EA026175B1

EA026175B1 - Универсальный редуктор транспортного средства

Info

Publication number: EA026175B1
Application number: EA201400429A
Authority: EA
Inventors: Асхат Климович Боташев
Original assignee: Асхат Климович Боташев
Priority date: 2014-03-12
Filing date: 2014-03-12
Publication date: 2017-03-31
Also published as: EA201400429A1

Abstract

Изобретение относится к транспортному машиностроению. Технический результат сводится к увеличению количества оборотов ведомого вала. Универсальный редуктор содержит корпус 1, ведущий вал 2 с закрепленной на нем ведущей шестерней 3, промежуточный вал 4 с закрепленными на нем первой промежуточной и второй промежуточной шестернями 5 и 6, ведомый вал 7 с закрепленной на нем ведомой шестерней 8, причем ведущий, промежуточный и ведомый валы 2, 4, 7 расположены параллельно друг другу и проходят через центры закрепленных с ними соответственно ведущей, первой и второй промежуточными шестернями 3, 5, 6 и ведомой шестерни 8, при этом зубья ведущей шестерни 3 находятся в зацеплении 9 с зубьями первой промежуточной шестерни 5, а зубья ведомой шестерни 8 находятся в зацеплении 10 с зубьями второй промежуточной шестерни 6, причем зубья ведущей и ведомой шестерней 3, 8 выполнены с возможностью незацепления друг с другом, при этом диаметр ведущей шестерни 3 выполнен меньше диаметра первой промежуточной шестерни 5, а диаметр ведомой шестерни 8 выполнен меньше диаметра второй промежуточной шестерни 6, при этом диаметр ведущей шестерни 3 выполнен больше диаметра ведомой шестерни 8.

Description

Изобретение относится к области транспортного машиностроения, в частности к универсальному редуктору транспортного средства, и может быть использовано в качестве редуктора для автомобилей, мотоциклов, водных судов, самолетов, вертолетов и других транспортных средств, для передачи вращающего момента приводной мощности от двигателя на ведущие колеса и винты транспортного средства с электрическими двигателями, а также для выработки электроэнергии на электростанциях.

Уровень техники

Известна коробка передач транспортного средства, содержащая входной и выходной валы, три дифференциальных механизма, каждый из которых имеет водило, сателлиты, солнечную и эпициклическую шестерни и семь фрикционных элементов управления в виде муфт и тормозов, при этом два дифференциальных механизма образуют основную планетарную коробку передач, солнечные шестерни которой соединены с эпициклом третьего дифференциального механизма, водило и солнечная шестерня которого через фрикционные муфты соединены с входным валом и образуют планетарный реверсделитель с ускоряющей передачей (см. пат. КИ № 2462632, кл. Р16Н 3/44, Р16Н 37/08, опубл. 27.09.2012 г.).

Недостатком данной коробки передач является сложность конструкции и невысокий коэффициент полезного действия.

Известна коробка передач транспортного средства, содержащая находящиеся в зубчатом зацеплении сопряженный с выходным валом двигателя ведущий блок, содержащий по крайней мере две муфты сцепления ведущего блока и два сопряженных с ними вала ведущего блока, на каждом из которых расположена по крайней мере одна шестерня, и сопряженный с ведущим валом ведомый блок, при этом ведомый блок содержит по крайней мере две муфты сцепления ведомого блока и по крайней мере два сопряженных с ними и расположенных соосно внутри друг друга вала ведомого блока, на каждом из которых расположена по крайней мере одна шестерня.

Коробка передач выполнена с возможностью одновременного включения одной муфты сцепления ведущего блока и одной муфты сцепления ведомого блока.

Коробка передач выполнена с возможностью управления при движении включением/выключением передач посредством включения/выключения муфт сцепления ведущего блока и включения/выключения муфт сцепления ведомого блока.

