RU2251494C1

RU2251494C1 - Vehicle gearbox friction clutch

Info

Publication number: RU2251494C1
Application number: RU2003131309/11A
Authority: RU
Inventors: Александр Александрович Трофимченко (UA); Александр Александрович Трофимченко
Original assignee: Общество С Ограниченной Ответственностью "Агроимпорт"
Priority date: 2003-10-03
Filing date: 2003-10-23
Publication date: 2005-05-10
Also published as: UA64649A

Abstract

FIELD: transport engineering; tractors.

SUBSTANCE: invention relates to hydraulically operated friction clutches. Proposed friction clutch contains hub secured on shaft of gearbox, hydraulic cylinder with radial projections made on hub, piston with pressure disk, thrust disk, inner drum made integral with driven gear and connected by gear joint with driving disks, driven disks connected with outer drum, ring groove made on inner surface of outer drum, and lockring. Novelty is that outer drum and thrust disk are made in form of common part, outer drum is provided with longitudinal projections, with outer projections of driven disks fitted in slots between longitudinal projections. Ends of projections of outer drum are installed between radial projections of hydraulic cylinder, and lockring is arranged in ring channel formed by ring grooves made on inner surface of outer drum and on outer surface of hydraulic cylinder.

EFFECT: reduced wear of disks, increased transmitted power and improved repairability of clutch.

2 dwg

Description

Изобретение относится к транспортному машиностроению, в частности к гидроуправляемым фрикционным муфтам коробки передач транспортных средств, преимущественно тракторов.The invention relates to transport engineering, in particular to hydraulically controlled friction clutch gearboxes of vehicles, mainly tractors.

Известна фрикционная муфта коробки передач трактора, содержащая ступицу, гидроцилиндр, поршень, внутренний барабан, наружный барабан и нажимной и упорный диски, между которыми размещены ведущие и ведомые диски [1]. Муфта установлена на валу коробки передач и служит для включения одной из передач.Known friction clutch of a tractor gearbox containing a hub, a hydraulic cylinder, a piston, an inner drum, an outer drum and a pressure and thrust discs, between which the driving and driven discs are located [1]. The clutch is mounted on the gearbox shaft and serves to engage one of the gears.

Недостаток известной муфты заключается в ее больших осевых габаритах, так как гидроцилиндр и установленный в нем поршень расположены за пределами наружного барабана, в котором размещены внутренний барабан и диски.A disadvantage of the known clutch is its large axial dimensions, since the hydraulic cylinder and the piston installed in it are located outside the outer drum, which houses the inner drum and discs.

Наиболее близкой к заявляемой и принятой в качестве прототипа является известная фрикционная муфта коробки передач транспортного средства, содержащая ступицу, закрепленную на валу коробки передач, выполненный на ступице гидроцилиндр с радиальными выступами, поршень с нажимным диском, упорный диск, ведущие и ведомые диски, размещенные между нажимным и упорным дисками, внутренний барабан, наружный барабан, состоящий из продольных выступов, и стопорное кольцо, установленное в кольцевой канавке, выполненной на внутренней поверхности наружного барабана [2]. Основания продольных выступов наружного барабана выполнены на радиальных выступах гидроцилиндра, поэтому наружный барабан, гидроцилиндр и ступица образуют единую деталь. Упорный диск имеет наружные выступы, входящие в пазы между продольными выступами наружного барабана, и контактирует со стопорным кольцом, которое удерживает упорный диск от осевого смещения. Внутренний барабан выполнен за одно целое с шестерней, свободно установленной на валу. Включение муфты осуществляется путем подачи в гидроцилиндр рабочей жидкости. Под давлением жидкости поршень перемещается, и нажимной диск сжимает пакет ведущих и ведомых дисков. Это обеспечивает связь между внутренним и наружным барабанами и передачу мощности с одного вала коробки передач на другой.Closest to the claimed and adopted as a prototype is a known friction clutch of a vehicle gearbox, comprising a hub mounted on a gearbox shaft, a hydraulic cylinder with radial protrusions, a piston with a pressure disk, a thrust disk, drive and driven discs located between pressure and persistent disks, the inner drum, the outer drum, consisting of longitudinal protrusions, and a retaining ring mounted in an annular groove made on the inner surface of the bunk Nogo drum [2]. The bases of the longitudinal protrusions of the outer drum are made on the radial protrusions of the hydraulic cylinder, so the outer drum, hydraulic cylinder and hub form a single part. The thrust disk has external protrusions that enter into the grooves between the longitudinal protrusions of the outer drum, and is in contact with the locking ring, which holds the thrust disk from axial displacement. The inner drum is made in one piece with the gear, freely mounted on the shaft. The clutch is engaged by supplying hydraulic fluid to the hydraulic cylinder. Under fluid pressure, the piston moves, and the pressure plate compresses the package of leading and driven discs. This provides a connection between the inner and outer drums and the transfer of power from one transmission shaft to another.

