ТРАНСМИССИЯ ГУСЕНИЧНОЙ МАШИНЫ Российский патент 1995 года по МПК B62D11/18 

Изобретение относится к области транспортного машиностроения, а конкретно, к трансмиссии гусеничных машин, имеющих вспомогательный привод от гидрообъемной передачи, и может быть использовано в качестве унифицированной трансмиссии базового шасси как для быстроходной транспортной гусеничной машины, так и для гусеничной землеройной машины с рабочим органом непрерывного действия, а также для работы в обоих режимах.

Известна трансмиссия гусеничной машины [1] содержащая основной привод в виде вальной шестеренчатой коробки передач, имеющий корпус и главный вал, соединенный с эпициклическими шестернями двух бортовых трехзвенных планетарных передач и одновременно посредством шестерен постоянного зацепления с муфтами их включения с раздаточным валом, выполненным полым и связанным через зубчатую коническую пару с валом двигателя, и дополнительный привод, соединенный с валом двигателя посредством консольно размещенного по отношению к полому раздаточному валу дифференциального механического редуктора, состоящего из трех взаимодействующих одна с другой конических шестерен, две из которых ведомые каждая через дополнительную пару шестерен взаимодействует с солнечной шестерней своей упомянутой бортовой трехзвенной планетарной передачи, водило которой, снабженное остановочным тормозом, связано с ведущим колесом гусеничного движителя, причем одна из ведомых конических шестерен дифференциального механического редуктора соединена с оппозитно расположенной по отношению указанного редуктора бортовой трехзвенной суммирующей планетарной передачей посредством дополнительного вала, размещенного во внутреннем пространстве полого раздаточного вала. Трансмиссия снабжена двумя сдвоенными фрикционами управления, причем каждый из них, состоящий из ведомых и ведущих деталей, выполнен с возможностью обеспечения нейтрального и двух включенных состояний, ведущие детали фрикционов управления в одном из включенных состояний связаны с полым раздаточным валом, в другом связаны с дополнительной парой шестерен каждой из двух бортовых трехзвенных суммирующих планетарных передач, а дополнительный вал, размещенный во внутреннем пространстве полого раздаточного вала, с оппозитной по отношению к дифференциальному механическому редуктору стороны снабжен блокировочной муфтой с возможностью замыкания этого вала на корпус коробки.

Недостатком трансмиссии является то, что она, передавая мощность двумя потоками, не может обеспечить режим ходоуменьшителя, необходимый для работы рабочим землеройным органом.

Известна трансмиссия трактора [2] которая является наиболее близким аналогом, содержащая корпус, двигатель, ступенчатую коробку передач с выходным центральным валом, кинематически связанную с двигателем гидрообъемную передачу с шестерней на выходном валу, установленный в подшипниках в корпусе параллельно выходным валам ступенчатой коробки передач и гидрообъемной передачи промежуточный вал с двумя шестернями, одна из которых жестко насажена на валу, трехзвенные планетарные бортовые редукторы, имеющие коронные шестерни, насаженные на выходном центральном валу ступенчатой коробки передач, водила, подсоединенные к движителям гусеничной машины и через тормоз связанные с корпусом трансмиссии, и солнечные шестерни, одна из которых установлена в зацеплении с шестерней, насаженной на промежуточном валу, а другая в зацеплении с паразитной шестерней, установленной в корпусе трансмиссии во взаимодействии с другой шестерней промежуточного вала, и муфты переключения.

Недостатком известной трансмиссии трактора является то, что невозможно регулировать скорость прямолинейного движения трактора при включенных передачах, т. е. при движении трактора от основного двигателя с дополнительным регулированием по скорости от гидрообъемной передачи, т.к. последняя связана муфтой с первыми звеньями коронными шестернями бортовых планетарных передач, связанных между валом и через КП с двигателем.

Технической задачей является обеспечение режима бесступенчатого ходоуменьшителя на каждой передаче линейного движения машины.

