RU2792700C1

RU2792700C1 - Two shaft manual gearbox

Info

Publication number: RU2792700C1
Application number: RU2022123043A
Authority: RU
Inventors: Насрулла Тагирович Асельдеров
Original assignee: Насрулла Тагирович Асельдеров
Filing date: 2022-08-29
Publication date: 2023-03-23

Abstract

FIELD: transport engineering.

SUBSTANCE: invention relates to manual transmissions and is used primarily on front-wheel drive and rear-wheel drive rear-engine passenger vehicles. The invention relates to mechanical transmissions. The gearbox comprises a speed control device, a flywheel with a friction lining and gears mounted one after another on the secondary shaft, between which springs are placed. The speed control device is a hydraulic cylinder, the rod of which pushes the flywheel. The output shaft gears are combined into blocks, each of which is a planetary mechanism comprising the first and second gears with friction linings, between which a carrier with satellites is placed. The teeth of the satellites are in engagement with the teeth of the gears. In this case, the second gear rotates around the first. A synchronizer is installed between the ends of the gears. The first gear is equipped with an overrunning mechanism and a bushing. The bushing is connected through the splines to the secondary shaft. The first gear is equipped with an overrunning mechanism and a bushing, while the flywheel and gears of the gear unit can simultaneously rotate around the output shaft and slide along it, with the exception of the carrier, which is attached to the housing and only slides along it and the output shaft without rotating.

EFFECT: simplification of the gearbox design.

2 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к транспортному машиностроению, в частности-к механическим коробкам передач и применяется, преимущественно, на переднеприводных и заднеприводных легковых автомобилях с задним расположением двигателя.The invention relates to transport engineering, in particular to manual transmissions and is used primarily in front-wheel drive and rear-wheel drive passenger cars with a rear engine.

Известна коробка передач транспортного средства по патенту RU 2666099. Коробка передач содержит первичный, вторичный и промежуточный валы. Первичный вал и промежуточный вал установлены соосно и соединены между собой, а вторичный вал расположен параллельно этим валам. Вторичный вал выполнен из двух частей, соединенных шлицевым соединением, и может иметь дополнительную подшипниковую опору. Соосно промежуточному валу установлен выходной вал. На промежуточном валу установлены неподвижно шестерни, которые находятся в постоянном зацеплении с шестернями соответствующих передач, установленных на вторичном валу. Переключение передач осуществляется посредством муфт. На выходном конце вторичного вала и на выходном валу установлена находящаяся в постоянном зацеплении пара шестерен, выполняющих роль демультипликатора. Known transmission of the vehicle according to the patent RU 2666099. The transmission contains a primary, secondary and intermediate shafts. The primary shaft and the intermediate shaft are installed coaxially and interconnected, and the secondary shaft is located parallel to these shafts. The output shaft is made of two parts connected by a spline connection and may have an additional bearing support. The output shaft is installed coaxially with the intermediate shaft. Gears are fixed on the intermediate shaft, which are in constant engagement with the gears of the corresponding gears mounted on the output shaft. Gear shifting is carried out by means of clutches. At the output end of the secondary shaft and on the output shaft, a pair of gears is installed in constant engagement, acting as a demultiplier.

Недостаток приведенной коробки передач заключается в наличии промежуточного вала, что усложняет конструкцию.The disadvantage of this gearbox is the presence of an intermediate shaft, which complicates the design.

Известна также двухвальная механическая коробка передач (ДМКП), в котором отсутствует промежуточный вал, а по конструктивным признакам коробка близка к предлагаемой конструкции, поэтому ее можно выбрать в качестве прототипа. Коробка передач включает корпус, первичный и вторичный валы с ведущими и ведомыми шестернями, находящимися в постоянном зацеплении (https://carspec.info/dvuxvalnye-korobki). Валы вращаются в подшипниках. На вторичном валу закреплены синхронизаторы. Коробка передач имеет механический привод переключения. Привод включает рычаги, шаровые опоры, тяги, шарниры, штоки и иные механизмы выбора и переключения передач. Also known is a two-shaft manual gearbox (DMKP), in which there is no intermediate shaft, and in terms of design features, the box is close to the proposed design, so it can be chosen as a prototype. The gearbox includes a housing, primary and secondary shafts with drive and driven gears that are in constant engagement (https://carspec.info/dvuxvalnye-korobki). The shafts rotate in bearings. Synchronizers are fixed on the secondary shaft. The gearbox has a mechanical shift drive. The drive includes levers, ball bearings, rods, hinges, rods and other mechanisms for selecting and shifting gears.

