Конструкция двухскоростной главной передачи
advertisement
Секция 1 «АВТОМОБИЛИ, ТРАКТОРЫ, СПЕЦИАЛЬНЫЕ КОЛЕСНЫЕ И ГУСЕНИЧНЫЕ МАШИНЫ», подсекция «Автомобили». Конструкция двухскоростной главной передачи Беляев Е.А., Панкин А.С. Пензенский государственный университет В настоящие время наблюдается тенденция использования грузовых автомобилей малой грузоподъемности с незначительным их перегрузом, что ухудшает их динамические характеристики, приводит к быстрому износу элементов трансмиссии. Так же проходимость такого автомобиля в не нагруженном состоянии не велика, что ухудшает потребительские качества автомобиля. Как вариант устранения этих недостатков предлагается замена штатной главной передачи на двухскоростную главную передачу. Рисунок 1 – Общий вид двухскоростной главной передачи с цилиндрическим редуктором Известна двухскоростная главная передача (рис. 1), содержащая ведущую 1 и ведомые 2 конические шестерни. На валу 3 ведомой шестерни на подшипниках установлены цилиндрические шестерни постоянного зацепления 4 и 5 с принадлежащими им зубчатыми венцами полумуфт, между которыми на ступице вала установлена муфта вала 6 с механизмом управления, и ведомые цилиндрические шестерни первой 7 и второй 8 ступеней, установленные на корпусе дифференциала 9 моста. Недостатком данной конструкции являются увеличенные размеры блока ведомой шестерни главной передачи с двумя цилиндрическими шестернями, а также Материалы международной научно-технической конференции ААИ «Автомобиле- и тракторостроение 55 в России: приоритеты развития и подготовка кадров», посвященной 145-летию МГТУ «МАМИ». Секция 1 «АВТОМОБИЛИ, ТРАКТОРЫ, СПЕЦИАЛЬНЫЕ КОЛЕСНЫЕ И ГУСЕНИЧНЫЕ МАШИНЫ», подсекция «Автомобили». невозможность получения передаточных чисел цилиндрических передач более 2,5 на пониженной передаче и передаточного числа равного 1 на прямой передаче, без значительного увеличения размеров балки моста, снижающих проходимость транспортного средства. Известна также двухскоростная главная передача (рис. 2), содержащая ведомое зубчатое колесо, установленное в корпусе дифференциала, ведущую коническую шестерню с валом и подшипниками, размещенных в картере, планетарную передачу с солнечной шестернёй и валом, коронным зубчатым колесом, связанных между собой сателлитами, установленное на подшипники на валу водило со ступицей и полумуфту и муфту с механизмом управления, а также крышку. Рисунок 2 – Общий вид двухскоростной главной передачи с планетарным редуктором Основным недостатком данного технического решения является отсутствие возможности обеспечения неподвижности планетарного редуктора при включенной прямой передаче. Невозможность обеспечения плавного, безударного включения передач, а также сложность кинематической схемы и низкая надёжность конструкции, так как используется большое число подшипников. Предлагаемое техническое решение позволяет исключить недостатки существующих конструкций. Упростит конструкцию двухскоростной главной передачи, обеспечит плавное безударное включение даже при движении автомобиля. Двухскоростная главная передача (рис. 3) содержит корпус в виде картера 1 с крышкой 2, соединенных посредством резьбовых элементов. Ведущий вал разделен на входной 3 и выходной 4 валики с выполненным на внешнем конце выходного валика ведущим коническим зубчатым колесом. Планетарный редуктор с механизмом включения Материалы международной научно-технической конференции ААИ «Автомобиле- и тракторостроение 56 в России: приоритеты развития и подготовка кадров», посвященной 145-летию МГТУ «МАМИ». Секция 1 «АВТОМОБИЛИ, ТРАКТОРЫ, СПЕЦИАЛЬНЫЕ КОЛЕСНЫЕ И ГУСЕНИЧНЫЕ МАШИНЫ», подсекция «Автомобили». понижающей и прямой передач с электроприводом. Картер редуктора и крышка с коронным зубчатым колесом, выполненным