Недостатком известной муфты является повышенный износ ее дисков. Вследствие того, что упорный диск не имеет жесткой связи с наружным барабаном, он под воздействием осевого усилия, передаваемого поршнем через ведущие и ведомые диски, деформируется и приобретает конусную форму. Это приводит к перегрузке наружных участков рабочих поверхностей дисков, повышенному их износу и сокращению срока службы муфты. Кроме того, за счет наличия на концах продольных выступов наружного барабана стопорного кольца и буртика, образованного кольцевой канавкой, уменьшена длина рабочих участков продольных выступов. Вследствие этого ограничивается количество ведущих и ведомых дисков, размещаемых между нажимным и упорным дисками, и, следовательно, ограничивается передаваемая муфтой мощность. К недостаткам известной муфты относится также ее низкая ремонтопригодность, так как при износе рабочих поверхностей продольных выступов наружного барабана необходима замена не только наружного барабана, но также гидроцилиндра и ступицы, так как все они представляют собой единую деталь. Вследствие этого повышается стоимость ремонта муфты.A disadvantage of the known clutch is the increased wear of its disks. Due to the fact that the thrust disk does not have a rigid connection with the outer drum, it is deformed and acquires a conical shape under the influence of the axial force transmitted by the piston through the driving and driven disks. This leads to overloading of the outer parts of the working surfaces of the disks, their increased wear and shortened clutch service life. In addition, due to the presence at the ends of the longitudinal protrusions of the outer drum of the retaining ring and a collar formed by an annular groove, the length of the working sections of the longitudinal protrusions is reduced. As a result, the number of master and slave disks placed between the push and stop discs is limited, and, therefore, the power transmitted by the clutch is limited. The disadvantages of the known coupling also include its low maintainability, since when the working surfaces of the longitudinal protrusions of the outer drum are worn out, it is necessary to replace not only the outer drum, but also the hydraulic cylinder and hub, since they all represent a single part. As a result, the cost of repairing the coupling increases.

В основу изобретения поставлена задача создать такую фрикционную муфту коробки передач транспортного средства, в которой новая взаимосвязь упорного диска с наружным барабаном позволила бы обеспечить более равномерное распределение нагрузок на рабочие поверхности дисков, уменьшить их износ и тем самым увеличить срок службы муфты, а новая взаимосвязь наружного барабана с гидроцилиндром позволила бы увеличить длину рабочих поверхностей продольных выступов барабана и за счет этого увеличить количество ведущих и ведомых дисков и, следовательно, увеличить передаваемую муфтой мощность без увеличения ее осевых габаритов, а также позволила бы выполнить наружный барабан съемным и за счет этого повысить ремонтопригодность муфты.The basis of the invention is the task of creating such a friction clutch of a vehicle gearbox in which a new interconnection of the thrust disc with the outer drum would allow more uniform distribution of loads on the working surfaces of the discs, reduce their wear and thereby increase the service life of the clutch, and a new interconnection of the outer a drum with a hydraulic cylinder would allow to increase the length of the working surfaces of the longitudinal protrusions of the drum and thereby increase the number of leading and driven discs and tracks it is worthwhile to increase the power transmitted by the clutch without increasing its axial dimensions, and would also allow the outer drum to be removable and thereby increase the maintainability of the clutch.