Коробка передач выполнена с возможностью передачи крутящего момента от выходного вала двигателя на ведущий блок и с возможностью передачи крутящего момента с ведомого блока на ведущие колеса.

В коробке передач валы ведущего блока расположены соосно внутри друг друга.

В коробке передач валы ведущего блока выполнены с возможностью независимого вращения относительно друг друга.

В коробке передач валы ведомого блока выполнены с возможностью независимого вращения относительно друг друга.

Коробка передач включает в себя по крайней мере две передачи с различным передаточным соотношением, выполненные с возможностью их включения/выключения посредством включения/выключения соответствующих муфт сцепления ведущего и соответствующих муфт сцепления ведущего и соответствующих муфт сцепления ведомого блоков.

В коробке передач каждая из передач выполнена с возможностью постоянного зубчатого зацепления соответствующих шестерен ведущего блока и соответствующих шестерен ведомого блока.

В коробке передач каждая из передач выполнена с возможностью постоянного зубчатого зацепления соответствующих шестерен ведущего блока и соответствующих шестерен ведомого блока через шестерни, расположенные на промежуточном валу.

В коробке передач расположенные на валах шестерни жестко соединены с валами (см. пат. Ки № 2472995, кл. Р16Н 37/06, Р16Н 3/08 опубл. 20.01.2013 г.).

Недостатком данного устройства является то, что оно представляет собой сложную конструкцию и невысокую надежность.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому положительному эффекту и принятая автором за прототип является многоступенчатая коробка передач, содержащая корпус с размещенными в нем первичным, вторичным и промежуточным валами, причем первичный и вторичный валы установлены соосно, а промежуточный вал расположен параллельно этим валам, шестерни промежуточного вала зацеплены попарно с шестернями, свободно установленными на вторичном валу, три шестерни низших передач и шестерня заднего хода закреплены на промежуточном валу, дополнительная шестерня заднего хода или блок из двух шестерен заднего хода расположены на оси между промежуточным и вторичным валами, на первичном валу закреплена ступица трехпозиционной муфты переключения и свободно установлена шестерня, две трехпозиционные муфты переключения расположены на ступицах вторичного вала на выходе коробки передач между рядом шестерен заднего хода и тремя парами шестерен низших передач, при этом первичный вал выполнен единым, на промежуточном валу установлен трубчатый вал, на котором закреплены две шестерни, они зацеплены с шестернями, свободно установленными на пер- 1 026175 вичном и вторичном валах, между вторым, третьим и четвертым рядами шестерен расположены две двухпозиционные сдвоенные муфты переключения, состоящие каждая из двух двухпозиционных полумуфт, расположенных на шестернях соседних рядов параллельных валов, взаимосвязанных вилкой переключения, одна полумуфта установлена на венце шестерни вторичного вала, другая полумуфта установлена напротив первой полумуфты на венце шестерни промежуточного вала (см. пат. КИ № 2261184, кл. В60К 17/08, Р16Н 3/093 опубл. 27. 09.2005 г.).

Недостатками данной коробки передач являются сложность конструкции, быстрый износ двигателя.

Раскрытие изобретения

Задачей предлагаемого изобретения является разработка универсального редуктора транспортного средства, обладающего упрощением конструкции, уменьшением износа двигателя за счет уменьшения оборотов двигателя и увеличением количества оборотов ведомого вала без уменьшения крутящего момента.

Технический результат, который может быть достигнут с помощью предлагаемого изобретения, сводится к упрощению конструкции и уменьшению износа двигателя, а также к многократному увеличению количества оборотов ведомого вала без уменьшения крутящего момента.

