КОРОБКА ПЕРЕДАЧ Российский патент 1995 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, их опоры, устройства переключения передач, применяемые на отечественных и зарубежных автомобилях (Автомобили: Конструкция, конструирование и расчет. Трансмиссия. Под ред. А.И.Гришкевича. Мн. Высшая школа, 1985 с. 240). Эти трансмиссионные агрегаты конструктивно сложны, металлоемки.

Наиболее близкой к предлагаемой коробке передач (КП) является десятиступенчатая КП, которая состоит из корпуса с размещенными в нем валами, причем входной (первичный) и выходной (вторичный) валы несоосны, однорядного трехзвенного простого планетарного механизма, четырех шестерен внешнего зацепления и четырех муфт управления. Такая КП имеет ограниченные кинематические возможности.

Целью изобретения является улучшение эксплуатационных характеристик транспортного средства за счет увеличения числа передач и диапазона коробки передач.

Указанная цель достигается тем, что до планетарного механизма свободно установлены три пары шестерен, причем на каждом валу имеется одна отдельная шестерня и блок из двух шестерен, блоки взаимозацеплены, каждый блок также зацеплен с отдельной шестерней, на валу привода солнечной шестерни дополнительно установлены две трехпозиционные муфты, одна между блоком и отдельной шестерней, другая на трубчатом валу между корпусом и муфтой остановки звеньев планетарного механизма коробки передач.

На фиг. 1 изображена схема коробки передач, имеющая 22 передачи для движения вперед и 6 передач заднего хода; на фиг.2 лучевая диафрагма этой коробки передач. Вертикальный луч соответствует передаточному числу, равному 1,0; луч, направленный направо, соответствует замедляющей передаче, чем положе луч, тем выше передаточное число; луч, направленный налево ускоряющий.

В табл.1 приведены положения муфт управления и соединяемые ими детали, в табл. 2 передачи для движения вперед и для заднего хода и положения муфт на этих передачах.

В опорах корпуса коробки передач 1 расположен первичный вал 2, на котором свободно установлены шестерни 3, 4, 5, причем шестерни 4, 5 объединены в блок 6. Шестерни 4, 5 зацеплены соответственно с шестернями 7, 8, 9, причем шестерни 7 и 8 объединены в блок 10, установленный на валу 11 привода солнечной шестерни 12. На этом валу также расположен трубчатый вал 13 со свободно установленной на нем шестерней 9, а также трубчатый вал 14 привода водила 15. На водиле размещены сателлиты 16, зацепленные с эпициклическим колесом 17 и солнечной шестерней 12. Соосно валу 11 расположен вторичный вал 18. Муфта 19 размещена между шестернями 3 и 4 на ступице первичного вала 2. Муфта 20 установлена на ступице вала 11 между корпусом и шестерней 7 блока 10. Муфта 21 расположена на ступице вала 13 между шестернями 8 и 9. Муфта 22 также расположена на ступице вала 13, но между корпусом и муфтой 23, которая размещена на корпусе со стороны планетарного механизма. Муфта 24 установлена на ступице вторичного вала 18.

Работа коробки передач осуществляется следующим образом.

1 передача U_12,15¹⁷.

Крутящий момент с первичного вала 2 по муфте 19 в первом положении (см. фиг. 1, 2, табл.1, 2) передается шестерням 4, 5, 6, валу 10, шестерням 4, 5, 6, 7, валу 6, шестерням 5, 6, 7, 8, по муфте 21 в третьем положении поступает на планетарный механизм. Муфтой 22 в первом положении момент с вала 13 передается на вал 11 и солнечную шестерню 12, далее по сателлитам 16 водилу 15 и с водила муфтой 24 во втором положении на вторичный вал 18. Эпициклическое колесо 17 остановлено муфтой 23 во втором положении.

На лучевой диаграмме (см. фиг.2) эта передача представлена лучами: 3-7, 8-4, 5-9, U_12,15¹⁷, направленными из точки 0 вниз к точке 1.

2 передача.

Изменяем положение муфты 19 (см. фиг.2) переключаем из первого положения в третье. До планетарного момента момент передается только по одной паре шестерен 5, 6, 7, 8, 9, остальное как на 1 передаче.

3 передача U_17,15¹².

Изменяем состояние планетарного механизма.

По сравнению с первыми передачами заменяем остановленное звено и вход момента. Момент поступает на эпициклическое колесо 17 по муфте 20 в третьем положении (см. табл.1), останавливаем солнечную шестерню муфтой 20 в первом положении, остальное соответствует 1 передаче.

4 передача.

Переключаем муфту 19 в третье положение, остальное как на предыдущей передаче.

5 передача -U_пм 1,0.

Изменяем состояние планетарного механизма. Момент передается напрямую, он поступает на водило по муфте 22 во втором положении, остальное как на 1 передаче.

6 передача.

Возвращаем планетарный механизм в состояние первой передачи.

До планетарного механизма момент поступает по муфте 19 в первом положении, шестерням 3, 4, 5, 6, 7, муфте 20 в третьем положении валу 11. Муфта 21 во втором (нейтральном) положении. Остальное как на 1 передаче.

7 передача.

До планетарного механизма как на 2 передаче. Далее как на 5 передаче.

8 передача.

По сравнению со 2 передачей изменяем положение муфт 20 и 21. Муфту 20 переключаем в третье положение, как на 6 передаче, а муфту 21 в первое. Момент с первичного вала передается по шестерням 4-8.

