Коробка передач транспортного средства и ее варианты Советский патент 1984 года по МПК B60K17/08 

2.Коробка передач но п. 1, отличающаяся тем, что муфта, связывающая первую и вторую части входного ва.ла, и муфта первой зубчатой передачи выполнены в одном блоке, расположенном между первой частью входного вала и зубчатыми передачами, общее ведущее звепо которого жестко связано с первой частью входного вала, а муфта второй зубчатой передачи и блоки Човочпая муфта суммирующего дифференциала также выполнены в одном блоке, расположенном между зубчатыми передачами и суммирующим дифференциалом, общее ведомое звено которого жестко связано с водилом суммирующего дифференциала.

3.Коробка передач транспортного средства, содержащая установленный в корпусе входной вал, состоящий из двух частей, связанных между собой через муфту, зубчатый механизм с муфтами для раснределения мощности по нескольким силовым потокам, суммирующий дифференциал с блокировочной муфтой, первое звено которого соединено с первой частью входного вала через две зубчатые передачи и муфту упомяпутс го зуочатого меха1 изма, а второе звено упомянутого дифференциала жестко соединено с второй частью вход11О1о вала, выходной дифференциал, коронная шестерня которого соединена с водилом суммирующего дифференциала и тормозом, а водило и солнечная Н1естерня БЬ1Ходного дифференциала связаны соответственно с выходным ва-юм и третьим звеном суммирующего дифференциала, отличающаяся тем, что, с целью повьпнеиия надежности путем устранения режимов. цротивовращения фрикционных муфт и упрощения процесса переключения передач, блокировочная муфта установлена между водилом и солнечной щестерней суммируюн1его дифференциала, первым, вторым и третьим звеньями суммирующего дифференциала приняты соответственно солнечная шестерня, водило, коронная inecTepня, причем солнечная niecie|)HH суммирующего дифференциала установлена па второй части входного вала с возможностью свободного вращения, а коронная шестерня сум миру юще|о ди(|)ференциа.:1а снабжена тормозом.

1. Коробка, передач транспортного средства, содер капл.ая установленный в корпусе в.ходпой вал, состоящий из двух частей, связанпы.х между собой через муфту, зубчатый механизм с муфтами для распределения мощности по нескольким силовым потокам, суммирующий дпфференппа. блокг11Н)воч.пой му(}}той, солнечная пюстерпя которого жестко соединена с второй частью входного вала и связана через первую зубчатую передачу п муфту упомянутого зубчатого механизма с первой частью входного вала, а одно из звеньев упомянутого ; фференцпа.ча связано с первой частью входного вала через вторую зубчатую передачу и муфту упомянуто1о зубчатого механнзма, выходной дифференциал, коронная шестерня которого соединена с водилом суммирующего дифференциала и тормозом, а водило и солнечная Н1естерня выходного днфферепцпа,1а связаны соответственно с выходпым валом и с одним из звеньев сум%П1руюн1его дифференциала, отличающаяся тем, что, с целью повыщения надежности путем устранения режимов противовращения (Л фрикционных муфт н упрощения процесса переключения передач, блокировочная муфта установлена между водилом и солнечной 1нестерней суммирующего дифференниала. при этом первым и вторым из упомянутых звеньев суммирующего дпфферепнлала являются его води.ю п коронная шестерня, снабженная гормозом. о оо ОО ОО

1

Изобретение относится к транспортному мащиностроению и может быть использовапо в трансмиссиях автомобилей и тракторов.

Известна коробка передач транспортноIO средства, содержащая установленный в корпусе входной вал с жестко закрепленной на нем ведущей шестерней, н.ервый зубчатый механизм д.чя распределения могцности по нескольким силовым потокам, суммирующий дифференциал, коренная шестерня которого связана но крайней мере через одну зубчатую передачу и одну муфту упомянутого зубчатого механизма с ведущей niecтерней, а через другую муфту -- с входным валом, а солнечная шестерня соединена с входным валом жестко, выходной вал и связанный с ним второй зубчатый механизм, соединенный с водилом суммирующего дифференциала и с тормозом, связанным с корпусом. Известная коробка передач имеет две степени свободы. Поэтому при нереключении передач включается и вык;иочается ио одному элементу управления 1 I.