Технический результат достигается с помощью универсального редуктора транспортного средства, содержащего корпус, в котором установлены вращающиеся на подшипниках ведущий вал с ведущей шестерней, промежуточный вал с первой промежуточной шестерней и второй промежуточной шестерней и ведомый вал с ведомой шестерней, при этом ведущий вал, промежуточный вал и ведомый вал расположены параллельно по отношению друг к другу и проходят через центры жестко закрепленных с ними соответственно ведущей шестерней, первой и второй промежуточных шестерен соответственно и ведомой шестерни, причем шестерни выполнены цилиндрической формы, установлены неподвижно на своих валах и расположены перпендикулярно к осям своего вращения, при этом зубья ведущей шестерни находятся в постоянном зацеплении только с зубьями первой промежуточной шестерни, а зубья ведомой шестерни находятся в постоянном зацеплении только с зубьями второй промежуточной шестерни, причем зубья ведущей шестерни и зубья ведомой шестерни выполнены с возможностью незацепления друг с другом, при этом диаметр ведущей шестерни выполнен меньше диаметра первой промежуточной шестерни, а диаметр ведомой шестерни выполнен меньше диаметра второй промежуточной шестерни, а диаметр ведущей шестерни выполнен больше диаметра ведомой шестерни, при этом диаметры ведущей шестерни и первой промежуточной шестерни выполнены с возможностью ограничения только размерами того пространства, в котором устанавливают универсальный редуктор, при этом диаметры ведущей шестерни и первой промежуточной шестерни выполнены как можно больше, а радиус второй промежуточной шестерни выполнен не превышающим длину полезного рычага первой промежуточной шестерни, при этом диаметр ведомой шестерни выполнен как можно меньше, причем ведущая шестерня посредством ведущего вала соединена с двигателем, а ведомая шестерня посредством ведомого вала соединена с ведущими колесами.

Краткое описание чертежей

На чертеже дан универсальный редуктор транспортного средства, общий вид.

Осуществление изобретения

Универсальный редуктор транспортного средства состоит из корпуса 1, в котором установлены вращающиеся на подшипниках (на чертеже не показаны) ведущий вал 2 с жестко закрепленной на нем ведущей шестерней 3, промежуточный вал 4 с жестко закрепленными на нем первой промежуточной шестерней 5 и второй промежуточной шестерней 6 и ведомый вал 7 с жестко закрепленной на нем ведомой шестерней 8, причем ведущий вал 2, промежуточный вал 4 и ведомый вал 7 расположены параллельно по отношению друг к другу и проходят точно через центры жестко закрепленных с ними соответственно ведущей шестерней 3, первой и второй промежуточными шестернями 5 и 6 соответственно и ведомой шестерней 8, причем шестерни 3, 5, 6 и 8 выполнены цилиндрической формы, установлены жестко на своих валах и расположены перпендикулярно к осям своего вращения, при этом зубья (на чертеже не показаны) ведущей шестерни 3 находятся в постоянном зацеплении 9 только с зубьями первой промежуточной шестерни 5, а зубья (на чертеже не показаны) ведомой шестерни 8 находятся в постоянном зацеплении 10 только с зубьями второй промежуточной шестерни 6, причем зубья ведущей шестерни 3 и зубья ведомой шестерни 8 выполнены с возможностью незацепления друг с другом, при этом диаметр ведущей шестерни 3 выполнен меньше диаметра первой промежуточной шестерни 5, а диаметр ведомой шестерни 8 выполнен меньше диаметра второй промежуточной шестерни 6, при этом диаметр ведущей шестерни 3 выполнен больше диаметра ведомой шестерни 8, при этом диаметры ведущей шестерни 3 и первой промежуточной шестерни 5 выполнены как можно больше, а диаметр ведомой шестерни 8 выполнен как можно меньше и за время совершения первой промежуточной шестерней 5 одного полного оборота вторая промежуточная шестерня 6 точно так же совершает один полный оборот, при этом ведущий вал 2 соединен с двигателем (на чертеже не показан), от которого получает крутящий момент, а ведомый вал 7 соединен с ведущими колесами или винтами (на чертеже не показаны) и передает им крутящий момент.

- 2 026175

Универсальный редуктор транспортного средства эксплуатируется следующим образом.

