Двухступенчатая коробка передач Советский патент 1984 года по МПК B60K7/00 

1113

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в. транспортном машиностроении, а именно в приводах кблес транспортных машин и шарнирах ног шагающих машин, 5 а также в приводах ррбототехничес-. ких систем.

Известна двухступенчатая коробка передач, содержащая планетарный ряд, солнечная шестерня которого соедине- О на с входным валом, водило - с выходным валом, а коронная шестерня, установленная на подшипнике в корпусе, блокируется попеременно с корпусом и солнечной шестерней механизмом 15 переключения, содержащим тормозной. и фрикционньИ диски, пружину сжатия и привод, например электромагнитный Щ .

При работе этой коробки передач 20 на первой передаче включается электромагнитный привод механизма, переключения, преодолевающий действие пружины сжатия и блокирующий коронную шестерню планетарного ряда с корпусом. 25 Солнечная и коронная шестерни,при

этом оказываются разблокированными, и момент с входного вала через солнечную шестерню, сателлиты и водило передается на выходной вал коробки 30 передач. Работа коробки передач на второй (повьш ающей) передаче, когда планетарный ряд вращается как одно целое с входным валом, осуществляется при выключенном приводе механизма переключения.

Недостатком приведенной конструкции является то, что в случае выхода из строя привода механизма переключения коробка передач работает на вто- 40 рой передаче, т.е. на выходном валу коробки передач не обеспечивается

максимальный тяговый момент.

Известна двухступенчатая коробка

передач, включающая в себя стояночный тормоз входного вала с вращающимся диском, закрепленным на входном валу коробки передач, тормозным дис ком, подви/лным в осевом направлении, подпружиненным в сторону вращающегося 0 иска, и электромагнитом с якорем, оторый расположен со стороны подвижого диска, противоположной вращающеуся диску, управляемый планетарный еханизм, содержашлй солнечную шее- 55 ерню, соединенную с входным валом, одило, связанное с выходным валом оробки передач, и коронную шестерню,

842

установленную на подшипнике, а также механизм переключения передач, вклю1чающий в себя электромагнит с якорем, блокировочный диск, установленный с возможностью осевого перемещения и подпружиненный относительно коронной шестерни в сторону якоря механизма переключения передач, фрикционные диски, закрепленные на блокировочном диске для связи его с якорем механизма переключения передач или с тормозным диском zl .

Недостатком этой коробки передач является увеличенный осевой габарит, обусловленный установкой электромагнита механизма переключения передач после управляемого планетарного ряда, и значительные маховые массы коробки передач из-за установки на коронной шестерне подвижного барабана, вызываюшзие дополнительные динамические нагрузки на электродвигатель в пусковых и тормозных режимах и при переключении передач. Кроме того, имеются осевые усилия на подшипники вала двигателя, причем при работе на первой передаче осевая нагрузка на подшипники наибольшая. Осевая нагрузка на подшипники увеличивает потери в двигателе и значительно снижает их ресурс.

Целью изобретения является уменьшение осевых габаритов и упрощение конструкции, а также повьщ1ение КПД путем снижения нагрузки на подшипники входного вала.

Поставленная цель достигается тем, что в двухступенчатой коробке передач включающей в себя стояночный тормоз входного вала с вращающимся диском, закрепленным на входном валу коробки передач, тормозным диском, подвижным в осевом направлении, подпружиненным в сторону вращающегося диска, и электромагнитом с якорем, который расположен со стороны подвижного диска, противоположной вращающемуся диску, управляемый планетарный механизм, содержащий солнечную шестерню, соединенную с входным валом, водило, связанное с выходным валом коробки передач, и коронную щестерню, установленную на подшипнике, а также механизм переключения передач, включающий в себя электромагнит с якорем, блокировочный диск, установленный с возможностью осевого перемещения и подпружиненный относи31тельно коронной шестерни в сторону якоря механизма переключения передач фрикционные диски, закрепленные на блокировочном диске для связи его с якорем механизма переключения пере дач или с тормозным диском, электромагниты стояночного тормоза и механизма переключения передач установле ны коаксиально, а подшипник, на кото ром установлена коронная шестерня, закреплен в корпусе коробки передач. Кроме того, электромагниты стояночного тормоза и механизма переключен ия передач выполнены с единым ярмом, причем якорь электромагнита мег ханизма переключения передач выполнен охватывающим ярмо, а якорь стояночного тормоза - охватываемым ярмом электромагнитов, причем зазор между сопрягаемыми поверхностями якорей и ярма составляет 0,001 - 0,1 величины рабочего зазора электромагнитов. На чертеже изображена предлагаемая коробка передач, продольный разрез . Корпус 1 коробки передач соединен с двигателем 2. На валу двигателя закреплена солнечная шестерня 3, а коронная шестерня 4 управляемого .планетарного ряда установлена на под шипнике 5 в корпусе коробки передач На. коронной шестерне установлен с возможностью перемещения в осевом направлении фрикционный блокировочный диск 6. Между коронной шестерней 4 и блокировочным диском 6 установлены блокировочные пружины сжатия 7 механизма переключения. Обмотки 8 и 9 электромагнитов стояночного тормоза и механизма переключения передач коаксиально закреплены в еди ном ярме 10, установленном в корпусе коробки передач. Якори 11 и 12 электромагнитов стояночного тормоза и механизма пер ключения передач установлены с возможностью осевого перемещения и сна жены фрикционными накладками 13 и 1 Якорь 11 электромагнита стояночного тормоза пружиной сжатия 15 прижат к дирку солнечной шестерни 3. Якорь 12 электромагнита механизма переключения передач пружиной сжатия 16 прижат к блокировочному диску 6. Водило 17 управляемого планетарного ряда соединено с выходным валом. 44 Якорь 11 электромагнита стояночного тормоза охвачен ярмом, а якорь 12 электромагнита механизма переключения передач охватывает ярмо указанных электромагнитов, причем зазор между сопрягаемыми поверхностями якорей 11 и 12 и ярма составляет 0,001 0,1 величины рабочего зазора электромагнитов. Конструкция коробки передач изображена в положении, когда электромагниты отключены, при этом вал двигатет ля заторможен, а коронная шестерня связана с корпусом. Коробка передач работает следую|цим образом. При включении обмотки 8 электромагнита стояночного тормоза якорь 11, сжимая пружину 15, прижимается к корпусу коробки передач, растормаживая вал двигателя. При работе на первой передаче обмотка 9 электромагнита механизма переключения передач отключена, якорь 12 прижат к блокировочному диску 6, поскольку усилие пружин сжатия 16 больше усилия блокировочных пружин сжатия 7, прижат к блокировочному диску 6, при этом затормаживается коронная шестерня 4 и обеспечивается зазор А между блокировочным диском 6 и диском солнечной шестерни 3. Таким образом, коронная шестерня окзвывается сблокированной с корпусом 1 коробки передач, т.е. коробка передач работает на понижающей передаче, и на выходном валу обеспечивается максимальный тяговый момент. При работе на второй передаче (обмотка 9 электромагнита механизма переключения включена) якорь 12 поднимается к ЯРМУ 10, а блокировочный диск 6 под действием блокировочных пружин 7 прижимается к диску солнечной шестерни 3, блокируя коронную шестерню 4 с солнечной 3 (зазор А меньше зазора Б). Блокировка коронной шестерни с солнечной приводит к тому. Что частота вращения водила 17 управляемого планетарного ряда равна частоте вращения входного вала коробки передач. Следует отметить, что коаксиальная компоновка электромагнитов стоя- ночного тормоза и механизма переключения передач позволяет выполнить ярмо электромагнитов единым, что упрощает конструкцию коробки передач.