Недостатки данной заключаются в сложности механического привода переключения передач. Нужная пара шестерен выбирается передвижением рукоятки переключения скоростей посредством множества вилок, муфт, ползунов и т.д. The disadvantages of this are the complexity of the mechanical gear change drive. The desired pair of gears is selected by moving the gearshift handle through a variety of forks, clutches, sliders, etc.

Техническая задача, возложенная на предложенное техническое решение, заключается в упрощении процесса регулирования скорости, то есть привода переключения скоростей.The technical task assigned to the proposed technical solution is to simplify the process of speed control, that is, the speed change drive.

Поставленная цель достигается следующим образом. Во-первых, вместо механического привода переключения скоростей применен гидроцилиндр особой конструкции. Изменение скорости движения автотранспорта осуществляется путем изменения давления в полости гильзы гидроцилиндра. Во-вторых- маховик и шестерни размещены на вторичном валу, причем шестерни вторичного вала объединены в блоки, между которыми установлены пружины. Каждый из блоков шестерен представляет собой планетарный механизм, содержащий первое и второе зубчатое колесо с фрикционными накладками, между которыми размещено водило с сателлитами. Зубья сателлитов находятся в зацеплении с зубьями зубчатых колес, при этом второе зубчатое колесо вращается вокруг первого, а между их торцами установлен синхронизатор. Первое зубчатое колесо снабжено обгонным механизмом и втулкой. Маховик и блоки шестерен могут одновременно и вращаться вокруг вторичного вала и скользить вдоль него за исключением водила, которое только скользит, не вращаясь. Чем больше давление рабочего тела (масла) в гидроцилиндре, тем дальше выдвигается его шток, который, в свою очередь, передвигает вдоль вторичного вала маховик и блоки шестерен. Так как каждый блок шестерен имеет свое передаточное отношение, то последовательным подключением разного количества блоков шестерен можно изменить скорость вращения вторичного вала и скорость движения автомобиля.The goal is achieved in the following way. Firstly, instead of a mechanical gearshift drive, a hydraulic cylinder of a special design was used. The change in the speed of vehicles is carried out by changing the pressure in the cavity of the hydraulic cylinder sleeve. Secondly, the flywheel and gears are placed on the secondary shaft, and the gears of the secondary shaft are combined into blocks, between which springs are installed. Each of the gear blocks is a planetary mechanism containing the first and second gears with friction linings, between which the carrier with satellites is placed. The teeth of the satellites are engaged with the teeth of the gears, while the second gear rotates around the first, and a synchronizer is installed between their ends. The first gear wheel is equipped with an overrunning mechanism and a bushing. The flywheel and gear blocks can simultaneously rotate around the output shaft and slide along it, with the exception of the carrier, which only slides without rotating. The greater the pressure of the working fluid (oil) in the hydraulic cylinder, the further its rod extends, which, in turn, moves the flywheel and gear blocks along the secondary shaft. Since each gear unit has its own gear ratio, by connecting a different number of gear units in series, you can change the speed of rotation of the secondary shaft and the speed of the vehicle.

На Фиг.1 приведен общий вид ДМКПFigure 1 shows a General view of the DMCP

На Фиг.2 приведена конструкция первичного валаFigure 2 shows the design of the input shaft

На фиг. 3 приведена конструкция маховика.In FIG. 3 shows the design of the flywheel.

На Фиг. 4 приведена конструкция гидроцилиндра.On FIG. 4 shows the design of the hydraulic cylinder.

На Фиг.5 приведена конструкция блока шестерен.Figure 5 shows the design of the gear unit.

