RU2814597C1

RU2814597C1 - Two-wheel tractor power transmission

Info

Publication number: RU2814597C1
Application number: RU2023123041A
Authority: RU
Inventors: Владимир Станиславович Курасов; Дмитрий Александрович Дмитриев; Шиняка Юрьевич Чимидов; Илья Александрович Кулаков
Filing date: 2023-09-04
Publication date: 2024-03-01

Abstract

FIELD: mechanical engineering.

SUBSTANCE: power transmission of two-wheel tractor comprises a gearbox housing with an output shaft arranged inside, made up of two output half-shafts fixed against axial movement and made with possibility of independent rotation relative to each other, connected to input shaft through blocks of sprockets. Gearbox housing is equipped with intermediate shaft with drive cardan and drive sprockets. Input shaft consists of two hollow input half-shafts fixed against axial movement and made with possibility of independent rotation relative to each other. In cavities of hollow input half-shafts there arranged are clutch release rods with release mechanisms equipped with individual control elements providing clutch engaged and disengaged modes. On the outer part of the hollow input half-shafts there are coaxially installed drive clutches equipped with drive discs, and driven clutches equipped with driven discs and pressure discs, which have springs installed with possibility of pressing to the base of driven clutches of driving and driven discs. On outer part of hollow input half-shafts with possibility of axial rotation there installed are driving clutches, outer surfaces of which are made in the form of driven sprockets interconnected with drive sprockets by roller chains.

EFFECT: reduced labour intensity of tiller control during manoeuvring, increased cross-country capacity, as well as increased service life of clutch.

1 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к средствам механизации сельскохозяйственных работ на приусадебных участках, в садах и огородах индивидуального пользования.The invention relates to the field of mechanical engineering, namely to means of mechanization of agricultural work on personal plots, in gardens and vegetable gardens for individual use.

Силовая передача предназначена для изменения величины крутящего момента, а также для передачи крутящего момента от коленчатого вала двигателя на ведущие колеса и/или фрезам мотоблока.The power transmission is designed to change the amount of torque, as well as to transmit torque from the engine crankshaft to the drive wheels and/or cutters of the walk-behind tractor.

Известен цепной редуктор мотоблока-приставки, передаточное отношение которого составляет более 2,5 (см. патент РФ на полезную модель №2694 кл. А01В 3/50, 1996 год). Колеса мотоблока-приставки установлены на концах сплошного выходного вала редуктора.A chain gearbox of a walk-behind tractor is known, the gear ratio of which is more than 2.5 (see RF patent for utility model No. 2694 class A01B 3/50, 1996). The wheels of the walk-behind tractor are installed at the ends of the solid output shaft of the gearbox.

Недостатками мотоблока с такой конструкцией редуктора являются трудность в управлении, низкая маневренность, также повышенный расход топлива при поворотах и движении по неровной дороге.The disadvantages of a walk-behind tractor with such a gearbox design are difficulty in controlling, low maneuverability, and increased fuel consumption when turning and driving on uneven roads.

Аналогом изобретения является конструкция двухскоростного цепного редуктора мотоблока МБ-1 «Нева» (см. интернет источник: https://pahalka.ru/motobloki/motobloki-neva/motoblok-neva-mb-1), в вытянутом корпусе которого по оси симметрии расположены входной неразрезной вал, связанный через три блока звездочек с выходным валом, на концах которого имеются отверстия для фиксирования на вал у ведущих колес или почвенных фрез. Сдвоенная звездочка распирается в корпусе редуктора с помощью втулки и шайбы.An analogue of the invention is the design of a two-speed chain gearbox of the MB-1 “Neva” walk-behind tractor (see online source: https://pahalka.ru/motobloki/motobloki-neva/motoblok-neva-mb-1), in an elongated housing along the axis of symmetry There is an input continuous shaft connected through three blocks of sprockets to the output shaft, at the ends of which there are holes for fixing to the shaft of the drive wheels or soil mills. The double sprocket is pushed apart in the gearbox housing using a bushing and washer.

