шестерни 48 - 52 и эпициклы 53 - 57. Кроме того, в состав многоступенчатой коробки передач входит четыре многодисковых тормоза 58 - 61, пара шестерен 62 и 63 и редуктор диапазонов, полностью повторяющий редуктор диапазонов показанный на фиг.1. Солнечные шестерни 49 - 52 объединены в один блок, а солнечная шестерня 48 соединена с тормозом 58. Водило 43 соединено с шестерней 62, находящейся в постоянном зацеплении с шестерней 63, соединенной с входным валом коробки диапазонов 18. Водило 47 соединено с другим входным валом коробки диапазонов 19. Водило 44 соединено с входным валом коробки передач 1; водила 45 и 46 соединены друг с другом и с соединенными эпициклами 53 и 54. Эпициклы 55 - 57 соединены соответственно с тормозами 59 - 61. In this case, the multi-stage gearbox contains five planetary type differentials 38–42, which include carriers with satellites 43–47, sun gears 48–52 and epicycles 53–57, respectively. In addition, the multi-stage gearbox includes four multi-disc brakes 58–61 , a pair of gears 62 and 63 and a range reducer, completely repeating the range reducer shown in figure 1. The sun gears 49 - 52 are combined into one unit, and the sun gear 48 is connected to the brake 58. The carrier 43 is connected to the gear 62, which is in constant engagement with the gear 63 connected to the input shaft of the range box 18. The carrier 47 is connected to the other input shaft of the box ranges 19. The carrier 44 is connected to the input shaft of the gearbox 1; carriers 45 and 46 are connected to each other and to connected epicycles 53 and 54. Epicycles 55 to 57 are connected respectively to brakes 59 to 61.

Крутящий момент от двигателя через входной вал коробки передач 1 подводится к водилу 44 дифференциала 39 и через сателлиты передается на солнечную шестерню 49 и эпицикл 54, распределяясь пропорционально числам зубьев этих шестерен. С солнечной шестерни 49 момент передается на солнечную шестерню 52 планетарного механизма 42 (выполняющего функции муфты 17, показанной в схеме на фиг.1.) и при остановленном с помощью тормоза 61 эпицикле 57 через водило 47 поступает на входной вал редуктора диапазонов 19. С эпицикла 54 момент передается на соединенный с ним эпицикл 53 планетарного механизма 38 (выполняющего функции муфты 16, показанной в схеме на фиг.1.) и при остановленной с помощью тормоза 58 солнечной шестерне 48 через водило 43 поступает на соединенную с ним шестерню 62, а через находящуюся в зацеплении с ней шестерню 63 - на второй входной вал редуктора диапазонов 18. Torque from the engine through the input shaft of the gearbox 1 is supplied to the carrier 44 of the differential 39 and transmitted through the satellites to the sun gear 49 and the epicycle 54, distributed in proportion to the number of teeth of these gears. From the sun gear 49, the moment is transmitted to the sun gear 52 of the planetary mechanism 42 (acting as a clutch 17, shown in the diagram in Fig. 1.) and when the epicycle 57 is stopped with the help of the brake 61, it passes through the carrier 47 to the input shaft of the range 19. gearbox 54, the moment is transmitted to the epicyclic 53 of the planetary gear 38 connected to it (acting as a clutch 16, shown in the diagram in Fig. 1.) and when the sun gear 48 is stopped by the brake 58, it passes through the carrier 43 to the gear 62 connected to it, and through finding gearing with gear 63, to the second input shaft of the gearbox of ranges 18.

Дополнительная кинематическая связь между двумя выходными элементами дифференциала 39 (солнечной шестерней 49 и эпициклом 54), установление которой позволяет передавать мощность полностью на любой из входных валов редуктора диапазонов 18 или 19, осуществляется путем затормаживания либо эпицикла 55 с помощью тормоза 59, либо эпицикла 56 с помощью тормоза 60 (планетарные механизмы 40 и 41 с тормозами 59 и 60 выполняют те же функции, что и муфты 14 и 15, показанные в схеме на фиг.1.). An additional kinematic connection between the two output elements of the differential 39 (the sun gear 49 and the epicycle 54), the establishment of which allows the power to be transmitted completely to any of the input shafts of the gear range 18 or 19, is accomplished by braking either the epicycle 55 with the brake 59 or the epicycle 56 s using the brake 60 (planetary mechanisms 40 and 41 with brakes 59 and 60 perform the same functions as the clutches 14 and 15 shown in the diagram in figure 1.).

Редуктор диапазонов полностью идентичен редуктору, показанному на фиг.1. The range reducer is completely identical to the reducer shown in figure 1.

Таким образом, представленная на фиг.3 схема функционально аналогична схеме, представленной на фиг. 1, и соответствует коробке с 14 передачами переднего и 2 передачами заднего хода. Thus, the circuit shown in FIG. 3 is functionally similar to the circuit shown in FIG. 1, and corresponds to a box with 14 forward gears and 2 reverse gears.

Claims

1. The gearbox is mainly for traction and vehicles, comprising a gearbox with a differential, input and at least two output shafts and a range gear with input shafts associated with the output shafts of the gearbox and the output shaft, which is the output shaft of the gearbox, gears and switching devices installed with the possibility of connecting the shafts of the range gear to each other with different gear ratios, characterized in that the output shafts of the gearbox are connected s with input shafts of the range reducer by means of friction clutches, and the switching devices of the range reducer are made in the form of synchronizers.

2. The gearbox according to claim 1, characterized in that the output shafts of the gearbox are connected to each other with a given gear ratio by gears and a friction clutch.

3. The gearbox according to claim 1 or 2, characterized in that the switching devices of the range reducer are equipped with preselector control.