СОСТАВНАЯ КОРОБКА ПЕРЕДАЧ Российский патент 2007 года по МПК F16H3/44 B60K17/08 

Изобретение относится к области транспортного машиностроения, а именно к трансмиссиям транспортных средств, преимущественно тракторов.

Известна составная коробка передач, содержащая основную вальную многоступенчатую коробку передач с шестернями постоянного зацепления, переключаемыми гидромуфтами, обеспечивающими переключение передач без разрыва потока мощности в пределах диапазона, охватываемого передачами основной коробки передач, а также дополнительную вальную коробку передач с шестернями постоянного зацепления, переключаемыми зубчатыми муфтами легкого включения или с синхронизаторами, для переключения диапазонов основной коробки передач (1).

Удовлетворяя наиболее полно потребности транспортных средств по количеству передач без разрыва потока мощности (до 35 и выше), такая составная коробка имеет относительно высокую стоимость и значительные габариты.

Известна также составная коробка передач с меньшим количеством переключаемых без разрыва потока мощности передач и с меньшими габаритами и стоимостью.

Она содержит: основную коробку передач, включающую первичный вал, параллельно первичному - полый промежуточный вал и соосный промежуточному валу - вторичный вал, расположенные на валах шестерни постоянного зацепления и синхронизаторы (муфты легкого включения) для переключения передач, а также расположенную перед и соосно промежуточному валу дополнительную трехскоростную планетарную коробку передач, включающую соединенное с вторичным валом основной коробки водило, двухвенцовые сателлиты, соединенные солнечными вал-шестернями с тормозами и блокировочной муфтой, выполненными в виде фрикционных гидромуфт, коронную шестерню, соединенную зубчатым венцом с сателлитами, а ступицей - с промежуточным валом основной коробки.

Такую составную коробку передач использует на своих тракторах фирма SAME (Италия) (2).

Обладая меньшей стоимостью, такая коробка передач имеет один недостаток: большие габариты, прежде всего по длине, дополнительной трехскоростной планетарной коробки передач, а это, как известно, ведет к увеличению металлоемкости, себестоимости изготовления коробок.

Большие габариты дополнительной трехскоростной коробки передач обусловлены тем, что ряд узлов коробки выполнен отдельно без совмещения по каким-либо элементам со смежными узлами. Так, блокировочная муфта выполнена отдельно. Как следствие, ступица, на которой размещены диски блокировочной муфты, выполнена отдельной. Отдельной выполнена и ступица рядом расположенного тормоза, соединяющая солнечную шестерню с тормозом, хотя размещены обе ступицы на одном валу.

Рядом расположенный тормоз выполнен в двух корпусах: диски и возвратные тарельчатые пружины размещены в одном корпусе, а поршень - в другом корпусе.

При этом торцевая часть другого корпуса с развитым гнездом под подшипниковый узел размещена между блокировочной муфтой и тормозом.

Это также увеличивает линейные размеры дополнительной коробки передач.

Кроме того, размещение дополнительной коробки передач перед промежуточным валом и выход с нее на вторичный вал основной коробки также увеличивают ее габариты, т.к. при прочих равных условиях через дополнительную коробку передается увеличенный момент.

Недостаток увеличенных размеров дополнительной коробки передач острее всего проявляется при образовании составной коробки передач на базе уже находящейся в производстве основной коробки передач, что на практике делается для повышения технического уровня выпускаемых машин (тракторов).

В этих случаях для установки дополнительной трехскоростной планетарной коробки передач в готовые корпуса основной коробки без их переделки имеется мало места, и требуется максимально минимизировать габариты дополнительной коробки передач.

Задачей изобретения является создание составной коробки передач с уменьшенными габаритами и металлоемкостью прежде всего по дополнительной коробке передач.

Поставленная задача достигается тем, что составная коробка передач содержит основную коробку передач, включающую, по меньшей мере, один корпус, входной, выходной и, по меньшей мере, один промежуточный валы, расположенные на валах шестерни и устройства для переключения передач, а также соединенную с основной коробкой передач дополнительную трехскоростную планетарную коробку передач, включающую, по меньшей мере, один корпус, входное и выходное звенья, коронную шестерню, водило, двухвенцовые сателлиты и солнечные шестерни с различным числом зубьев, два тормоза и блокировочную муфту, выполненные в виде фрикционных муфт, при этом два тормоза через валы соединены с солнечными шестернями, а блокировочная муфта в заблокированном состоянии соединяет водило с одной из солнечных шестерен.

