История одной коробки передач / Хабр
В общем, задумал я однажды придумать свою автоматическую коробку передач. Так чтобы не хуже других получилась. Не хуже — это чтобы были настраиваемые (желательно программно) передачи, обязательно наличие заднего хода, сама конструкция, в плане механики, была бы как можно проще, и при этом отсутствовали внутренние пробуксовки (как в вариаторе и гидротрансформаторе традиционной АКПП). Область применения: в качестве коробки передач в легковых авто, в качестве редукторов в промышленном оборудовании. Нахрена Зачем мне это надо было? Тут следует уточнить что на дворе был 2011 год, я на последнем курсе универа, специальность по диплому инженер-конструктор ракетостроения. До этого уже был интересный проект, который потянул на курсовую работу под названием «Механический аккумулятор крутящего момента». Суть которого заключалась в создании устройства, работающего в паре с двигателем в какой-либо системе, чтобы компенсировать редкие пиковые нагрузки крутящего момента, превышающего возможности двигателя.
Также был проект в котором я попытался оптимизировать работу дискретного клапана-дросселя, работающего под газом. Такого как на картинке ниже.
Смысл в том, что этот клапан работает ступенчато. Посредством установки в байпасную линию моего устройства ступеньки нивелировались. В общем, пока все большинство рисовали ракеты, я занимался каким-то творчеством. Ну да ладно, здесь я как-то отвлекся. Маленький опыт решения нестандартных задач уже был, и в качестве увлечения в перерывах между учебой, работой и девушкой воспаленный мозг генерил возможные схемы решения поставленной задачи. На тот момент задача — патентоспособная идея. Если обобщить мои мысли на тот момент, крутился я вокруг схемы подобной на картинке ниже.
Отказался от подобных схем по причине того, что для реализации заднего хода необходимо мастрячить какой-то дополнительный банальный механизм, с управлением как у коробки-робота, непонятно как организовать систему управления. В общем хотелось родить изящную идею, и как можно проще.
Недолго я мучался, скоро меня забрили в армию. Зачем пошел? Категория годности по всем пунктам «А», да и косить как-то стремно было. В армии классно) Тебе не угрожают отчислить (был пару раз на грани), не надо платить за аренду жилплощади и т.д. Воспринимал изначально всё как летний лагерь. Плевать я хотел на все тяготы и лишения. В книге Пауло Коэльо жизнь сравнивается с американскими горками, лететь по которым страшно, но с рельс тебя никогда не выкинет. В общем, когда другие искали возможность «задолбить» в санчасть, я просто расслабился и постарался получить удовольствие.
Да, и это я тот засранец который на теоретических занятиях попросил на ближайшей имитации полевого учения рыть окопы по всем правилам. Опять отвлекаюсь. Ладно, самый главный плюс для меня армии, что нигде так не высыпался как там. Отбой в 21:00, подъем в 6:00. После месяца карантина меня забрали работать в штаб тыла части. По долгу службы было персональное рабочее место с древним компьютером. В наряды за всю службу сходил раза 2-3.
Недолго думая заказал по почте установочник Компас 3Д и флешку. Памяти на компе было очень мало, поэтому Компас поставил прямо на флешку. Идеальное рабочее место. Почти как в шарашке.
Потребностей у тебя практически нет, и соблазнов тоже. Интернета тоже. Спасибо ВС РФ. В свободное время кубатурил над своей идеей. Постепенно я пришел к тому, что коробка должна содержать планетарные передачи в силу компактности. Плюс осознал, что любая коробка передач или редуктор передают две составляющие: скорость и крутящий момент. Задумался об использовании дифференциалов в коробке передач. Дифференциал — механизм в котором есть один входной вал и два выходных вала. Для любого дифференциала справедливо утверждение, что если один из выходных валов искусственно затормозить, то второй начнет крутится пропорционально быстрее. Не буду ходить вокруг да около, домыслил до того, что должны быть два дифференциала, развернутые друг к другу, между которыми должен быть ТКМ — трансформатор крутящего момента (это я сам так обозвал).
Схема ниже.
