RU2167772C1

RU2167772C1 - Method of forming series of gears shifted under load

Info

Publication number: RU2167772C1
Application number: RU2000120002A
Authority: RU
Inventors: Н.А. Щельцын; А.А. Тимофиевский; К.И. Городецкий; В.П. Бычков; И.А. Долгов; В.М. Буряков; В.В. Косенко
Original assignee: Государственный научно-исследовательский тракторный институт НАТИ; Открытое акционерное общество "Волгоградский тракторный завод"
Priority date: 2000-07-27
Filing date: 2000-07-27
Publication date: 2001-05-27

Abstract

FIELD: transport engineering; tractor gearboxes. SUBSTANCE: power flow in gearbox is directed along one of two branches of at least one kinematic system of output unit by means of mechanical gear shifter. Series of speeds is formed either by alternate engagement of kinematic circuits of output unit at one and the same speed of rotation of initial series or by successive engagement of all parallel kinematic circuits of one kinematic system and than all parallel kinematic circuits of other kinematic system of output unit at all speeds of rotation of countershaft. EFFECT: simplified design, reduced power losses. 2 cl, 8 tbl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к транспортному машиностроению, в частности к механическим трансмиссиям, а именно к коробкам передач тракторов, автомобилей и других машин, передающих энергию при ступенчато изменяемом передаточном числе. The invention relates to transport engineering, in particular to mechanical transmissions, namely, gearboxes of tractors, automobiles and other machines that transmit energy with a stepwise variable gear ratio.

Особенностями тракторных коробок передач является, с одной стороны, широкий интервал изменения скоростей: от технологических (0.5-2.5 км/ч) до транспортных (для колесного трактора 30, 50 и более км/ч), и, с другой стороны, необходимость сближения значений соседних скоростей в интервале рабочих скоростей (4-16 км/ч), для которых соотношение скоростей на смежных передачах, даже при значительном коэффициенте запаса крутящего момента двигателя, принимается 1.10-1.25, чтобы иметь возможность работы без переключения передач при значительных колебаниях тяговой нагрузки около любой номинальной величины. Указанное соотношение скоростей требует наличия в интервале рабочих скоростей не менее пяти передач. При этом как на скоростях ниже 4 км/ч, так и на скоростях выше 16 км/ч соотношение скоростей на смежных передачах может быть значительно увеличено. Tractor gearboxes feature is, on the one hand, a wide speed range: from technological (0.5-2.5 km / h) to transport (for a wheeled tractor 30, 50 and more km / h), and, on the other hand, the need for convergence of values adjacent speeds in the range of operating speeds (4-16 km / h), for which the ratio of speeds in adjacent gears, even with a significant engine torque reserve factor, is taken 1.10-1.25 to be able to work without shifting gears with significant fluctuations in traction howling load at any nominal value. The specified ratio of speeds requires at least five gears in the range of operating speeds. At the same time, both at speeds below 4 km / h and at speeds above 16 km / h, the ratio of speeds on adjacent gears can be significantly increased.

Формирование всего ряда передач с помощью двух или более последовательно соединенных механизмов или элементов регулирования осуществляется различными путями. The formation of the entire series of gears using two or more series-connected mechanisms or control elements is carried out in various ways.

Наибольшее распространение в настоящее время получили коробки передач, в которых механизмами регулирования являются узел передач и узел диапазонов, при этом переключение передач производится без разрыва потока мощности с помощью последовательного переключения фрикционных переключающих устройств (гидроподжимных муфт или многодисковых тормозов), а переключение диапазонов осуществляется зубчатыми муфтами или синхронизаторами. Весь необходимый ряд скоростей достигается за счет большого числа диапазонов. Передаточные числа диапазонов подобраны так, что высшая, последняя, скорость диапазона близка или превышает значение низшей, первой, скорости последующего диапазона, а иногда, когда в диапазон включены три или четыре передачи, ряд рабочих скоростей образуется двумя сближенными диапазонами. 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. Вследствие этого 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 узел передач, содержащий 3 или 4 ступени, переключаемые фрикционными муфтами, и второй узел 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 (проспект фирмы Zahnradfabrik ZP/Ty.04.02.92 d-Druck OSTLER). The most widespread are gearboxes in which the control mechanisms are the gear unit and the range unit, while gear shifting is performed without interrupting the power flow by sequential switching of friction switching devices (hydraulic clutch or multi-disc brakes), and gear shifting is performed by gear couplings or synchronizers. All the necessary range of speeds is achieved due to the large number of ranges. 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, and sometimes, when three or four gears are included in the range, a number of operating speeds are formed by two adjacent ranges. Such duplication of speeds in different ranges is done in order to eliminate or minimize the switching of ranges when operating at speeds at the junction of the ranges. As a result, the total number of gears reaches 40 or more. For example, modern gearboxes of the 7000 series of the company Zahnradfabrik (Germany), which specializes in the production of transmissions for machines of various purposes, have a first gear unit containing 3 or 4 stages, switched by friction clutches, and a second range unit, 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 (Zahnradfabrik ZP / Ty april 04/02/92 d-Druck OSTLER).