Поставленная задача решается тем, что во фрикционной муфте коробки передач транспортного средства, содержащей ступицу, закрепленную на валу коробки передач, выполненный на ступице гидроцилиндр с радиальными выступами, поршень с нажимным диском, упорный диск, внутренний барабан, выполненный за одно целое с ведомой шестерней и связанный посредством зубчатого соединения с ведущими дисками, ведомые диски, связанные с наружным барабаном, кольцевую канавку, выполненную на внутренней поверхности наружного барабана, и стопорное кольцо, согласно изобретению, наружный барабан и упорный диск выполнены в виде единой детали, наружный барабан имеет продольные выступы, в пазы между которыми входят наружные выступы ведомых дисков, концы выступов наружного барабана установлены между радиальными выступами гидроцилиндра, а стопорное кольцо размещено в кольцевом канале, образованном кольцевыми канавками, выполненными на внутренней поверхности наружного барабана и на наружной поверхности гидроцилиндра.The problem is solved in that in the friction clutch of the vehicle’s gearbox containing a hub mounted on the gearbox shaft, a hydraulic cylinder with radial protrusions made on the hub, a piston with a pressure disk, a thrust disc, an inner drum made in one piece with the driven gear and connected by means of a gear connection to the driving disks, driven disks connected to the outer drum, an annular groove made on the inner surface of the outer drum, and a retaining ring, according but according to the invention, the outer drum and the thrust disk are made as a single part, the outer drum has longitudinal protrusions, in the grooves between which the outer protrusions of the driven disks enter, the ends of the protrusions of the outer drum are installed between the radial protrusions of the hydraulic cylinder, and the retaining ring is placed in an annular channel formed by annular grooves made on the inner surface of the outer drum and on the outer surface of the hydraulic cylinder.

В результате использования изобретения обеспечивается получение технического результата, заключающегося в уменьшении износа дисков, увеличении передаваемой муфтой мощности и повышении ремонтопригодности муфты.As a result of using the invention, it is possible to obtain a technical result consisting in reducing disc wear, increasing the power transmitted by the clutch and increasing the maintainability of the clutch.

Между совокупностью существенных признаков заявляемого устройства и достигаемым техническим результатом существует следующая причинно-следственная связь. Для получения технического результата используется новая совокупность существенных признаков: выполнение наружного барабана и упорного диска в виде единой детали и новая взаимосвязь наружного барабана с гидроцилиндром, которая обеспечивается установкой концов продольных выступов барабана между радиальными выступами гидроцилиндра, а стопорного кольца - в кольцевом канале, образованном кольцевыми канавками, которые выполнены на внутренней поверхности наружного барабана и на наружной поверхности гидроцилиндра. Это обеспечивает более жесткую связь упорного диска с наружным барабаном и, следовательно, значительное уменьшение деформации упорного диска под действием осевых усилий, при этом нагрузки на рабочие поверхности ведущих и ведомых дисков распределяются более равномерно, износ их уменьшается, за счет чего увеличивается срок службы дисков и муфты в целом. Кроме того, расположение стопорного кольца на гидроцилиндре позволяет освободить часть рабочей поверхности на продольных выступах барабана и за счет этого увеличить количество дисков в муфте без увеличения ее осевых габаритов, что дает возможность повысить передаваемую муфтой мощность. Новая взаимосвязь наружного барабана с гидроцилиндром позволяет также выполнить барабан съемным, что повышает ремонтопригодность муфты, так как при износе продольных выступов достаточно во время ремонта заменить только барабан без замены ступицы с гидроцилиндром. Все вышеизложенное свидетельствует о наличии причинно-следственной связи между совокупностью существенных признаков изобретения и достигаемым техническим результатом.Between the set of essential features of the claimed device and the achieved technical result, there is the following causal relationship. To obtain a technical result, a new set of essential features is used: the execution of the outer drum and the thrust disk as a single part and the new relationship of the outer drum with the hydraulic cylinder, which is ensured by installing the ends of the longitudinal protrusions of the drum between the radial protrusions of the hydraulic cylinder, and the retaining ring in the annular channel formed by annular grooves that are made on the inner surface of the outer drum and on the outer surface of the hydraulic cylinder. This provides a more rigid connection of the thrust disk with the outer drum and, therefore, a significant reduction in the deformation of the thrust disk under the action of axial forces, while the loads on the working surfaces of the drive and driven discs are distributed more evenly, their wear is reduced, thereby increasing the service life of the discs and couplings in general. In addition, the location of the locking ring on the hydraulic cylinder allows you to free part of the working surface on the longitudinal protrusions of the drum and thereby increase the number of disks in the coupling without increasing its axial dimensions, which makes it possible to increase the power transmitted by the coupling. The new relationship of the outer drum with the hydraulic cylinder also allows the drum to be removable, which increases the maintainability of the coupling, since when the longitudinal protrusions wear, it is enough to replace only the drum without replacing the hub with the hydraulic cylinder during repair. All of the above indicates the presence of a causal relationship between the totality of the essential features of the invention and the achieved technical result.