Оба тормоза и блокировочная муфта дополнительной трехскоростной планетарной коробки передач размещены в одном корпусе, один из тормозов и блокировочная муфта размещены на общей ступице, установленной на валу одной из солнечных шестерен, а барабан блокировочной муфты и водило установлены на входном звене - входном валу дополнительной трехскоростной планетарной коробки передач, причем выходным звеном является ступица коронной шестерни, которая соединена с входным валом основной коробки.

Оба тормоза дополнительной трехскоростной планетарной коробки размещены между блокировочной муфтой и водилом с сателлитами, при этом один тормоз размещен в одной полости корпуса дополнительной трехскоростной планетарной коробки передач, а другой тормоз и блокировочная муфта размещены в другой полости корпуса дополнительной трехскоростной планетарной коробки передач.

Выполненные в виде фрикционных муфт блокировочная муфта и оба тормоза дополнительной трехскоростной планетарной коробки передач выполнены гидроуправляемыми.

Дополнительная трехскоростная планетарная коробка передач размещена соосно входному валу основной коробки передач.

Предлагаемая конструкция составной коробки передач отличается тем, что оба тормоза и блокировочная муфта дополнительной трехскоростной планетарной коробки передач размещены в одном корпусе, один из тормозов и блокировочная муфта расположены на общей ступице, установленной на валу одной из солнечных передач, а барабан блокировочной муфты и водило установлены на входном звене - входном валу дополнительной трехскоростной планетарной коробки передач, причем выходным звеном является ступица коронной шестерни, которая соединена с входным валом основной коробки.

При этом оба тормоза дополнительной трехскоростной планетарной коробки передач размещены между блокировочной муфтой и водилом с сателлитами, причем один тормоз размещен в одной полости корпуса дополнительной трехскоростной планетарной коробки передач, а другой тормоз и блокировочная муфта размещены в другой полости корпуса дополнительной трехскоростной планетарной коробки передач.

Выполненные в виде фрикционных муфт блокировочная муфта и оба тормоза дополнительной трехскоростной планетарной коробки передач выполнены гидроуправляемыми.

Дополнительная трехскоростная планетарная коробка передач размещена соосно входному валу основной коробки передач.

В варианте исполнения составной коробки передач поставленная задача достигается тем, что составная коробка передач содержит основную коробку передач, включающую, по меньшей мере, один корпус, входной, выходной и, по меньшей мере, один промежуточный валы, расположенные на валах шестерни и устройства для переключения передач, а также соединенную с основной коробкой передач дополнительную трехскоростную планетарную коробку передач, включающую, по меньшей мере, один корпус, входное и выходное звенья, коронную шестерню, водило, двухвенцовые сателлиты и солнечные шестерни с различным числом зубьев, два тормоза и блокировочную муфту, выполненные в виде фрикционных муфт, при этом два тормоза через валы соединены с солнечными шестернями, а блокировочная муфта в заблокированном состоянии соединяет водило с одной из солнечных шестерен. Оба тормоза и блокировочная муфта дополнительной трехскоростной планетарной коробки передач размещены в одном корпусе, один из тормозов и блокировочная муфта размещены на общей ступице, установленной на валу одной из солнечных шестерен, а барабан блокировочной муфты и водило установлены на выходном звене - выходном валу дополнительной трехскоростной планетарной коробки передач, который соединен с входным валом основной коробки передач, причем входным звеном является ступица коронной шестерни.

Оба тормоза дополнительной трехскоростной планетарной коробки размещены между блокировочной муфтой и водилом с сателлитами. При этом один тормоз размещен в одной полости корпуса дополнительной трехскоростной планетарной коробки передач, а другой тормоз и блокировочная муфта размещены в другой полости корпуса дополнительной трехскоростной планетарной коробки передач.

Выполненные в виде фрикционных муфт блокировочная муфта и оба тормоза дополнительной трехскоростной планетарной коробки передач выполнены гидроуправляемыми.