Недостатком таких "многодиапазонных" коробок передач с ручным управлением является необходимость при переключении диапазона одновременно переключать и передачу, что затрудняет управление коробкой передач. Скорость первой передачи транспортного диапазона достаточно высока, что обуслoвливает снижение динамического фактора трактора и увеличение потерь энергии (и соответственно увеличениe тепловыделения) вo фрикционной муфте 1-й передачи. The disadvantage of such "multi-range" manual gearboxes is the need to switch gears at the same time when changing the range, which makes it difficult to control the gearbox. The speed of the first transmission of the transport range is high enough, which leads to a decrease in the dynamic factor of the tractor and an increase in energy loss (and, accordingly, an increase in heat generation) in the friction clutch of the 1st gear.

Для устранения указанного недостатка используют коробки передач, в которых и диапазоны переключают с помощью фрикционных муфт. В качестве примера таких коробок передач может быть названа коробка передач Non Stop, устанавливаемая на тракторы фирмы John Deere серии 8000 (AGRARTECHNIK, Jan. 1999). To eliminate this drawback, use gearboxes in which the ranges are switched using friction clutches. An example of such gearboxes is Non Stop gearbox mounted on John Deere 8000 Series tractors (AGRARTECHNIK, Jan. 1999).

Коробка передач Non Stop и способ формирования ряда передач в ней наиболее близки к предлагаемому техническому решению и взяты в качестве прототипа. Non Stop gearbox and the method of forming a number of gears in it are closest to the proposed technical solution and are taken as a prototype.

Эта многоступенчатая коробка передач содержит последовательно соединенные ступенчатые входной и выходной узлы. Входной узел образован входным валом, промежуточным валом и фрикционными переключающими устройствами, обеспечивающими различные передаточные числа между входным и промежуточным валами. Выходной узел образован промежуточным валом, выходным валом и фрикционными переключающими устройствами, обеспечивающими различные передаточные числа между промежуточным и выходным валами. Число ступеней этой коробки равно произведению чисел ступеней каждого узла. This multi-stage gearbox contains serially connected step input and output nodes. The input node is formed by the input shaft, the intermediate shaft and the friction switching devices that provide various gear ratios between the input and intermediate shafts. The output unit is formed by an intermediate shaft, an output shaft and friction switching devices providing various gear ratios between the intermediate and output shafts. The number of steps of this box is equal to the product of the number of steps of each node.

Способ формирования ряда передач, переключаемых под нагрузкой, реализованный в указанной коробке, состоит в передаче потока мощности параллельными кинематическими цепями, поочередно включаемыми в действие посредством фрикционных переключающих устройств, первоначально с входного вала на промежуточный, для формирования переключаемого под нагрузкой исходного ряда скоростей с заданным соотношением частот вращения, и в последующем - с промежуточного вала на выходной для многократного преобразования исходного ряда и получения на выходном валу частот вращения, позволяющих реализовать скорости трактора в заданном интервале и с заданным соотношением смежных скоростей. The method of forming a series of gears switched under load, implemented in the specified box, consists in transmitting a power flow by parallel kinematic chains, which are alternately switched on by friction switching devices, initially from the input shaft to the intermediate, to form the initial speed series switched under load with a given ratio rotation frequencies, and subsequently - from the intermediate shaft to the output for multiple conversion of the original series and receiving on the output m shaft speeds, allowing to realize the tractor speed in a predetermined range and the predetermined ratio of adjacent speeds.

