RU2138419C1

RU2138419C1 - Vehicle transmission

Info

Publication number: RU2138419C1
Application number: RU98115142A
Authority: RU
Inventors: Ю.К. Волков; Б.Н. Пинигин; В.А. Федоров
Original assignee: Южно-Уральский государственный университет
Priority date: 1998-08-04
Filing date: 1998-08-04
Publication date: 1999-09-27

Abstract

FIELD: mechanical engineering; drive of vehicle driving wheels or steering mechanism. SUBSTANCE: transmission of wheeled-crawler vehicle has input reduction gear, clutch, controlled sleeves, gearbox, final drive, side step-down reduction gears, controlled hydraulic motor and hydraulic pump, and planetary gear trains. Driving bevel gear is connected by controlled sleeve with hydraulic motor and is in meshing with two driven bevel gears. One or both driven bevel gears can be connected with one of axle-shafts by second controlled sleeve. Planetary gear trains are installed between driven shaft of final driven and side step-down reduction gears. First members of planetary gear trains are installed on driven shaft of final driven, second members are connected through gear drive with axle-shafts of driven bevel gears, and third members are connected with driving shafts of side step-down reduction gears. EFFECT: increased utilization factor, enhanced reliability and longevity, increased power output of vehicle without use of special means. 1 dwg

Description

Трансмиссия транспортного средства относится к области транспортного и сельскохозяйственного машиностроения и может быть использована в качестве привода ведущих колес транспортного средства с колесно-гусеничным движителем с возможностью изменения в широком диапазоне скоростных и тяговых показателей транспортного средства, а также в качестве механизма управления поворотом. Vehicle transmission belongs to the field of transport and agricultural engineering and can be used as a drive wheel drive vehicle with a caterpillar-wheel drive with the ability to change over a wide range of speed and traction performance of the vehicle, as well as as a steering control mechanism.

Известным решением такой задачи является трансмиссия колесно-гусеничного мини-трактора ОАО "ЧТЗ" - "Уралец". Мини-трактор "Уралец" может быть использован на грунтах с высокой несущей способностью - на колесном движителе с передними управляемыми колесами и на грунтах с низкой несущей способностью - на гусеничном движителе, получаемом за счет установки на ведущие и управляемые колеса легкосъемной резинометаллической гусеницы (Трактор Т-0,2.03.2 "Уралец", Техническое описание и инструкция по эксплуатации 722- 5ТО, Челябинск, 1995 год). A well-known solution to this problem is the transmission of a wheel-caterpillar mini-tractor of OAO "ChTZ" - "Uralets". The Uralets mini-tractor can be used on soils with high bearing capacity - on a wheeled mover with front steered wheels and on soils with a low bearing capacity - on a tracked mover obtained by installing an easily removable rubber-metal track on the driving and steered wheels (Tractor T -0.2.03.2 "Uralets", Technical description and operating instructions 722-5TO, Chelyabinsk, 1995).

Трансмиссия мини-трактора "Уралец" обеспечивает изменение скорости движения и управление поворотом при использовании колесного и гусеничного движителей, а потому является наиболее близкой к заявленной трансмиссии транспортного средства по существу решаемой задачи, а именно изменение скорости движения и управление поворотом транспортного средства с колесно-гусеничным движителем. The Uralets mini-tractor transmission provides a change in speed and cornering control when using wheeled and caterpillar movers, and therefore is closest to the claimed vehicle transmission in essence the task being solved, namely, changing the speed of movement and controlling the rotation of the vehicle with a wheel-caterpillar mover.

Трансмиссия мини-трактора "Уралец" содержит входной редуктор, муфту сцепления, коробку передач, валы отбора мощности на навесные и вспомогательные агрегаты, главную передачу, ведомый вал которой соединен с ведущими валами бортовых редукторов постоянно замкнутыми бортовыми фрикционами, механизмы выключения которых связаны посредством приводов с редуктором рулевого механизма, управляющего поворотом передних колес и остановочными тормозами. The Uralets mini-tractor transmission contains an input gear, a clutch, a gearbox, power take-off shafts for mounted and auxiliary units, a main gear, the driven shaft of which is connected to the drive shafts of the final drives by continuously closed final drives, the shutdown mechanisms of which are connected by means of drives with gearbox steering mechanism that controls the rotation of the front wheels and stop brakes.

Работает трансмиссия мини-трактора следующим образом. При использовании мини-трактора на колесном движителе редуктор рулевой колонки через рулевую трапецию связан с управляемыми передними колесами и посредством приводов - с механизмами выключения бортовых фрикционов. При повороте рулевого колеса происходит изменение положения управляемых колес, и если положение управляемых колес отличается от положения, обеспечивающего прямолинейное движение мини-трактора, - выключение одного из бортовых фрикционов. Таким образом, исключается юз одного из колес при движении мини-трактора при повороте. Для получения минимального радиуса поворота используется остановочный тормоз отстающего борта. При использовании мини-трактора на гусеничном движителе редуктор рулевой колонки не связан с рулевой трапецией. Передние колеса фиксируются в положении для прямолинейного движения и на колеса устанавливаются легкосъемные гусеницы. Изменение скорости движения производится так же, как и при движении на колесном движителе, а управление поворотом осуществляется за счет использования бортовых фрикционов и остановочных тормозов. Выключение бортовых фрикционов производится посредством поворота рулевого колеса. Для получения минимального радиуса поворота вокруг заторможенной гусеницы используется остановочный тормоз отстающего борта. The transmission of the mini-tractor works as follows. When using a mini-tractor on a wheeled mover, the steering column gearbox is connected to the steered front wheels through the steering trapezoid and, via drives, to the side clutch shut-off mechanisms. When the steering wheel is rotated, the position of the steered wheels changes, and if the position of the steered wheels differs from the position that ensures the linear movement of the mini-tractor, one of the side clutches is turned off. Thus, the use of one of the wheels is excluded when the mini-tractor moves when turning. To obtain the minimum turning radius, a stopping brake of the lagging side is used. When using a mini tractor on a caterpillar mover, the steering column gearbox is not connected to the steering trapezoid. The front wheels are fixed in position for rectilinear movement and easily removable tracks are mounted on the wheels. The change in speed is the same as when driving on a wheeled mover, and the steering is controlled by the use of on-board friction clutches and stop brakes. Off-board clutches are turned off by turning the steering wheel. To obtain a minimum turning radius around a braked track, a stop brake of the lagging side is used.

Трансмиссия мини-трактора "Уралец" позволяет существенно повысить коэффициент использования одиночного транспортного средства, расширив возможности использования его на грунтах с различной несущей способностью за счет применения колесно-гусеничного движителя. The transmission of the Uralets mini-tractor allows to significantly increase the utilization rate of a single vehicle, expanding the possibilities of using it on soils with different bearing capacity due to the use of a wheel-caterpillar mover.

Однако трансмиссия мини-трактора "Уралец" имеет ряд недостатков, которые снижают эффективность использования мини-трактора. However, the transmission of the Uralets mini-tractor has a number of disadvantages that reduce the efficiency of using the mini-tractor.

Одним из главных недостатков является то, что при управлении поворотом оператору приходится прилагать к рулевому колесу большие усилия для изменения положения передних управляемых колес и одновременного выключения одного из бортовых фрикционов при движении на колесном движителе. При управлении поворотом на гусеничном движителе усилия на рулевом колесе несколько ниже, но остаются достаточно существенными. Большие усилия на органах управления приводят к быстрой утомляемости оператора и снижают безопасность работы на мини-тракторе, что приводит к частым перерывам в работе для отдыха оператора, а следовательно, к снижению эффективности использования мини-трактора. One of the main drawbacks is that when controlling the turn, the operator has to exert great effort on the steering wheel to change the position of the front steered wheels and simultaneously turn off one of the side clutches when driving on a wheeled propeller. When controlling the turn on a caterpillar mover, the forces on the steering wheel are slightly lower, but remain quite substantial. Great efforts on the controls lead to rapid fatigue of the operator and reduce the safety of working on a mini-tractor, which leads to frequent interruptions in work for the operator to rest, and therefore, reduce the efficiency of use of the mini-tractor.

