RU2137620C1

RU2137620C1 - Power take-off box

Info

Publication number: RU2137620C1
Application number: RU97104719A
Authority: RU
Inventors: В.В. Маньковский; Ю.И. Тумреев
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "КОМ"
Priority date: 1997-03-27
Filing date: 1997-03-27
Publication date: 1999-09-20

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: invention is related specifically to gearing giving rotary motion. Case of power take- off box is anchored on rear end face of transmission of automobile with formation of common closed working space. Drive gear is primary link of kinematic chain of power take-off box and is connected to secondary shaft which is last link of kinematic chain of transmission. Member connecting transmission to automobile power drive is mounted uniaxially to secondary shaft and is kinematically coupled to it via drive gear of power take-off box. Output shafts are located in bearings, one of them being coupled to drive gear via intermediate gear. Such rational arrangement of power-take- off box and optimal connection of kinematic chains of automobile transmission and power take-off box make it possible to increase functional capabilities of power take- off box and to enlarge range of values of power and speed transmitted to additional mechanisms. EFFECT: increased functional capabilities of power take-off box. 1 cl, 8 dwg

Description

Изобретение относится к области машиностроения, в частности, к зубчатым передачам для сообщения вращательного движения и установки на коробку передач автомобиля. The invention relates to the field of mechanical engineering, in particular, to gears for communicating rotational motion and installation on a car gearbox.

Известна коробка отбора мощности для привода лебедки автомобиля "Урал-4320" [1] , состоящая из корпуса, в котором на подшипниках установлен вал, муфты включения, механизма включения и масляного насоса. Отбор мощности производится с первичного вала раздаточной коробки через подвижную муфту включения. Устройство имеет значительные габариты, вес и сложную конструкцию. A known power take-off box for driving a winch of a Ural-4320 car [1], consisting of a housing in which a shaft is mounted on bearings, a clutch, a clutch and an oil pump. Power take-off is carried out from the input shaft of the transfer case through a movable clutch. The device has significant dimensions, weight and complex design.

Известна коробка отбора мощности, предназначенная для отбора мощности от коробки передач и привода различных агрегатов [2]. Коробка крепится к фланцу люка коробки передач. Отбор мощности осуществляется от блока шестерен заднего хода коробки передач, с которым находится в постоянном зацеплении ведущая шестерня коробки отбора мощности. Коробка имеет ограниченные функциональные возможности, т. к. конструкцией предусмотрен только один выходной вал, что соответственно позволяет подключать единственный дополнительный агрегат. Known power take-off designed for power take-off from the gearbox and drive various units [2]. The box attaches to the gearbox flange. Power take-off is carried out from the gearbox reverse gear block, with which the drive gear of the power take-off is in constant gearing. The box has limited functionality, because the design provides only one output shaft, which accordingly allows you to connect a single additional unit.

Известна также коробка отбора мощности транспортного средства [3], конструктивное выполнение которой обеспечивает расширение функциональных возможностей и упрощение конструкции. Она содержит корпус, установленный в нем приводной вал с ведущей шестерней, выходные валы, один из которых установлен соосно с приводным валом, а другие - параллельно. Ведущая шестерня установлена в коробке с возможностью осевого перемещения относительно приводного вала, а ведомые шестерни жестко закреплены на выходных валах, при этом ведущая шестерня связана с ведомой шестерней одного из выходных валов при помощи зацепления, обеспечивающего постоянство передачи крутящего момента. A vehicle power take-off is also known [3], the constructive implementation of which provides enhanced functionality and simplified design. It contains a housing, a drive shaft mounted therein with a drive gear, output shafts, one of which is mounted coaxially with the drive shaft, and the other in parallel. The pinion gear is mounted in the box with the possibility of axial movement relative to the drive shaft, and the driven gears are rigidly fixed to the output shafts, while the pinion gear is connected to the driven gear of one of the output shafts by means of an engagement ensuring constant transmission of torque.

Недостаток известной коробки заключается в ограниченных функциональных возможностях, т. к. число оборотов ведущей шестерни и передаваемый ею крутящий момент имеют постоянную величину, обусловленную приводом, не имеющим широкого диапазона регулирования оборотов. A disadvantage of the known gearbox is its limited functionality, since the number of revolutions of the drive gear and the torque transmitted by it have a constant value due to the drive that does not have a wide range of speed control.