Так, ряд из четырех передач, переключаемых под нагрузкой, имеет соотношение смежных скоростей 1.27. Отношение передаточных чисел 2-го и 3-го диапазонов равно 1.13. Следующей за первой передачей второго диапазона является первая передача третьего диапазона; затем вторая передача второго диапазона, вторая передача третьего диапазона и т.д. Это позволяет получить группу сближенных передач, перекрывающую область рабочих скоростей, 1-й диапазон образует пониженные скорости (от 2.2 км/ч), а 4-й - транспортные (до 32 км/ч). So, a series of four gears shifted under load has a ratio of adjacent speeds of 1.27. The ratio of gear ratios of the 2nd and 3rd ranges is 1.13. Next to the first gear of the second range is the first gear of the third range; then the second gear of the second range, the second gear of the third range, etc. This allows you to get a group of close gears that covers the range of operating speeds, the 1st range forms reduced speeds (from 2.2 km / h), and the 4th range - transport (up to 32 km / h).

Указанная коробка передач достаточно эффективна, однако возможность переключения всех передач под нагрузкой требует большого числа фрикционных муфт и тормозов, что усложняет конструкцию, увеличивает ее массу, удорожает изготовление и эксплуатацию, снижает КПД трансмиссии. Муфта заднего хода трансмиссии Non Stop имеет относительную частоту вращения дисков от 2500 до 4000 об/мин, а диски тормоза включения первого диапазона при максимальной скорости будут иметь частоту вращения более 4000 об/мин. Такие большие относительные частоты вращения дисков неизбежно ведут к значительным потерям мощности и дополнительному нагреву масла, а также расходу топлива. The specified gearbox is quite effective, however, the possibility of shifting all gears under load requires a large number of friction clutches and brakes, which complicates the design, increases its mass, makes manufacturing and operation more expensive, and reduces transmission efficiency. The Non Stop transmission reversing clutch has a relative disc speed of 2500 to 4000 rpm, and the first range brake discs at a maximum speed will have a rotational speed of more than 4000 rpm. Such large relative rotational speeds of the disks inevitably lead to significant power losses and additional heating of the oil, as well as fuel consumption.

Задачей данного изобретения является упрощение конструкции многоступенчатой коробки передач при сохранении возможности переключения передач под нагрузкой во всем интервале рабочих или транспортных скоростей и работы трактора в режиме быстрого реверса, снижение потерь мощности при ее передаче, а также возможность использования данного изобретения на автомобилях. The objective of the invention is to simplify the design of a multi-stage gearbox while maintaining the ability to shift gears under load in the entire range of operating or transport speeds and operating the tractor in fast reverse mode, reducing power losses during transmission, as well as the possibility of using this invention in cars.

В предлагаемом устройстве реализуется способ формирования рядов передач, заключающийся в передаче потока мощности, параллельными кинематическими цепями поочередно, первоначально с входного вала на промежуточный, посредством пар шестерен и поочередно включаемых фрикционных переключаемых устройств, формируя на промежуточном валу исходный ряд скоростей, переключаемых под нагрузкой, с заданным соотношением частот вращения исходного ряда передач, и в последующем - с промежуточного вала на выходной узел, изменяя исходный ряд скоростей посредством фрикционных переключаемых устройств и получая на выходном валу выходного узла различные частоты вращения, позволяющие реализовывать скорости машины в заданном интервале с заданным соотношением смежных скоростей, отличающийся тем, что поток мощности, передают по одной из ветвей соответствующей кинематической цепи посредством механического переключающего устройства, и формируют или ряд скоростей машины в интервале 4-16 км/ч с соотношением смежных скоростей 1.10-1.25, поочередным включением кинематических цепей выходного узла при одной и той же частоте вращения исходного ряда скоростей, или ряд скоростей машины в интервале 6-60 км/ч с соотношением смежных скоростей 1.25-1.55, последовательным включением всех параллельных кинематических цепей одной кинематической цепи, а затем всех параллельных кинематических цепей другой кинематической цепи выходного узла при всех частотах вращения промежуточного вала. The proposed device implements a method of forming series of gears, which consists in transmitting a power flow by parallel kinematic chains alternately, initially from the input shaft to the intermediate, by means of pairs of gears and alternately switched friction switching devices, forming on the intermediate shaft an initial series of speeds switched under load, s a predetermined ratio of rotational speeds of the original series of gears, and subsequently from the intermediate shaft to the output node, changing the initial series of speeds along by means of friction switching devices and receiving various rotational speeds on the output shaft of the output node, allowing to realize the machine speed in a given interval with a predetermined ratio of adjacent speeds, characterized in that the power flow is transmitted along one of the branches of the corresponding kinematic chain by means of a mechanical switching device, and form or a series of speeds of the machine in the range of 4-16 km / h with a ratio of adjacent speeds of 1.10-1.25, alternately turning on the kinematic circuits of the output node at the same speed of the initial series of speeds, or a series of machine speeds in the range of 6-60 km / h with an adjacent speed ratio of 1.25-1.55, the sequential inclusion of all parallel kinematic chains of one kinematic chain, and then all parallel kinematic chains of another kinematic chain of the output node at all speeds of the intermediate shaft.