Другим существенным недостатком мини- трактора "Уралец" является необходимость выключать бортовые фрикционы при движении на колесном движителе. Использование бортовых фрикционов для исключения юза ведущих колес приводит к существенной потере мощности. Учитывая, что мини-трактор используется преимущественно на дорогах без покрытия, значит, движение его по прямой занимает небольшой процент от общего пробега. Из-за этого бортовые фрикционы будут значительное время работать с буксованием, что приведет к их быстрому износу и к значительным потерям мощности. Another significant drawback of the Uralets mini-tractor is the need to turn off the side clutches when driving on a wheeled mover. The use of side clutches to exclude the use of driving wheels leads to a significant loss of power. Given that the mini-tractor is used mainly on unpaved roads, it means that moving it in a straight line takes a small percentage of the total mileage. Because of this, the onboard friction clutches will work with slipping for a considerable time, which will lead to their rapid wear and to significant power losses.

Принимая во внимание статистические данные об использовании сельскохозяйственных машин - до 80% они используются как транспортные средства, становится ясно, что мини-трактор "Уралец" малоэффективен и не долговечен. А создание транспортных средств большей мощности с колесно-гусеничным движителем приведет к необходимости введения сервирующих механизмов на всех органах управления, что снизит, при одновременном удорожании, усилия на органах управления, но не повысит надежности и долговечности конструкции. Taking into account the statistics on the use of agricultural machines - up to 80% are used as vehicles, it becomes clear that the Uralets mini-tractor is inefficient and not durable. And the creation of vehicles of greater power with a wheel-caterpillar mover will lead to the need for the introduction of servicing mechanisms on all controls, which will reduce, while increasing the cost, efforts on the controls, but will not increase the reliability and durability of the structure.

Задача изобретения - повысить коэффициент использования одиночного транспортного средства с колесно-гусеничным движителем за счет повышения эргономических показателей, повышения надежности и долговечности трансмиссии транспортного средства с колесно-гусеничным движителем и обеспечение возможности повышения мощности транспортного средства с колесно-гусеничным движителем без применения специальных сервирующих устройств. The objective of the invention is to increase the utilization rate of a single vehicle with a wheel-caterpillar drive by increasing ergonomic indicators, increasing the reliability and durability of the transmission of a vehicle with a wheel-caterpillar drive and providing the possibility of increasing the power of a vehicle with a wheel-caterpillar drive without the use of special servicing devices.

Для достижения поставленной задачи трансмиссия, содержащая входной редуктор с валами отбора мощности на навесные и вспомогательные агрегаты, муфту сцепления, коробку передач, главную передачу и бортовые редукторы, снабжена гидрообъемной передачей, содержащей управляемый гидронасос и гидромотор. Вал гидромотора посредством управляемой муфты соединен с конической шестерней, находящейся в зацеплении с двумя коническими шестернями, установленными на полуосях таким образом, что одна из шестерен жестко связана со своей полуосью и посредством муфты может быть связана с полуосью другой шестерни. А шестерня, свободно сидящая на полуоси, может жестко соединяться со своей полуосью муфтой. Между ведомым валом главной передачи и бортовыми редукторами установлены планетарные ряды, эпициклы которых соединены с ведомым валом главной передачи, а водила - с ведущими валами бортовых редукторов. Полуоси конических шестерен посредством цилиндрических зубчатых передач соединены с солнечными шестернями планетарных рядов. To achieve the task, the transmission, which contains an input gearbox with power take-off shafts for mounted and auxiliary units, a clutch, gearbox, final drive and final drives, is equipped with a hydrostatic transmission containing a controllable hydraulic pump and hydraulic motor. The hydraulic motor shaft is connected via a controlled clutch to a bevel gear engaged with two bevel gears mounted on the axle shafts so that one of the gears is rigidly connected to its axle shaft and can be connected to the axle shaft of the other gear by means of a coupling. A gear, freely sitting on the axle shaft, can be rigidly connected to its axle shaft by a clutch. Between the driven shaft of the main gear and final drives are installed planetary gears, the epicycles of which are connected to the driven shaft of the main gear, and the carrier - with the drive shafts of final drives. The axle shafts of the bevel gears are connected via cylindrical gears to the sun gears of the planetary gears.

Проведенный анализ известных технических решений показал, что ни одно из них не содержит совокупности отличительных признаков заявленного решения. The analysis of the known technical solutions showed that none of them contains a combination of distinctive features of the claimed solution.

Благодаря указанным особенностям предлагаемая трансмиссия обеспечивает выполнение поставленной задачи. Thanks to these features, the proposed transmission ensures the fulfillment of the task.