Техническая задача решается тем, что трансмиссия снабжена парой шестерен, свободно установленных на концах выходного вала гидрообъемной передачи и промежуточного вала, и шестернями, жестко насаженными на выходном валу гидрообъемной передачи и промежуточном валу, размещенными между шестернями пары и шестернями выходного вала гидрообъемной передачи и промежуточного вала, свободно установленными на них, при этом муфты переключения установлены в постоянном зацеплении с шестернями, насаженными на выходном валу гидрообъемной передачи и промежуточном валу, и в поочередном зацеплении с шестернями, свободно установленными на выходном валу гидрообъемной передачи и промежуточном валу.

Для разгрузки гидрообъемной трансмиссии путем суммирования на движителе потоков мощности, передаваемых от гидрообъемной передачи, трансмиссия снабжена валом разгрузки гидрообъемной передачи, который кинематически связан с двигателем машины и через фрикционы с солнечными шестернями бортовых планетарных редукторов.

На фиг.1 изображена кинематическая схема трансмиссии; на фиг.2 положение зубчатых муфт при различных режимах работы трансмиссии.

Трансмиссия гусеничной машины содержит два бортовых планетарных редуктора 1, каждый из которых имеет коронную шестерню 2, водило 3 и солнечную шестерню 4.

Коронные шестерни 2 обоих редукторов 1 связаны между собой выходным центральным валом 5. Вал 5 кинематически связан планетарными передачами 6 и фрикционами 7-12 планетарной коробки передач 13 с входным валом 14 коробки передач 13 и корпусом 15 трансмиссии.

Вал 14 связан с турбинным колесом гидротрансформатора 16, насосное колесо которого связано с валом 17, который связан с двигателем 18 зубчатой конической передачей 19.

Валы 5, 14, 17 установлены концентрично с возможностью вращения относительно друг друга. Двигатель 18 через коническую передачу 19, вал 17 и закрепленную на валу 17 шестерню 20 кинематически связан с валом 21 разгрузки гидрообъемной передачи шестерней 22 и с регулируемым реверсивным насосом 23 гидрообъемной передачи 24 шестернями 25, 26.

Насос 23 гидравлически связан с гидромотором 27. На валу 28 гидромотора 27 неподвижно закреплена шестерня 29, по обеим сторонам которой установлены с возможностью вращения относительно вала 28 шестерни 30, 31, которые связаны с шестерней 29 муфтой переключения 32, имеющей возможность перемещения вдоль вала 28 (фиг. 2). Шестерня 31 связана с шестерней 33, а шестерня 30 через паразитную шестерню 34 с шестерней 35. Шестерни 33, 35 установлены на валу 36 с возможностью вращения относительно него.

На промежуточном валу 36 между шестернями 33, 35 закреплена шестерня 37. Зубчатая муфта 38 имеет возможность перемещения вдоль вала 36 и кинематически связывает (фиг. 2) вал 36 с шестерней 33 или 35. Кроме того, на валу 36 закреплена шестерня 39, кинематически связанная с солнечной шестерней 4 одного планетарного редуктора 1. Солнечные шестерни 4 планетарных редукторов 1 связаны через фрикционы 40 и шестерни 41, 42 с валом 21, а водила 3 связаны валами 43 с гусеничными движителями машины (не показаны). Валы 43 связаны тормозами 44 с корпусом 15 трансмиссии.

Трансмиссия обеспечивает два режима движения:
транспортный режим режим быстроходной гусеничной машины;
специальный режим режим движения с регулируемыми от гидрообъемной передачи скоростями.

Работает трансмиссия следующим образом.

Транспортный режим работы трансмиссии.