Задача, решаемая изобретением, состоит в увеличении функциональных возможностей коробки отбора мощности за счет рациональной компоновки и оптимального соединения кинематических цепей коробки передач автомобиля и коробки отбора мощности. Техническим результатом является получение широкого диапазона величин мощности и чисел оборотов, передаваемых к дополнительным механизмам. The problem solved by the invention is to increase the functionality of the power take-off due to the rational layout and optimal connection of the kinematic chains of the vehicle gearbox and power take-off. The technical result is to obtain a wide range of power values and revolutions transmitted to additional mechanisms.

Сущность изобретения заключается в том, что коробка отбора мощности содержит корпус, ведущую шестерню, размещенные в подшипниковых опорах выходные валы, из которых один выходной вал кинематически связан с ведущей шестерней через промежуточную шестерню, установленную на оси в корпусе коробки отбора мощности, средства включения и разъединения зубчатых зацеплений, размещенные на концах выходных валов элементы для соединения с дополнительными механизмами. Новое состоит в том, что корпус коробки отбора мощности закреплен на заднем торце коробки передач с образованием общего замкнутого рабочего объема, ведущая шестерня является первичным звеном кинематической цепи коробки отбора мощности и соединена со вторичным валом, являющимся конечным звеном кинематической цепи коробки передач. Элемент для соединения коробки передач с трансмиссией автомобиля установлен соосно с вторичным валом и кинематически связан с ним через ведущую шестерню коробки отбора мощности. Второй выходной вал также кинематически связан через промежуточную шестерню с ведущей шестерней, а элементы для соединения с дополнительными механизмами выполнены на обоих концах выходных валов. The essence of the invention lies in the fact that the power take-off includes a housing, a drive gear, output shafts located in the bearings, of which one output shaft is kinematically connected to the drive gear through an intermediate gear mounted on an axis in the power take-off housing, and means for switching on and off gears placed at the ends of the output shafts elements for connection with additional mechanisms. The new one is that the power take-off housing is mounted on the rear end of the gearbox with the formation of a common closed working volume, the drive gear is the primary link of the kinematic chain of the power take-off and is connected to the secondary shaft, which is the final link of the kinematic chain of the gearbox. The element for connecting the gearbox to the vehicle’s transmission is mounted coaxially with the secondary shaft and kinematically connected to it through the drive gear of the power take-off. The second output shaft is also kinematically connected via an intermediate gear to the drive gear, and elements for connecting to additional mechanisms are made at both ends of the output shafts.

Следует отметить, что в известных устройствах не содержится такого радикального решения, как в предложенном - подключить коробку отбора мощности к конечному звену коробки передач - вторичному валу, задействовав тем самым весь диапазон чисел оборотов, обеспечиваемых диапазоном передаточных отношений коробки передач. Очевидно в силу своей оригинальности, заявляемое техническое решение соответствует изобретательскому уровню. It should be noted that the known devices do not contain such a radical solution as the proposed one - to connect the power take-off to the final link of the gearbox - the secondary shaft, thereby using the entire range of speed numbers provided by the gearbox transmission range. Obviously, due to its originality, the claimed technical solution corresponds to an inventive step.

На фиг. 1 показан общий вид коробки отбора мощности с одним выходным валом, установленной на коробку передач; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1; на фиг. 3 - вариант коробки с двумя выходными валами; на фиг. 4 - вид Б на фиг. 3; на фиг. 5 - сечение по В-В на фиг. 2; на фиг. 6 - сечение по Г-Г на фиг. 4; на фиг. 7 - сечение по Д-Д на фиг. 4; на фиг. 8 - вариант сечения по Д-Д на фиг. 4. In FIG. 1 shows a general view of a power take-off with one output shaft mounted on a gearbox; in FIG. 2 is a view A in FIG. 1; in FIG. 3 - option boxes with two output shafts; in FIG. 4 is a view B in FIG. 3; in FIG. 5 is a section along BB in FIG. 2; in FIG. 6 is a section along G-D in FIG. 4; in FIG. 7 is a section along DD in FIG. 4; in FIG. 8 is a sectional view along DD in FIG. 4.

