ПЛАНЕТАРНАЯ КОРОБКА ПЕРЕДАЧ ЕЛИСЕЕВА Б.П. Российский патент 1996 года по МПК F16H3/44 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к планетарным коробкам передач, которые могут быть использованы в трансмиссиях транспортных, дорожных, строительных машин и в других отраслях.

Известны планетарные коробки передач, содержащие ведущий и ведомый валы, два планетарных механизма, элементы управления в виде выключаемых муфт и тормозов и две соединительные передачи, начальные звенья которых размещены по разные стороны и соосно с планетарным механизмом, соединенным с ведущим валом, а конечные звенья размещены аналогично относительно второго планетарного механизма для подсоединения соединительных передач к звеньям последних посредством выключаемых муфт или жестко и образования двух переключаемых связей между планетарными механизмами. Соединение звеньев планетарных механизмов в разных сочетаниях и включение одного из тормозов для остановки звеньев коробки обеспечивает получение нескольких десятков ступеней передаточных чисел. Соосное расположение планетарных механизмов в данных коробках лишает возможности разнообразить форму их исполнения.

В качестве прототипа принята одна из коробок, содержащая два соосных однорядных планетарных механизма, ведущий и ведомый валы, присоединенные к солнечным шестерням, две соединительные передачи, начальные, а также конечные зубчатые колеса которых снабжены каждое тремя выключаемыми муфтами и размещены по разные стороны и соосно относительно первого и соответственно второго планетарных механизмов с возможностью подсоединения соединительных передач к различным звеньям планетарных механизмов и два тормоза для остановки коронных шестерен. Каждая соединительная передача имеет начальное и конечное зубчатые колеса и зацепленные с ними два зубчатых колеса, соединенные валом. В коробке можно получить порядка трех десятков ступеней передаточных чисел.

Недостатком известной коробки является невозможность при проектировании изменять в широких пределах и приспосабливать форму и конструкцию коробки к условиям ее размещения и использования. Причиной данного недостатка является соосное расположение составляющих коробку планетарных механизмов, которое ограничивает возможности для изменения ее конструкции и формы.

Задачей изобретения является расширение функциональных и компоновочных возможностей коробки за счет изменения ее свойств и приспособления ее конструкции и формы к конкретным условиям использования.

Это достигается тем, что в коробке, содержащей два планетарных механизма и две соединяющие их соединительные передачи, при ее проектировании с учетом условий ее использования, планетарные механизмы могут быть размещены относительно друг друга под углом либо с параллельными осями и на малом или большом расстоянии друг от друга, вследствие чего корпус может быть выполнен общим для всей коробки или для каждой части коробки, удаленной от других ее частей и соединенной с ними звеньями, передающими вращение. При этом возможно размещение частей коробки в корпусах других механизмов. Соединительные передачи (зубчатые, карданные, цепные, гидростатические или иного типа и их комбинации) имеют конструкцию, согласованную с принятым расположением частей коробки и условиями ее использования.

Сущность изобретения поясняется чертежами: фиг.1 кинематическая схема одного из вариантов коробки, фиг. 2-4 структурные схемы коробок, разделенных на две и более части.

Коробка содержит (фиг.1) два расположенных в одной плоскости планетарных механизма 1 и 2 с одновенцовыми сателлитами, ведущий 3 и ведомый 4 валы, соединенные с солнечными шестернями, два тормоза 5 и 6 для остановки коронных шестерен, две соединительные передачи 7 и 8, у которых начальные зубчатые колеса 9 и 10 соосны с планетарным механизмом 1, размещены по разные его стороны и снабжены подключающими устройствами 11 и 12 для подсоединения к различным звеньям планетарного механизма 1, образуя ведущий узел 13. Конечные зубчатые колеса 14 и 15 соединительных передач 7 и 8 аналогично расположены относительно планетарного механизма 2 и снабжены подключающими устройствами 16 и 17, образуя ведомый узел 18. Каждое из подключающих устройств 11,12,16 и 17 содержит три выключаемых муфты для соединения соответствующего зубчатого колеса с солнечной шестерней, водилом или коронной шестерней соосно с ним планетарного механизма. Эта коробка имеет малый осевой габаритный размер и обладает дополнительно свойствами раздаточной коробки, т. к. ведомый вал 4 смещен относительно ведущего 3 и выведен из корпуса в двух противоположных направлениях, а продольный (осевой) габаритный размер коробки меньше, чем поперечный.