Муфты 32, 38 перемещаются в положение б. При прямолинейном движении поток мощности (вращение) от двигателя 18 через коническую передачу 19 и вал 17 передается на насосное колесо гидротрансформатора 16, которое вращает турбинное колесо гидротрансформатора 16 и закрепленный на нем входной вал 14 коробки передач 13, который через планетарные передачи 6 и фрикционы 7-12 передает мощность (вращение) на вал 5, который, вращая коронные шестерни 2 планетарных редукторов 1, передает мощность (вращение) на валы 43, связанные с гусеничным движителем машины, тормоза 44 при этом разомкнуты. Необходимое торможение солнечных шестерен 4 для обеспечения передачи вращения (мощности) от коронных шестерен 2 к водилам 3 и связанных с ними валом 43 осуществляется кинематической связью солнечных шестерен 4 друг с другом через шестерню 39, вал 36, шестерню 37, муфту 38 и шестерни 35, 34, которые не позволяют вращаться солнечным шестерням 4 в одну сторону (в одном направлении вращения).

При этом фрикционы 40 разомкнуты и вращение (мощность) от двигателя 18 через коническую передачу 19, вал 17, шестерни 20, 22, вал 21 и шестерни 42, 41 на неподвижные солнечные шестерни 4 не передается, а насос 23 передачи 24 установлен в ноль производительности и мощность (вращение) от двигателя 18, передаваемая на насос 23 через коническую передачу 19, вал 17, шестерни 20, 25, 26, на вал 28 гидромотора 27 также не передается.

При повороте мощность (вращение) от двигателя 18 к выходным валам 43 идет двумя потоками: один поток как при прямолинейном движении, а другой поток от двигателя 18 через коническую передачу 19, вал 17, шестерни 20, 25, 26 к регулируемому реверсивному насосу 23, который через гидравлическую связь передает мощность гидромотору 27, при этом гидромотор 27 приводит во вращение вал 28, который через шестерню 29 и муфту 32 передает вращение на шестерню 30, вращающую шестерню 34, которая одну солнечную шестерню 4 планетарного редуктора 1 вращает непосредственно и одновременно вращает шестерню 35, которая через муфту 38, шестерню 37, вал 36 и шестерню 39 вращает солнечную шестерню 4 другого планетарного редуктора 1, при этом обеспечивается одновременное различное направление вращения солнечных шестерен 4 планетарных редукторов 1.

Вращение от шестерен 2 и солнечных шестерен 4 передается на водила 3, с них на валы 43 и далее к гусеничным движителям машины, при этом в бортовом планетарном редукторе 1, где направление вращения солнечной шестерни 4 совпадает с направлением вращения коронной шестерни 2, скорость вращения водила 3 увеличивается, а в редукторе 1, где направление вращения солнечной шестерни 4 и коронной шестерни 2 противоположное, скорость вращения водила 3 уменьшается, соответственно увеличивается скорость одного гусеничного движителя и одновременно уменьшение скорости другого, что и обеспечивает поворот машины.

Кроме того, при увеличении производительности насоса 23 до максимальной гидромотор 27 развивает максимальную скорость вращения и через вал 28, шестерни 29, 37, муфты 32, 38, вал 36 и шестерни 30, 34, 35, 39 обеспечивает максимальную скорость вращения солнечных шестерен 4, которая в том планетарном редукторе 1, где направления вращения коронной шестерни 2 и солнечной шестерни 4 совпадают между собой, совпадает со скоростью вращения шестерни 31 по направлению и величине, при этом замыкается фрикцион 40, связывая эти шестерни 4 и 41 между собой, обеспечивая дополнительный поток мощности, при повороте, передачей мощности от двигателя 18 через коническую передачу 19, вал 17, шестерни 20, 22, вал 21 разгрузки, шестерню 42 и фрикцион 40 солнечной шестерне 4, что уменьшает нагрузку на передачу 24, разгружая ее.

Специальный режим движения.