Дополнительная трехскоростная планетарная коробка передач размещена соосно входному валу основной коробки передач.

Предлагаемая конструкция составной коробки передач отличается тем, что оба тормоза и блокировочная муфта дополнительной трехскоростной планетарной коробки передач размещены в одном корпусе, один из тормозов и блокировочная муфта размещены на общей ступице, установленной на валу одной из солнечных шестерен, а барабан блокировочной муфты и водило установлены на выходном звене - выходном валу дополнительной трехскоростной планетарной коробки передач, который соединен с входным валом основной коробки передач, причем входным звеном является ступица коронной шестерни.

При этом оба тормоза дополнительной трехскоростной планетарной коробки передач размещены между блокировочной муфтой и водилом с сателлитами, причем один тормоз размещен в одной полости корпуса дополнительной трехскоростной планетарной коробки передач, а другой тормоз и блокировочная муфта размещены в другой полости корпуса дополнительной трехскоростной планетарной коробки передач.

Блокировочная муфта и оба тормоза дополнительной трехскоростной планетарной коробки передач в виде фрикционных муфт выполнены гидроуправляемыми.

Дополнительная трехскоростная планетарная коробка передач размещена соосно входному валу основной коробки передач.

Изобретение поясняется чертежами, где на:

фиг.1 - кинематическая схема составной коробки передач,

фиг.2 - кинематическая схема варианта составной коробки передач с понижающей дополнительной коробкой передач,

фиг.3 - продольный разрез составной коробки передач,

фиг.4 - продольный разрез дополнительной коробки передач.

Составная коробка передач содержит основную коробку передач I (фиг.1,3) и дополнительную трсхскоростную планетарную коробку передач II (фиг.1, 3, 4). Основная коробка передач I содержит входной вал 1, соосный ему выходной вал 2, параллельный им промежуточный вал 3 и вал заднего хода 4, установленные на валах шестерни 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, устройства переключения передач: синхронизаторы 18, 19, подвижные шестерни 20, 21, 22.

Дополнительная коробка передач II (фиг.1, 4) содержит входной вал 23, водило 24, соединенную с входным валом 1 основной коробки ступицу 25 коронной шестерни, коронную шестерню 26, солнечные шестерню 27 и вал-шестерню 28, двухвенцовые сателлиты 29, фрикционные гидроуправляемые тормозы 30, 31, блокировочную гидроуправляемую фрикционную муфту 32, вал солнечной шестерни 33. Тормоза 30, 31 и блокировочная муфта 32 размещены в общем корпусе 34, при этом блокировочная муфта 32 и тормоз 30 размещены в одной полости корпуса 34, а второй тормоз 31 размещен во второй полости корпуса 34. Блокировочная муфта 32 и тормоз 30 своими зубчатыми дисками 35, 36 на внутренней стороне установлены на одной общей ступице 37, зафиксированной шлицами на валу 33. Оба тормоза 30 и 31 размещены между блокировочной муфтой 32 и водилом 24 с сателлитами 29.

Барабан 38 блокировочной муфты и водило 24 своими ступицами на шлицах установлены на входном валу 23 (фиг.1, 4).

В варианте выполнения составной коробки (на фиг.2) дополнительная планетарная коробка передач своим выходным звеном - валом 39 соединяется с входным валом 1 основной коробки передач.

Предлагаемая составная коробка передач работает следующим образом.

Мощность от двигателя подводится к входному звену - валу 23 (фиг.1, 4) дополнительной коробки передач. От входного вала 23 мощность через водило 24, сателлиты 29, в зависимости от включенного тормоза 30 или 31, передается с большей или меньшей ускоряющей скоростью вращения через выходное звено - ступицу коронной шестерни 25 на входной вал 1 основной коробки.

При включенной блокировочной муфте 32 блокируется относительное вращение валов 23 и 33 (фиг.4) и сателлитов 29 на водиле 24, и мощность от двигателя через входной вал 23, водило 24, сателлиты 29 без изменения скорости вращения через выходное звено - ступицу коронной шестерни 25 передается на входной вал 1 основной коробки передач.

Поскольку фрикционные муфты тормозов и блокировочной муфты гидроуправляемые, переключение передач в дополнительной коробке осуществляется без разрыва потока мощности.