Коробка отбора мощности состоит из составного корпуса - деталей 1 и 2, закрепленного на корпусе 3 коробки передач. Ведущая шестерня 4 установлена на вторичном валу 5 коробки передач и жестко связана с ним шлицами. Элемент 6 для соединения коробки передач с трансмиссией автомобиля установлен соосно с вторичным валом 5 в подшипниковых опорах в корпусе коробки отбора мощности. Для передачи вращения от вторичного вала 5 к элементу 6 служит муфта 7, установленная на шлицах вала 17 привода трансмиссии автомобиля и взаимодействующая с вилкой 8 механизма отключения трансмиссии. С ведущей шестерней находится в постоянном зацеплении промежуточная шестерня 9, установленная на оси 10. С промежуточной шестерней в постоянном зацеплении находится ведомая шестерня 11, установленная на подшипниках на выходном валу 12. Посредством шлицевого соединения на выходном валу 12 установлена муфта 13, осевое перемещение которой осуществляется вилкой 14 механизма включения вала 12. Для передачи вращения дополнительным механизмам на обоих концах выходного вала 12 имеются элементы 15 и 16 для соединения с дополнительными механизмами. В пневмоцилиндрах механизмов включения отбора мощности и включения трансмиссии имеются рабочие полости Е и Ж. The power take-off box consists of a composite housing - parts 1 and 2, mounted on the gearbox housing 3. The pinion gear 4 is mounted on the output shaft 5 of the gearbox and is rigidly connected to it by splines. Element 6 for connecting the gearbox to the vehicle’s transmission is mounted coaxially with the secondary shaft 5 in the bearings in the power take-off housing. To transmit rotation from the secondary shaft 5 to the element 6, a clutch 7 is used, mounted on the splines of the shaft 17 of the vehicle’s drive transmission and interacting with the plug 8 of the transmission shutdown mechanism. With the pinion gear, the intermediate gear 9 mounted on the axis 10 is continuously engaged. With the pinion gear, the driven gear 11 is mounted on the bearings on the output shaft 12. By means of a spline connection, the coupling 13 is mounted on the output shaft 12, the axial movement of which is carried out the plug 14 of the mechanism for turning on the shaft 12. To transmit rotation to additional mechanisms at both ends of the output shaft 12, there are elements 15 and 16 for connecting with additional mechanisms. In the pneumatic cylinders of the mechanisms for switching on the power take-off and turning on the transmission, there are working cavities E and Zh.

Коробка отбора мощности снабжена гаммой элементов для соединения с дополнительными механизмами, соответствующих по конструкции сопрягаемым присоединительным элементам дополнительных механизмов. При необходимости на коробке возможны различные комбинации элементов для соединения с дополнительными механизмами. В частности:
- один из элементов 15 и 16 на одном конце выходного вала 12 выполнен в виде фланца для соединения с карданным валом, а на противоположном - в виде шлицевого хвостовика для соединения с шестеренчатым насосом (фиг. 5);
- на одном конце выходного вала - в виде фланца для соединения с карданным валом, а на противоположном - в виде переходника-адаптера для соединения с аксиально-поршневым насосом (фиг. 6);
- на противоположных концах выходного вала выполнены переходники-адаптеры для соединения с аксиально-поршневыми насосами (фиг. 7);
- на одном конце выходного вала выполнен переходник-адаптер для соединения с аксиально-поршневым насосом, а на другом - шлицевой хвостовик для соединения с шестеренчатым насосом (фиг. 8).The power take-off is equipped with a gamut of elements for connection with additional mechanisms corresponding in design to the mating connecting elements of additional mechanisms. If necessary, various combinations of elements are possible on the box for connection with additional mechanisms. In particular:
- one of the elements 15 and 16 at one end of the output shaft 12 is made in the form of a flange for connection to the driveshaft, and on the opposite - in the form of a splined shank for connection with a gear pump (Fig. 5);
- at one end of the output shaft - in the form of a flange for connection to the driveshaft, and on the opposite - in the form of an adapter-adapter for connection with an axial piston pump (Fig. 6);
- at opposite ends of the output shaft, adapter adapters are made for connection with axial piston pumps (Fig. 7);
- at one end of the output shaft, an adapter adapter is made for connection to an axial piston pump, and at the other, a splined shank for connection to a gear pump (Fig. 8).