При движении на поворотах или неровной дороге ведущие колеса мотоблока проходят разные расстояния. Поэтому если оба колеса, имеющие общий сплошной вал, получают от двигателя вращение с одинаковой скоростью, то одно из них будет проскальзывать. Оператор вынужден прикладывать большие усилия для того, чтобы «волочить» скользящее колесо, вызывая усиленное изнашивание шин и повышенный расход топлива.When driving on turns or on uneven roads, the drive wheels of the walk-behind tractor travel different distances. Therefore, if both wheels, having a common solid shaft, receive rotation from the engine at the same speed, then one of them will slip. The operator is forced to exert greater effort to “drag” the sliding wheel, causing increased tire wear and increased fuel consumption.

Недостатками известной конструкции редуктора является низкая маневренность мотоблока, необходимость приложения высоких физических усилий оператора при проскальзывании одного из ведущих колес и, как следствие, усиленное изнашивание шин и повышенный расход топлива.The disadvantages of the known gearbox design are the low maneuverability of the walk-behind tractor, the need for high physical effort by the operator when one of the drive wheels slips and, as a consequence, increased tire wear and increased fuel consumption.

Прототипом заявляемого изобретения является редуктор мотоблока (см. патент РФ на изобретение №2348135 кл. А01В 71/00, 2009 год), содержащий корпус редуктора с размещенными внутри выходным валом, составленным из двух выходных полувалов, зафиксированных от осевого перемещения и выполненных с возможностью независимого вращения относительно друг друга, связанных с входным валом, через блоки звездочек.The prototype of the claimed invention is a walk-behind tractor gearbox (see RF patent for invention No. 2348135 class A01B 71/00, 2009), containing a gearbox housing with an output shaft located inside, composed of two output half-shafts, fixed from axial movement and made with the possibility of independent rotation relative to each other, connected to the input shaft, through sprocket blocks.

Недостатком такого редуктора мотоблока является низкая маневренность мотоблока, необходимость приложения физических усилий оператора для поворота, разворота или маневрирования мотоблока, приводящих к его быстрой утомляемости, усиленное изнашивание компонентов сцепления, а также низкая проходимость обусловленная маневрированием с выключенным сцеплением для обоих ведущих колес и/или фрез мотоблока.The disadvantage of such a walk-behind tractor gearbox is the low maneuverability of the walk-behind tractor, the need for the operator to exert physical effort to turn, turn or maneuver the walk-behind tractor, leading to its rapid fatigue, increased wear of the clutch components, as well as low maneuverability due to maneuvering with the clutch disengaged for both drive wheels and/or cutters walk-behind tractor.

Техническим результатом изобретения является снижение трудоемкости управления мотоблоком при маневрировании, повышение его проходимости, а также увеличение ресурса сцепления.The technical result of the invention is to reduce the labor intensity of controlling a walk-behind tractor when maneuvering, increase its cross-country ability, and also increase the clutch life.

Технический результат достигается тем, что в силовой передаче мотоблока, содержащей корпус редуктора с размещенными внутри выходным валом, составленным из двух выходных полувалов, зафиксированных от осевого перемещения и выполненных с возможностью независимого вращения относительно друг друга, связанных с входным валом, через блоки звездочек, согласно изобретения корпус редуктора снабжен промежуточным валом, имеющим приводной кардан и ведущие звездочки, а входной вал составлен из двух полых входных полувалов, зафиксированных от осевого перемещения и выполненных с возможностью независимого вращения относительно друг друга, при этом в их полостях размещены штоки выключения сцепления с выжимными механизмами, снабженными индивидуальными органами управления, обеспечивающими режимы включенного и выключенного сцепления, причем на внешней части полых входных полувалов коаксиально установлены ведущие муфты сцепления снабженные ведущими дисками и ведомые муфты сцепления снабженные ведомыми дисками и нажимными дисками, которые имеют пружины установленные с возможностью прижатия к основанию ведомых муфт сцепления ведущих и ведомых дисков, причем на внешней части полых входных полувалов с возможностью осевого вращения установлены ведущие муфты сцепления, внешние поверхности которых выполнены в виде ведомых звездочек, сообщенных с ведущими звездочками роликовыми цепями.The technical result is achieved by the fact that in the power transmission of a walk-behind tractor, containing a gearbox housing with an output shaft located inside, composed of two output half-shafts, fixed from axial movement and configured to rotate independently relative to each other, connected to the input shaft, through sprocket blocks, according to of the invention, the gearbox housing is equipped with an intermediate shaft having a drive cardan and drive sprockets, and the input shaft is made up of two hollow input half-shafts, fixed from axial movement and made capable of independent rotation relative to each other, while clutch release rods with release mechanisms are placed in their cavities , equipped with individual controls that provide on and off modes of the clutch, and on the outer part of the hollow input half-shafts, drive clutches equipped with drive disks and driven clutches equipped with driven disks and pressure disks are coaxially installed, which have springs installed with the ability to press against the base of the driven clutches clutches of the drive and driven disks, and on the outer part of the hollow input half-shafts, with the possibility of axial rotation, drive clutches are installed, the outer surfaces of which are made in the form of driven sprockets, connected to the drive sprockets by roller chains.