СУ- это система управления, воздействующая на трансформатор крутящего момента. Видимо идеи витают в воздухе. При увольнении из армии, добрался до нормального интернета и без труда наткнулся на разработки товарища Иванова К.С. с его «Зубчатым вариатором». У него уже была запатентована конструкция из двух дифференциалов, как и в моей схеме, но между дифференциалами ничего нет. В его конструкции при повышении нагрузки на выходном валу крутящий момент сам распределяется между звеньями дифференциалов. Подробнее можно посмотреть здесь: https://www.sovmash.com/node/97. Я же ставил задачу, чтобы в любой момент можно было менять передаточное отношение как я хочу. Да, и чуть позже на ТВ, по-моему на НТВ, восторженно показывали как такая конструкция может перевернуть автоиндустрию. Не умаляя заслуг автора, скажу что это не так. Вообще, забегая вперед, скажу, что никакая самая блестящая идея, даже с патентом просто так не взорвет современный мир, без продуманного менеджмента и инвестиций.
Ну так вот я и подошел, к тому что нужна конструкция ТКМ, по сути нужен тормоз. Но тормоз не подходит, т.к. потери на трение, не откалибровать и т.д. Живем мы все в реальном мире и после армии я на всё это дело забил. Да периодически я задумывался над идеей ТКМ, но я тут как-то устроился на работу, женился + частный дом достался по наследству (спасибо старшему поколению). Потом мы с супругой оформили ИП — пытались заниматься кофейными аппаратами. В кризис 2014 с ростом доллара цена аппарата увеличилась в 1.4 раза, и так как спрос на кофе в нашем городке в 50 тыс. населения и так был невелик, я от них избавился. После 2015 г. мы с отцом, параллельно с основной работой, работали на миниэкскаваторе. Но в силу разных причин и от этой затеи пришлось отказаться. Мысли о коробке всё равно меня волновали, и я решил, что надо собрать волю в кулак и из принципа дойти до патента. Месяц усердной работы, с параллельным освоением Зд моделирования, и получил вот это.
Попутно написал какое-никакое описание.
Теперь я задумался как оформить патент и надо ли строить прототип. Нашел в Ижевске патентную контору и пришел туда на консультацию. Когда сказал, что хочу запатентовать коробку передач, были слегка удивлены и задали вопрос: зачем мне вообще мне это надо? Сказал что это просто моя хотелка, самореализация что-ли. К нам говорят приходят отдельные детали запатентовать, чтобы их не украли, а ты тут с целой коробкой. В общем, скинул на почту чертежи с описанием, чтобы посмотрели и решили берутся или нет. Сам я с процедурой патентования никак знаком ранее не был, поэтому в одиночку даже не пытался. Вообще руководителю этой конторы я очень и очень признателен. Вместе мы целый месяц готовили описание, наверное с десяток раз перетрясли формулу изобретения. Это был классный опыт. В мае 2019 года подали заявку на изобретение. Роспатент один раз попросил поправить формулу, т.к. иначе нарушались права китайского патента на рулевой механизм. Осенью успешно получил патент. Так то классные ощущения. Что делать дальше с этой бумагой я честно говоря не знал.
Не знаю и сейчас.
В марте месяце каждого года проходит StartUp Tour. И весной 2020 года, в Казани, я побывал на таком мероприятии в качестве посетителя. Интересное мероприятие которое объединяет людей с идеями, людей с деньгами и представителей власти. Оттуда вынес, что стопудово надо делать работающий прототип. В принципе если у вас есть идея для «железного» стартапа и вы хотите её развить, то необходимы патент, прототип и нормальная презентация. Необходимо также понимать, что инвестора интересуют по большому счету только три вопроса: сколько тебе надо денег? на какой срок? какова отдача? Поэтому в настоящее время возникают ненормальные перекосы: могут инвестировать в пельменный вендинговый аппарат и пропустить мимо серьезные аддитивные технологии в металлообработке.
На этом же мероприятии познакомился с товарищем по несчастью хорошим человеком Максимом Савиновым. Макс в 2014 году получил патент на свою коробку и в тот момент оформлял зарубежные патенты на свою идею.