На коробке отбора мощности, имеющей два выходных вала, возможны модификации:
- с одной стороны на концах обоих выходных валов элементы для соединения с дополнительными механизмами выполнены в виде фланцев для присоединения карданных валов, а с противоположной стороны - в виде шлицевых хвостовиков для соединения с шестеренчатыми насосами;
- на обоих концах выходных валов с задней стороны коробки выполнены элементы в виде переходников-адаптеров для соединения с аксиально-поршневыми насосами;
- с одной стороны на концах обоих выходных валов выполнены переходники-адаптеры для соединения с аксиально-поршневыми насосами, а с противоположной стороны - шлицевые втулки для соединения с шестеренчатыми или аксиально-поршневыми насосами.On the power take-off box, which has two output shafts, modifications are possible:
- on the one hand, at the ends of both output shafts, the elements for connecting to additional mechanisms are made in the form of flanges for attaching cardan shafts, and on the opposite side, in the form of splined shanks for connecting to gear pumps;
- at both ends of the output shafts, elements in the form of adapters-adapters for connecting with axial piston pumps are made on the rear side of the box;
- on the one hand, at the ends of both output shafts, adapter adapters for connecting to axial piston pumps are made, and on the opposite side, splined bushings for connecting to gear or axial piston pumps.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Включение отбора мощности к выходному валу 12 и трансмиссии автомобиля (передача вращения к элементу 6) осуществляются при неработающей коробке передач, когда вторичный вал 5 не вращается. Для передачи вращения к элементу 6 подают сжатый воздух в рабочую полость Ж механизма включения трансмиссии. Вилка 8 воздействует на муфту 7, соединяя шлицевым зацеплением ведущую шестерню 4 и шлицевой хвостовик элемента 6. Для передачи вращения к выходному валу 12 подают сжатый воздух в рабочую полость Е пневмоцилиндра механизма включения отбора мощности, вилка 14 которого воздействует на муфту 13, перемещая ее по шлицам выходного вала 12 и вводя в зацепление с внутренним шлицевым венцом ведомой шестерни 11. Таким образом передается вращение от вторичного вала коробки передач через находящиеся в постоянном зацеплении ведущую 4, промежуточную 9 и ведомую 11 шестерни. The inclusion of power take-off to the output shaft 12 and the vehicle’s transmission (transmission of rotation to element 6) is carried out with the gearbox idle, when the secondary shaft 5 does not rotate. To transmit rotation to the element 6 serves compressed air into the working cavity W of the transmission engagement mechanism. The fork 8 acts on the coupling 7, connecting the pinion gear 4 and the splined shank of the element 6 with spline meshing. To transmit rotation to the output shaft 12, compressed air is supplied to the working cavity E of the pneumatic cylinder of the power take-off mechanism, the fork 14 of which acts on the coupling 13, moving it along the splines of the output shaft 12 and engaging with the internal spline crown of the driven gear 11. In this way, rotation is transmitted from the secondary shaft of the gearbox through the continuously engaged gear 4, intermediate 9 and driven I have 11 gears.

При включении одной из выбранных передач коробки передач (передается вращение от двигателя) вращается вторичный вал 5 с жестко закрепленной на нем ведущей шестерней 4. При включенной муфте 7 элемент 6 вращается, передавая крутящий момент к трансмиссии автомобиля. И наоборот, когда муфта 7 отключена, трансмиссия не работает, автомобиль неподвижен. When you turn on one of the selected gears of the gearbox (the rotation is transmitted from the engine), the secondary shaft 5 rotates with the pinion gear 4 fixed on it. When the clutch 7 is turned on, element 6 rotates, transmitting torque to the vehicle's transmission. Conversely, when the clutch 7 is disconnected, the transmission does not work, the car is stationary.

Выходные валы 12 вращаются при выключенной муфте 13, передавая крутящий момент к дополнительным механизмам; если не вращается элемент 6, передающий вращение к трансмиссии, то на выходные валы передается 100% мощности от вторичного вала коробки передач. The output shafts 12 rotate when the clutch 13 is turned off, transmitting torque to additional mechanisms; if the element 6 transmitting rotation to the transmission does not rotate, then 100% of the power from the secondary shaft of the gearbox is transmitted to the output shafts.