9 передача -U_15,12¹²
Изменяем состояние планетарного механизма. По сравнению с 3 и 4 передачами заменяем вход и выход момента. Момент поступает на водило 15 по муфте 22 во втором положении, а снимается с эпициклического колеса 17 муфтой 24 в первом положении. Остальное как на 1 передаче.

10 передача -U_12,17-15
На этой передаче планетарный механизм работает как суммирующий (дифференциальный) механизм. Момент поступает на солнечную шестерню 19 и эпициклическое колесо 17, а снимается в водила 15. Муфта 19 в первом положении. Муфта 20 в третьем, состояние других муфт соответствует 4 передаче.

11 передача.

Планетарный механизм возвращаем в состояние 3 передачи; муфту 21 переключаем в первое положение (см. фиг.2).

12 передача.

По сравнению с 9 передачей переключаем муфту 19 в третье положение.

13 передача.

Суммирующая как и 10 передача, переключаем муфту 19 в третье положение.

14 передача.

По сравнению с 11 передачей переключаем муфту 19 в третье положение.

15 передача -U_15,12¹⁷.

Изменяем состояние планетарного механизма. По сравнению с 1 передачей заменяем вход и выход момента. Момент поступает по муфте 22 во втором положении на водило 15, а снимается муфтой 24 в третьем положении от солнечной шестерни 12, остальное как на 1 передаче.

16 передача.

Для сохранения положения муфты 24 момент через планетарный механизм передается по солнечной шестерне 12, на которую поступает с первичного вала по муфте 19 в первом положении, шестерням 3, 4, 5, 6 и 7 и муфте 20 в третьем положении. Муфты 21 и 23 в нейтральном положении, муфта 22 в первом.

17 передача.

По сравнению с 15 передачей переключаем муфту 19 в третье положение.

18 передача.

По сравнению с 7 передачей переключаем муфту 21 в первое положение.

19 передача.

По сравнению с 9 передачей переключаем муфту 21 в 1 положение.

20 передача.

Переключаем муфту 19 в третье положение.

21 передача.

По сравнению с 15 передачей переключаем муфту 21 в первое положение.

22 передача.

Переключаем муфту 19 в третье положение.

Задний ход.

1 передача -U_12,15-17.

Планетарный механизм работает в суммирующем режиме. момент поступает на солнечную шестерню 12 и водило 15, а снимается с эпициклического колеса 17. По сравнению с 10 передачей изменяем положение муфты 22, переключаем ее во второе положение, также переключаем муфту 24 в первое положение.

2 передача.

Переключаем муфту 19 в третье положение.

3 передача -U_12,17¹⁵.

Изменяем состояние планетарного механизма. По сравнению с 1 передачей для движения вперед меняем местами остановленное звено и выход момента. Останавливаем водило 15 муфтой 23 в первом положении, момент снимаем с эпициклического колеса 17 муфтой 24 также в первом положении.

Остальное соответствует 1 передаче для движения вперед.

4 передача.

Переключаем муфту 19 в третье положение.

5 передача.

Состояние первых муфт соответствует 6 передаче для движения вперед, остальные муфты в предыдущем состоянии (см. табл.1).

6 передача.

Переключаем муфту 19 в третье положение.

На лучевой диаграмме (см. фиг.2) передачи заднего хода представлены лучами, направленными из точки 0 в точки 1-6 на той же линии.

Изменение внутреннего параметра планетарного механизма и передаточных чисел шестерен изменит характер передач. В частности, уменьшение передаточного числа шестерен 5, 6, 7, 8, 9 приведет к перемещению 1 и 2 передач заднего хода на передачи для движения вперед, т.е. получит 24 передачи вперед и 4 передачи заднего хода.

Использование: трансмиссии транспортных средств, автомобили, тракторы, дорожностроительная техника и т. д. Сущность изобретения: на двух валах до планерного механизма свободно установлены три пары шестерен, причем по две шестерни соединены в блоки, которые взаимозацеплены одной парой шестерен, другая шестерня блока зацеплена с отдельной шестерней, на валу привода солнечной шестерни дополнительно установлены две трехпозиционные муфты, одна между блоком и отдельной шестерней, другая на трубчатом валу между корпусом и муфтой остановки звеньев планетарного механизма. Положительный эффект повышаются эксплуатационные характеристики транспортного средства за счет расширения диапазона передач, снижается расход горючего за счет возможности выбора оптимального передаточного числа трансмиссии, обеспечивающего работу двигателя на хорошем экономическом и экологическом уровне. 2 ил. 2 табл.

КОРОБКА ПЕРЕДАЧ, содержащая корпус с размещенными в нем валами, шестернями внешнего зацепления, однорядным планетарным механизмом, муфтами управления, причем первичный и вторичный валы несоосны, при этом все шестерни на валах установлены свободно, на первичном валу расположена трехпозиционная муфта, на оси вторичного вала одна муфта размещена между корпусом и блоком шестерен, другая на корпусе для связи звеньев планетарного механизма и третья на выходе коробки передач, отличающаяся тем, что на двух валах до планетарного механизма свободно установлены три пары шестерен, причем по две объединены в блоки, которые связаны одной парой шестерен, другая шестерня блока связана с отдельной шестерней, на валу привода солнечной шестерни дополнительно установлены две трехпозиционные муфты, одна между блоком и отдельной шестерней, другая на валу между корпусом и муфтой остановки звеньев планетарного механизма.