Работа коробки состоит в следующем. Различные ступени коробки осуществляются включением муфт подключающих устройств для подсоединения одной или обеих соединительных передач к соответствующим звеньям планетарных механизмов и включением одного из тормозов. При этом подключающие устройства 11 и 16 подсоединяют начальное 9 и конечное 14 зубчатые колеса соединительной передачи 7 к заданным звеньям планетарных механизмов 1 и 2 с одной стороны, образуя одну внутреннюю связь коробки. Вторая внутренняя связь осуществляется соединительной передачей 8, которая посредством подключающих устройств 12 и 17 может быть подсоединена к планетарным механизмам 1 и 2 с другой стороны. Так обеспечивается независимость подсоединений и возможность осуществить большое число вариантов пар внутренних связей коробки. Включение одного из тормозов приводит к остановке одного из звеньев коробки, в результате чего вращение передается с ведущего вала 3 и планетарного механизма 1 по соединительным передачам 7 и 8 или одной из них на планетарный механизм 2 и ведомый вал 4 с возможностью передачи энергии к двум различным потребителям. В данном варианте коробки можно получить до 32 ступеней передаточных чисел обоего знака.

Другой пример исполнения той же коробки характерен тем, что ее планетарные механизмы расположены под прямым углом между ними, а соединительные передачи имеют конические пары. Соответственно ведомый вал расположен под прямым углом к ведущему и имеет выход из корпуса в двух противоположных направлениях, т.е. коробка обладает свойствами тракторной.

Если части коробки (ведущий 13 и ведомый 18 узлы, конические пары), соединены между собой валами или иными передающими вращение звеньями соединительных передач, расположенных друг от друга на расстоянии, исключающем возможность применения одного корпуса для всей коробки, то каждая из таких частей снабжена своим корпусом. Например, на фиг.2 представлена структурная схема коробки, у которой ведущий узел 13 размещен в корпусе 19, соединен двумя валами соединительных передач 7 и 8 с ведомым узлом 18, размещенном в корпусе 20. У коробки на фиг. 3 коническая пара соединительной передачи 8 отделена от остальных частей коробки и помещена в свой корпус 21. В результате коробка размещена в корпусах 19, 20, 21 и три ее части соединены валами соединительных передач 7 и 8. На фиг. 4 представлена коробка, снабженная четырьмя корпусами 19, 20, 21 и 22, в которых размещены соответственно ведущий 13 и ведомый 18 узлы и две конические пары, и эти части коробки соединены валами соединительных передач 7 и 8. Коробка с ведущим и ведомым валами, подсоединенными к звеньям одного из планетарных механизмов, обладает свойствами автомобильной коробки передач с соосным расположением ведущего и ведомого валов, возможностью осуществления прямой передачи и отбора мощности от другого планетарного механизма.

Все или некоторые части коробки, соединенные между собой звеньями, передающими вращение, могут быть расположены в корпусах других механизмов машины, где она используется.

В зависимости от конструкции соединительных передач, отделенные друг от друга части коробки могут занимать фиксированное положение или допускать в процессе работы взаимное перемещение (например, колебание ведомого узла 18 относительно ведущего 13 при использовании карданных передач между ними.

Перечисленные приемы изменения формы коробки позволяют рационально использовать небольшие объемы для размещения в них коробки по частям и располагать источники и потребители энергии с максимальной экономией места без выполнения известных требований их взаимного расположения (строгая центровка, жесткость опор и т.п.). Форма исполнения коробки не влияет на количество и величины ее передаточных чисел, т.к. последние определяются только параметрами ее планетарных механизмов и соединительных передач, а также количеством элементов управления, их функциями и комбинациями их включения. ЫЫЫ2

Использование: машиностроение. Сущность изобретения: планетарная коробка содержит корпус, ведущий и ведомый валы два планетарных механизма, элементы управления, и две соединительные передачи. Планетарные механизмы могут иметь разнообразные схемы и располагаться при проектировании относительно друг друга под углом, либо с параллельными осями. Корпус может быть выполнен общим для всей коробки или для каждой части коробки, удаленной от других ее частей и соединенной с ними звеньями, передающими вращение, или могут быть использованы корпуса других механизмов, не относящихся к коробке. 4 ил.

Планетарная коробка передач, содержащая корпус, ведущий и ведомый валы, два планетарных механизма, элементы управления, состоящие из выключаемых муфт и тормозов, и две соединительные передачи, начальные звенья которых размещены по разные стороны и соосно с первым планетарным механизмом, конечные звенья размещены аналогично относительно второго механизма для подсоединения передач к звеньям последних посредством выключаемых муфт или жестко, отличающаяся тем, что планетарные механизмы расположены относительно друг друга под углом либо с параллельными осями, а корпус выполнен общим для всей коробки или для каждой части коробки, удаленной от других ее частей и соединенной с ними звеньями, передающими вращение, с возможностью использования корпусов, не принадлежащих коробке.