КОРОБКА ПЕРЕДАЧ Российский патент 1994 года по МПК B60K17/06 

Изобретение относится к транспортному машиностроению, к трансмиссии транспортных машин.

Известны агрегаты трансмиссии со ступенчатым изменением передаточных чисел, содержащие шестерни, валы, опоры, устройства переключения передач, применяемые на отечественных и зарубежных автомобилях [1].

Эти агрегаты конструктивно сложны, металлоемки.

Наиболее близкой к предлагаемой коробке передач (КП) является многоступенчатая КП, которая [2] состоит из корпуса с размещенными в нем тремя основными валами, причем входной (первичный) и выходной (вторичный) валы соосны, однорядного простого трехзвенного планетарного механизма, расположенного на промежуточном валу, восьми шестерен внешнего зацепления, шести муфт управления, причем три из них пятипозиционные.

Такая КП имеет хорошие показатели по металлоемкости, но конструкция муфт управления сложная, три муфты пятипозиционные, также усложнен узел на входе в планетарный механизм, где на длинном трубчатом валу привода водила установлен еще один коаксиальный вал с шестернями внешнего зацепления, на вторичном валу расположен длинный трубчатый вал.

Цель изобретения - повышение работоспособности КП за счет упрощения ее конструкции.

Указанная цель достигается тем, что из конструкции КП исключены сложные пятипозиционные муфты, осталось по две четырехпозиционные, трехпозиционные и двухпозиционные муфты, нет трубчатого вала на вторичном валу, упрощена конструкция валов на входе в планетарный механизм.

На фиг.1 изображена схема КП, имеющая 21 передачу для движения вперед и 8 передач заднего хода; на фиг.2 - лучевая диаграмма КП (вертикальный луч соответствует передаточному числу 1,0; луч, направленный направо, указывает на замедляющую передачу - чем моложе луч, тем выше передаточное число; луч, направленный налево, соответствует ускоряющей передаче).

В табл. 1 показана работа муфт управления, приведены положения муфт и соединяемые ими детали; в табл.2 - передачи КП и соответствующие им положения муфт управления.

В опорах корпуса КП 1 расположен первичный вал 2, на котором свободно установлена шестерня 3, зацепленная с шестерней 4. Шестерня 4 объединена в блок с шестерней 5 и свободно установлена на промежуточном валу 6 привода солнечной шестерни 7 (а). На валу 6 расположены шестерня 8, трубчатый вал 9, связанный с водилом 10 (h), сателлиты 11 которого зацеплены с эпициклическим колесом 12 (b) и солнечной шестерней 7 (а). На трубчатом валу 9 свободно установлена шестерня 13, зацепленная с шестерней 14, также свободно установленной на вторичном валу 15. На первичном валу 2 свободно установлены шестерни 16 и 17, зацепленные соответственно с шестернями 8 и 5 промежуточного вала 6. Муфта А расположена на ступице первичного вала 2 между шестернями 3 и 17. Сдвоенная муфта В установлена между шестернями 17, 16 и 5, 8. Муфта С расположена между отдельной шестерней 8 и планетарным механизмом. Муфты D и Е установлены на выходе планетарного механизма (ПМ) с обеих сторон шестерни 13. Муфта F расположена между первичным и вторичным валами около шестерни 14.

Работа КП осуществляется следующим образом.

1-я передача - U_ah^b
Крутящий момент с первичного вала 2 по муфте А в первом положении передается на шестерни 3-4, далее по шестерням 5-17, муфте В во втором положении, 16-8, по муфте С в первом положении поступает на вал 6 и солнечную шестерню 7 (а), по сателлитам 11 на водило 10 (h), по муфте Е в первом положении передается на шестерни 13-14 и по муфте F во втором положении - на вторичный вал 15. Эпициклическое колесо 12 (b) остановлено муфтой D в первом положении. На лучевой диаграмме эта передача представлена лучами: 3-4, 5-17, 16-8 U_ah^b, 13-14, выходящими из т.0 и направленными направо к т.1.

2-я передача
Переключаем муфту А в третье положение, выключаются из работы две пары шестерен внешнего зацепления: 3-4 и 5-17, момент передается шестернями 16-8 и далее, как на 1-й передаче.

3-ья передача
Возвращаем муфту А в первое положение и переключаем муфту В также в первое положение. Момент передается шестернями 3-4, далее по муфте В, шестерне 8, муфте С на вал 6 и далее, как на предыдущих передачах.

4-я передача
Переключаем муфту А в третье положение - момент передается шестернями 17-5, по муфте В, шестерне 6, муфте С на вал 6 и далее, как на предыдущих передачах.

5-я передача - U_bh^a
Изменяем состояние ПМ - по сравнению с первыми передачами заменяем местами оставленное звено и вход момента. Момент поступает на эпициклическое колесо (b), останавливаем солнечную шестерню (а). До шестерни 8 момент поступает, как на 1 передаче, затем по муфте С в третьем положении поступает на эпициклическое колесо 12 (b), по сателлитам 11 - на водило 10 (h) и снимается муфтой D в четвертом положении на шестерни 13-14. Солнечная шестерня остановлена относительно корпуса муфтой Е в четвертом положении.

6-я передача
Переключаем муфту А в третье положение - до шестерни 8 момент передается, как на 2-й передаче, далее, как на предыдущей передаче.