При прямолинейном движении муфта 32 находится в положении а, а муфта 38 в положении в. Вращение от двигателя 18 к планетарным редукторам 1 передается только через передачу 24 при получении регулируемых скоростей от нуля до максимальных, обеспечиваемых передачей 24, а также двумя потоками, через передачу 24 и коробку передач 13, при получении регулируемых скоростей, соответствующих скорости прямолинейного движения транспортного режима при включенной с помощью фрикционов 7-12 какой-либо передачей, и регулируемым увеличением (уменьшением) скорости на величину, обеспечиваемую передачей 24.

При прямолинейном движении вперед с регулированием скорости от нуля вращение от двигателя 18 через коническую передачу 19, шестерни 20, 25, 26 передается насосу 23, который через шестерню 29 и муфту 32 передает вращение на шестерни 30, 31, шестерня 30 через шестерню 34 вращает солнечную шестерню 4 одного (левого) редуктора 1, а шестерня 31 через шестерню 33, муфту 38, шестерню 37, вал 26 и шестерню 39 вращает солнечную шестерню 4 другого (правого) планетарного редуктора 1 в ту же сторону, что и первого (левого) планетарного редуктора 1, при этом включенные фрикционы 7, 8 соединяют вал 5 с корпусом 15 трансмиссии, осуществляя торможение шестерен 2, и солнечные шестерни 4 вращают водила 3 в одинаковом направлении, а вращение с них передается на валы 43 и далее на гусеничные движители машины. Кроме того, фрикционы 9-12 коробки передач 13 разомкнуты и вращение от вала 14, соединенного с двигателем 18 через гидротрансформатор 16, вал 17 и коническую передачу 19, на вал 5 не передается, при этом вращение от двигателя 18 через коническую передачу 19, вал 17, шестерни 20, 22, вал 21 и шестерни 42 передается на шестерни 41. При увеличении производительности насоса 23 до максимальной, что соответствует совпадению направления и скоростей вращения шестерен 41 и солнечных шестерен 4, замыкаются фрикционы 40, связывая шестерни 4 и 41 и осуществляя дополнительный поток мощности от двигателя 18 к гусеничным движителям, что уменьшает нагрузку на передачу 24. Прямолинейное движение назад с регулированием скорости от нуля осуществляется (как и вперед) за счет реверса насоса 23, но без замыкания фрикционов 40, т.к. направление вращения шестерен 4 и 41 противоположно в этом случае.

При прямолинейном движении с определенной скоростью (на какой-либо передаче) и регулированным изменением ее (увеличением или уменьшением) на величину, обеспечиваемую передачей 24 вращение от двигателя 18 через коническую передачу 19, вал 17 и гидротрансформатор 16 передается на вал 14, а через планетарные передачи 6 и два замкнутых фрикциона, любые из фрикционов 7-12 соответствующих выбранной любой передаче, вращение с входного вала 14 коробки передач 13 передается на вал 5 с закрепленными на нем коронными шестернями 2 планетарных редукторов 1. При этом вращение от двигателя 18 через коническую передачу 19, вал 17 и шестерню 20 передается как на шестерни 41 (через шестерня 22, вал 21 и шестерню 42), так и к насосу 23 (через шестерни 25, 26), который через гидравлическую связь приводит во вращение вал 28 гидромотора 27. Далее вращение через шестерню 29 и муфту 32 передается на шестерни 30, 31. Шестерня 30 через паразитную шестерню 34 вращает солнечную шестерню 4 одного (левого) планетарного редуктора 1, а шестерня 31 через шестерню 33, муфту 38, шестерню 37, вал 36 и шестерню 39 вращает солнечную шестерню 4 другого (правого) планетарного редуктора 1 в ту же сторону, что и первого (левого) планетарного редуктора 1, вследствие этого вращение передается на водила 3 как результат суммирования вращения коренных шестерен 2 и солнечных шестерен 4. При совпадении направлений вращения коронных шестерен 2 и солнечных шестерен 4 скорость вращения водил 3 и связанных с ними валов 43 увеличивается, при противоположных направлениях уменьшается, что обеспечивает регулируемое изменение скорости движения машины. Изменение направления и регулирования скорости вращения солнечных шестерен 4 обеспечиваются реверсивным регулируемым насосом 23. Кроме того, при увеличении производительности насоса 23 до максимальной и при совпадении направления вращения солнечных шестерен 4 и шестерен 41, что соответствует максимальному регулируемому увеличению скорости при движении машины вперед и уменьшению при движении назад, замыкаются фрикционы 40, связывая шестерни 4 и 41 между собой и обеспечивая дополнительный поток мощности от двигателя 18 к гусеничным движителям передачей вращения от двигателя 18 через коническую передачу 19, вал 17, шестерни 20, 22, вал 21, шестерню 42 и фрикцион 40 к солнечным шестерням 4, что уменьшает нагрузку на передачу 24.