На фиг.1 изображена схема коробки передач транспортного средства; на фиг.2 - фрикционная муфта коробки передач, сблокированная с другой такой же муфтой.Figure 1 shows a diagram of a vehicle gearbox; figure 2 - friction clutch gearbox, interlocked with another of the same clutch.

Коробка передач содержит корпус 1, в котором установлены ведущий вал 2 и ведомый вал 3. На валу 2 закреплены ведущие шестерни 4 постоянного зацепления, а на валу 3 с помощью подшипников установлены ведомые шестерни 5 и попарно сблокированные фрикционные муфты 6. Каждая муфта 6 содержит ступицу 7, гидроцилиндр 8, поршень 9, наружный барабан 10, внутренний барабан 11, нажимной диск 12, упорный диск 13, ведущие 14 и ведомые 15 диски. Ступица 7 установлена на ведомом валу 3, связана с ним шлицевым соединением и является общей для двух сблокированных муфт 6. Гидроцилиндр 8 выполнен на ступице 7, а на наружной поверхности гидроцилиндра имеются радиальные выступы 16. Наружный барабан 10 имеет продольные выступы 17 и выполнен вместе с упорным диском 13 в виде единой детали. Нажимной диск 12 жестко закреплен на поршне 9, в котором в углублениях установлены возвратные пружины 18. Внутренний барабан 11 выполнен за одно целое с ведомой шестерней 5 и посредством зубчатого соединения связан с ведущими дисками 14, а ведомые диски 15 связаны с наружным барабаном 10 с помощью своих наружных выступов, входящих в пазы между продольными выступами 17 барабана 10. Концы продольных выступов 17 установлены между радиальными выступами 16, что обеспечивает кинематическую связь наружного барабана 10 с гидроцилиндром 8. Фиксация от осевого смещения наружного барабана 10, а следовательно, и упорного диска 13, обеспечивается стопорным кольцом 19, размещенным в кольцевом канале, образованном кольцевыми канавками, выполненными на внутренней поверхности наружного барабана 10 и на наружной поверхности гидроцилиндра 8. В ведомом валу 3 выполнен продольный канал 20 для подвода масла от маслораспределителя 21 (см. фиг.1) к фрикционной муфте 6. Стопорное кольцо 19 выполнено из отрезка стальной проволоки прямоугольного сечения и монтируется следующим образом. После установки барабана 10 на гидроцилиндре 8 отрезок проволоки вводится по касательной в кольцевой канал, образованный кольцевыми канавками на барабане и гидроцилиндре. Полностью введенный в указанный канал отрезок проволоки приобретает кольцевую форму и образует, таким образом, стопорное кольцо 19. Для удобства монтажа стопорного кольца на двух соседних продольных выступах 17 в районе канавок выполнены лыски (не показаны). Для обеспечения съема наружного барабана 10 с гидроцилиндра 8 производится демонтаж стопорного кольца 19. Для этого отрезок проволоки, образующий кольцо 19, по касательной извлекается из кольцевого канала.The gearbox contains a housing 1, in which the drive shaft 2 and the driven shaft 3 are installed. The drive gears 4 of the fixed gear are fixed on the shaft 2, and the driven gears 5 and pairwise interlocked friction clutches 6 are mounted on the shaft 3 using bearings. Each clutch 6 contains a hub 7, a hydraulic cylinder 8, a piston 9, an outer drum 10, an inner drum 11, a pressure disk 12, a thrust disk 13, a drive 14 and a driven 15 drives. The hub 7 is mounted on the driven shaft 3, connected by a spline connection and is common to two interlocked couplings 6. The hydraulic cylinder 8 is made on the hub 7, and on the outer surface of the hydraulic cylinder there are radial protrusions 16. The outer drum 10 has longitudinal protrusions 17 and is made together with thrust disk 13 in the form of a single part. The pressure disk 12 is rigidly fixed to the piston 9, in which return springs 18 are installed in the recesses. The inner drum 11 is integral with the driven gear 5 and is connected to the driving disks 14 by means of