7-я передача
Переключаем муфту А и В в первое положение - до шестерни 8 момент передается, как на 3-ей передаче, далее, как на двух предыдущих передачах.

8-я передача U_пм = 1,0
Изменяем состояние ПМ - момент передается напрямую. Переключаем муфты А и В в состояние 1 и 5 передач, после шестерен внешнего зацепления момент передается по ПМ валом 6 привода солнечной шестерни (а) и муфтой Е во втором положении снимается на шестерни 13-14.

9-я передача
Возвращаем ПМ в состояние 5-7-й передач, а муфты А и В - в состояние 4-й передачи. Момент передается шестернями 17-5, муфтой В, шестерней 8, муфтой С на солнечную шестерню (а) и далее, как на 1-й передаче.

10-я передача
Отличается от 8 передачи переключением муфты А в третье положение.

11-я передача
Переключением муфты А и В в первое положение - до ПМ момент передается как на 3-ей передаче, далее, как на 8-й и 9-й передачах.

12-я передача - U_hb^a
Изменяем состояние ПМ - по сравнению с 5-й передачей заменяем вход и выход момента. До шестерни 8 момент поступает, как на 1-й передаче, далее по муфте С во втором положении на водило 10 (h) и снимается с эпициклического колеса муфтой D в третьем положении.

13-я передача
По сравнению с 11-й передачей переключаем муфту А в третье положение - момент до ПМ поступает по шестерням 17-5.

14-я передача
По сравнению с 12-й передачей переключаем муфту А в третье положение.

15-я передача
Переключаем муфты А и В в первое положение - до ПМ момент поступает по шестерням 3-4, далее, как на 12-й передаче.

16-я передача
Переключаем муфту А в третье положение - момент передается шестернями 17-5 и далее, как на предыдущей передаче.

17-я передача U_ha^b
Изменяем состояние ПМ - по сравнению с 1-й передачей заменяем вход и выход момента. До ПМ момент поступает, как на 1-й передаче, далее по муфте С во втором положении на водило (h) и снимается от солнечной шестерни (а) муфтой Е во втором положении. Эпициклическое колесо (b) остановлено муфтой D в первом положении.

18-я передача
Переключаем муфту А в третье положение - до ПМ момент поступает как на 2-й передаче, далее, как на предыдущей передаче.

19-я передача - прямая
С первичного вала 2 момент передается на вторичный вал муфтой F в первом положении. Муфта А во втором (нейтральном) положении. Положения остальных муфт не влияют.

20-я передача
По сравнению с 18 передачей переключаем муфты А и В в первое положение - до ПМ момент передается по шестерням 3-4, далее, как на 18-й передаче.

21-я передача
Переключаем муфту А в третье положение - момент до ПМ поступает по шестерням 17-5 как на 4-й передаче, далее, как на предыдущей передаче.

Задний ход - U_ab^h
Изменяем состояние ПМ - по сравнению с 1-й передачей заменяем остановленное звено и выход момента. Муфтой Е в третьем положении останавливаем водило 10 (h), момент на ПМ поступает по муфте С в первом положении на солнечную шестерню 7 (а) и снимается с эпициклического колеса 12 (b) муфтой D в третьем положении.

Состояния остальных муфт и передача момента соответствуют первым четырем передачам для движения вперед.

5-я передача U_ba^h
Изменяем состояние ПМ - по сравнению с предыдущими передачами заднего хода заменяем звено входа и выхода момента. Момент поступает на эпициклическое колесо 12 (b) по муфте С в третьем положении, а снимается от солнечной шестерни 7 (а) муфтой Е во втором положении. Положения остальных муфт и передача момента соответствуют первым передачам заднего хода.

Изменение внутреннего параметра планетарного механизма - К и передаточных чисел шестерен вызовет изменение характера распределения передач.

Дальнейшее упрощение конструкции КП возможно при исключении прямой передачи. В этом случае можно убрать муфту F, а шестерню 14 надо закрепить на вторичном валу 15.

Использование: на транспортных средствах - в автомобилях-тягачах, тракторах, дорожностроительной технике и т. д. Сущность изобретения: из конструкции коробки передач исключены три сложные ненадежные пятипозиционные муфты, . Большинство переключений выполняется простыми надежными двух- и трехпозиционными муфтами. Упрощена конструкция валов на входе планетарного механизма - остался один трубчатый вал, исключен трубчатый вал вторичного вала. Положительный эффект: улучшаются эксплуатационные характеристики транспортного средства за счет повышения надежности работы коробки передач. 2 ил., 2 табл.

КОРОБКА ПЕРЕДАЧ, содержащая корпус с размещенными в нем валами, причем первичный и вторичный валы соосны, однорядный трехзвенный планетарный механизм, расположенный на промежуточном валу, восемь шестерен внешнего зацепления, свободно установленные на валах, причем две шестерни объединены в блок, шесть муфт управления, причем одна из них установлена на ступице первичного вала над блоком шестерен, две муфты расположены по обе стороны планетарного механизма, отличающаяся тем, что на первичном и промежуточном валах перед планетарным механизмом установлены три пары шестерен, между парой отдельных шестерен и блоком расположена двухпозиционная муфта, взаимосвязанная с обоими валами, на выходе планетарного механизма размещена шестерня, по обе стороны ее установлены муфты управления, эта шестерня зацеплена с шестерней вторичного вала, на котором расположена двухпозиционная муфта для связи этого вала с шестерней или с первичным валом.