с ней заодно, соединяют между собой с обеспечением взаимного центрирования, а в осевой зоне выполняют посадочные места под подшипники качения. При этом на подшипник, установленный в посадочном месте картера редуктора опирается выходной валик, а на подшипник, установленный в посадочном месте крышки,- входной валик. На внешней входной части, входной валик, выполнены шлицы и резьбовая часть для установки фланца. В торце внутренней части указанного валика выполнен шип, посредствам которого, через подшипник, установленный в нише, выполненной в торце внутренней части выходного валика они связаны между собой. В средине входного валика, на цилиндрической части, в плоскости коронного зубчатого колеса, свободно, с ограничением осевого перемещения посредством буртика и стопорного кольца, устанавливаемого в проточке вала, смонтирована солнечная шестерня 5. Солнечная шестерня снабженная коническим скатом для связи с блокирующем кольцом синхронизатора и зубчатым венцом для взаимосвязи со ступицей муфты переключения понижающей передачи. Ближе к концу внутренней части этого же валика, выполнены шлицы, на которых устанавливают, с возможностью осевого перемещенья, ступицу муфты переключения понижающей и прямой передач 7. Эта ступица снабжена синхронизаторами и представляющей собой цилиндрическое основание со шлицами на внутренней образующей и, выполненным в средней части диском с отверстиями под пальцы синхронизатора. На внутреннем конце выходного валика выполнены аналогичные шлицы, посредством которых обеспечивается связь входного и выходного валиков через муфту прямой и понижающей передач. На внутреннем конце выходного валика устанавливают цилиндрическое кольцо с коническим скатом, являющимся ответной частью рабочей зоны синхронизатора прямой передачи. Кольцо фиксируют от осевого перемещения заплечиками и стопорным кольцом. На цилиндрической части выходного валика устанавливают трёхлучевое водило 8. На его внутреннем торце выполнен аналогичный коническим скат, являющийся ответной частью блокирующего кольца синхронизатора, а также зубчатый венец для связи со ступицей муфты понижающей передачи 6, которая устанавливается с возможностью осевого перемещения на шлицах, выполненных в средней части выходного валика. При этом ступица каждой из муфт снабжена синхронизаторами, блокирующие кольца которых располагают по обе стороны дисков, и которые соединяют между собой пальцами, проходящими через отверстия, выполненные в дисках. На цилиндрической образующей, указанных дисков, выполнен направляющий буртик, который охвачен, с возможностью скользящего контакта, тремя лапками 9. Лапки расположенными под углом 120º относительно друг друга и, попарно соединенных между каждой из муфт, посредствам штоков 10, проходящих через направляющие втулки, смонтированные в лучах водилы. Все три штока объединены между собой кольцом переключения 11, расположенным за лучами водилы и имеющего скользящий контакт с вилкой привода механизма переключения. Вилка привода механизма переключения связанна жестко со штоком привода, который в свою очередь, через двуплечий рычаг, связан с поводками якорей электромагнитного привода прямого действия 12 и электромагнитным приводом обратного действия 13 . Электромагнитный привод смонтирован в корпусе, который прикреплен к привалочной плоскости, выполненной на теле картера и крышки. Вместе с тем, на концах лучей водилы, на шипах, через подшипники, качения, установлены сателлиты 14 с возможностью их зацепления с зубьями коронного зубчатого колеса и солнечного шестерни. Материалы международной научно-технической конференции ААИ «Автомобиле- и тракторостроение 57 в России: приоритеты развития и подготовка кадров», посвященной 145-летию МГТУ «МАМИ». Секция 1 «АВТОМОБИЛИ, ТРАКТОРЫ, СПЕЦИАЛЬНЫЕ КОЛЕСНЫЕ И ГУСЕНИЧНЫЕ МАШИНЫ», подсекция «Автомобили». Рисунок 3 – Общий вид двухскоростной главной передачи с планетарным редуктором Двухскоростная главная передача работает следующим образом. При движении автомобиля на прямой передаче, крутящий момент, подведенный к фланцу, через шлицы предаётся на входной валик 3 и далее, через муфту 7 включения прямой и понижающей передач, на выходной валик 4 и ведущую коническую шестерню, которая находится в зацеплении с ведомым зубчатым колесом редуктора. При этом планетарный редуктор остается неподвижным. На рис. 4 изображена схема прохождения крутящего момента на прямой передаче. При необходимости перехода на пониженную передачу, управляющее напряжение подаётся на прямой электромагнитный привод 12, якорь которого перемещается влево, а двуплечий рычаг обеспечит перемещение штока привода вместе с вилкой привода механизма переключения вправо, сместив кольцо переключения 11 вместе со штоками 10 и закрепленными на них лапками 9 в туже сторону. Вместе с лапками 9 переместятся обе муфты, при этом муфта, включения понижающей передачи 6, переместится до вхождения в зацепление зубьев расположенных на муфте и на торце водилы, а муфта, включения прямой и понижающей передач переместится до взаимодействия зубчатых венцов расположенных на ступице муфты и солнечной шестерне 5. При этом, для обеспечения безударного включения, первоначально в контакт своими коническими скатами включаются блокирующие кольца с ответными коническими скатами, выполненными на ступице солнечной шестерни 5 и основании трёхлучевого водила 8. Это позволяет обеспечить выравнивание угловых скоростей между элементами вступающих в зацепление. Крутящий момент, при этом, передаётся с фланца на входной валик 3 и через муфту включения прямой и понижающей передач 7 – на солнечную шестерню 5, а далее, через зубчатое зацепление солнечной шестерни 5 и сателлитов 14 – на трёхлучевое водило 8. С трёхлучевого водила 8 крутящий момент передается на муфту включения понижающей передачи 6 и далее, на выходной валик 4. На рис. 5 изображено прохождение крутящего момента на пониженной передаче. Материалы международной научно-технической конференции ААИ «Автомобиле- и тракторостроение 58 в России: приоритеты развития и подготовка кадров», посвященной 145-летию МГТУ «МАМИ». Секция 1 «АВТОМОБИЛИ, ТРАКТОРЫ, СПЕЦИАЛЬНЫЕ КОЛЕСНЫЕ И ГУСЕНИЧНЫЕ МАШИНЫ», подсекция «Автомобили». Рисунок 4 – Схема прохождения крутящего момента на прямой передаче Рисунок 5 – Схема прохождения крутящего момента на пониженной передаче При переходе на прямую передачу управляющее напряжение снимается с удерживающей обмотки прямого электромагнитного привода 12 и подаётся на управляющую обмотку обратного электромагнитного привода 13. Поводки якорей переместятся вправо, а двуплечий рычаг обеспечит перемещение штока привода вместе с Материалы международной научно-технической конференции ААИ «Автомобиле- и тракторостроение 59 в России: приоритеты развития и подготовка кадров», посвященной 145-летию МГТУ «МАМИ». Секция 1 «АВТОМОБИЛИ, ТРАКТОРЫ, СПЕЦИАЛЬНЫЕ КОЛЕСНЫЕ И ГУСЕНИЧНЫЕ МАШИНЫ», подсекция «Автомобили». вилкой привода механизма переключения влево, сместив кольцо переключения 11 с закрепленными штоками 10 и лапками 9, и переместит муфту 6 включения понижающей передачи влево, что выведет её из зацепления с зубчатым венцом, выполненным на ступице трёхлучевого водила 8. Муфта 7 включения понижающей и прямой передач переместится до вхождения в зацепление зубчатого венца, выполненного на ступице муфты 7, и шлицов на внутреннем конце Материалы международной научно-технической конференции ААИ «Автомобиле- и тракторостроение 60 в России: приоритеты развития и подготовка кадров», посвященной 145-летию МГТУ «МАМИ».
