ПЛАНЕТАРНАЯ КОРОБКА ПЕРЕДАЧ СИЛОВОЙ УСТАНОВКИ Российский патент 2021 года по МПК F16H3/44 

Планетарная коробка передач силовой установки. Изобретение относится к области транспортного машиностроения, в частности, к судостроению, и может быть использовано, в том числе, для передачи крутящего момента от судовой силовой установки на гребные винты маломерных судов.

Известна судовая шестеренчатая коробка передач с двойным приводом, содержащим высокоскоростной и низкоскоростной двигатели (US 4568289, В63В 23/12, опубл. 1986-02-04). Недостатком данной коробки передач является низкий срок эксплуатации, связанный с механическим переключением зубчатых шестерен.

Известна главная энергетическая установка скоростного судна с воздушными кавернами на днище, содержащая две судовые силовые установки (RU 147169 U1, В63В 1/38, опубл. 27.10.2014 Бюл. №30). Недостатком данной установки является сложность конструкции и управления.

Наиболее близким к заявляемому устройству является коробка передач судовой, двигательной установки, включающей несколько двигателей, выполненных с возможностью привода гребного винта через коробку передач, причем, по меньшей мере, некоторые из этих двигателей соединены с коробкой передач разъемно через планетарную систему переключения скоростей, которая включает передачу крутящего момента посредством солнечной шестерни или посредством зубчатой шестерни с внутренним зацеплением, одна из которых непосредственно соединена со входным валом, передающим крутящий момент, а другая шестерня приводится - в движение входным валом посредством дополнительной зубчатой передачи с фиксированным передаточным отношением для увеличения скорости вращения выходного вала (GB 1061952, В63Н 23/00, В63Н 23/12, В63Н 23/14, F16H 37/00, опубл. 1967-03-15). Однако данная коробка передач имеет низкую надежность, а сложная конструкция с несколькими двигателями, не только требует больших материальных и трудовых затрат, но и затрудняет обслуживание и ремонт.

Указанная коробка передач по своим характеристикам и назначению является наиболее близкой предлагаемому изобретению и принята за прототип.

Перед изобретением была поставлена задача расширения потребительских свойств, упрощения конструкции, снижения трудоемкости и материалоемкости, повышения надежности, увеличения срока эксплуатации, упрощения ремонта и обслуживания.

В. предлагаемом изобретении, как и в прототипе, используется планетарный редуктор, который состоит из внутренней планетарной шестерни (солнечной шестерни), наружной планетарной шестерни (коронной шестерни), соосной с внутренней шестерней, сателлитов, находящихся в зацеплении как с внутренней, так и с наружной планетарными шестернями, и водила, на котором сателлиты установлены с возможностью вращения. Техническим результатом изобретения является расширение потребительских свойств, упрощение конструкции, снижение трудоемкости и материалоемкости, повышение надежности, увеличение срока эксплуатации, упрощение ремонта и обслуживания. Технический результат достигается за счет того, что в коробке передач, характеризующейся тем, что содержит приводной вал с установленной на нем шестерней, соединенной с входным валом основного планетарного редуктора и находящейся в зубчатом зацеплении с другой шестерней, соединенной с входным валом дополнительного планетарного редуктора, выполненные с возможностью свободного вращения в подшипниках коронные шестерни указанных планетарных редукторов снабжены средствами тангенциальной фиксации, выходные валы каждого из планетарных редукторов содержат шестерни, которые соединены друг с другом посредством жесткой или гибкой передачи, водило каждого планетарного редуктора, выполнено за одно с концом входного или концом выходного вала, при этом передачу крутящего момента с приводного вала выходному валу осуществляют при заблокированной средствами тангенциальной фиксации коронной шестерне основного или дополнительного планетарного редуктора.

В качестве средства тангенциальной фиксации применяют зажимной механизм. Планетарная коробка передач (далее - коробка передач) содержит два выходных вала, вращающихся в одном направлении и выполненных с возможностью реверса. При этом два выходных вала выполнены с возможностью изменения скорости вращения при реверсе.

В качестве вариантов исполнения коробки передач применяют коробки передач, в которых:

- входными валами планетарных редукторов являются валы солнечных шестерен, а выходными валами являются валы, один конец которых выполнен за одно с водилом;

- входными валами планетарных редукторов являются валы, один конец которых выполнен за одно с водилом, а выходными валами являются валы солнечных шестерен.

