КОРОБКА ПЕРЕДАЧ Российский патент 1994 года по МПК B60K17/08 

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 (Автомобили: конструкция, конструирование и расчет. Трансмиссия. Под ред. Гришкевича А.И. Минск: Высшая школа, 1985. 240 с.).

Эти агрегаты конструктивно сложны, металлоемки.

Наиболее близкой к предлагаемой коробке передач (КП) является десятиступенчатая КП [1] , состоящая из корпуса с размещенными в нем валами, входной и выходной валы несоосны, однорядного простого трехзвенного планетарного механизма, четырех шестерен внешнего зацепления и четырех муфт управления.

Такая КП имеет усложненный узел на входе в планетарный механизм. Этот узел состоит из трех коаксиально расположенных валов, муфты управления по обе стороны блока шестерен внешнего зацепления конструктивно сложны и затрудняют переключение передач.

Целью изобретения является упрощение конструкции КП.

Это достигается тем, что блок шестерен внешнего зацепления располагается непосредственно на валу привода солнечной шестерни, трубчатый вал привода водила укорочен, на промежуточном валу установлены три простые трехпозиционные муфты, имеющие нейтральное положение, причем одна муфта расположена между корпусом и блоком шестерен, а две муфты - между блоком шестерен и планетарным механизмом.

На фиг.1 изображена схема КП, имеющая десять передач для движения вперед и две передачи заднего хода; на фиг.2 - лучевая диаграмма КП: вертикальный луч соответствует передаточному числу, равному 1,0; луч, направленный направо - замедляющей передаче, налево - ускоряющей; на фиг.3 представлены табл.1 и 2.

В табл. 1 показана работа муфт управления переключением передач КП; в табл.2 - положение муфт управления на различных передачах.

В опорах корпуса 1 установлен первичный (входной) вал 2, на котором свободно расположены шестерни 3 и 4 внешнего зацепления. Эти шестерни зацеплены с шестернями 5 и 6 соответственно, объединенными в блок 7 и размещенными на промежуточном валу 8 привода солнечной шестерни 9 (а). На валу 8 установлен укороченный трубчатый вал 10 привода водила 11 (h), на котором размещены сателлиты 12, зацепленные с солнечной шестерней 9 (а) и эпициклическим колесом 13 (в).

Соосно промежуточному валу установлен вторичный (выходной) вал 14. Муфта А размещена на ступице первичного вала между шестернями 3 и 4, муфта В - на ступице промежуточного вала 8 между корпусом КП и шестерней 5, муфта С - на шестерне 6, муфта D - на корпусе КП со стороны шестерни 6, муфта Е - на ступице вторичного вала 14.

Работа КП осуществляется следующим образом.

1 передача - U_ah^b
Крутящий момент с первичного вала 2 (см. фиг.1) муфтой А в первом положении (см. табл.1 и 2) передается на шестерню 3 и далее - на шестерню 5 и муфтой В в третьем положении по валу 8 - на солнечную шестерню 9 (а). Эпициклическое колесо 13 (в) остановлено относительно корпуса КП муфтой D во втором положении. Крутящий момент снимается с водила 11 (h) муфтой Е во втором положении и передается на вторичный вал 14. Муфта С в первом (нейтральном) положении.

На лучевой диаграмме (см. фиг. 2) эта передача отражена лучом 3-5 и лучом U_a^b, направленным к точке 1. Чем положе луч, тем выше передаточное число. Индекс в верхней части указывает на остановленное звено планетарного ряда, индексы в нижней части - на вход и выход момента из планетарного механизма (ПМ). КП реализует шесть различных состояний планетарного механизма: две замедляющие передачи, прямую передачу, две ускоряющие передачи и одну передачу заднего хода. Пары шестерен внешнего зацепления 3-5 и 4-6 удваивают число вариантов передач планетарного механизма.

2 передача - U_bh^a
Вход и выход момента из КП остаются прежними, но состояние ПМ изменилось. Солнечная шестерня остановлена муфтой В в первом положении (см. табл. 1 и 2), момент поступает на эпициклическое колесо (в) по муфте С в третьем положении. Муфта D в третьем (нейтральном) положении.