Данная коробка иередач характеризуется низкой надежностью из-за большого количества зубчатых передач и элементов унрав.чения, а также из-за недостаточной несущей снособности выходного зубчатого механизма, работающего на заднем, хо;гу.

Известна также коробка передач, транспортного средства, содержангая установленный в корпусе входной вал, состоящий из двух частей, связанных .между собой через

муфту, зубчатый механизм с муфтами для распределения MOHIHOCTH но нескольким силовым потокам, сум.мирующий дифференциал с блокировочной муфтой, солнечная шестерня которого жестко соединена с второй частью входного вала и связана через первую зубчатую передачу и муфту упомянутого зубчатого механизма с первой частью входно1О вала, а одно из звеньев упомянутого дифференциала связано с первой частью входпого вала через вторую

зубчатую передачу и муфту yпoмяlг лoгo зубчатого механизма, выходной дифференциал, коронная шестерня которого соединена с водилом суммирующего дифсЬеренниала и с тормозом, а водило и солнечная шестерня связана соответетвенно с выходным валом и с одним из звеньев суммирующего диффереициала 2.

Указанная коробка передач имеет три стенеии свободы. Для нолучения передачи дол/кны быть включен) два фрикционных 5 элемента управления. Остальные фрикционные э;1еме11ты управления работают вхолостую, их ведущие и ведомые диски вращаются друг относительно друга с |)азл,1чными угловыми скоростями. Ири этом следует различать режимы попутного вращения, когда ведущие и ведомые диеки вращаются в одном направлении, и режимы встречного вращения, когда ведущие и ведомые диски вращаются в противоположном нанравлении. Теоретические и экспериментальные исследования показывают, что наиболее неблагоприятное воздействие на работоспособность фрикционных муфт оказывают режимы встречного врап1епия. Скорости скольжения дисков на этих режимах достигают максимальной величины, увеличиваются потери на холостое вращение, происходит повышенный износ и выделение тепла. При онределепных критическихзначениях скоростей скольжения наблюдается резкое повьниение температуры в контакте между дисками, в результате чего фрикционная муфта выходит из строя. Из кинематического анализа известной коробки передач следует, что на отделып кх передачах переднего хода, а также на заднем ходу имеются режимы встречного вран1ения фрикционных .муфт со значительными скоростями скольжения. Поэтому работоспособность фрикционных муфт низка. Кроме того, при переключении с второй на третью передачу одновременно включаются два элемента управления. Это приводит к усложнению процесса переключения, а также увеличению разрыва потока мощности, в результате чего увеличиваются максимальные динамические нагрузки, действующие в процессе переключения на звенья коробки передач. Все эти факторы обуславливают снижение надежности коробки передач в цело.м. Целью изобретения является повьинение надежности коробки передач путем устранения режимов иротивовращения фрикционных муфт и упрощения процесса 1ереключения иередач. Поставленная цель достигается тем, что в коробке передач, содержащей установленный в корпусе входной вал, состоящий из двух частей, связанных между собой через муфту, зубчатый механизм с муфтами для распределения мощности по нескольким силовым потока.м, сум.мирующий дифференциал с блокировочной муфтой, солнечная шестерня которого жестко соединена с второй частью входного вала и связана через первую зубчатую передачу и муфту упомянутого зубчатого механизма с первой частью входного.вала, а одно из звеньев упомянутого дифференциала связано с нервой частью входного вала через вторую зубчатую передачу и муфту упомянутого зубчатого механизма, выходной дифференциал, коронная шестерня которого соединена с водилом суммирующего дифференциала и с тормозом, а водило и солнечная щестерня выходного дифференциала связаны соответственно с выходным валом и одним из звеньев суммирующего дифференциала. блокировочная муфта установлена мелч.л водилом и солнечно шестерней суммипующего дифференциала, при этом первы.