Одна из ветвей кинематической цепи может быть использована для получения передач заднего хода. One of the branches of the kinematic chain can be used to obtain reverse gears.

Анализ патентной научно-технической литературы не выявил известности заявляемой совокупности существенных признаков. Analysis of patent scientific and technical literature did not reveal the fame of the claimed combination of essential features.

Сущность изобретения поясняется чертежами. The invention is illustrated by drawings.

На фиг. 1 показана кинематическая схема варианта предлагаемой коробки передач, содержащая входной узел с тремя передачами, переключаемыми под нагрузкой, одним промежуточным валом, и выходной узел с двумя кинематическими цепями, одна из которых разветвляется с помощью механического переключающего устройства, совместно формирующими два различных ряда из шести передач, переключаемых под нагрузкой. In FIG. 1 shows a kinematic diagram of a variant of the proposed gearbox, comprising an input node with three gears, shifting under load, one intermediate shaft, and an output node with two kinematic chains, one of which branches with a mechanical switching device, together forming two different rows of six gears switched under load.

На фиг. 2 показана кинематическая схема варианта предлагаемой коробки передач, содержащая входной узел с тремя передачами, переключаемыми под нагрузкой, двумя промежуточными валами, и выходной узел с двумя кинематическими цепями, каждая из которых разветвляется с помощью механических переключающих устройств, совместно формирующих два различных ряда из шести передач переднего хода и два ряда быстрого реверса, включающих по три передачи переднего и три передачи заднего хода, переключаемых под нагрузкой. In FIG. 2 shows a kinematic diagram of a variant of the proposed gearbox, comprising an input node with three gears, shifting under load, two intermediate shafts, and an output node with two kinematic chains, each of which is forked using mechanical switching devices, together forming two different rows of six gears forward and two rows of quick reverse, including three forward gears and three reverse gears, switched under load.

На фиг. 3 показана кинематическая схема коробки передач Non Stop трактора John Deere, взятая в качестве прототипа. In FIG. 3 shows a kinematic diagram of a John Deere tractor Non Stop gearbox taken as a prototype.

В состав представленной на фиг. 1 кинематической схемы предлагаемой коробки передач входят два последовательно соединенных ступенчатых узла: входной и выходной, в которых ведущие и ведомые звенья выполнены в виде шестерен. Так, входной узел содержит входной вал 1, ведущую шестерню 2 1-й передачи, ведомую шестерню 3 1-й передачи, фрикционное переключающее устройство 4 1-й передачи, ведущую шестерню 5 2-й передачи, ведомую шестерню 6 2-й передачи, фрикционное переключающее устройство 7 2-й передачи, ведущую шестерню 8 3-й передачи, ведомую шестерню 9 3-й передачи, фрикционное переключающее устройство 10 3-й передачи, промежуточный вал 11. Выходной узел содержит общий с входным узлом промежуточный вал 11, фрикционное переключающее устройство 12 1-й кинематической цепи, ведущую шестерню 13 1-й ветви, ведомую шестерню 14 1-й ветви, ведущую шестерню 15 2-й ветви, ведомую шестерню 16 2-й ветви, механическое переключающее устройство 17 изменения передаточного числа 1-й кинематической цепи, выходной вал 18, ведущую шестерню 19 2-й кинематической цепи, ведомую шестерню 20 2-й кинематической цепи, фрикционное переключающее устройство 21 2-й кинематической цепи, механическое переключающее устройство 22 включения рабочих и технологических режимов движения, ведущую шестерню 23 главной передачи, механическое переключающее устройство 24 включения режима движения задним ходом, шестерни узла выбора режима движения 25-32, вал 33 привода технологических передач, вал 34 привода передач заднего хода, вал 35 привода переднего моста, фрикционное переключающее устройство 36 включения переднего моста. The composition shown in FIG. 1 of the kinematic diagram of the proposed gearbox includes two series-connected step nodes: input and output, in which the driving and driven links are made in the form of gears. So, the input node contains the input shaft 1, the driving gear 2 of the 1st gear, the driven gear 3 of the 1st gear, the friction switching device 4 of the 1st gear, the driving gear 5 of the 2nd gear, the driven gear 6 of the 2nd gear, 2nd gear friction shifter 7, 3rd gear drive gear 8, 3rd gear driven gear 9, 3rd gear friction shifter 10, countershaft 11. The output assembly includes a countershaft 11 common to the input assembly, friction switching device 12 of the 1st kinematic chain, leading w stubble 13 of the 1st branch, driven gear 14 of the 1st branch, pinion gear 15 of the 2nd branch, pinion gear 16 of the 2nd branch, mechanical switching device 17 for changing the gear ratio of the 1st kinematic chain, output shaft 18, pinion gear 19 of the 2nd kinematic chain, driven gear 20 of the 2nd kinematic chain, friction switching device 21 of the 2nd kinematic chain, mechanical switching device 22 for switching on the operating and technological modes of motion, the driving gear 23 of the main gear, the mechanical switching device 24 on values of the reverse mode, the gears of the drive unit for selecting the driving mode 25-32, the shaft 33 of the technological gear drive, the shaft 34 of the reverse gear drive, the front axle drive shaft 35, the friction switching device 36 for activating the front axle.

