КОРОБКА ПЕРЕДАЧ Российский патент 1996 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 (Литвинов А.С. и др. Шасси автомобиля. Конструкция и элементы расчета. М. Машгиз, 1963, с.503).

Эти агрегаты конструктивно сложны и металлоемки.

Наиболее близкой к предлагаемой является трехступенчатая коробка передач автомобиля М-21 "Волга", состоящая из корпуса с размещенными в нем валами, причем входной (первичный) и выходной (вторичный) валы соосны, промежуточный вал расположен параллельно соосным валам. Одна шестерня выполнена вместе с первичным валом, на промежуточном валу закреплены четыре шестерни, две шестерни установлены на вторичном валу, одна шестерня каретка, другая шестерня установлена на подшипнике скольжения. Дополнительно установлена ось с отдельной шестерней заднего хода. Коробка передач выполнена двухходовой: одна вилка управляет синхронизатором, другая шестерней-кареткой.

Эта коробка передач слишком металлоемка и ограничена в своих кинематических возможностях 8 шестерен обеспечивают только 4 передачи (3 передачи переднего хода и одну передачу заднего хода). Диапазон такой коробки передач менее 4.

Целью изобретения является расширение эксплуатационных возможностей транспортного средства за счет увеличения диапазона передаточных чисел и числа передач.

Цель достигается тем, что на выходе первичного вала закреплена солнечная шестерня планетарного механизма, водило этого механизма закреплено на трубчатом валу, расположенном на первичном и выходном валах, солнечная шестерня через сателлиты, установленные на водиле, зацеплена с эпициклическим колесом, опора которого расположена на трубчатом валу водила, на выходном валу закреплена ступица, на которой установлена муфта выборочного соединения этого вала с водилом или эпициклическим колесом, одна ступица муфты закреплена на первичном валу, другая на фланце трубчатого вала.

На фиг.1 изображена схема 6-ступенчатой коробки передач.

На фиг. 2 приведена лучевая диаграмма этой коробки передач. На горизонталях отложены логарифмы передаточных чисел пар зубчатых зацеплений и различных передач. Вертикальный луч соответствует передаточному числу, равному 1,0. Луч, направленный направо, указывает на замедляющую передачу, чем положе луч, тем выше передаточное число. Луч, направленный налево, указывает на ускоряющую передачу. На нижней горизонтали приведены величины передаточных чисел.

На фиг.3 приведена таблица, где показаны положения муфт переключения на различных передачах.

Коробка 1 передач содержит расположенный в опорах первичный вал 2, на нем установлен трубчатый вторичный вал 3, параллельно этим валам размещен промежуточный вал 4. Шестерни 5, 6 свободно установлены на первичном валу 2, аналогичная шестерня 7 на трубчатом валу 3. Шестерни 5-7 зацеплены с шестернями 8-10, закрепленными на промежуточном валу 4. На выходе коробки 1 передач установлен планетарный механизм 11. Его солнечная шестерня 12 установлена на первичном валу 2, а водило 13 с сателлитами 14 на трубчатом валу 3. Сателлиты 14 зацеплены с солнечной шестерней 12 и эпициклическим колесом 15. Соосно валам 2, 3 установлен выходной вал 16. Муфта А расположена на ступице первичного вала между шестернями 5, 6, муфта В на ступице фланца трубчатого вала 3 между шестернями 6, 7. Муфта С размещена на ступице, закрепленной на выходном валу 16.

Коробка передач работает следующим образом.

На планетарный механизм 11 крутящий момент поступает двумя потоками: один поток через первичный вал 1 передается на солнечную шестерную 12, другой поток на трубчатый вал 3 через шестерни на различных передачах. Оба потока складываются на эпициклическом колесе 15 и передаются посредством муфты С на выходной вал 16. Возможно выключение планетарного механизма из работы выходной вал 16 муфтой С соединяется с водилом 13, эпициклическое колесо 15 при этом вращается вхолостую.

Передача 1.Муфты А и В находятся в правом положении (фиг.3), а муфта С в левом.

Один поток поступает на солнечную шестерню 12 через первичный вал 2, с первичного вала посредством А передается на пару шестерен 6-9, далее по промежуточному валу 4 на пару шестерен 10-7, по муфте В на трубчатый вал 3 и водило 13. Оба потока сателлитами 14 передаются на эпициклическое колесо 15 и муфтой С на выходной вал 16 (фиг.1).

На лучевой диаграмме эта передача (фиг.2) представлена вертикальным лучом 6-9 из точки О вниз, разветвляющимися лучами: вертикальными 2-12 и пологим 10-7, направленным направо вниз, пологими лучами 12-14 и 3-13-14, направленными направо вниз к точке 1. Эта точка на оси логарифма передаточного числа отсекает отрезок, превышающий 1,0, что соответствует передаточному числу коробки передач более 10.