м и вторым из упомянутых звеньев суммпр -к1щего дифференциала являются его водило и коронная шестерня, снабженная тормозом. Кроме того, муфта, связывающая первую и вторую части входного вала, и муфта первой зубчатой передачи вьпюлнены в одном блоке, расположенном между перЕюй частью входного вала и зубчатыми передачамп, общее ведущее звено которого жесткс. связано с первой частью входного Ba.ia, а муфта второй зубчатой нередачи и блокировочная муфта суммируюн1его дифференциала также выполнены в одно. б.кжс, расположенном между зубчатыми передача.ми и суммирующим дифференциа,-1()м, общее ведомое звено которого жестко связано с водилом суммирующего .тифференциала. По второму варианту в коробке передач, содержащей установленный в корпусе входной вал, состоящий из двух, частей, связанных между собой через муфту, зубчатый механизм с муфтами для распределения мощности но нескольким силовым потокам, суммирующий дифференцнал с блокировочной муфтой, первое звено которого соединено с нервой частью входного вала через две зубчатые передачи и муфту упомянутого зубчатого механиз.ма, а второе звено упомянутого дифференциала жестко соединено с второй частью входного вала, выходной дифференциал, коронная щестерня которого соединена с водилом суммирующего дифференциала и тормозом, а водило и солнечная шестерня выходного дифференциала связаны соответственно с выходным валом и третьим звеном суммирующего дифференциала, блокировочная муфта установлена .между водилом и солнечной щестерней суммирующе о дифференциала, первым, вторы.м и третьим звеньями суммирующего дифференциала нриняты соответственно солнечная шестерня, водило, коронная шестерня, причем солнечная шестерня су.ммирующего дифференциала уетановлена на второй части входного вала с возможностью свободного вращения, а коронная н,естерня суммирующего дифференциала снабжена тормозом. На фиг. 1 изображен I вариант кинематической схемы коробки передач, обеспечивающий получение прямой высщей передачи; на фиг. 2 - II вариант кинематической схемы коробки передач, обеспечивающий получение двух повышающих передач переднего хода; на фиг. 3 - вариант расстановки фрикционных муфт в кннематичеекой схеме коробки передач по I варианту. Коробка передач содержит (фиг. 1) входной вал 1, который связан с валом 2 через муфту 3, а также через муфту 4 и зубчатую передачу, включающую ведущую шестерню 5, щестерни 6 и 7, расположенные на промежуточном валу 8, и ведомую шестерню 9, жестко соединенную с валом 2. С валом 2 связана солнечная щестерня 10 суммирующего дифференциала, которая соединяется через блокировочную муфту 11 с водилом 12 суммирующего дифференциала. Водило 12 связано с входным валом 1 через муфту 13 и зубчатую передачу, состоящую из ведущей щестерни 14, шестерен 15 и 16, расположенных на промежуточном валу 17, и ведомой щестерни 18, жестко связанной с водилом 12. Водило 12 соединено соответственно с тормозом 19 и коронной щестерней 20 выходного дифференциала и взаимодействует через сателлиты 21 с коронной щестерней 22 суммирующего дифференциала. Коронная щестерня 22 связана соответственно с тор.мозом 23 и солнечной щестерней 24 выходного дифференциала. Солнечная щестерня 24 взаимодействует через сателлиты 25 с водилом 26 выходного дифференциала, которое связано с выходным валом 27. Кинематическая схема коробки, изображенная на фиг. 2, отличается от схемы, показанной на фиг. 1, тем, что ведомая щестерня 18 зубчатой передачи жестко соединена с солнечной шестерней 10, которая расположена на валу 2 с возможностью свободного вращения. С валом 2 жестко связано водило 12 суммирующего дифференциала и коронная щестерня выходного дифференциала. Кинематическая схема коробки передач, показанная на фиг. 3, отличается от схемы, изображенной, на фиг. 1, тем, что муфты 3 и 4 вынолнены в одном блоке, расположенном между ведущим валом 1 и ведущей 1иестерней 14 зубчатой передачи. Муфты 11 и 13 расположены в другом блоке между ведомой П1естерней 18 зубчатой передачи и солнечной щестерней 10. Коробка передач транспортного средства работает следующим образом. С помощью фрикционных .