Выполнение якоря электромагнита механизма переключения охватывающим ярмо, а якоря электромагнита стояночного тормоза - охватываемым ярмом с зазорами между сопрягаемыми поверхностями якорей и ярма, составляющими 0,001 - 0,1 величины рабочего зазора электромагнитов, позволяет снизить осевой размер обоих электромагнитов, а следовательно, дополнительно уменьшить осевой габарит коробки передач.

Это связано с тем, что при указанном соотношении величин паразитного и рабочего зазоров влиянием паразитного зазора на работу электромагнита можно пренебречь, В предложенной конструкции число рабочих зазоров уменьшено вдвое, что при пренебрежении магнитодвижущей силой в стальных . участках магнитопроводов электромагtaTOB приводит к уменьшению магнитодвижущей силы обмоток электромагнитов в 1,4 раза. Следовательно,

потери в обмотках электромагнитов снижаются также в 1,4 раза, что делает возможным снижение осевого размера обмоток и ярма электромагнитов и, следовательно, дополнительное уменьшение осевых размеров коробки передач.

Таким образом, предложенная коробка передач, благодаря коаксиальному размещениюэлектромагнита стояночного тормоза и электромагнита механизма переключения со стороны входного вала и закреплению коронной шестерни управляемого планетарного ряда в корпусе коробки передач, отличается от базовой конструкции (прототипа) уменьшенным осевым размером, простотой конструкции, повьш1енным КПД за счет снижения осевой нагрузки на подшипники входного вала. Выполнение электромагнитов коробки передач с одним рабочим зазором позволяет дополнительно снизить осевой габарит коробки передач.

1. ДВУХСТУПЕНЧАТАЯ КОРОБКА ПЕРЕДАЧ, включающая в себя стояночньш тормоз входного вала с вращающимся диском, закрепленным на входном валу коробки передач, тормозным диском, подвижным в осевом направлении, подпружиненным в сторону вращающегося диска, и электромагнитом с якорем, которьй расположен со стороны подвижного диска, противоположной вращающемуся диску, управляемый планетарный механизм, содержащий солнечную шестерню, соединенную с входным валом, водило, связанное с выходным валом коробки передач, и коронную шестерню, установленную на подшипнике, а также механизм переключения передач, включающий в себя электромагнит с якорем, блокировочный диск. установленный с возможностью осевого перемещения и подпружиненный относительно коронной шестерни в сторону якоря механизма переключения передач, фрикционные диски, закрепленные на блокировочном диске для связи его с якорем механизма переключения передач или с тормозным диском, отличающаяся тем, что,, с целью уменьшения осевых габаритов и упро- щения конструкции, а также повьшения КПД путем снижения нагрузки на подшипники входного вала, электромагниты стояночного тормоза и механизма переключения передач установлены коаксиально, а подш11пник, на котором установлена коронная шестерня, закреплен в корпусе коробки передач.2. Коробка передач по п. 1, о т личающая ся тем, что электромагниты стояночного тормоза и механизма переключения передач выполнены с единым ярмом, причем якорь электромагнита механизма переключения передач выполнен охватывающим ярмо, а якорь стояночного тормоза охватываемым ярмом электромагнитов, причем зазор между сопрягаемыми поО) верхностями якорей и ярма составляет схз iO,001 - 0,1 величины рабочего зазо4: ра электромагнитов.