a gear connection, and the driven disks 15 are connected to the outer drum 10 by their outer protrusions entering into the grooves between the longitudinal protrusions 17 of the drum 10. The ends of the longitudinal protrusions 17 are installed between the radial protrusions 16, which provides a kinematic connection of the outer drum 10 with the hydraulic cylinder 8. Fixation from the axial displacement of the outer drum 10, and hence the thrust disk 13, is provided by a retaining ring 19 located in the annular channel formed by annular grooves made on the inner surface of the outer drum 10 and on the outer surface of the hydraulic cylinder 8. A longitudinal channel 20 is made in the driven shaft 3 for the oil supply from the oil distributor 21 (see figure 1) to the friction clutch 6. The retaining ring 19 is made of a piece of steel wire of rectangular cross section and is mounted as follows. After installing the drum 10 on the hydraulic cylinder 8, a piece of wire is introduced tangentially into the annular channel formed by the annular grooves on the drum and the hydraulic cylinder. A piece of wire fully inserted into said channel acquires an annular shape and thus forms a retaining ring 19. For convenience of mounting the retaining ring on two adjacent longitudinal projections 17, flats (not shown) are made in the region of the grooves. To ensure removal of the outer drum 10 from the hydraulic cylinder 8, the retaining ring 19 is dismantled. For this, the length of wire forming ring 19 is tangentially removed from the annular channel.

Предлагаемая фрикционная муфта коробки передач транспортного средства работает следующим образом.The proposed friction clutch of a vehicle gearbox operates as follows.

Включение муфты 6 осуществляется путем установки маслораспределителя 21 на подачу масла под давлением в продольный канал 20, откуда оно поступает через каналы в ведомом валу 3 и ступице 7 в полость гидроцилиндра 8. Под давлением масла поршень 9 перемещается, нажимной диск 12 воздействует на пакет ведущих 14 и ведомых 15 дисков и прижимает его к упорному диску 13, обеспечивая тем самым связь между внутренним и наружным барабанами 11 и 10. При этом мощность от ведущего вала 2 передается через шестерни 4, 5, внутренний и наружный барабаны 11, 10, гидроцилиндр 8 и ступицу 7 на ведомый вал 3. Для выключения муфты 6 маслораспределитель 21 устанавливают на нулевую подачу масла в канал 20. Вследствие этого, давление в полости гидроцилиндра 8 падает, поршень 9 под действием пружин 18 возвращается в исходное положение, ведущие 14 и ведомые 15 диски размыкаются, связь между барабанами 10 и 11 разрывается и передача мощности от ведущего вала 2 к ведомому валу 3 прекращается.The clutch 6 is turned on by installing the oil distributor 21 to supply oil under pressure to the longitudinal channel 20, from where it enters through the channels in the driven shaft 3 and the hub 7 into the cavity of the hydraulic cylinder 8. Under pressure of the oil, the piston 9 moves, the pressure disk 12 acts on the package of leading 14 and driven 15 disks and presses it against the thrust disk 13, thereby ensuring communication between the inner and outer drums 11 and 10. In this case, power from the drive shaft 2 is transmitted through gears 4, 5, the inner and outer drums 11, 10, the hydraulic cylinder 8 and the hub 7 to the driven shaft 3. To turn off the clutch 6, the oil distributor 21 is set to zero oil supply to the channel 20. As a result, the pressure in the cavity of the hydraulic cylinder 8 drops, the piston 9 returns to its original position under the action of the springs 18, the leading 14 and the driven 15 the disks open, the connection between the reels 10 and 11 is broken and the power transmission from the drive shaft 2 to the driven shaft 3 is stopped.