Так как ведущий вал 2 соединен с двигателем, от которого получает крутящий момент, а ведомый вал 7 соединен с ведущими колесами или винтами и передает им крутящий момент, а в корпусе 1 установлены вращающиеся на подшипниках ведущий вал 2 с ведущей шестерней 3, промежуточный вал 4 с первой промежуточной шестерней 5 и второй промежуточной шестерней 6 и ведомый вал 7 с ведомой шестерней 8, то за счет того, что диаметр ведущей шестерни 3 выполнен меньше диаметра первой промежуточной шестерни 5, а диаметр ведомой шестерни 8 выполнен меньше диаметра второй промежуточной шестерни 6, при этом диаметр ведущей шестерни 3 выполнен больше диаметра ведомой шестерни 8, а диаметры ведущей шестерни 3 и первой промежуточной шестерни 5 выполнены как можно больше, при этом диаметр ведомой шестерни 8 выполнен как можно меньше и за время совершения первой промежуточной шестерней 5 одного полного оборота вторая промежуточная шестерня 6 точно так же совершает один полный оборот, при этом ведущий вал 2, соединенный с двигателем, получает от него крутящий момент, а ведомый вал 7, соединенный с ведущими колесами или винтами, передает им крутящий момент, например, диаметры ведущей шестерни 3 и первой промежуточной шестерни 5 выполнены, например, 1:2, то за время совершения ведущей шестерней 3 двух полных оборотов вокруг своей оси первая промежуточная шестерня 5 совершает только один полный оборот вокруг своей оси, таким образом, при сохранении такого соотношения оборотов ведущей шестерни 3 и первой промежуточной шестерни 5 относительно друг друга, то есть чем больше будут диаметры ведущей шестерни 3 и первой промежуточной шестерни 5, тем больше будет длина полезного рычага первой промежуточной шестерни 5, именно это увеличение длины полезного рычага первой промежуточной шестерни 5 позволяет выполнить универсальный редуктор с уменьшением оборотов двигателя и, как следствие, уменьшением износа двигателя, а диаметры второй промежуточной шестерни 6 и ведомой шестерни 8 выполнены такими, чтобы за время совершения второй промежуточной шестерней 6 одного полного оборота вокруг своей оси ведомая шестерня 8 совершает как можно большее количество полных оборотов вокруг своей оси, таким образом, при сохранении всех вышеизложенных соотношений оборотов всех данных шестерен 3, 5, 6 и 8 относительно друг друга диаметры ведущей шестерни 3 и первой промежуточной шестерни 5 выполнены как можно больше, а диаметр ведомой шестерни 8 выполнен как можно меньше.

Пример.

В корпусе 1 установлены ведущая шестерня 3, диаметр которой равен 50 см, первая промежуточная шестерня 5, диаметр которой 100 см, при этом длина полезного рычага первой промежуточной шестерни равна 25 см, а диаметр второй промежуточной шестерни 6 равен 50 см, диаметр ведомой шестерни 8 равен 3 см, причем диаметр ведомой шестерни 8 выполнен как можно меньше, а диаметр второй промежуточной шестерни 6 выполнен таким, чтобы за время совершения ведущей шестерней 3 одного полного оборота вокруг своей оси ведомая шестерня 8 совершала не менее 8 оборотов вокруг своей оси без потери крутящего момента, при этом, чем больше будут диаметры ведущей шестерни 3 и первой промежуточной шестерни 5 при сохранении одного и того же соотношения оборотов ведущей шестерни 3 и первой промежуточной шестерни 5 относительно друг друга, тем больше будет длина полезного рычага первой промежуточной шестерни 5, при этом именно многократное увеличение длины полезного рычага первой промежуточной шестерни 5 позволяет сделать редуктор универсальным, причем диаметры ведущей шестерни 3 и первой промежуточной шестерни 5 должны быть выполнены как можно больше. Многократное увеличение длины полезного рычага первой промежуточной шестерни 5 позволяет посредством второй промежуточной шестерни 6 и ведомой шестерни 8 многократно увеличить количество оборотов ведущих колес или винтов без уменьшения крутящего момента, при этом диаметр ведомой шестерни 8 должен быть как можно меньше, причем изменяя диаметр второй промежуточной шестерни 6 можно изменять соотношение оборотов двигателя и ведущих колес, а также крутящий момент.