В Казани он был с презентацией. Контакты с ним поддерживаем до сих пор. По патентам хочу ещё заметить, то что патент России охраняет Вашу идею только на территории России. Если вы хотите получить исключительное право в какой-либо ещё стране, то вам необходимо обращаться в патентное ведомство соответствующей страны, и возможно есть смысл подать международную заявку PCT, пока не истек год с даты подачи заявки на патент в РФ. Я посчитал что мне нужна международная заявка и я самостоятельно подал заявление в PCT на международную публикацию. По факту в настоящий момент интереса к изобретению я никакого не наблюдаю и смысла в каких-то дальнейших телодвижениях не вижу. В марте прошлого года у меня созрела мысль на полезную модель. Я задумал скрестить дифференциалы не с ТКМ, а с обычным клиноременным вариатором. Вообще если изобретение отвечает признакам новизны, изобретательского уровня и технической восполнимости, то полезная модель только новизны и технической восполнимости. Т.е., грубо говоря, зажигалка — это изобретение, фонарик — это изобретение, а вот зажигалка с фонариком — это полезная модель.
Ниже схема этой идеи (взял из патентной заявки).
Собственно, для понимания: 6 — система управления, 5 — ремень вариатора, 3 и 4 — шкивы вариатора, 7 — входной вал, 8 — выходной вал, остальное валы и шестерни составляющие дифференциалы. Плюсы предложенной полезной модели: все узлы так или иначе отработанны в промышленности; вариатор здесь служит для управляющего усилия, а не передачи момента, т.е. нет ведущего и ведомого шкивов, они оба относительно друга и ведущие и ведомые. Считаю, что за счет такой схемы можно здорово продлить жизнь ремню и шкивам вариатора. Плюс ещё в том, что при грамотной настройке, для организации обратного хода не требуются дополнительные механизмы. Подробно всё расписано в описании к патенту https://yandex.ru/patents/doc/RU199274U1_20200825 . В общем появился у меня патент ещё и на полезную модель. Но вот дальше дело толком не сдвинулось. Сейчас для прототипирования появилось больше возможностей. Спасибо аддитивным технологиям. Я попытался сначала заказывать детали на 3д принтере на стороне, но быстро отказался от этой идеи, т.
к. на цену за мои заказы можно было бы принтер купить, а во времени вся работа очень сильно растягивается. Спасибо отцу, который верит в меня-дурака, и проспонсировал покупку фотополимерника.
Почему фотополимерник? Потому что качество и прочность деталей выше. Попробовал печатать смолой, которая была в комплекте. Печатает, но детали хрупкие. Заказал инженерную смолу. Но с ней у меня как-то не сложилось. Не печатает и всё — разрывает деталь между платформой и пленкой ванны. Заказал смолу ещё другой марки — посмотрим как пойдет. Так что в ближайших планах создать работающий прототип. Непечатные составляющие на 80% у меня в комплекте. Конечно я написал с десяток писем на электронную почту в компании которым могло бы пригодится мое изобретение или полезная модель. Но в ответ: «Спасибо, это долго и дорого внедрять» или просто молчание.
В общем, к чему я это всё? Да так просто, в отпуске я сейчас, смола для принтера ещё не пришла. Пойду вот и через пару дней всё что задумал сделаю.
Всем спасибо.
Коробки передач. Общие сведения
Коробки передач тракторов располагается обычно между сцеплением и центральной передачей трансмиссии, и представляют собой редукторы с набором валов и зубчатых колес. Последние вводятся во временные силовые связи для получения необходимого передаточного числа между входным и выходным валом. Так как число пар зубчатых колес ограничено, то и число передач (число возможных передаточных чисел) КП фиксировано. Чем больше число передач, тем больше возможностей для выбора наиболее экономичного режима работы МТА, но тем сложнее и дороже конструкция КП и сложнее управление ее работой.