В варианте выполнения составной коробки передач с понижающей дополнительной коробкой (фиг.2) мощность от двигателя подводится к входному звену дополнительной коробки передач - ступице коронной шестерни 25. От ступицы коронной шестерни мощность через сателлиты 29, водило 24, в зависимости от включенного тормоза 30 или 31, с большей или меньшей замедляющей скоростью вращения через выходное звено - вал 39 передается на входной вал 1 основной коробки. При включенной блокировочной муфте 32 мощность от двигателя без изменения скорости вращения через вал 39 передается на входной вал 1 основной коробки.

С входного вала 1 избирательно, в зависимости от включения высшего или низшего диапазона скоростей, производимого подвижной шестерней 21, и включенной синхронизатором передачи, мощность передается через промежуточный вал 3 (вал заднего хода 4) на выходной вал 2 или напрямую с входного вала 1 на выходной вал 2.

В результате на любой передаче основной коробки передач, включаемой с разрывом потока мощности с помощью синхронизаторов и подвижных шестерен, избирательно без разрыва потока мощности включается одна из трех передач в дополнительной коробке передач.

В вышеописанной составной коробке передач, сохранив все функциональные качества прототипа, существенно уменьшены габариты и металлоемкость прежде всего по дополнительной коробке передач. Компактность, уменьшенные линейные размеры по длине дополнительной коробки передач достигнуты за счет совмещения элементов конструкции различных узлов коробки и измененной компоновки. Так, блокировочная муфта и один из тормозов с зубчатыми дисками на внутренней стороне установлены на общей ступице, барабан блокировочной муфты и водило установлены на общем валу.

Оба тормоза и блокировочная муфта установлены в одном общем корпусе, при этом оба тормоза размещены посередине между блокировочной муфтой и водилом с сателлитами, муфта блокировки и один тормоз размещены в одной полости корпуса, а второй тормоз - во второй полости корпуса.

Уменьшение габаритов дополнительной коробки передач достигнуто также размещением ее на входе в основную коробку передач соосно входному валу, что обусловило передачу коробкой меньшего крутящего момента.

Кроме того, такая компоновка дополнительной коробки передач и ее размещение на входе в основную коробку передач обеспечило без затрат, с полной унификацией деталей, создание двух исполнений составных коробок передач: с повышающим набором передач, переключаемых без разрыва потока мощности, и с понижающим набором передач.

Такая совокупность технических решений позволила в реальных условиях (на Минском тракторном заводе) на базе уже изготавливаемой основной коробки передач, без переделок корпусов создать составную коробку передач, разместив в ограниченном пространстве компактную дополнительную трехскоростную планетарную коробку передач.

Это позволило с минимальными затратами повысить технический уровень выпускаемой коробки за счет существенного увеличения количества передач и обеспечения переключения передач без разрыва потока мощности.

Источники информации

1. Тракторы Т-150К, Т-157, Т-158. Харьков: «Прапор», 1984, стр.67.