Поворот осуществляется четырьмя способами. При первом способе муфта 3 находится в положении б, а муфта 38 в положении а или в, при этом вращение от двигателя 18 к коронным шестерням 2 планетарных редукторов 1, шестерням 41 и валу 28 гидромотора 27 передается как при прямолинейном движении, а вал 28, в свою очередь, через шестерню 29, муфту 32, шестерни 30, 32 передает вращение на солнечную шестерню 4 только одного (левого) планетарного редуктора 1, где оно суммируется с вращением коронной шестерни 2 и передается на водило 3 и далее через вал 43 на гусеничный движитель (левый) машины. Кроме того, замыкается фрикцион 40, связывающий шестерню 41 с солнечной шестерней 4 другого (правого) планетарного редуктора 1, и вращение от шестерни 41 передается на солнечную шестерню 4 этого (правого) планетарного редуктора 1, где оно суммируется с вращением коронной шестерни 2 и передается на водило 3 и далее через вал 43 на гусеничный движитель (правый) машины, в этом случае осуществляется поворот в сторону левого гусеничного движителя, т.е. скорость вращения солнечной шестерни 4 одного планетарного редуктора 1, передаваемая от двигателя 18 через шестерню 41, всегда больше (или равна при максимальной производительности насоса 23) скорости вращения солнечной шестерни 4 другого планетарного редуктора 1, передаваемой от двигателя 18 через передачу 24.

При втором способе поворота взаимодействие элементов трансмиссии происходит как при первом способе, за исключением замыкания фрикциона 40, вместо которого замыкается тормоз 44, связанный через вал 43 с гусеничным движителем (правым). Этот гусеничный движитель тормозится и машина делает поворот в его сторону.

При третьем способе поворота муфты 32, 38 находятся в положении в, при этом вращение от двигателя 18 к коронным шестерням 2 планетарных редукторов 1, шестерням 41 и валу 28 гидромотора 27 передается как при прямолинейном движении, а вал 28, в свою очередь, передает вращение через шестерню 29, муфту 32, шестерни 31, 33, муфту 38, шестерню 37, вал 36 и шестерню 39 на солнечную шестерню 4 только одного (правого) планетарного редуктора 1, где оно суммируется с вращением коронной шестерни 2 и передается на водило 3 и далее на гусеничный движитель (правый) машины.

Кроме того, замыкается фрикцион 49, связывающий шестерню 41 с солнечной шестерней 4 другого (левого) планетарного редуктора 1, и вращение от шестерни 41 передается на солнечную шестерню 4 этого (левого) планетарного редуктора 1, где оно суммируется с вращением коронной шестерни 2 и передается на водило 3 и далее через вал 43 на гусеничный движитель (левый) машины. В этом случае осуществляется поворот в сторону правого гусеничного движителя, т.к. скорость вращения солнечной шестерни 4 планетарного редуктора 1, передаваемая от двигателя 18 через шестерню 41, всегда больше (или равна при максимальной производительности насоса 23) скорости вращения солнечной шестерни 4 другого планетарного редуктора 1, передаваемой от двигателя через передачу 24.