Сущность изобретения поясняется чертежами где: на фиг. 1 - изображен продольный разрез силовой передачи мотоблока; на фиг. 2 - сцепление отдельно из фиг.1 (режим включенного сцепления); на фиг. 3 - сцепление отдельно из фиг. 1 (режим выключенного сцепления).The essence of the invention is illustrated by drawings where: Fig. 1 - shows a longitudinal section of the power transmission of a walk-behind tractor; in fig. 2 - clutch separately from figure 1 (clutch engaged mode); in fig. 3 - clutch separately from Fig. 1 (clutch disengaged mode).

На графических материалах для большей ясности представлены только те элементы, которые необходимы для понимания сущности изобретения, а сопутствующие элементы, хорошо известные специалистам в данной области, не представлены.For the sake of clarity, the drawings present only those elements that are necessary to understand the invention, and related elements well known to those skilled in the art are not presented.

Силовая передача мотоблока (фиг. 1) содержит корпус редуктора 1 с размещенными внутри выходным валом, составленным из двух выходных полувалов 2 и 3, зафиксированных от осевого перемещения и выполненных с возможностью независимого вращения относительно друг друга, входной вал, составленный из двух полых входных полувалов 4 и 5, зафиксированных от осевого перемещения и выполненных с возможностью независимого вращения относительно друг друга, связанных с выходными полувалами 2 и 3, через блоки звездочек 6 и 7 цепными передачами 8, 9, 10 и 11. В полостях полых входных полувалов 4 и 5 размещены штоки выключения сцепления 12 и 13 с выжимными механизмами 14 и 15, выполненными в виде червяков, снабженными индивидуальными органами управления 16 и 17, выполненными в виде рычагов червяков сообщенных тросами с рукоятками управления мотоблоком (на фигурах не показаны), обеспечивающими режимы включенного и выключенного сцепления (фиг. 2, 3). На внешней части полых входных полувалов 4 и 5 коаксиально установлены ведущие муфты сцепления 18 и 19 снабженные ведущими дисками 20 и 21 и ведомые муфты сцепления 22 и 23 снабженные ведомыми дисками 24 и 25, нажимными дисками 26 и 27, которые имеют пружины 28 и 29 установленные с возможностью прижатия к основанию ведомых муфт сцепления 22 и 23 ведущих дисков 20 и 21 и ведомых дисков 24 и 25. При этом на внешней части полых входных полувалов 4 и 5 с возможностью осевого вращения установлены ведущие муфты сцепления 18 и 19 внешние поверхности которых выполнены в виде ведомых звездочек 30 и 31. Промежуточный вал 32 установлен внутри корпуса редуктора 1 в его верхней части, имеет приводной кардан 33 и ведущие звездочки 34 и 35 сообщенные с ведомыми звездочками 30 и 31 роликовыми цепями 36 и 37.The power transmission of the walk-behind tractor (Fig. 1) contains a gearbox housing 1 with an output shaft located inside, composed of two output half-shafts 2 and 3, fixed from axial movement and configured to rotate independently relative to each other, an input shaft made up of two hollow input half-shafts 4 and 5, fixed from axial movement and configured to rotate independently relative to each other, connected to the output half-shafts 2 and 3, through sprocket blocks 6 and 7 by chain drives 8, 9, 10 and 11. In the cavities of the hollow input half-shafts 4 and 5 Clutch release rods 12 and 13 are placed with release mechanisms 14 and 15, made in the form of worms, equipped with individual controls 16 and 17, made in the form of worm levers connected by cables to the walk-behind tractor control handles (not shown in the figures), providing on and off modes clutch (Fig. 2, 3). On the outer part of the hollow input half-shafts 4 and 5, drive clutches 18 and 19 are coaxially installed, equipped with drive disks 20 and 21, and driven clutches 22 and 23 are equipped with driven disks 24 and 25, pressure plates 26 and 27, which have springs 28 and 29 installed. with the possibility of pressing the driven clutches 22 and 23 of the driving disks 20 and 21 and the driven disks 24 and 25 to the base. At the same time, on the outer part of the hollow input half-shafts 4 and 5 with the possibility of axial rotation, the driving clutches 18 and 19 are installed, the outer surfaces of which are made in in the form of driven sprockets 30 and 31. The intermediate shaft 32 is installed inside the gearbox housing 1 in its upper part, has a drive cardan 33 and drive sprockets 34 and 35 communicated with driven sprockets 30 and 31 by roller chains 36 and 37.

