Планетарная коробка передач Советский патент 1992 года по МПК F16H3/44 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к трансмиссиям транспортных средств или станков с переменным передаточным числом.

Известны планетарные коробки передач и коробки передач с рядами шестерен, имеющими постоянное попарное зацепление, в которых торможение какой-либо из шестерен механизма производится через вращающиеся соосные полые валы.

Однако известные коробки передач имеют значительную массу и габариты, сложную конструкцию или систему переключения передач.

Известны также планетарные редукторы, которые имеют рациональную систему торможения центральных колес, но имеют большие габариты за счет применения солнечных колес, и, в силу применяемой схемы передачи, неприемлемый для коробок передач транспортных средств диапазон передаточных чисел.

Цель изобретения - уменьшение габаритов и массы коробки передач с одновременным упрощением конструкции.

Эта цель достигается тем, что в коробке используется схема планетарного редуктора 2КН с центральными колесами с внутренними зубьями, в которой входной вал соединен с водилом. При этом сателлит на каждом пальце водила представляет собой блок скрепленных между собой шестерен, количество которых на единицу больше необходимого числа передач. Центральные колеса расположены в неподвижном корпусе с возможностью свободного вращения (кроме одного, соединенного с выходным валом) и торможение их производится по внешней поверхности. При таком решении уменьшаются и диаметр коробки и ее длины. Это приводит и к существенному снижению массы коробки.

На фиг. 1 показана схема предлагаемой коробки передач при заторможенном центральном колесе Ь; на фиг.2 - один из возможных вариантов исполнения установки в корпусе центральных колес и механизма их тррможения.

Коробка содержит входной вал 1, выходной вал 2. водило 3, сателлит 4 (блок шестесл

с

XI сл

о сл

рен). центральные шестерни 5 с внутренними зубьями, тормозное устройство 6, корпус 7 коробки.

Буквами обозначены: е- радиус водила, f, b, g, и а шестерни, передающие момент при заторможенном центральном колесе Ь.

Особенности и взаимное расположение элементов коробки в статическом состоянии следующие.

Корпус 7 в поперечном сечении круглый, ось коробки является общей осью корпуса, входного 1 и выходного 2 валов и осью центральных шестерен 5. Центральные шестерни 5 по числу передач коробки расположены внутри корпуса 7 с возможностью свободного вращения в нем и относительно друг друга.

Одна центральная шестерня а жестко связана с выходным валом 2 и механически не связаia с корпусом. В корпусе также расположены тормозные устройства, например, подпружиненные колодки 6,каждая из которых периодически связана с соответствующей центральной шестерней 5. Входной вал 1 оканчивается водилом 3, на каждом пальце которого, параллельном оси коробки, расположены с возможностью вращения (на подшипниках) сателлиты блоки жестко скрепленных шестерен, каждая из которых находится в постоянном зацеплении с одной из планетарных шестерен.

Привод торможения шестерен 5 может быть выполнен механическим, электрическим или гидравлическим, что позволяет использовать данную коробку в системе полуавтоматического или автоматического управления.

Предлагаемая конструкция коробки передач позволяет получить передаточные числа, соответствующие тем, которые используются в трансмиссиях современных легковых и грузовых автомашин, например, от 1Мин 0,75 до макс 4-10. Разработана теория определения числа зубьев всех шестерен данной коробки передач в соответствии с поставленными требованиями по количеству необходимых передаточных чисел и по их численным значениям. Определены условия минимизации диаметра коробки в зависимости от числа водил.

Работа по переключению передач состоит в том, что растормаживается какое-либо из центральных колес 5 и затормаживается другое, соответствующее необходимому передаточному числу.

Предлагаемая коробка передач попутно позволяет решить ряд задач, связанных с упрощением трансмиссии. Так, отпадает надобность в сцеплении, ибо, если шестерни

5 расторможены, то момент от двигателя на выходной вал не передается (кроме момента от сил трения).

Далее, если в блоке 4 шестерен введена дополнительная-шесгернясЕг 7д,тозатормзживание в корпусе 7 связанной с ней шестерни 5 дает эффект стояночного тормоза как при работающем, так и при остановленном двигателе. И, наконец, плавное затормаживание какой-либо из шестерен 5

исключает ударные нагрузки, заменяя синхронизаторы обычных коробок передач. Как указано, система управления коробкой передач может быть легко автоматизирована. По предварительной оценке часть

трансмиссии, включающая данную коробку передач, с учетом выполнения ею дополнительных функций, не менее чем в два раза легче применяемых в настоящее время. Формула изобретения

1. Планетарная коробка передач, содержащая корпус, выходной и входной валы, соединенное с последним водило с пальцами, несущее на каждом пальце жестко свя- занные между собой в единый блок

сателлиты, соответствующее количество центральных колес для взаимодействия с последними и тормоза, отличающая- с я тем, что, с целью уменьшения габаритов, центральные колеса выполнены с внутренними зубьями, одно из них связано с выходным валом, а другие посредством тормозов -- с корпусом,

2. Коробка передач по п. 1,отличающая с я тем, что, с целью расширения

функциональных возможностей путем использования коробки передач в качестве стояночного тормоза, числа зубьев двух сателлитов, один из которых предназначен для взаимодействия с выходным центральным колесом, равны между собой.

Фиг.1

Использование: машиностроение. Необходимые передаточные числа обеспечиваются одним планетарным рядом. Для этого используется ряд центральных колес с внутренними зубьями, каждое из которых свободно вращается в корпусе коробки и может быть заторможено по внешней поверхности. Входной вал соединен с водилом, на каждом пальце которого расположен с возможностью вращения блок скрепленных между собой сателлитов. Все центральные колеса находятся в постоянном зацеплении с сателлитами, и одно из них соединено с выходным валом. 2 ил.