ДМКП (см.Фиг.1) включат корпус 1, в котором на подшипниках размещен первичный вал 2 и вторичный вал 3. Вторичный вал 3 вращается в подшипниках корпуса 1. На вторичном вале соосно установлены гидроцилиндр 4, маховик 5 и три идентичных блока шестерен 6-8. Между маховиком 5 и блоком шестерен 6, а также между остальными блоками шестерен размещены наборы тарельчатых пружин 9-11 по возрастанию их количества (1,2,3 шт). DMCP (see Figure 1) will include a housing 1, in which the input shaft 2 and the secondary shaft 3 are placed on the bearings. The output shaft 3 rotates in the bearings of the housing 1. The hydraulic cylinder 4, the flywheel 5 and three identical gear blocks 6 are coaxially mounted on the secondary shaft -8. Between the flywheel 5 and the gear block 6, as well as between the rest of the gear blocks, sets of Belleville springs 9-11 are placed in ascending order of their number (1,2,3 pcs).

Первичный вал 2 (Фиг.2) установлен в подшипниках корпуса 1 и снабжен шестерней 12.The input shaft 2 (Figure 2) is installed in the bearings of the housing 1 and is equipped with a gear 12.

Маховик 5 (Фиг.3) включает диск 12А с шестерней 13. На торце диска закреплена фрикционная пластина 14 муфты сцепления. С двух сторон маховика установлены подшипники 15 и 16. Между ними размещен подшипник 17.The flywheel 5 (Figure 3) includes a disk 12A with a gear 13. A friction plate 14 of the clutch is fixed to the end of the disk. Bearings 15 and 16 are installed on both sides of the flywheel. Bearing 17 is placed between them.

Устройство регулирования скорости (механический привод переключения передач) вращения вторичного вала 3 выполнено на гидроцилиндре (Фиг.4). Гидроцилиндр включает гильзу 18 и шток 19. В штоковую полость 20 гидроцилиндра под давлением подается рабочая жидкость. Например, масло.The speed control device (mechanical gearshift drive) rotation of the output shaft 3 is made on a hydraulic cylinder (Fig.4). The hydraulic cylinder includes a sleeve 18 and a rod 19. A working fluid is supplied under pressure to the rod end 20 of the hydraulic cylinder. For example, oil.

Блоки шестерен (Фиг.5) 6-8 идентичны. Каждый из них представляет собой планетарный механизм, включающий первое зубчатое колесо 21 с диском 22 и зубьями 23. Вокруг этого колеса на подшипнике 24 вращается второе зубчатое колесо 25 с диском 26 и зубьями 27. Торцы обоих зубчатых колес, как и у маховика 5, снабжены фрикционными пластинами 32, аналогичной пластине 14 маховика. Между зубчатыми колесами размещено водило 28 с сателлитами 29 и 30, установленные на оси 31. Количество сателлитов может быть различное. В предлагаемой конструкции их 3 пары. Первое дисковое колесо 21 с торцов снабжено подшипниками 33 и 34. Внутри колеса 21 установлен обгонный механизм 35. Между зубчатыми колесами, вращающимися с различными угловыми скоростями, установлен синхронизатор 36. Зубья сателлитов 30 и 29 находятся в постоянном зацеплении соответственно с зубьями 23 и 27 зубчатых колес 21 и 25. Маховик 5 и блоки шестерен 6-8 могут быть принудительно передвинуты гидроцилиндром 4 вдоль вторичного вала 3. По мере сдвига тарельчатые пружины 9-11, собранные из разного количества пружин (от одной до трех в данной конструкции), сжимаются и оказывают все большее сопротивление выдвижению штока гидроцилиндра. Блоки шестерен и маховик 5 вращаются вокруг втулок 37 с внутренними шлицами. Втулка 37 передает вращение вторичному валу 3 с внешними шлицами и имеет возможность перемещаться вдоль него.Blocks of gears (Fig.5) 6-8 are identical. Each of them is a planetary mechanism, including the first gear wheel 21 with a disk 22 and teeth 23. The second gear wheel 25 with a disk 26 and teeth 27 rotates around this wheel on a bearing 24. The ends of both gear wheels, like the flywheel 5, are equipped with friction plates 32, similar to the plate 14 of the flywheel. Between the gears there is a carrier 28 with satellites 29 and 30 mounted on the axis 31. The number of satellites can be different. In the proposed design there are 3 pairs of them. The first disk wheel 21 is equipped with bearings 33 and 34 from the ends. Inside the wheel 21, an overrunning mechanism 35 is installed. A synchronizer 36 is installed between the gears rotating at different angular speeds. The teeth of the satellites 30 and 29 are in constant engagement with the teeth 23 and 27, respectively wheels 21 and 25. The flywheel 5 and gear blocks 6-8 can be forcibly moved by the hydraulic cylinder 4 along the secondary shaft 3. As they shift, the Belleville springs 9-11, assembled from a different number of springs (from one to three in this design), are compressed and more and more resistance to the extension of the hydraulic cylinder rod. Gear blocks and flywheel 5 rotate around bushings 37 with internal slots. The sleeve 37 transmits rotation to the secondary shaft 3 with external splines and has the ability to move along it.