Современные КП обеспечивают получение от 5 до 36 и более передач переднего хода, что связано с разнообразием работ, выполняемых, главным образом, универсальными тракторами. Все передачи подразделяются на четыре диапазона, характерные для назначения трактора: основной (рабочий), резервный, транспортный и технологический (замедленный, иногда называемый рассадочно — посадочный).
Основной диапазон служит для выполнения главных сельскохозяйственных или других работ, требующих высоких значений силы тяги на крюке трактора при допустимом буксовании его движителей и эксплуатационной загрузке двигателя близкой к номинальной. В этом диапазоне скоростей трактор работает наибольшее время эксплуатации. Число передач в данном диапазоне зависит от типа и назначения трактора: обычно 3-7 и больше.
Резервный диапазон передач (не более двух) служит для получения повышенных тяговых усилий примерно на 20…25% больше, чем на основном диапазоне. Он необходим для преодоления больших тяговых сопротивлений в экстремальных условиях эксплуатации МТА.
Транспортный диапазон (1-8 передач) имеет передачи, позволяющие МТА двигаться в различных условиях профиля дороги и ее покрытия.
Технологический диапазон необходим для выполнения работ, требующих стабильных небольших технологических скоростей движения МТА, особенно в сельскохозяйственном производстве и для тракторов трубоукладчиков.
Необходимое количество передач заднего хода обычно не более одной — двух, но в реальных конструкциях встречается и большее их число, вплоть до полностью реверсивных КП, когда число передач вперед и назад одинаковое.
Классификацию КП можно провести по следующим характерным признакам:
— по способу образования шестеренной передачи;
— по способу зацепления шестерен;
— по методу переключения передач;
— по способу управления;
— по расположению валов КП относительно продольной оси трактора;
— по кинематической схеме.
По способу образования шестеренной передачи КП бывают с неподвижными осями валов, планетарные и комбинированные. В настоящее время большинство отечественных сельскохозяйственных и промышленных тракторов имеют КП с неподвижными осями ваюв.
Планетарные передачи в отечественных тракторах пока имеют ограниченное применение, только как элементы отдельных устройств трансмиссии — увеличитель крутящего момента, ходоуменьшитель, механизм реверса. В зарубежном тракторостроении достаточно широко применяются планетарные КП, особенно на промышленных тракторах. Если в КП применены оба способа образования передачи, то ее называют комбинированной.
По способу зацепления шестерен КП бывают с подвижными шестернями (каретками) и с шестернями постоянного зацепления. Принципиальные схемы элементов зацепления шестерен в нейтральном положении приведены на рис. 4.1.
На рис. 4.1,а включение передачи производится продольным перемещением каретки 2 (в данном случае двухвенцовой, для образования двух различных передач) по шлицам вала 1 до полного ее зацепления с одной из шестерен 4, неподвижно закрепленных на параллельном валу 3. Необходимо отметить, что в подобных конструкциях КП возможно применение только прямозубых цилиндрических шестерен.
На рис. 4.1,б,в и г показаны три варианта блокировки свободно вращающихся шестерен постоянного зацепления с валом для включения передачи.
На рис. 4.1,6 включение передачи производится продольным перемещением зубчатой муфты 3, установленной на зубчатом венце 4 вала 1, до полного ввода ее в зацепление с аналогичными венцами на ступицах свободно вращающихся шестерен 2 или 5.
На рис. 4.1,е включение передачи производится с помощью синхронизатора. Принцип работы синхронизатора заключается в том, что его зубчатая муфта 6 вала 1 может входить, в зацепление с зубчатыми венцами ступиц свободно вращающихся шестерен 2 или 7 только после предварительного выравнивания их угловых скоростей с валом муфты. Это достигается посредством сил трения в контакте конусных поверхностей ступиц и прижимного кольца 5, имеющего упругую связь с поводковым устройством 4 муфгы 6. После чего при дальнейшем приложении осевого усилия к поводковому устройству 4 преодолевается сопротивление пружинных фиксаторов 5, и последующее включение передачи происходит легко и безударно.