Таким образом полезным рычагом первой промежуточной шестерни 5 является разница в длине радиусов ведущей шестерни 3 и первой промежуточной шестерни 5;

радиус второй промежуточной шестерни 6 может равняться длине полезного рычага первой промежуточной шестерни 5, при этом радиус второй промежуточной шестерни 6 может быть меньше длины полезного рычага первой промежуточной шестерни 5, при этом радиус второй промежуточной шестерни может быть больше длины полезного рычага первой промежуточной шестерни 5;

при этом, если радиус второй промежуточной шестерни 6 не будет превышать длину полезного рычага первой промежуточной шестерни 5, то в этом случае полезный рычаг первой промежуточной шестерни 5 всегда будет полностью компенсировать потерю крутящего момента во второй промежуточной шестерне 6, при этом весь работающий рычаг первой промежуточной шестерни 5 будет компенсировать потерю крутящего момента в ведущей шестерне 3 и потерю крутящего момента во второй промежуточной шестерне 6;

при этом, чем больше будут диаметры ведущей шестерни 3 и первой промежуточной шестерни 5, тем больше будет длина полезного рычага первой промежуточной шестерни 5, при этом, чем больше будет длина полезного рычага первой промежуточной шестерни 5, тем больше будет проделанная полезная работа, при этом такой результат возможен потому, что полезный рычаг первой промежуточной ше- 3 026175 стерни 5 компенсирует потерю крутящего момента во второй промежуточной шестерне 6;

при этом, используя различные виды шестерней, различные варианты зубчатых передач и различные варианты механических передач, можно сделать различные варианты исполнения универсального редуктора транспортного средства.

Таким образом, конструкция предлагаемого универсального редуктора транспортного средства позволяет достичь технический результат.

Предлагаемое изобретение по сравнению с прототипом и другим известными техническими решениями имеет следующие преимущества:

уменьшение износа двигателя; уменьшение расхода топлива; исключение переключения передач;

многократное увеличение количества оборотов ведомого вала без уменьшения крутящего момента.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Универсальный редуктор транспортного средства, содержащий корпус, в котором установлены вращающиеся на подшипниках ведущий вал с ведущей шестерней, промежуточный вал с первой промежуточной шестерней и второй промежуточной шестерней и ведомый вал с ведомой шестерней, отличающийся тем, что ведущий вал, промежуточный вал и ведомый вал расположены параллельно по отношению друг к другу и проходят через центры жестко закрепленных с ними соответственно ведущей шестерней, первой и второй промежуточных шестерен соответственно и ведомой шестерни, причем шестерни выполнены цилиндрической формы, установлены жестко на своих валах и расположены перпендикулярно к осям своего вращения, при этом зубья ведущей шестерни находятся в постоянном зацеплении только с зубьями первой промежуточной шестерни, а зубья ведомой шестерни находятся в постоянном зацеплении только с зубьями второй промежуточной шестерни, причем зубья ведущей шестерни и зубья ведомой шестерни выполнены с возможностью незацепления друг с другом, при этом диаметр ведущей шестерни выполнен меньше диаметра первой промежуточной шестерни, диаметр ведомой шестерни выполнен меньше диаметра второй промежуточной шестерни, а диаметр ведущей шестерни выполнен больше диаметра ведомой шестерни, при этом радиус второй промежуточной шестерни выполнен не превышающим длину полезного рычага первой промежуточной шестерни, причем ведущий вал выполнен с возможностью соединения с двигателем, а ведомый вал выполнен с возможностью соединения с ведущими колесами или винтами.