Силовая передача мотоблока работает следующим образом. В процессе работы мотоблока крутящий момент от ДВС (на фигурах не показан) передается на приводной кардан 33, вращая промежуточный вал 32 с ведущими звездочками 34 и 35, которые роликовыми цепями 36 и 37 приводят в движение ведомые звездочки 30 и 31 вместе с ведущими муфтами сцепления 18 и 19. Ведущие диски 20 и 21 зацеплены выступами с пазами ведущих муфт сцепления 18 и 19, ведомые диски 24 и 25 имеют зацепление с ведомыми муфтами сцепления 22 и 23. В положении, когда на штоки выключения сцепления 12 и 13 через выжимные механизмы 14 и 15 не воздействуют индивидуальные органы управления 16 и 17 ведущие диски 20 и 21 и ведомые диски 24 и 25 под усилием пружин 28 и 29 прижаты друг к другу нажимными дисками 26 и 27 и ведущие муфты сцепления 18 и 19 и ведомые муфты сцепления 22 и 23 вращаются как одно целое. Поскольку ведомые муфты сцепления 22 и 23 жестко закреплены на внешней части полых входных полувалов 4 и 5, то они вращаются совместно. От полых входных полувалов 4 и 5 через цепные передачи 8 и 9 вращаются блоки звездочек 6 и 7, через цепные передачи 10 и 11 приводящие в движение выходные полувалы 2 и 3 выходного вала, на которых установлены ведущие колеса и/или фрезы (на фигурах не показаны).The power transmission of the walk-behind tractor works as follows. During the operation of the walk-behind tractor, the torque from the internal combustion engine (not shown in the figures) is transmitted to the drive cardan 33, rotating the intermediate shaft 32 with drive sprockets 34 and 35, which, using roller chains 36 and 37, drive the driven sprockets 30 and 31 together with the drive clutches 18 and 19. The driving disks 20 and 21 are engaged by protrusions with the grooves of the driving clutches 18 and 19, the driven disks 24 and 25 are engaged with the driven clutches 22 and 23. In the position where the clutch release rods 12 and 13 are pressed through the release mechanisms 14 and 15 are not affected by the individual controls 16 and 17, the driving disks 20 and 21 and the driven disks 24 and 25 are pressed against each other by the pressure disks 26 and 27 under the force of the springs 28 and 29, and the driving clutches 18 and 19 and the driven clutches 22 and 23 rotate as one. Since the driven clutches 22 and 23 are rigidly fixed to the outer part of the hollow input half-shafts 4 and 5, they rotate together. From the hollow input half-shafts 4 and 5, through chain drives 8 and 9, sprocket blocks 6 and 7 rotate, through chain drives 10 and 11, driving the output half-shafts 2 and 3 of the output shaft, on which drive wheels and/or cutters are mounted (not shown in the figures). shown).