Рис. 4.1. Принципиальные схемы элементов зацеплении шестерен в КП
На рис. 4.1,г включение передачи происходит с помощью многодисковых фрикционных муфт М, и М2 (чаще всего с гидравлическим нажимным механизмом), общий наружный барабан 3 которых соединен с валом У, а их внутренние барабаны закреплены на ступицах блокируемых свободно вращающихся шестерен 2 и 4. В ряде случаев при использовании этого метода переключения можно отказаться от применения ФС.
В планетарных КП применят только шестерни постоянного зацепления.
По методу переключения передач КП подразделяются на переключаемые с остановкой трактора (с разрывом потока мощности) и без его остановки (без разрыва потока мощности или с кратковременным разрывом, не прекращающим вращение валов). В первом случае включение передачи происходит при неподвижных валах, и МТА разгоняется с места на любой передаче. Такие КП обычно выполняют с каретками или блокировочными муфтами (рис. 4.1,а) и рис. 4.
1,6). Во втором случае КП выполняются с элементами переключения, представленными на рис. 4.1,в и рис. 4.1,г, или это коробки планетарного типа.
По способу управления КП бывают с механическим, гидравлическим и электромагнитным механизмами переключения передач. Если в КП переключение передач производится с остановкой трактора или без его остановки, но с синхронизаторами, то обычно применяется управляемая вручную механическая рычажная система с тягами, перемещающими каретку или блокировочные муфты.
Два других способа управления применяются в КП с переключением передач на ходу посредством многодисковых фрикционных муфт с дистанционным управлением. Если в КП применены оба метода переключения передач, то, как правило, переключение диапазонов производится рычажно-тяговой системой, а переключение передач внутри диапазона — блокировочными фрикционными муфтами.
По расположению валов относительно продольной оси трактора КП подразделяются на продольные и поперечные. Последние чаще всего применяются на колесных тракторах малых тяговых классов 0,6 и 0,9, что позволяет уменьшить их продольную базу, увеличив, тем самым, их маневренность, и упростить центральную передачу их трансмиссий, заменяя коническую пару шестерен цилиндрической.
По конструктивной компоновке различают КП:
— выполненные в виде самостоятельного агрегата;
— выполненные вместе с другими агрегатами трансмиссии в общем корпусе заднего моста. Последняя компоновка характерна для КП с поперечными валами.
По кинематической схеме КП подразделяются на двухвальные, трехвальные, составные и специальные. Следует отметить, что термины двух и трехвальные КП относятся только к способу получения передач основного диапазона. Для получения передач других диапазонов и заднего хода в этих КП обычно имеются дополнительные валы и пары шестерен. Входной и выходной валы этих КП обычно называют первичным и вторичным.
В двухвальной КП поток мощности от первичного к парал-лельному вторичному валу всегда передается только через одну работаю-щую пару шестерен, образующую необходимую передачу. Поэтому такую КП называют еще однопарной.
В трехвальной КП при получении основных передач поток мощности от первичного вала вначале передается через дополнительную пару шестерен постоянного зацепления к промежуточному валу и от него к параллельному вторичному валу через соответствующую пару шестерен, как в двухвальной КП.
Таким образом, в трехвальной КП силовой поток на основных передачах всегда передается через две пары шестерен, почему ее и называют также двухпарной. В КП с продольными валами и соосным расположением первичного и вторичного валов есть возможность их замыкания и получения прямой передачи с передаточным числом равным единице. Для трактора она обычно является транспортной, а не основной.
Составные КП представляют собой комбинации двухвальных, трехвальных и планетарных КП, которые соединяют последовательно для увеличения общего передаточного числа и числа передач. Располагаются они или последовательно по продольной оси трактора в одном общем корпусе, или в отдельных картерах, фланцуемых друг к другу. Иногда составные КГ1 компонуются комбинацией двухвальных КП, выполненных на параллельных валах в одном общем картере. Во всех случаях одна из КП является главной, посредством которой устанавливаются передачи внутри заданного их диапазона, а другая или другие КП являются редукторными, предназначенными для выбора необходимого диапазона передач.
Специальные КП имеют кинематические схемы, отличные от рассмотренных. К ним следует относить и разнообразные схемы планетарных КП.