муфт 3, 4, 11, 13 и тормозов 19, 23 в общем случае обеспечивается получение десяти режимов работы. В табл. 1 приведен порядок включения элементов управления на каждой из передач и передаточные числа коробки передач по I варианту (фиг. 1), разработанной для трансмиссии грузового автомобиля. В табл. 2 даны значения чисел зубьев зубчатых колес, обеспечивающих получение заданных передаточных чисел. В табл. 3 и 4 приведены соответственно порядок включения элементов управления на каждой из передач и значения чисел зубьев щестерен коробки передач но II варианту (фиг. 2). Оба варианта коробок рассчитаны на шесть передач переднего хода и две передачи заднего хода. Первая передача переднего хода включается с помощью фрикционной муфты 4 и тормоза 23 (фиг. 1). Мощность с входного вала 1 передается через муфту 4, щестерни 5, б, 7 и 9 на солнечную щестерню 10 суммирующего дифференциала. Солнечная щестерня 10 взаимодействует с сателлитами 21, которые, обкатываясь вокруг неподвижной коронной щестерни 22 суммирующего дифференциала, приводят в движение коронную щестерню 20. Коронная щестерня 20 взаимодействует на сателлиты 25, которые, вращаясь вокруг неподвижной солнечной щестерни 24, сообщают движение водилу 26 и ВЫХОДНОМУ 27. При переключении с первой на вторую передачу выключается муфта 4 и включается муфта 3, а тормоз 23 остается во включенном состоянии. Через муфту 3 нагрузка передается на вал 2, с которым жестко связана солнечная шестерня 10. Солнечная inecтерня 10 взаимодействует с сателлитами 21, которые обкатываются вокруг неподвижной коронной щестерни 22 и приводят во вращение водило 12 и коронную щестерню 20. Коронная шестерня 20 взаимодействует на сателлиты 25, которые, обкатываясь вокруг неподвижной солнечной шестерни 24, сообщают движение выходному валу 27. Переход с второй на третью передачу осуществляется путем выключения муфты 3 и включения муфты 13, при этом тормоз 23 остается во включенном состоянии. С вала 1 крутящий момент передается через щестерни 14, 15, 16 и 18 на коронную шестерню 20, которая приводит в движение водило 26 и выходной вал 27 при неподвижной солнечной шестерне 24. Переключение с третьей передачи на четвертую производится путем выключения тормоза 23 и включения муфты 11. .Нуфта 13 по-прежнему остается во включенном состоянии. Нагрузка передается через муфту 13, шестерни 14, 15, 16 и 18 на водило 12. Муфта 11 блокирует между собой звенья суммирующего и выходного дифференциалов 10,12, 22, 24, 26, 20, которые вращаются как одно целое и приводят во вращение выходной вал 27. При переключении с четвертой на пятую передачу выключается муфта 13 и включается муфта 4, при этом муфта 11 по-прежнему остается во включенном состоянии, блокируя звенья выходного и суммирующего дифференциалов. Силовой поток передается через муфту 4 шестерни 5, 6, 7, 9 на солнечную, шестерню 10, которая вращается заодно с водилом 26, передающим нагрузку на выходной вал 27. Переход на щестую прямую передачу переднего хода осуществляется путем выключения муфты 4 и включения .муфты 3. Муфта 11 по-прежнему включена. Нагрузка передается через муфту 3 на вал 2 и далее на выходной вал 27. На первой передаче заднего хода включены муфта 3 и тормоз 19, который останавливает водило 12 и коронную шестерню 20. Мош.ность передается через муфту 3 на вал 2. С валом 2 жестко связана солнечная шестерня 10, приводящая в движение при заторможенном водиле 12 коронную паестерню 22 в обратном направлении по отношению к входному валу 1. Вместе с коронной шестерней 22 враш,ается солнечная шестерня 24, сообшаюш.