В состав представленной на фиг. 2 кинематической схемы предлагаемой коробки передач входят два последовательно соединенных ступенчатых узла: входной и выходной, в которых ведущие и ведомые звенья выполнены в виде шестерен. Так, входной узел содержит входной вал 37, фрикционное переключающее устройство 38 2-й передачи, ведущую шестерню 39 2-й передачи, ведомую шестерню 40 2-й передачи, соединенную с промежуточным валом 41, и другую ведомую шестерню 42, соединенную с промежуточным валом 43, ведущую шестерню 44 1-й передачи, ведомую шестерню 45 1-й передачи, фрикционное переключающее устройство 46 1-й передачи, ведущую шестерню 47 3-й передачи, ведомую шестерню 48 3-й передачи, фрикционное переключающее устройство 49 3-й передачи. Выходной узел содержит общие с входным узлом промежуточные валы 41 и 43, фрикционное переключающее устройство 50 1-й кинематической цепи, соединенное с механическим переключающим устройством 51 изменения передаточного числа 1-й кинематической цепи, ведущую шестерню 52 1-й ветви, формирующей "узкий" ряд передач, ведомую шестерню 53 1-й ветви, ведущую шестерню 54 2-й ветви, формирующей "широкий" ряд передач, блок шестерен 55, одновременно являющийся элементом механического переключающего устройства 51 и используемый в кинематической цепи получения ряда технологических передач, ведомую шестерню 56 2-й ветви, соединенную с выходным валом 57, фрикционное переключающее устройство 58 2-й кинематической цепи, соединенное с механическим переключающим устройством 59 включения режима движения задним ходом, ведущую шестерню 60 2-й кинематической цепи, и ведущую шестерню передач заднего хода 61, связанную с ведомой шестерней 56 через паразитную шестерню 62, ведущую шестерню 63 главной передачи, механическое переключающее устройство 64 переключения рабочих и технологических режимов движения, шестерню привода технологических передач 65, входящую в блок шестерен 55, и связанную с ней шестерню 66, шестерни 67, 68 и 69 связывающие вал ведущей шестерни 63 главной передачи с валом 70 привода переднего моста через фрикционное переключающее устройство 71. The composition shown in FIG. 2 kinematic diagrams of the proposed gearbox includes two series-connected step nodes: input and output, in which the driving and driven links are made in the form of gears. So, the input node contains an input shaft 37, a 2nd gear friction switching device 38, a 2nd gear drive gear 39, a 2nd gear driven gear 40 connected to the intermediate shaft 41, and another driven gear 42 connected to the intermediate shaft 43, pinion gear 44 of 1st gear, pinion gear 45 of 1st gear, 1st gear friction switch 46, pinion 3rd gear 47, 3rd pinion gear 48, 3rd gear friction 49 transmission. The output node contains intermediate shafts 41 and 43 common to the input node, a friction switching device 50 of the 1st kinematic chain connected to a mechanical switching device 51 for changing the gear ratio of the 1st kinematic chain, a pinion gear 52 of the 1st branch forming a “narrow” a series of gears, a driven gear 53 of the 1st branch, a driving gear 54 of the 2nd branch forming a "wide" series of gears, a block of gears 55, which at the same time is an element of a mechanical switching device 51 and used in the kinematic chain of receipt technological gears, the driven gear 56 of the 2nd branch connected to the output shaft 57, the friction switching device 58 of the 2nd kinematic chain connected to the mechanical switching device 59 of turning on the reverse gear, the driving gear 60 of the 2nd kinematic chain, and the leading a reverse gear 61 connected to a driven gear 56 through a parasitic gear 62, a leading gear 63 of the main gear, a mechanical switching device 64 for switching operating and technological modes of movement, the pinion gear An ode to technological gears 65, which is included in gear block 55, and its associated gear 66, gears 67, 68 and 69 connecting the shaft of the pinion gear 63 of the main gear with the front axle drive shaft 70 through the friction switching device 71.