На чертеже изображена кинематическая схема трансмиссии транспортного средства. The drawing shows a kinematic diagram of the transmission of a vehicle.

Трансмиссия содержит входной редуктор 1, муфту сцепления 2, коробку перемены передач 3, главную передачу 4, бортовые редукторы 5, управляемый гидронасос 6, гидромотор 7, управляемую муфту 8, ведущую коническую шестерню 9, ведомые конические шестерни 10 и 11, полуоси 12 и 13, управляемую муфту 14, планетарные ряды 15 и 16 и цилиндрические передачи 17 и 18. The transmission contains an input gearbox 1, a clutch 2, a gearbox 3, final drive 4, final drives 5, a controllable hydraulic pump 6, a hydraulic motor 7, a controllable clutch 8, a bevel gear 9, driven bevel gears 10 and 11, half shafts 12 and 13 controlled clutch 14, planetary gear sets 15 and 16 and cylindrical gears 17 and 18.

Трансмиссия работает следующим образом: при использовании транспортного средства на гусеничном движителе изменение скорости движения производится за счет переключения ступеней в коробке перемены передач, при этом управляемая муфта 14 соединяет ведомую коническую шестерню 10 с полуосью 12, а управление поворотом осуществляется за счет изменения положения управляемого диска гидронасоса 6. The transmission works as follows: when using a vehicle on a caterpillar mover, the movement speed is changed by switching the steps in the gearbox, while the controlled clutch 14 connects the driven bevel gear 10 to the axle shaft 12, and the rotation is controlled by changing the position of the hydraulic pump disc 6.

При использовании транспортного средства на колесном движителе с передними управляемыми колесами изменение скорости движения производится, так же, как и при работе на гусеничном движителе за счет переключения ступеней в коробке перемены передач 3, но при этом управляемая муфта 8 не соединяет гидромотор 7 с ведущей конической шестерней 9, а управляемая муфта 14 соединяет ведомую коническую шестерню 10 с полуосью 12. When using a vehicle on a wheeled mover with front steered wheels, the movement speed is changed in the same way as when working on a caterpillar mover due to gear changes in the gearbox 3, but the controlled clutch 8 does not connect the hydraulic motor 7 to the bevel gear 9, and a controlled clutch 14 connects the driven bevel gear 10 with the axle shaft 12.

Как при использовании транспортного средства на гусеничном движителе, так и при использовании на колесном движителе возможно получение дополнительно замедленных или ускоренных, передач за счет использования гидронасоса и гидромотора, при этом управляемая муфта 8 соединяет гидромотор 7 с ведущей конической шестерней 9, а управляемая муфта 14 соединяет полуось 12 с ведомой конической шестерней 11, при этом полуоси 12 и 13 вращаются в одну сторону. Изменение частоты и направления вращения гидромотора производится за счет изменения положения управляемого диска гидронасоса. As when using a vehicle on a caterpillar mover, or when using a wheeled mover, it is possible to obtain additionally slowed down or accelerated gears by using a hydraulic pump and a hydraulic motor, while the controlled clutch 8 connects the hydraulic motor 7 to the bevel gear 9, and the controlled clutch 14 connects the axis 12 with the driven bevel gear 11, while the axles 12 and 13 rotate in the same direction. The frequency and direction of rotation of the hydraulic motor are changed by changing the position of the controllable disk of the hydraulic pump.

Claims

Transmission of a wheeled-tracked vehicle, comprising an input gearbox with power take-off shafts for mounted and auxiliary units, a clutch, a gearbox, final drive and final drive gears, characterized in that it is equipped with a controllable hydraulic pump, a hydraulic motor, the shaft of which is connected via a controllable clutch with a drive bevel gear meshing with two driven bevel gears mounted on the axle shafts so that one of the driven bevel gears it is rigidly connected with its semiaxis, and the other rotates freely relative to its semiaxis, while both driven bevel gears can be connected to the driven shaft of the bevel gear rotating relative to its axis, and planetary gears are installed between the driven shaft of the main gear and final drives, the first elements of which are mounted on the driven shaft of the main gear, and the third elements are connected to the drive shafts of the final drives, while the second elements are gear the gears are connected to the semiaxes of the driven bevel gears.