Индивидуальные органы управления 16 и 17 воздействуют на выжимные механизмы 14 и 15, которые выжимают штоки выключения сцепления 12 и 13 (путем воздействия оператора на рукоятки управления мотоблоком (на фигурах не показаны)), и передают усилие на нажимные диски 26 и 27, отодвигая их, преодолевая усилие пружин 28 и 29, разъединяя ведущие диски 20 и 21 и ведомые диски 24 и 25, а следовательно осуществляют выключение сцепления (фиг. 3) тем самым разрывая поток крутящего момента между промежуточным валом 32 и полыми входными полувалами 4 и 5, а следовательно, останавливая вращение полувалов 2 и 3 выходного вала с установленными на них ведущими колесами и/или фрезами (на фигурах не показаны).Individual controls 16 and 17 act on the release mechanisms 14 and 15, which squeeze the clutch release rods 12 and 13 (by the operator’s influence on the walk-behind tractor control handles (not shown in the figures)), and transmit force to the pressure plates 26 and 27, pushing them back , overcoming the force of the springs 28 and 29, separating the drive disks 20 and 21 and the driven disks 24 and 25, and therefore disengaging the clutch (Fig. 3), thereby breaking the flow of torque between the intermediate shaft 32 and the hollow input half-shafts 4 and 5, and consequently, stopping the rotation of half-shafts 2 and 3 of the output shaft with drive wheels and/or cutters installed on them (not shown in the figures).

Режимы работы силовой передачи мотоблока при маневрировании, включающем: поворот, разворот и движение по криволинейной траектории.Modes of operation of the power transmission of the walk-behind tractor during maneuvering, including: turning, turning and moving along a curved path.

При повороте мотоблока оператор выжимает рукоятку управления мотоблоком соответствующего индивидуального органа управления 16 или 17 (руководствуясь выбранной стороной поворота), тем самым разрывая поток крутящего момента между промежуточным валом 32 и полым входным полувалом 4 или 5 (в зависимости от выбранной стороны поворота). В результате чего, один из выходных полувалов 2 или 3 останавливается вместе с установленным на нем ведущим колесом и/или фрезой (на фигурах не показаны), а вращающийся полувал 3 или 2 соответственно, с установленным на нем ведущим колесом и/или фрезой (на фигурах не показаны), описывает вокруг него дугу, тем самым производя поворот, величину угла которого контролирует оператор, воздействуя на индивидуальные органы управления 16 или 17 (в зависимости от выбранной стороны поворота).When turning the walk-behind tractor, the operator presses the walk-behind tractor control handle of the corresponding individual control 16 or 17 (guided by the selected side of rotation), thereby breaking the flow of torque between the intermediate shaft 32 and the hollow input half-shaft 4 or 5 (depending on the selected side of rotation). As a result, one of the output half-shafts 2 or 3 stops together with the drive wheel and/or cutter installed on it (not shown in the figures), and the rotating half-shaft 3 or 2, respectively, with the drive wheel and/or cutter installed on it (on figures not shown), describes an arc around it, thereby producing a turn, the angle of which is controlled by the operator by acting on individual controls 16 or 17 (depending on the selected side of the turn).

При развороте мотоблока оператор выжимает рукоятку управления мотоблоком соответствующего индивидуального органа управления 16 или 17 (руководствуясь выбранной стороной разворота), тем самым разрывая поток крутящего момента между промежуточным валом 32 и полым входным полувалом 4 или 5 (в зависимости от выбранной стороны разворота). В результате чего, один из выходных полувалов 2 или 3 останавливается вместе с установленным на нем ведущим колесом и/или фрезой (на фигурах не показаны), а вращающийся полувал 3 или 2 соответственно, с установленным на нем ведущим колесом и/или фрезой (на фигурах не показаны), описывает вокруг него полуокружность, тем самым производя разворот, который контролирует оператор, воздействуя на индивидуальные органы управления 16 или 17 (в зависимости от выбранной стороны разворота).When turning the walk-behind tractor, the operator squeezes the walk-behind tractor control handle of the corresponding individual control 16 or 17 (guided by the selected side of the turn), thereby breaking the flow of torque between the intermediate shaft 32 and the hollow input half-shaft 4 or 5 (depending on the selected side of the turn). As a result, one of the output half-shafts 2 or 3 stops together with the drive wheel and/or cutter installed on it (not shown in the figures), and the rotating half-shaft 3 or 2, respectively, with the drive wheel and/or cutter installed on it (on figures not shown), describes a semicircle around it, thereby producing a turn, which is controlled by the operator by acting on individual controls 16 or 17 (depending on the selected side of the turn).