ая движение водилу 26 и выходному валу 27 при неподвижной коронной шестерне 20. На второй передаче заднего хода включены муфта 4 и тормоз 19, Мош,ность с входного вала 1 передается через муфту 4, шестерпи 5, 6, 7, 9 на солнечную шестерню 10. Солнечная шестерня 10 сообшает движение в обратном нанравлении коронной шестерне 22 и солнечной шестерне 24. Солнечная шестерня 24 приводит во враш,ение водило 26 и выходной вал 27 при неподвижной коронной шестерне 20. Рассмотренная шестиступенчатая коробка передач имеет всего десять режимов включения элементов управления. В данном случае не используются два режима включения элементов управления. Дополнительно к рассмотренным могут быть получены еше две передачи переднего хода, одна путем включения муфт 3 и 13, вторая - включением муфт 4 и 13. Проведенный анализ показывает, что переключение всех передач переднего хода осуш,ествляется включением и выключением по одному элементу управления за счет того, что на каждой из иоследуюших передач работает один из элементов управления иредыдуш.ей передачи. Благодаря этому сокрашается разрыв потока мощности при переключениях, уменьшаются динамические нагрузки, действующие на звенья коробки передач, процесс переключения передач упрощается. Как видно из фиг. 1, ведущие диски муфт 3, 4 и 13 связаны с входным валом 1, а ведомые - соответственно с валом 2 и шестернями о и 14. Ведущие и ведомые диски муфты 11 связаны соответственно с валом 2 и водилом 12. Кинематический анализ показывает, что на всех передачах переднего хода направление вращения звеньев 2, 3, 4, 5, 12 и 13 совпадает с направлением вращения входного вала 1. Благодаря этому устраняются режимы противовращения фрикционных муфт. На заднем ходу включением тормоза 19 блокируются с корпусом водило 12 и пдестерня 14, соединенные с ведомыми дисками муфт соответственно 11 и 13. Направление врангения вала 2 и И1естерни 5, связанных с ведомыми дисками муфт соответственно 3 и 4, совнадает с нанравленисм враи1ения входного вала 1. Таким образом. на задие.м ходу также устраняются режимы противоврашения фрикционных муфт. Благодаря этому снижаются максимальные скорости скольжения дисков фрикционных муфт, уменьшаются нотери на холостое врашение, повышается надежность фрикционных муфт и коробки передач в целом. Кинематическая схема коробки передач по II варианту (изображенная на фиг. 2) позволяет получить две повышающие передачи переднего хода, применение которых является целесообразным для некоторых автомоби,1ей. Эта схема также характеризуется отсутствием режимов противовращепия фрикционных муфт и тем, что все передачи передие1о хода иереключаются путем включения и выключения но о.июму элементу управления, что и обусловливает более высокую надежность данной схемы но сравнению с нрототнпом. В кинематической схеме коробки передач, показанной на фиг. 3, муфты 3 и 4 расположены в одном блоке между входным валом 1 и шестерней 14. В другом блоке между солнечной шестерней 10 и пкчтерней 18 расположены муфты 11 и 13. Оба этих б.чока ч цфициpo saны между собой. Подобная компоновка позволяет повысить степень yiniфикацин и комнактности коробки передач. Схема коробки передач но варнапту 1 ((|)иг. 1 или фиг. 3) позволяет получить модификацию с повьцпаюп1ей передачей. Д,1Я этого необходимо изменить порядок вк,пк1чения элементов управления и числа зубьев И1естерен 5, 6, 7, 9, 14, 15, 16 и 18 вально) части. Порядок включения элементов унравления и передаточные числа модификации с повышающей передачей прйведен| | в табл. 5, а числа зубьев шестерен в табл. 6. В данной модификации также отсутствует противоБрац,|,ение фрикционных муфт, и все передачи переключаются путем включения и выключения io одному элементу управления, что обеспечивает более высокую надежность конструкции по сравиению с известными. Предложенные варианты конструкций коробки передач обеспечивают повышенную надежность эксилуатации и упрощение нроцесса переключения нередач.

1073138

+

+

+

+

+

+ К-- колеса по фиг. 1 5 б 7 9 14 15 16 Число зубьев33 40 34 39 30 43 31

+

+ +

+

+

10

Таблица

+ + +

+

+ + +

+

Таблица 2

Таблица 3

+

+ +

+

+ + 18 10 21 22 24 25 20 42 51 23 97 51 23 97 № зубчатого колеса 5 б 7 9 14 15 16 по фи г.2 Число 48 43 49 42 54 37 49 зубьев

4,43

+

3,19

2,12

1,39

1,0

+

0,72

-3,97

-5,52

+

Таблица 4

Таблица 5

+ + +

+

+ + ч+

+ +

+

+

Таблица б 18 10 21 22 24 25 20 42 51 23 97 51 23 97

5U

Pui.2

19

23

UiJ