МКП работает следующим образом: MCP works as follows:

В исходном положении узлы и детали МКП находятся в неподвижном состоянии. Маховик 5 и блоки шестерен 6-8 раздвинуты друг от друга вдоль вторичного вала 3 усилиями тарельчатых пружин 9-11. In the initial position, the nodes and parts of the MCP are in a stationary state. The flywheel 5 and gear blocks 6-8 are moved apart from each other along the output shaft 3 by the efforts of Belleville springs 9-11.

При подаче под определенным давлением рабочей жидкости (например, масла) в штоковую полость 20 гидроцилиндра 4 его шток 19 выдвигается и упирается в подшипник 15 маховика 5, передвигая его вдоль вторичного вала 3. Одновременно с подачей масла в гидроцилиндр, или независимо от этого, приводится во вращение первичный вал 2. При этом шестерня 12 первичного вала, находящаяся в зацеплении с шестерней 13 маховика 5, приводит во вращение диск 12А маховика с закрепленной на его торце фрикционной пластиной 14 муфты сцепления. Маховик в сборе передвигается до соприкосновения с аналогичной фрикционной пластиной, закрепленной на диске 22 первого зубчатого колеса 21 блока шестерен 6. Первое зубчатое колесо 21, вращает второе зубчатое колесо 25. После этого зубья 23 первого зубчатого колеса, находящиеся в зацеплении с зубьями сателлита 30, приводит во вращение сателлит 29 через ось 31. Зубья сателлита 29, находящиеся в зацеплении с зубьями 27 второго зубчатого колеса 25, приводят его вращение вокруг первого зубчатого колеса 21, которое установлено на втулке 37 с внутренними шлицами. При этом, первое зубчатое колесо 21, снабженное обгонной муфтой 35, передает крутящий момент вторичному валу 3, которое будет вращаться медленнее, чем второе зубчатое колесо 25. When a working fluid (for example, oil) is supplied under a certain pressure to the rod end 20 of the hydraulic cylinder 4, its rod 19 extends and abuts against the bearing 15 of the flywheel 5, moving it along the output shaft 3. Simultaneously with the supply of oil to the hydraulic cylinder, or independently of this, into rotation of the input shaft 2. In this case, the gear 12 of the input shaft, which is engaged with the gear 13 of the flywheel 5, rotates the flywheel disk 12A with the friction plate 14 of the clutch fixed on its end face. The flywheel assembly moves until it comes into contact with a similar friction plate fixed on the disk 22 of the first gear 21 of the gear set 6. The first gear 21 rotates the second gear 25. After that, the teeth 23 of the first gear, which are engaged with the teeth of the satellite 30, drives the satellite 29 through the axis 31. The teeth of the satellite 29, which are engaged with the teeth 27 of the second gear 25, cause it to rotate around the first gear 21, which is mounted on the sleeve 37 with internal splines. In this case, the first gear wheel 21, equipped with a freewheel 35, transmits torque to the secondary shaft 3, which will rotate more slowly than the second gear wheel 25.

