АВТОМАТИЧЕСКАЯ КОРОБКА ПЕРЕДАЧ Российский патент 2000 года по МПК F16H3/89 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к конструкции автоматических коробок передач.

Известна конструкция автоматической коробки передач с цилиндрической передачей и многодисковым сцеплением, где внутренний барабан выполнен как единое целое с ведомой косозубой шестерней цилиндрической передачи [1]. Осевая сила для включения многодискового сцепления в передаче создается гидроцилиндром. Недостатком такой конструкции является большая величина давления жидкости в гидроцилиндре, необходимая для создания осевой силы, обеспечивающей включение сцепления.

Известна другая конструкция автоматической коробки передач с цилиндрической передачей и многодисковым сцеплением, где внутренний барабан неподвижно соединен прямозубым шлицем соединением с ведомой косозубой шестерней цилиндрической передачи [2]. Осевая сила для включения многодискового сцепления в передаче создается гидроцилиндром. Эта конструкция наиболее близка к изобретению по технической сущности и достигаемому результату.

Недостатком такой конструкции также является большая величина давления жидкости в гидроцилиндре, необходимая для создания осевой силы, обеспечивающей включение сцепления.

Данное изобретение решает задачу уменьшения потребного давления в гидроцилиндре. Эта задача решается за счет установки между ведомой косозубой шестерней и внутренним барабаном, в радиальном направлении, подвижной втулки, имеющей прямозубые шлицы со стороны ведомой косозубой шестерни и косозубые шлицы со стороны внутреннего барабана, при этом направлении наклона шлиц противоположно направлению наклона зубьев ведомой шестерни. При передаче крутящего момента осевая сила, возникающая в косозубом шлицевом соединении втулка - внутренний барабан и действующая на втулку, направлена в ту же сторону, что и осевая сила в гидроцилиндре; и в ту же сторону, что и осевая сила, возникающая в зацеплении с ведущей косозубой шестерней и действующая на ведомую косозубую шестерню. Сложение осевых сил в косозубом шлицевом соединении втулка - внутренний барабан и в зацеплении ведущей и ведомой косозубых шестернях с осевой силой в гидроцилиндре позволит уменьшить осевую силу, действующую в гидроцилиндре, а следовательно, и величину давления в нем без изменения суммарной осевой силы, необходимой для включения многодискового сцепления. Действие вышеперечисленных осевых сил в одном направлении обеспечивается, в каждой ступени, расположением по разную сторону от ведомой косозубой шестерни поршня гидроцилиндра и многодискового сцепления.

Автоматическая коробка передач может содержать любое количество ступеней, содержащих втулку с косозубыми шлицами.

На чертеже представлена конструкция двухступенчатой автоматической коробки передач.

Автоматическая коробка передач состоит из ведущего вала 1, ведомого вала 2, корпусов гидроцилиндров 3 и 4, неподвижно соединенных с ведомым валом 2, поршней гидроцилиндров 5 и 6, отжимных пружин 7 и 8, ведущих косозубых шестерен повышенной 9 и пониженной 10 передач, неподвижно соединенных с ведущим валом 1; ведомых косозубых шестерен повышенной 11 и пониженной 12 передач; втулок повышенной 13 и пониженной 14 передач; внутренних барабанов повышенной 15 и пониженной 16 передач; многодисковых сцеплений повышенной 17 и пониженной 18 передач; втулки сцепления 19, неподвижно соединенной с ведомым валом 2, и игольчатых подшипников 20 и 21. Втулка повышенной передачи 13 соединена подвижно с внутренним барабаном повышенной передачи 15 через косозубые шлицы с углом β. Втулка пониженной передачи 14 соединена подвижно с внутренним барабаном повышенной передачи 16 через косозубые шлицы с углом α. Также обе втулки 13 и 14 соединены подвижно прямозубыми шлицами с ведомыми косозубыми шестернями 11 и 12.

При отсутствии давления в полостях под поршнями 5 и 6 многодисковые сцепления 17 и 18 выключены и момент с ведущего вала 1 не передается на ведомый вал 2. Ведомый вал 2 не вращается, а внутренние барабаны сцепления 15 и 16 вместе с установленными на них втулками 13 и 14 и ведомыми косозубыми шестернями 11 и 12 вращаются совместно с ведущим валом 1.

При включении пониженной передачи в полость под поршень 6 из системы управления подается давление; при этом возникает осевая сила F_гн, которая сжимает сцепление 18 через ведомую косозубую шестерню 12. При этом с ведущего вала 1 на ведомый вал 2 последовательно через ведомую косозубую шестерню 12, втулку 14, внутренний барабан сцепления 16, многодисковое сцепление 18, втулку сцепления 19 начнет передаваться крутящий момент по величине, меньшей потребного. Ведомый вал 2 начнет вращаться, а многодисковое сцепление 18 начнет проскальзывать, так как осевая сила, вызванная гидроцилиндром, меньше потребной силы для включения многодискового сцепления 18. Внутренний барабан 16 при этом будет вращаться на игольчатом подшипнике 20 относительно втулки сцепления 19 и соединенного с ней ведомого вала 2. Передаваемый момент вызовет появление:
- осевой силы F_зн ведомой косозубой шестерне 12 от действия в косозубом зацеплении с ведущей шестерней 10;
- осевой силы F_шн на втулке 16 от действия в косозубом шлицевом соединении втулка - внутренний барабан.