Функционирование коробки передач, представленной на фиг. 1, происходит следующим образом. Крутящий момент с входного вала 1 передается на промежуточный вал 11 парами шестерен 2 и 3, 5 и 6, 8 и 9 с помощью поочередно включаемых фрикционных переключающих устройств - гидроподжимных муфт 4 (M1), 7 (M2) и 10 (M3), образуя на промежуточном валу ряд из трех переключаемых под нагрузкой передач. С промежуточного вала 11 на выходной 18 крутящий момент может быть передан с помощью гидроподжимных муфт 12 (M4) и 21 (M5). В приведенной на фиг. 1 схеме муфта 21 имеет один вариант соединения валов с помощью пары шестерен 19 и 20, а муфта 12 может связывать промежуточный вал 11 с выходным валом 18 либо через пару шестерен 13 и 14, либо через пару шестерен 15 и 16 в зависимости от положения зубчатой муфты 17 (Z1). Таким образом, могут быть сформированы разные ряды из шести переключаемых под нагрузкой передач, отличающиеся интервалом скоростей скоростей: узкий (рабочий) ряд и широкий (транспортный) ряд. В зависимости от вида работ - на обычных или на замедленных (технологических) скоростях - вторичный вал 18 соединяется с ведущей шестерней главной передачи 23 либо напрямую, с помощью зубчатой муфты 22 (Z2), либо с помощью той же муфты через вал привода технологических передач 33 и пары шестерен 25 и 26, а также 27 и 28. При необходимости движения задним ходом зубчатая муфта 22 остается в нейтральном положении, а муфта 24 (Z3) соединяет вторичный вал 18 с ведущей шестерней главной передачи 23 через шестерни 25, 26, 29, 30, 31 и вал 34. Шестерни 30, 31 и 32 служат для привода переднего моста, который включается с помощью гидроподжимной муфты 36 (M6). The operation of the gearbox of FIG. 1 occurs as follows. Torque from the input shaft 1 is transmitted to the intermediate shaft 11 by pairs of gears 2 and 3, 5 and 6, 8 and 9 with the help of alternating friction switching devices - hydraulic clutch 4 (M1), 7 (M2) and 10 (M3), forming on the countershaft, a row of three load-shifting gears. From the intermediate shaft 11 to the output 18, the torque can be transmitted by means of hydraulic clutch 12 (M4) and 21 (M5). In the FIG. 1, the coupling 21 has one variant of connecting the shafts using a pair of gears 19 and 20, and the coupling 12 can connect the intermediate shaft 11 to the output shaft 18 either through a pair of gears 13 and 14, or through a pair of gears 15 and 16, depending on the position of the gear coupling 17 (Z1). Thus, different rows of six gears switched under load can be formed, differing in the speed range: a narrow (working) row and a wide (transport) row. Depending on the type of work - at normal or at slower (technological) speeds - the secondary shaft 18 is connected to the main gear of the main gear 23 either directly, using a gear clutch 22 (Z2), or using the same clutch through the drive shaft of the technological gears 33 and pairs of gears 25 and 26, as well as 27 and 28. If reverse gear is necessary, the gear clutch 22 remains in the neutral position, and the clutch 24 (Z3) connects the secondary shaft 18 to the main gear drive gear 23 through gears 25, 26, 29, 30, 31 and shaft 34. Gears 30, 31 and 32 are used to drive the front axle, which is activated by means of a hydraulic clutch 36 (M6).

В качестве примера приведены расчеты для чисел зубьев шестерен указанных в таблице 1. As an example, calculations are given for the number of gear teeth listed in table 1.