На чертеже изображена блок-схема планетарной коробки передач силовой установки.

Коробка передач силовой установки содержит приводной вал 1, шестерни 2 и 3 соединены посредством входного вала 4 и входного вала 5 с основным планетарным редуктором 6 и дополнительным планетарным редуктором 7, соответственно. Выходной вал 8 основного планетарного редуктора. 6 содержит шестерню 10, а выходной вал 9 дополнительного планетарного редуктора 7 содержит шестерню 11. Шестерни 10 и 11 жестко соединены друг с другом посредством гибкой передачи 12. Для фиксации (блокировки) выполненной с возможностью свободного вращения в подшипниках коронной шестерни (не показана) основного планетарного редуктора 6 служит зажимной механизм 13, для блокировки выполненной с возможностью свободного вращения в подшипниках коронной шестерни (не показана) дополнительного планетарного редуктора 7 используют зажимной механизм 14. Выходным валом коробки передач является выходной вал 15 основного планетарного редуктора 6, используемый для передачи крутящего момента рабочему органу 17.

В качестве выходного вала коробки передач используют также выходной вал 16 вспомогательного планетарного редуктора 7, что расширяет потребительские свойства коробки передач и позволяет задействовать в качестве ее выходного вала оба выходных вала или тот вал, который больше соответствует конструктивным особенностям конкретного транспортного средства. Указанное облегчает установку коробки передач на транспортное средство, а высокая степень унификации содержащихся в ней деталей упрощает ее ремонт и обслуживание.

Таким образом, коробку передач выполняют как с одним выходным валом (выходной вал 15 основного планетарного редуктора 6 или выходной вал 16 вспомогательного планетарного редуктора 7), используемым для передачи крутящего момента рабочему органу 17, так и с двумя выходными валами, одним из которых является выходной вал 15, а другим выходной вал 16.

Планетарная коробка передач силовой установки работает следующим образом.

Крутящий момент от приводного вала 1 передается на шестерню 2, находящуюся в зубчатом зацеплении с шестерней 3. С шестерен 2 и 3 крутящий момент посредством входного вала 4 и входного вала 5 передается основному планетарному редуктору 6 и дополнительному планетарному редуктору 7, соответственно. Для того чтобы крутящий момент с приводного вала 1 передавался выходному валу 15 коробки передач необходимо заблокировать (зафиксировать в неподвижном состоянии) выполненную с возможностью свободного вращения в подшипниках коронную шестерню основного планетарного редуктора 6 или коронную шестерню дополнительного планетарного редуктора 7. Блокировку коронной шестерни основного планетарного редуктора 6 осуществляют посредством тормозного механизма 13. При разблокированной коронной шестерне планетарного редуктора 6 осуществляют блокировку коронной шестерни дополнительного планетарного редуктора 1 посредством тормозного механизма 14.

Установленные на выходных валах 8 и 9 планетарных редукторов 6 и 7, соответственно, шестерни 10 и 11 вращаются со скоростью, соответствующей передаточному отношению основного планетарного редуктора 6 или передаточному отношению дополнительного планетарного редуктора 7. Выходной вал 15 и выходной вал 16 при отсутствии гибкой передачи 12 благодаря зубчатому сцеплению шестерен 2 и 3 вращаются в разных направлениях.

В процессе работы коробки передач возможны три следующих состояния.

1. Исходное состояние. Тормозные механизмы 13 и 14 не задействованы. Коронные шестерни планетарных редукторов 6 и 7 не заблокированы и свободно вращаются в подшипниках. Крутящий момент с приводного вала 1 выходному валу 8 основного планетарного редуктора 6 и соосно расположенному с ним выходному валу 15 коробки передач не передается. Транспортное средство, содержащее указанную коробку передач, стоит на месте.