При четвертом способе поворота взаимодействие элементов трансмиссии как при третьем способе, за исключением замыкания фрикциона 40, вместо котоpого замыкается тормоз 44, связанный через вал 43 с гусеничным движителем (левым), при этом этот гусеничный движитель тормозится и машина делает поворот в его сторону.

Таким образом, предложенная трансмиссия обеспечивает режим бесступенчатого ходоуменьшителя на каждой передаче движения машины.

Изобретение относится к области транспортного машиностроения, а конкретно, к трансмиссиям гусеничных машин, имеющих вспомогательный привод от гидрообъемной передачи. Сущность изобретения: трансмиссия содержит корпус, двигатель, ступенчатую коробку передач с выходным центральным валом, кинематически связанную с двигателем гидрообъемную передачу с шестерней на выходном валу, установленный в подшипниках в корпусе параллельно выходным валам ступенчатой коробки передач гидрообъемной передачи промежуточный вал с двумя шестернями, одна из которых жестко насажена на валу, трехзвенные планетарные бортовые редукторы, имеющие коронные шестерни, насаженные на выходном центральном валу ступенчатой коробки передач, водила, подсоединенные к движителям машины и через тормоз связанные с корпусом трансмиссии, и солнечные шестерни, одна из которых установлена в зацеплении с шестерней, насаженной на промежуточном валу, а другая - в зацеплении с паразитной шестерней, установленной в корпусе трансмиссии во взаимодействии с другой шестерней промежуточного вала, муфты переключения, пару шестерен, свободно установленных на концах выходного вала гидрообъемной передачи и промежуточного вала, и шестерни, жестко насаженные на выходном валу гидрообъемной передачи и промежуточном валу. Муфты переключения установлены в постоянном зацеплении с шестернями, насаженными на выходном валу гидрообъемной передачи и промежуточном валу, и в поочередном зацеплении с шестернями, свободно установленными на выходном валу гидрообъемной передачи и промежуточном валу. Трансмиссия дополнительно имеет вал разгрузки гидрообъемной передачи, который кинематически связан с двигателем и через фрикционы с солнечными шестернями бортовых редукторов. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. ТРАНСМИССИЯ ГУСЕНИЧНОЙ МАШИНЫ, содержащая корпус, двигатель, ступенчатую коробку передач с выходным центральным валом, кинематически связанную с двигателем гидрообъемную передачу с шестерней на выходном валу, установленный в подшипниках в корпусе параллельно выходным валам ступенчатой коробки передач и гидрообъемной передачи промежуточный вал с двумя шестернями, одна из которых жестко насажена на валу, трехзвенные планетарные бортовые редукторы, имеющие коронные шестерни, насаженные на выходном центральном валу ступенчатой коробки передач, водила, подсоединенные к движителям гусеничной машины и через тормоз связанные с корпусом трансмиссии, и солнечные шестерни, одна из которых установлена в зацеплении с шестерней, насаженной на промежуточном валу, а другая в зацеплении с паразитной шестерней, установленной в корпусе трансмиссии во взаимодействии с другой шестерней промежуточного вала, и муфты переключения, отличающаяся тем, что трансмиссия снабжена парой шестерен, свободно установленных на концах выходного вала гидрообъемной передачи и промежуточного вала, и шестернями, жестко насаженными на выходном валу гидрообъемной передачи и промежуточном валу, размещенными между шестернями пары и шестернями выходного вала гидрообъемной передачи и промежуточного вала, свободно установленными на них, при этом муфты переключения установлены в постоянном зацеплении с шестернями, насаженными на выходном валу гидрообъемной передачи и промежуточном валу и в поочередном зацеплении с шестернями, свободно установленными на выходном валу гидрообъемной передачи и промежуточном валу. 2. Трансмиссия по п.1, отличающаяся тем, что она снабжена валом разгрузки гидрообъемной передачи, который кинематически связан с двигателем машины и через фрикционы с солнечными шестернями бортовых планетарных редукторов.