Существенное значение в данном техническом решении имеет принцип образования общей кинематической цепи коробки передач и коробки отбора мощности - первичное звено коробки отбора жестко соединено с конечным звеном коробки передач. При такой схеме передача мощности от двигателя к выходным валам осуществляется с большим КПД по сравнению с известными случаями, т.к. с помощью коробки передач выбирается наиболее оптимальный режим работы дополнительных механизмов. Кроме того, при необходимости имеется возможность включения противоположного вращения выходных валов. Of fundamental importance in this technical solution is the principle of forming a common kinematic chain of the gearbox and power take-off - the primary link of the gearbox is rigidly connected to the final link of the gearbox. With this scheme, power is transmitted from the engine to the output shafts with greater efficiency compared to known cases, because Using the gearbox, the most optimal mode of operation of additional mechanisms is selected. In addition, if necessary, it is possible to enable the opposite rotation of the output shafts.

Благодаря предлагаемой коробке отбора мощности, конструкция которой предусматривает возможность отключения трансмиссии, автомобиль может использоваться, как передвижная силовая установка для привода разнообразных механизмов в местах, где невозможно применение электропривода. Thanks to the proposed power take-off, the design of which provides for the possibility of disabling the transmission, the car can be used as a mobile power unit to drive a variety of mechanisms in places where it is impossible to use an electric drive.

Коробка отбора мощности обладает широким диапазоном чисел оборотов выходных валов. Вариант коробки с одним выходным валом обеспечивает выходному валу пять различных скоростей вращения за счет пяти ступеней коробки передач. Вариант коробки с двумя выходными валами и разным передаточным отношением между ведущей шестерней и ведомыми шестернями обеспечивает вращение валов с 10-ю различными скоростями. Варьируется также величина мощности, отбираемой выходными валами. Так, при отключенной трансмиссии автомобиля 100% мощности передается к двум выходным валам; при отключенной трансмиссии и одном из выходных валов (в двухвальной коробке) допускается отбор мощности 150 л/c другим валом. The power take-off has a wide range of output shaft speeds. A variant of the gearbox with one output shaft provides the output shaft with five different speeds due to five gearbox stages. A variant of the box with two output shafts and a different gear ratio between the pinion gear and the driven gears allows the shafts to rotate at 10 different speeds. The power taken by the output shafts also varies. So, when the car’s transmission is off, 100% of the power is transmitted to two output shafts; when the transmission is disconnected and one of the output shafts (in a two-shaft box), power take-off of 150 l / c by another shaft is allowed.

Источники информации
1. В.И.Медведков и др. Автомобили КамАЗ-5320 и Урал-4320. Учебное пособие.- М., 1981, изд-во ДОСААФ СССР, с. 300-301.Sources of information
1. V.I. Medvedkov and others. KamAZ-5320 and Ural-4320 automobiles. Textbook.- M., 1981, publishing house DOSAAF USSR, p. 300-301.

2. Там же, с. 299-300. 2. Ibid., P. 299-300.

3. Авторское свидетельство СССР N 1052432 - прототип. 3. USSR author's certificate N 1052432 - prototype.

Claims

1. A power take-off box comprising a housing, a pinion gear, output shafts located in the bearings, of which one output shaft is kinematically connected to the pinion gear via an intermediate gear mounted on an axis in the power take-off housing, gear engaging and disengaging means, placed at the ends of the output shafts, elements for connecting with additional mechanisms, characterized in that the power take-off housing is mounted on the rear end of the gearbox with the formation of a common lock Of a small working volume, the drive gear is the primary link of the kinematic chain of the power take-off and connected to the secondary hall, which is the final link of the kinematic chain of the gearbox, the element for connecting the gearbox to the vehicle’s transmission is mounted coaxially with the secondary shaft and kinematically connected to it via the gearbox of the gearbox power take-off.

2. The power take-off box according to claim 1, characterized in that the second output shaft is also kinematically connected via an intermediate gear to the drive gear, and elements for connecting to additional mechanisms are made at both ends of the output shafts.