В таблицах 2 и 3 показаны порядок включения фрикционных муфт при формировании того или иного ряда, а также скорости движения трактора (без учета буксования) и соотношение смежных скоростей. Скорость движения рассчитана для частоты вращения коленвала двигателя 2100 об/мин, передаточных чисел главной передачи 4.444 и конечной передачи 6.000, радиуса качения 0.855 м (шина 20.8 R 38). Tables 2 and 3 show the order of inclusion of the friction clutches during the formation of a particular row, as well as the speed of the tractor (without slipping) and the ratio of adjacent speeds. The speed was calculated for the engine speed of 2100 rpm, gear ratios of main gear 4.444 and final gear 6.000, rolling radius 0.855 m (tire 20.8 R 38).

Коробка передач, кинематическая схема которой представлена на фиг. 2, функционирует следующим образом. Во входном узле крутящий момент, подводимый на входной вал 37, может передаваться с него через фрикционную муфту 38 (M2) 2-й передачи, ведущей шестерней 39 2-й передачи через ведомую шестерню 40 2-й передачи на первый промежуточный вал 41 и через другую ведомую шестерню 42 на второй промежуточный вал 43. Крутящий момент с входного вала 37 может также передаваться на второй промежуточный вал 43 через ведущую шестерню 44 1-й передачи, ведомую шестерню 45 и фрикционную муфту 46 (M1) 1-й передачи, а также на первый промежуточный вал 41 через ведущую шестерню 47 3-й передачи, ведомую шестерню 48 и фрикционную муфту 49 (M3) 3-й передачи. В выходном узле с первого промежуточного вала 41 крутящий момент может передаваться по 1-й кинематической цепи фрикционной муфтой 50 (М4) через зубчатую муфту 51 (Z1) и либо через ведущую шестерню 52 и ведомую шестерню 53, либо через ведущую шестерню 54 (являющуюся элементом блока 55 привода технологических передач) и ведомую шестерню 56 на вторичный вал 57. Со второго промежуточного вала 43 крутящий момент может передаваться на вторичный вал по второй кинематической цепи фрикционной муфтой 58 (M5) через зубчатую муфту 59 (Z3) и далее либо через ведущую шестерню 60 на шестерню 53, либо через ведущую шестерню 61 и паразитную шестерню 62 на шестерню 56, формируя ряд передач заднего хода. С выходного вала на ведущую шестерню 63 главной передачи момент может передаваться либо напрямую через зубчатую муфту 64 (Z2) включения рабочих и технологических режимов движения, либо через шестерни 56 и 54, блок 55 привода технологических передач, шестерни 65 и 66 и зубчатую муфту 64. Передний мост приводится от вала 63 шестерни главной передачи через шестерни 67,68,69 и вал 70 привода переднего моста через муфту 71 (M6) включения переднего моста. A gearbox whose kinematic diagram is shown in FIG. 2, operates as follows. In the input node, the torque supplied to the input shaft 37 can be transmitted from it through the friction clutch 38 (M2) of the 2nd gear, the pinion gear 39 of the 2nd gear through the driven gear 40 of the 2nd gear to the first intermediate shaft 41 and through another driven gear 42 to the second intermediate shaft 43. Torque from the input shaft 37 can also be transmitted to the second intermediate shaft 43 through the 1st gear drive gear 44, the driven gear 45 and 1st gear friction clutch 46 (M1), and to the first intermediate shaft 41 through the drive gear 47 of the 3rd feather cottages, driven gear 48 and friction clutch 49 (M3) 3rd gear. In the output node from the first intermediate shaft 41, the torque can be transmitted along the 1st kinematic chain by the friction clutch 50 (M4) through the gear clutch 51 (Z1) and either through the pinion gear 52 and the driven gear 53, or through the pinion gear 54 (which is an element block 55 of the drive of technological gears) and the driven gear 56 to the secondary shaft 57. From the second intermediate shaft 43, torque can be transmitted to the secondary shaft through the second kinematic chain by the friction clutch 58 (M5) through the gear clutch 59 (Z3) and then through the drive gear 60 to the gear 53, or through the pinion gear 61 and the spurious gear 62 to the gear 56, forming a series of reverse gears. From the output shaft to the driving gear 63 of the main transmission, the moment can be transmitted either directly through the gear clutch 64 (Z2) for switching on the working and technological modes of movement, or through gears 56 and 54, the block 55 for the drive of technological gears, gears 65 and 66 and the gear clutch 64. The front axle is driven from the shaft 63 of the final drive gear via gears 67.68.69 and the front axle drive shaft 70 through the front axle engagement clutch 71 (M6).