3 передача.

Отличается от первой передачи только входом момента, который поступает по муфте А в третьем положении и по паре шестерен 4-6.

4 передача.

Вход к ПМ соответствует первой и второй передачам, через ПМ передача прямая или через одно из звеньев или через два любых звена.

5 передача - U_hb^a
По сравнению со второй передачей вход и выход момента в ПМ поменялись местами. Момент поступает на водило (h) по муфте С во втором положении, а снимается с эпициклического колеса (b) муфтой Е в первом положении от солнечной шестерни (а). Муфта D в третьем (нейтральном) положении.

6 передача.

Отличается от второй передачи также только входом момента, который соответствует третьей передаче.

7 передача
Отличается от четвертой передачи только входом момента на ПМ. Момент поступает по паре шестерен 4-6 включением муфты А в третье положение.

8 передача - U_ha^b
Отличается от первой передачи заменой входа и выхода ПМ. Момент поступает в ПМ от водила (h) муфтой С во втором положении, а снимается с эпициклического колеса (в) муфтой Е в третьем положении. Муфта D в третьем (нейтральном) положении.

9 передача.

Соответствует пятой передаче, но муфта А в третьем положении.

10 передача.

Соответствует восьмой передаче, но муфта А также в третьем положении.

Задний ход - U_ab^h
Реализуется при остановленном водиле (h), вход момента на солнечную шестерню (а), выход момента с эпициклического колеса (в).

1 передача
Соответствует первой передаче для движения вперед, но муфта D в первом положении останавливает водило относительно корпуса КП, а муфта Е в первом положении соединяет эпициклическое колесо со вторичным валом 14.

2 передача.

Отличается от первой передачи заднего хода перемещением муфты А из первого положения в третье.

При изменении параметра планетарного механизма К = Z_b/Z_a характер распределения передач КП изменится. Например, при К = 1,62 получим равные интервалы между передачами. Изменением передаточных чисел пар внешнего зацепления можно изменять взаимное расположение передач планетарного механизма (т.А и В), а также смещение входа в КП (т.0) относительно ПМ (т.А и В).

Экономический эффект выражается в удешевлении КП за счет ее упрощения, снижения металлоемкости, а также повышении работоспособности КП за счет высокой надежности работы механизма управления КП, оснащенного простыми муфтами управления.

Использование: применяется на транспортных средствах - автомобилях-тягачах, тракторах, в дорожной и сельскохозяйственной технике и т.д. Сущность изобретения: блок 7 шестерен 5, 6 внешнего зацепления располагается непосредственно на промежуточном валу 8 привода солнечной шестерни 9 планетарного механизма. трубчатый вал 10 привода водила 11 укорочен. На промежуточном валу 8 установлены три простые трехпозиционные муфты A, B, C, имеющие нейтральное положение, причем одна муфта расположена между корпусом и блоком шестерен, а две другие-между блоком шестерен и планетарным механизмом. 3 ил., 2 табл.

КОРОБКА ПЕРЕДАЧ, содержащая корпус с размещенными в нем валами, четырьмя шестернями внешнего зацепления, однорядным трехзвенным планетарным механизмом, муфтами управления, причем входной и выходной валы установлены несоосно, промежуточный вал и планетарный механизм - соосно с выходным валом, трубчатый вал привода водила размещен на промежуточном валу привода солнечной шестерни, на выходном валу установлена муфта для выборочного соединения с одним из звеньев планетарного механизма, отличающаяся тем, что муфта, установленная на ступице промежуточного вала, выполнена с возможностью выборочного соединения упомянутого вала с корпусом коробки передач или с блоком шестерен внешнего зацепления, муфта, установленная на блоке шестерен, выполнена с возможностью выборочного соединения этого блока с укороченным валом привода водила или с эпициклическим колесом, третья муфта, установленная на корпусе, выполнена с возможностью выборочного соединения корпуса с эпициклическим колесом или с валом привода водила , при этом все муфты выполнены трехпозиционными и имеют нейтральное положение.