Передача 2. Муфта А находится в левом, а муфта С в правом положении (фиг.3).

Крутящий момент передается одним потоком с первичного вала 2 муфтой А на пару шестерен 5-8, далее по промежуточному валу 4, паре шестерен 10-7, трубчатому валу 3, водилу 13, муфте С на выходной вал 16.

На лучевой диаграмме эта передача (фиг.2) представлена лучами, направленными из точки О к точке 2 направо вниз: 5-8, 10-7 и 3-16.

Передача 3. Все муфты находятся в правом положении.

Крутящий момент муфтой А передается с первичного вала 2 на пару шестерен 6-9, далее, как на предыдущей передаче.

Передача 4. Все муфты находятся в левом положении.

Один поток передается, как первый поток первой передачи, второй поток муфтой А передается на пару шестерен 5-8, далее по промежуточному валу 4, паре шестерен 9-6, муфте В на трубчатый вал 3 и как на первой передаче.

На лучевой диаграмме эта передача представлена лучами, выходящими из точки О: 6-9 и 5-8, затем вертикальными лучами 2-12 и 9-6, эти лучи сходятся в точке 4. Наклон последних лучей более крутой, так как различие в скоростях вращения солнечной шестерни 12 и водила 13 на передаче 4 существенно меньше, чем на передаче 1 (фиг.2).

Передача 5. Муфта С находится в правом положении.

Эпициклическое колесо 14 выключено из работы, крутящий момент передается только по направлению второго потока предыдущей передачи.

Передача 6. Муфта А находится в правом положении.

Крутящий момент передается с первичного вала 2 муфтой А на шестерню 6, далее муфтой В на трубчатый вал 3, водило 13, муфту С и выходной вал 16.

На лучевой диаграмме эта передача представлена вертикальными лучами из точки О к точке 6.

Задний ход.

Муфты А и С находятся в левом положении, муфта В в правом (фиг.3).

При увеличении разности скоростей вращения между солнечной шестерней 12 и водилом 13 скорость вращения эпициклического колеса 15 снижается (фиг.2, передачи 4 и 1), при дальнейшем увеличении этой разности скорость вращения эпициклического колеса проходит через О и затем изменяет направление вращения получаем задний ход.

На солнечную шестерню 12 поток крутящего момента поступает, как на передачах 1 и 4, на водило 13 вторая часть потока поступает, как на передаче 2, потоки суммируются на эпициклическом колесе 15 и муфтой С передаются на выходной вал 16.

На лучевой диаграмме эта передача представлена лучами: вертикальные 6-9, 2-12 и направо вниз 5-8, 10-7, затем два луча направо вверх к точке 1 на оси логарифма передаточного числа заднего хода (фиг.2).

Характер распределения передач существенно зависит от внутреннего параметра планетарного механизма и передач базовой коробки передач.

Экономический эффект выражается в расширении эксплуатационных возможностей транспортного средства за счет увеличения числа передач переднего хода с 3 до 6 и значительного увеличения диапазона передаточных чисел (более 10) при удобном переключении передач с незначительными интервалами между передачами базовой коробки передач.

Использование: на транспортных средствах, а именно автомобилях, тракторах, сельскохозяйственной и дорожностроительной технике и т.д. Сущность изобретения: коробка 1 передач снабжена дополнительно планетарным механизмом, осуществляющим две передачи: прямую и в качестве дифференциального устройства, что увеличивает число передач и диапазон и облегчает переключение передач. Свободная установка шестерен 5, 6, 7 на соосных валах также расширяет кинематические возможности агрегата - шесть шестерен и планетарный механизм обеспечивают шесть передач переднего хода с диапазоном более десяти, а также одну передачу заднего хода. 3 ил.

КОРОБКА ПЕРЕДАЧ, содержащая корпус с размещенными в нем входным, выходным и промежуточным валами, причем входной и выходной валы установлены соосно, а промежуточный вал расположен параллельно этим валам, шестерни, установленные на валах, причем на промежуточном валу три шестерни закреплены и зацеплены с шестернями других валов, муфты переключения передач, расположенные между шестернями соосных валов, отличающаяся тем, что коробка снабжена дополнительно планетарным механизмом, причем солнечная шестерня планетарного механизма установлена на выходе входного вала, на входном и выходном валах установлен дополнительно трубчатый вал, при этом на трубчатом валу выполнено водило планетарного механизма с установленными на нем сателлитами и эпициклическое колесо, закрепленное на трубчатом валу посредством опоры, солнечная шестерня через сателлиты, установленные на водиле, зацеплена с эпициклическим колесом, опора которого расположена на трубчатом валу водила, на выходном валу закреплена ступица, на которой установлена муфта выборочного соединения выходного вала с водилом или эпициклическим колесом, а вторая муфта закреплена одной своей ступицей на входном валу, а другой - на фланце трубчатого вала.