Появление осевой силы F_зн, действующей в косозубом зацеплении, и осевой силы F_шн, действующей в косозубом шлицевом соединении, вызовет увеличение суммарной осевой силы, действующей на многодисковое сцепление 18, до необходимой величины, обеспечивающей передачу потребного крутящего момента. Проскальзывание многодискового сцепления 18 прекратится. Внутренний барабан 16 остановится относительно ведомого вала 2 и начнет вращаться совместно с ним.

При включении повышенной передачи в полость под поршень 5 из системы управления подается давление, а полость под поршнем 6 сообщается со сливом и под действием пружины 8 жидкость вытесняется из гидроцилиндра. При этом возникает осевая сила F_гп, которая сжимает сцепление 17 через ведомую косозубую шестерню 11, а осевая сила F_гн становится равной нулю. При этом с ведущего вала 1 на ведомый вал 2 последовательно через ведомую косозубую шестерню 11, втулку 13, внутренний барабан 15, многодисковое сцепление 17, корпус гидроцилиндра 3 начнет передаваться крутящий момент по величине, меньшей потребного. При этом многодисковое сцепление 17 начнет проскальзывать, так как осевая сила вызванная гидроцилиндром, меньше потребной силы для включения многодискового сцепления 17. Внутренний барабан 15 при этом будет вращаться на игольчатом подшипнике 21 относительно корпуса гидроцилиндра 3 и соединенного с ним ведомого вала 2. Передаваемый момент вызовет появление:
- осевой силы F_зп на ведомой косозубой шестерне 11 от действия в косозубом зацеплении с ведущей шестернью 9;
- осевой силы F_шп на втулке 15 от действия в косозубом шлицевом соединении втулка - внутренний барабан.

Появление осевой силы F_зп, действующей в косозубом зацеплении, и осевой силы F_шп, действующей в косозубом шлицевом соединении, вызовет увеличение суммарной осевой силы, действующей на многодисковое сцепление 17, до необходимой величины, обеспечивающей передачу потребного крутящего момента. Проскальзывание многодискового сцепления 17 прекратится. Повышающая передача начнет передавать крутящий момент. При этом ведомый вал 2 станет увеличивать частоту вращения до частоты вращения внутреннего барабана 15 и начнет вращаться совместно с ним.

Как только ведомый вал 2 начнет увеличивать частоту вращения ведомая косозубая шестерня 12 выходит из зацепления с ведущей косозубой шестерней 10 в окружном направлении на величину бокового зазора в зацеплении. При этом момент прекращает передаваться через пониженную передачу, что приводит к уменьшению осевой силы в косозубом зацеплении F_зн и осевой силы в косозубом шлицевом соединении F_шн до нуля. Многодисковое сцепление 18 выключается, а внутренний барабан 16 вместе со втулкой 14 и ведомой косозубой шестернью 12 начинает свободно вращаться на игольчатом подшипнике 20 относительно втулки сцепления 19, соединенной с ведомым валом 2. Включается повышенная передача.

Источники информации
1. Мзалов Н.Д., Трусов С.М. Гидромеханические коробки передач. М.: Машиностроение. 1971 год, стр. 153-161.

2. Тарасик В.П. Фрикционные муфты автомобильных гидромеханических передач. Минск: Наука и техника, 1973 год, стр. 20-23.

Изобретение относится к машиностроению. Автоматическая коробка передач содержит ведущую и ведомую косозубые шестерни, многодисковое сцепление, корпус гидроцилиндра, поршень гидроцилиндра и внутренний барабан и расположенную между барабаном и ведомой косозубой шестерней в радиальном направлении втулку. Втулка подвижно соединена прямозубыми шлицами с внутренним барабаном и косозубыми шлицами с барабаном. Направление наклона шлиц втулки противоположно направлению наклона зубьев ведомой косозубой шестерни. Такая установка втулки создает дополнительную осевую силу для сжатия многодискового сцепления и тем самым уменьшает потребное давление в гидроцилиндре. 1 ил.

Автоматическая коробка передач, содержащая ведущий и ведомый валы, ведущую и ведомую косозубые шестерню, многодисковое сцепление, корпус гидроцилиндра, поршень гидроцилиндра и внутренний барабан, отличающаяся тем, что между внутренним барабаном и ведомой косозубой шестерней в радиальном направлении установлена втулка, подвижно соединенная прямозубыми шлицами с ведомой косозубой шестерней и подвижно соединенная косозубыми шлицами с внутренним барабаном, при этом направление наклона шлиц втулки противоположно направлению наклона зубьев ведомой шестерни.