2. REVUE TECHNIQUE machinisme agricole, №118, стр.53, 1998.

Изобретение относится к области транспортного машиностроения, а именно к трансмиссиям транспортных средств, преимущественно тракторов. Сущностью заявленных двух вариантов составной коробки передач является то, что в первом варианте оба тормоза и блокировочная муфта дополнительной трехскоростной планетарной коробки передач размещены в одном корпусе. Причем один из тормозов и блокировочная муфта размещены на общей ступице, установленной на валу одной из солнечных шестерен. Барабан блокировочной муфты и водило установлены на входном звене - входном вале дополнительной коробки передач. Причем выходным звеном является ступица коронной шестерни, которая соединена с входным валом основной коробки. Во втором варианте составной коробки передач оба тормоза и блокировочная муфта дополнительной коробки передач размещены в одном корпусе. Причем один из тормозов и блокировочная муфта размещены на общей ступице, установленной на валу одной из солнечных шестерен. Барабан блокировочной муфты и водило установлены на выходном звене - выходном вале дополнительной коробки передач, который соединен с входным валом основной коробки передач. Причем входным звеном является ступица коронной шестерни. В результате обеспечивается создание составной коробки передач с уменьшенными габаритами и металлоемкостью, прежде всего по дополнительной коробке передач. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Составная коробка передач, содержащая основную коробку передач, включающую, по меньшей мере, один корпус, входной, выходной и, по меньшей мере, один промежуточный валы, расположенные на валах шестерни и устройства для переключения передач, а также соединенную с основной коробкой передач дополнительную трехскоростную планетарную коробку передач, включающую, по меньшей мере, один корпус, входное и выходное звенья, коронную шестерню, водило, двухвенцовые сателлиты и солнечные шестерни с различным числом зубьев, два тормоза и блокировочную муфту, выполненные в виде фрикционных муфт, при этом два тормоза через валы соединены с солнечными шестернями, а блокировочная муфта в заблокированном состоянии соединяет водило с одной из солнечных шестерен, отличающаяся тем, что оба тормоза и блокировочная муфта дополнительной трехскоростной планетарной коробки передач размещены в одном корпусе, причем один из тормозов и блокировочная муфта размещены на общей ступице, установленной на валу одной из солнечных шестерен, а барабан блокировочной муфты и водило установлены на входном звене - входном вале дополнительной трехскоростной планетарной коробки передач, причем выходным звеном является ступица коронной шестерни, которая соединена с входным валом основной коробки передач.2. Составная коробка передач по п.1, отличающаяся тем, что оба тормоза дополнительной трехскоростной планетарной коробки передач размещены между блокировочной муфтой и водилом с сателлитами.3. Составная коробка передач по п.1, отличающаяся тем, что один тормоз размещен в одной полости корпуса дополнительной трехскоростной планетарной коробки передач, а другой тормоз и блокировочная муфта размещены в другой полости корпуса дополнительной трехскоростной планетарной коробки передач.4. Составная коробка передач по п.1, отличающаяся тем, что выполненные в виде фрикционных муфт блокировочная муфта и оба тормоза дополнительной трехскоростной планетарной коробки передач выполнены гидроуправляемыми.5. Составная коробка передач по любому из пп.1-4, отличающаяся тем, что дополнительная трехскоростная планетарная коробка передач размещена соосно входному валу основной коробки передач.6. Составная коробка передач, содержащая основную коробку передач, включающую, по меньшей мере, один корпус, входной, выходной и, по меньшей мере, один промежуточный валы, расположенные на валах шестерни и устройства для переключения передач, а также соединенную с основной коробкой передач дополнительную трехскоростную планетарную коробку передач, включающую, по меньшей мере, один корпус, входное и выходное звенья, коронную шестерню, водило, двухвенцовые сателлиты и солнечные шестерни с различным числом зубьев, два тормоза и блокировочную муфту, выполненные в виде фрикционных муфт, при этом два тормоза через валы соединены с солнечными шестернями, а блокировочная муфта в заблокированном состоянии соединяет водило с одной из солнечных шестерен, отличающаяся тем, что оба тормоза и блокировочная муфта дополнительной трехскоростной планетарной коробки передач размещены в одном корпусе, причем один из тормозов и блокировочная муфта размещены на общей ступице, установленной на валу одной из солнечных шестерен, а барабан блокировочной муфты и водило установлены на выходном звене - выходном вале дополнительной трехскоростной планетарной коробки передач, который соединен с входным валом основной коробки передач, причем входным звеном является ступица коронной шестерни.7. Составная коробка передач по п.6, отличающаяся тем, что оба тормоза дополнительной трехскоростной планетарной коробки передач размещены между блокировочной муфтой и водилом с сателлитами.8. Составная коробка передач по п.6, отличающаяся тем, что один тормоз размещен в одной полости корпуса дополнительной трехскоростной планетарной коробки передач, а другой тормоз и блокировочная муфта размещены в другой полости корпуса дополнительной трехскоростной планетарной коробки передач.9. Составная коробка передач по п.6, отличающаяся тем, что выполненные в виде фрикционных муфт блокировочная муфта и оба тормоза дополнительной трехскоростной планетарной коробки передач выполнены гидроуправляемыми.10. Составная коробка передач по любому из пп.6-9, отличающаяся тем, что дополнительная трехскоростная планетарная коробка передач размещена соосно входному валу основной коробки передач.