Коробки передач – Продукция WestCoast
- Дом
- Коробки передач
FeaturedName AscendingName DescendingDate AscendingDate DescendingPrice AscendingPrice DescendingЛучшие продажи
Продажа
34,99 $
Продажа
74,99 $
Продажа
54,99 $
Продажа
74,99 $
Продажа
69,99 $
Продажа
14,99 $
Продажа
59,99 $
Продажа
59,99 $
Продажа
74,99 $
Продажа
239,99 $
Продажа
99,99 $
Продажа
99,99 $
Продажа
34,99 $
Продажа
69,99 $
Продажа
59,99 $
Продажа
254,99 $
Продажа
299,99 $
Продажа
199,99 $
Продажа
14,99 $
Продажа
39,99 $
Продажа
17,99 $
Продажа
24,99 $
Продажа
59,99 $
Продажа
НАВЕРХДобавлено в корзину!
ПОСМОТРЕТЬ КОРЗИНУ
Я согласен с условиями
ПЕРЕЙТИ К ОФОРМЛЕНИЮ
Добавлено в корзину!
ВСЕГО:
В вашей корзине есть товарыВСЕГО:
ПОСМОТРЕТЬ КОРЗИНУ
Я согласен с условиями
ПЕРЕЙТИ К ОФОРМЛЕНИЮ
С этим товаром также купить:
Пожалуйста, войдите, и вы добавите продукт в свой список желаний
ВОЙТИ РЕГИСТРАЦИЯ
Шестерни и коробки передач — Renold Plc
Renold Gears разрабатывает и производит полный спектр зубчатых передач, включая червячные передачи, конические и косозубые передачи.
Независимо от того, требуется ли вам стандартное решение, доступное в готовом виде, или индивидуальное решение, в котором наша опытная команда инженеров спроектирует редуктор в соответствии с конкретными потребностями вашего применения, у нас есть решение для вас.
У нас также есть специальная сервисная группа, которая предлагает быстрый ремонт промышленных редукторов всех марок и типов.
Запрос информации
Серия R
Рядный цилиндрический редуктор.
Больше информации
К серия
Конический цилиндрический редуктор.
Больше информации
Серия S
Червячный редуктор
Больше информации
Серия F
Редуктор с валом.
Больше информации
Серия JPM
Червячный редуктор с крутящим моментом до 520 Нм и диапазоном передаточных отношений от 5:1 до 70:1.
Больше информации
WM серия
Агрегат WormMaster доступен с одинарным или двойным редуктором.
Больше информации
Серия ПМ
Мотор-редуктор доступен в шести типоразмерах мощностью до 84 кВт.
Больше информации
Серия ТВ
Червячный редуктор для тяжелых условий эксплуатации.
Больше информации
Серия SMX
Редукторы скорости, устанавливаемые на валу, доступны в виде одинарных и двойных редукторов.
Больше информации
Серия Н
Цилиндрические и конические косозубые узлы для тяжелых условий эксплуатации с закаленными и шлифованными зубчатыми колесами.
Больше информации
Серия WH
Привод компактного транзитного эскалатора
Больше информации
Решения для транзитных эскалаторов
Решения для привода транзитных эскалаторов от Renold Gears
Больше информации
Индивидуальные решения для зубчатых передач
Индивидуальные решения для зубчатых передач от Renold Gears
Больше информации
Червячные передачи
Уже более 100 лет компания Holroyd производит высококачественные червяки и червячные колеса на заказ
Больше информации
Винтовые шестерни
Косозубые шестерни от Renold Gears.
Больше информации
Гидравлические вариаторы скорости Carter
Больше информации
Ремонт редуктора Carter
Гидростатическая вариаторная установка Carter имеет бесступенчатый диапазон скоростей 27:1.
Больше информации
Ремонт и обслуживание
Renold Gears предлагает комплексные услуги по ремонту промышленных редукторов непосредственно на своем заводе в Великобритании.
Больше информации
Ренольд SmartGearbox
Renold Gears представляет новую коробку передач SmartGearbox, включающую ряд технологий мониторинга состояния.