При увеличении давления рабочей жидкости в полости 20 гидроцилиндра 4 маховик 5 совместно с блоком шестерен 6 продолжает двигаться по вторичному валу 3 до соприкосновения с блоком шестерен 7 и 8, сжимая тарельчатые пружины 10 и 11, увеличивая скорость вращения вторичного вала 3. При уменьшении давления рабочей жидкости в гидроцилиндре 4, тарельчатые пружины 9-11 разжимаются, и блоки шестерен 6-8 и маховик возвращаются в исходное состояние, так- как обгонный механизм 35 каждого блока прекращает сцепление со втулками 37 находящимися на вторичном валу 3. With an increase in the pressure of the working fluid in the cavity 20 of the hydraulic cylinder 4, the flywheel 5, together with the gear unit 6, continues to move along the secondary shaft 3 until it comes into contact with the gear unit 7 and 8, compressing the Belleville springs 10 and 11, increasing the speed of rotation of the secondary shaft 3. With a decrease in the pressure of the working fluid in the hydraulic cylinder 4, Belleville springs 9-11 are unclenched, and the gear blocks 6-8 and the flywheel return to their original state, since the overrunning mechanism 35 of each block stops coupling with the bushings 37 located on the secondary shaft 3.

Приведенное выше конструкторское решение способствует существенному упрощению конструкции коробки передач, облегчает управление транспортным средством.The above design solution contributes to a significant simplification of the gearbox design, facilitates vehicle control.

Технической задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является упрощение конструкции коробки передач за счет упрощения конструкции устройства регулирования скорости.The technical problem to be solved by the claimed technical solution is to simplify the design of the gearbox by simplifying the design of the speed control device.

Технический результат достигается тем, что устройство регулирования скорости, маховик с фрикционной накладкой, и шестерни установлены друг за другом на вторичном валу, а между ними размещены пружины. Устройство регулирования скорости представляет собой гидроцилиндр, шток которого толкает маховик, а шестерни вторичного вала объединены в блоки, каждый из которых представляет собой планетарный механизм, содержащий первое и второе зубчатое колесо с фрикционными накладками, между которыми размещено водило с сателлитами. Зубья сателлитов находятся в зацеплении с зубьями зубчатых колес, при этом второе зубчатое колесо вращается вокруг первого. Между торцами зубчатых колес установлен синхронизатор, а первое зубчатое колесо снабжено обгонным механизмом и втулкой. Втулка через шлицы сопряжена со вторичным валом. причем первое зубчатое колесо снабжено обгонным механизмом и втулкой, при этом маховик и зубчатые колеса блока шестерен могут одновременно и вращаться вокруг вторичного вала и скользить вдоль него за исключением водила, которое прикреплено к корпусу и только скользит вдоль него и вторичного вала, не вращаясь (на чертеже не показано).The technical result is achieved by the fact that the speed control device, the flywheel with a friction lining, and the gears are installed one after another on the secondary shaft, and springs are placed between them. The speed control device is a hydraulic cylinder, the rod of which pushes the flywheel, and the gears of the secondary shaft are combined into blocks, each of which is a planetary mechanism containing the first and second gears with friction linings, between which a carrier with satellites is placed. The teeth of the satellites are engaged with the teeth of the gears, while the second gear rotates around the first. A synchronizer is installed between the ends of the gears, and the first gear is equipped with an overrunning mechanism and a bushing. The bushing is connected through the splines to the secondary shaft. moreover, the first gear wheel is equipped with an overrunning mechanism and a bushing, while the flywheel and the gear wheels of the gear set can simultaneously rotate around the secondary shaft and slide along it, with the exception of the carrier, which is attached to the housing and only slides along it and the secondary shaft without rotating (on drawing not shown).

Claims

1. A two-shaft mechanical gearbox containing a housing, primary and secondary shafts with gears, a flywheel with a friction lining, a synchronizer, a speed control device, characterized in that a speed control device, a flywheel and gear blocks are placed one after another on the output shaft, between which springs installed.

2. A two-shaft manual gearbox according to claim 1, characterized in that the speed control device is a hydraulic cylinder, the rod of which pushes the flywheel, and the gears of the secondary shaft are combined into blocks, each of which is a planetary mechanism containing the first and second gears with friction linings, between which a carrier with satellites is placed, the teeth of which are engaged with the teeth of the gears, the second gear rotates around the first, and a synchronizer is installed between their ends, and the first gear is equipped with an overrunning mechanism and a bushing, while the flywheel and gears gear blocks can both rotate around the output shaft and slide along it, with the exception of the carrier, which is attached to the housing and only slides along it and the output shaft without rotating.