2. Движение транспортного средства в прямом направлении. Тормозным механизмом 13 коронная шестерня основного планетарного редуктора 6 заблокирована. Коронная шестерня дополнительного планетарного редуктора 7 установлена в подшипниках с возможностью свободного вращения. Крутящий момент с приводного вала 1 передается выходному валу 15 коробки передач посредством основного планетарного редуктора 6. Скорость вращения выходного вала 15 коробки передач и передаваемый ему крутящий момент определяются передаточным отношением основного планетарного редуктора 6. Направление вращения выходного вала 15 будет совпадать с направлением вращения приводного вала 1, которое осуществляется, к примеру, по часовой стрелке. С помощью находящихся в зубчатом зацеплении шестерен 10 и 11 и гибкой передаче 12, их огибающей, крутящий момент с выходного вала 8 основного планетарного редуктора 6 передается выходному валу 16 коробки передач. Направление вращения выходного вала 16 будет противоположным по отношению к направлению вращения приводного вала 1. Транспортное средство, приводимое в движение крутящим моментом, передаваемым с выходного вала 15, будет двигаться в прямом направлении.

3. Движение транспортного средства в обратном направлении. Тормозным механизмом 14 заблокирована коронная шестерня дополнительного планетарного редуктора 7. Коронная шестерня основного планетарного редуктора установлена в подшипниках с возможностью свободного вращения. Крутящий момент с приводного вала 1 посредством шестерен 2 и 3, дополнительного планетарного редуктора 7, передается выходному валу 9. с установленной на нем шестерней 11. Благодаря гибкой передаче 12, огибающей шестерни 10 и 11, выходной вал 15 будет вращаться в направлении вращения шестерни 11, противоположным направлению вращения приводного вала 1, к примеру, против часовой стрелки. Транспортное средство, приводимое в движение крутящим моментом, передаваемым с выходного вала 15, будет двигаться в обратном направлении.

Изобретение относится к области транспортного машиностроения. Планетарная коробка передач содержит приводной вал с установленной на нем шестерней, соединенной с входным валом основного планетарного редуктора и находящейся в зубчатом зацеплений с другой шестерней, соединенной с входным валом дополнительного планетарного редуктора, выполненные с возможностью свободного вращения в подшипниках коронные шестерни указанных планетарных редукторов снабжены средствами тангенциальной фиксации, выходные валы каждого из планетарных редукторов содержат шестерни, которые соединены друг с другом посредством жесткой или гибкой передачи, водило каждого планетарного редуктора выполнено за одно с концом входного или концом выходного вала, при этом передачу крутящего момента с приводного вала выходному валу осуществляют при заблокированной средствами тангенциальной фиксации коронной шестерне основного или дополнительного планетарного редуктора. Обеспечивается расширение потребительских свойств, упрощение конструкции, снижение трудоемкости и материалоемкости, повышение надежности, увеличение срока эксплуатации, упрощение ремонта и обслуживания. 5 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Коробка передач, характеризующаяся тем, что содержит приводной вал с установленной на нем шестерней, соединенной с входным валом основного планетарного редуктора и находящейся в зубчатом зацеплении с другой шестерней, соединенной с входным валом дополнительного планетарного редуктора, выполненные с возможностью свободного вращения в подшипниках коронные шестерни указанных планетарных редукторов снабжены средствами тангенциальной фиксации, выходные валы каждого из планетарных редукторов содержат шестерни, которые соединены друг с другом посредством жесткой или гибкой передачи, водило каждого планетарного редуктора выполнено за одно с концом входного или концом выходного вала, при этом передачу крутящего момента с приводного вала выходному валу осуществляют при заблокированной средствами тангенциальной фиксации коронной шестерне основного или дополнительного планетарного редуктора.

2. Коробка передач по п. 1, отличающаяся тем, что средством тангенциальной фиксации является зажимной механизм.

3. Коробка передач по п. 1, отличающаяся тем, что входными валами планетарных редукторов являются валы солнечных шестерен, а выходными валами являются валы, один конец которых выполнен за одно с водилом.

4. Коробка передач по п. 1, отличающаяся тем, что входными валами планетарных редукторов являются валы, один конец которых выполнен за одно с водилом, а выходными валами являются валы солнечных шестерен.

5. Коробка передач по п. 1, отличающаяся тем, что содержит два выходных вала, вращающихся в одном направлении и выполненных с возможностью реверса.

6. Коробка передач по п. 5, отличающаяся тем, что два выходных вала выполнены с возможностью изменения скорости вращения при реверсе.