При движении мотоблока по криволинейной траектории оператор кратковременно выжимает рукоятку управления мотоблоком соответствующего индивидуального органа управления 16 или 17 (руководствуясь выбранным направлением траектории движения), тем самым кратковременно разрывая поток крутящего момента между промежуточным валом 32 и полым входным полувалом 4 или 5 (в зависимости от направления траектории движения). В результате чего, один из выходных полувалов 2 или 3 кратковременно останавливается вместе с установленным на нем ведущим колесом и/или фрезой (на фигурах не показаны), а вращающийся полувал 3 или 2 соответственно, с установленным на нем ведущим колесом и/или фрезой (на фигурах не показаны), описывает вокруг него дугу, тем самым производя движение по криволинейной траектории которое контролирует оператор, воздействуя на индивидуальные органы управления 16 или 17 (в зависимости от направления траектории движения).When the walk-behind tractor moves along a curved path, the operator briefly squeezes the walk-behind tractor control handle of the corresponding individual control 16 or 17 (guided by the selected direction of the movement path), thereby briefly breaking the flow of torque between the intermediate shaft 32 and the hollow input half-shaft 4 or 5 (depending on the direction movement trajectories). As a result, one of the output half-shafts 2 or 3 stops briefly together with the drive wheel and/or cutter installed on it (not shown in the figures), and the rotating half-shaft 3 or 2, respectively, with the drive wheel and/or cutter installed on it ( not shown in the figures), describes an arc around it, thereby producing movement along a curved trajectory which is controlled by the operator, acting on individual controls 16 or 17 (depending on the direction of the movement trajectory).

При маневрировании мотоблока:When maneuvering the walk-behind tractor:

- оператор не прикладывает физических усилий на руль, а работает только с индивидуальными органами управления 16 и 17, что снижает трудоемкость управления мотоблоком при поворотах, разворотах и маневрировании;- the operator does not put physical effort on the steering wheel, but works only with individual controls 16 and 17, which reduces the complexity of controlling the walk-behind tractor when turning, turning and maneuvering;

- задействуется крутящий момент ДВС, передаваемый на ведущее колесо и/или фрезу, а не мускульная сила оператора, из-за чего изменение направления движения происходит быстрее, чем в прототипе, а следовательно повышается маневренность;- the torque of the internal combustion engine is used, transmitted to the drive wheel and/or cutter, and not the muscular strength of the operator, due to which the change in direction of movement occurs faster than in the prototype, and therefore maneuverability increases;

- на неровной дороге или пересеченной местности на одно из колес и/или фрез всегда будет передаваться крутящий момент от ДВС, что повысит проходимость;- on an uneven road or rough terrain, torque from the internal combustion engine will always be transmitted to one of the wheels and/or cutters, which will increase cross-country ability;

- происходит минимальный износ компонентов сцепления вследствие их непродолжительной пробуксовки (период завершения маневрирования, который протекает быстрее за счет использования ДВС, а не мускульной силы оператора).- minimal wear of the clutch components occurs due to their short-term slipping (the period of completion of maneuvering, which proceeds faster due to the use of the internal combustion engine, and not the muscular strength of the operator).

Применение изобретения позволит: снизить трудоемкость управления мотоблоком при маневрировании, повысить его проходимость, а также увеличить ресурс сцепления.The use of the invention will make it possible to: reduce the complexity of controlling a walk-behind tractor when maneuvering, increase its cross-country ability, and also increase the clutch life.

Claims

Power transmission of a walk-behind tractor, containing a gearbox housing with an output shaft located inside, composed of two output half-shafts, fixed from axial movement and configured to rotate independently relative to each other, connected to the input shaft through sprocket blocks, characterized in that the gearbox housing is equipped with an intermediate shaft having a drive cardan and drive sprockets, and the input shaft is made up of two hollow input half-shafts, secured against axial movement and made capable of independent rotation relative to each other, while in their cavities there are clutch release rods with release mechanisms equipped with individual controls, providing the on and off modes of the clutch, and on the outer part of the hollow input half-shafts there are coaxially installed driving clutches equipped with driving disks, and driven clutches equipped with driven disks and pressure disks, which have springs installed with the ability to press the driven clutches of the leading ones to the base and driven disks, and on the outer part of the hollow input half-shafts, drive clutches are installed with the possibility of axial rotation, the outer surfaces of which are made in the form of driven sprockets, connected to the drive sprockets by roller chains.