Благодаря выполнению наружного барабана и упорного диска в виде единой детали уменьшается деформация упорного диска при воздействии на него осевых нагрузок, износ рабочих поверхностей ведущих и ведомых дисков при этом уменьшается, в результате чего увеличивается срок службы дисков и фрикционной муфты в целом. А размещение стопорного кольца и расположенного рядом с ним буртика на гидроцилиндре позволяет увеличить длину рабочих поверхностей на продольных выступах наружного барабана. Это позволяет увеличить количество дисков в муфте и, следовательно, повысить передаваемую муфтой мощность без увеличения ее осевых габаритов. Кроме того, установка концов продольных выступов наружного барабана между радиальными выступами гидроцилиндра и фиксация барабана на гидроцилиндре с помощью стопорного кольца позволяет выполнить барабан съемным, что повышает ремонтопригодность муфты, так как при износе барабана он может быть заменен без одновременной замены ступицы с гидроцилиндром, благодаря чему уменьшается стоимость ремонта муфты.Due to the implementation of the outer drum and the thrust disk in the form of a single part, the deformation of the thrust disk when axial loads are applied to it decreases, the wear of the working surfaces of the driving and driven discs is reduced, resulting in an increase in the service life of the discs and the friction clutch as a whole. And the placement of the retaining ring and the collar located next to it on the hydraulic cylinder allows you to increase the length of the working surfaces on the longitudinal protrusions of the outer drum. This allows you to increase the number of disks in the clutch and, therefore, increase the power transmitted by the clutch without increasing its axial dimensions. In addition, the installation of the ends of the longitudinal protrusions of the outer drum between the radial protrusions of the hydraulic cylinder and the fixing of the drum on the hydraulic cylinder using the locking ring allows the drum to be removable, which increases the maintainability of the coupling, since it can be replaced without wear while replacing the hub with the hydraulic cylinder, so that clutch repair costs are reduced.

Источники информацииSources of information

1. Львовский К.Я. и др. Трансмиссии тракторов. - Москва: Машиностроение, 1976. - С.42-45.1. Lvovsky K.Ya. and other tractor transmissions. - Moscow: Mechanical Engineering, 1976. - P.42-45.

2. Авторское свидетельство СССР №1105338, МПК В 60 К 17/08, 30.07.84, Бюл. №28 (прототип).2. USSR author's certificate No. 1105338, IPC B 60 K 17/08, 07/30/08, Bull. No. 28 (prototype).

Claims

A friction clutch of a vehicle gearbox comprising a hub mounted on a gearbox shaft, a hydraulic cylinder with radial protrusions made on the hub, a piston with a pressure disk, a thrust disk, an inner drum made in one piece with the driven gear and connected by means of a gear connection to the drive disks , driven discs associated with the outer drum, an annular groove made on the inner surface of the outer drum, and a retaining ring, characterized in that the outer drum and resistant the first disk is made in the form of a single part, the outer drum has longitudinal protrusions, the grooves of which include the outer protrusions of the driven discs, the ends of the protrusions of the outer drum are installed between the radial protrusions of the hydraulic cylinder, and the retaining ring is placed in an annular channel formed by annular grooves made on the inner surface the outer drum and on the outer surface of the hydraulic cylinder.