Первый промежуточный вал 41 связан со вторым промежуточным валом 43 через шестерни 39, 40 и 42. При равенстве чисел зубьев шестерен 40 и 42 валы 41 и 43 будут вращаться синхронно. The first countershaft 41 is connected to the second countershaft 43 through gears 39, 40 and 42. If the number of teeth of the gears 40 and 42 is equal, the shafts 41 and 43 will rotate synchronously.

Технологические скорости получаются так же, как и в схеме на фиг. 1. Technological speeds are obtained in the same way as in the circuit of FIG. 1.

В качестве примера применения схемы фиг. 2 приведены расчеты для чисел зубьев шестерен указанных в таблице 4. As an example of the application of the circuit of FIG. 2 shows the calculations for the number of gear teeth listed in table 4.

В таблицах 5, 6, 7 и 8 показаны порядок включения фрикционных муфт при формировании того или иного ряда, а также скорости движения трактора (без учета буксования) и соотношение смежных скоростей. Скорость движения рассчитана для частоты вращения коленвала двигателя 2100 об/мин, передаточных чисел главной передачи 4.444 и конечной передачи 6.0, радиуса качения 0.855 м (шина 20.8 R 38). Tables 5, 6, 7, and 8 show the order of inclusion of the friction clutches during the formation of a particular row, as well as the speed of the tractor (excluding slipping) and the ratio of adjacent speeds. The speed was calculated for the engine speed of 2100 rpm, final drive ratio 4.444 and final drive 6.0, rolling radius 0.855 m (20.8 R 38 tire).

Последний вариант ряда несимметричного быстрого реверса может представлять интерес на бульдозерных работах задним ходом или аналогичных работах (на режиме технологических скоростей). The last version of a series of asymmetric fast reverse can be of interest in bulldozer operations in reverse or similar works (in the mode of technological speeds).

В предлагаемой коробке передач функции фрикционных переключающих устройств, а именно включение и выключение передачи потока мощности, могут выполняться при помощи планетарных рядов с фрикционными тормозами. Поэтому возможно появление большого числа кинематических схем, использующих предложенный принцип. In the proposed gearbox, the functions of the friction switching devices, namely, turning the power flow transmission on and off, can be performed using planetary gear sets with friction brakes. Therefore, the appearance of a large number of kinematic schemes using the proposed principle is possible.

Предлагаемое техническое решение является новым, имеющим изобретательский уровень, и промышленно применимо, в первую очередь в автотракторной технике. The proposed technical solution is new, having an inventive step, and is industrially applicable, primarily in automotive technology.

Использование предлагаемой коробки передач позволит упростить конструкцию многоступенчатой коробки передач при сохранении возможности переключения передач под нагрузкой во всем интервале рабочих или транспортных скоростей, а также снизить потери мощности при ее передаче. Using the proposed gearbox will simplify the design of a multi-stage gearbox while maintaining the ability to shift gears under load over the entire range of operating or transport speeds, as well as reduce power loss during transmission.

Claims

1. The method of forming the transmission rows of gearboxes switched under load, which consists in transmitting the power flow by parallel kinematic chains alternately, initially from the input shaft to the intermediate, by means of pairs of gears and alternately switched friction switching devices, forming on the intermediate shaft an initial series of speeds switched under load, with a given ratio of rotation frequencies of the initial gear series, and subsequently from the intermediate shaft to the output node, changing the initial speed series by means of friction switching devices and receiving various rotational speeds on the output shaft of the output unit, which allow forming machine speeds in a predetermined interval with a predetermined ratio of adjacent speeds, characterized in that the power flow is directed along one of the branches of at least one kinematic chain of the output unit, by means of a mechanical switching device and forms either a series of machine speeds in the range of 4 - 16 km / h with a ratio of adjacent speeds of 1.10 - 1.25 alternately turning on the kinematic chains of the output node at the same speed of the initial series of speeds, or a series of machine speeds in the range of 6-60 km / h with a ratio of adjacent speeds of 1.25-1.55 by sequential switching of all parallel kinematic chains of one kinematic chain, and then all parallel kinematic chains of another kinematic circuit of the output node at all speeds of the intermediate shaft.

2. The method of forming rows of gears switched under load according to claim 1, characterized in that one of the branches of the kinematic chain is used to obtain reverse gears and work in fast reverse mode.