Автоматическая передача Б.Ф.Кочеткова Советский патент 1992 года по МПК F16H33/14 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в транспортном машиностроении и станкостроении.

Известна автоматическая передача, содержащая входной и выходной валы, инерционную муфту и дифференциал, кинематически связанные между собой, и муфту свободного хода, ведомая обойма которой кинематически связана с выходным валом, в которой ведомое звено инерционной муфты выполнено полым, через него пропущен входной вал, на нем последовательно установлены ведущее звено инерционной муфты и ведущая обойма механизма свободного хода, у дифференциала водило кинематически связано с входным валом, одно колесо - с выходным валом инерционной муфты, а второе - с выходным валом.

Известен автоматический привод, содержащий входной и выходной валы, инерционную муфту и дифференциал, кинематически связанные между собой, и механизмы свободного хода, ведущие обоймы которых кинематически связаны с дифференциалом, а ведомые обоймы - с выходным валом, ведомый вал инерционной муфты выполнен полым, ведущий вал муфты пропущен через него и на нем установлена ведущая обойма одного из механизмов свободного хода, а передаточное отношение кинематической связи ведомой обоймы этого механизма свободного хода с выходным валом привода больше передаточного отношения кинематической связи центрального колеса дифференциала с выходным валом. Известна также автоматическая передача, содержащая входной и выходной валы, инерционную муфту, дифференциал, центральные колеса которого кинематически связаны с инерционной муфтой, механизмы свободного хода, ведущая и ведомая обойма первого из которых установлены соответственно на первом и втором центральных колесах дифференциала, а ведущая обойма второго механизма свободного хода установлена на входном валу, водило дифференциала размещено на выходном валу, ведущий вал инерционной муфты кинематиЁ

О Оо IOQ 14 CJ

чески связан с входным валом, ведомый соединен с центральным колесом дифференциала, а ведомая обойма второго механизма свободного хода кинематически связана со вторым центральным колесом дифференциала,

Указанная автоматическая передача имеет увеличенные габариты в связи с размещением входного вала с расположенными на нем колесами параллельно инерционной муфте.

Целью настоящего изобретения является повышение компактности автоматической передачи.

Поставленная цель достигается тем, что в автоматической передаче содержащей входной и выходной валы, инерционную муфту, ведущий вал которой установлен на входном валу, дифференциал, первое центральное колесо которого установлено на ведомом валу инерционной муфты, водило связано с выходным валом, и три механизма свободного хода, ведущая и ведомая обоймы первого из которых соответственно с входным и выходным валами, ведомый и ведущий валы инерционной муфты установлены коаксиально, ведомые обоймы второго и третьего механизмов свободного хода установлены на выходном валу, а ведущие соответственно связаны с водилом и первым центральным колесом, а второе центральное колесо установлено на входном еалу.

Ведущее звено инерционной муфты установлено на ее ведомом валу, а ведомое - на ведущем валу, подвод мощности осуществлен к выходному валу передачи, з съем мощности - с входного.

На фиг.1 изображена автоматическая передача; на фиг.2 и 3 - инерционная муфта в двух проекциях соответственно; на фиг.4, 5, 6 - варианты конструкции автоматической передачи.

Автоматическая передача (см. фиг. 1) содержит входной 1 и выходной 2 валы. Входной вал является одновременно ведущим валом инерционной муфты 3. Ведомый 4 и ведущий 1 валы инерционной муфты установлены коаксиально с расположением ведущего вала по обе стороны муфты. На ведомом валу 4 муфты установлено первое центральное колесо 5 дифференциала. Второе центральное колесо 6 дифференциала установлено на входном валу 1, На выходном валу 2 установлены ведомые обоймы трех механизмов свободного хода (МСХ) 7. 8, 9. Ведущая обойма первого МСХ при помощи первой пары колес 10,11 связана с входным валом 1. Ведущие обоймы второго 8 и третьего 9 МСХ при помощи связанных с ними второй 12, 13 и третьей 14, 15 пар

колес связаны соответственно с водилом 16 дифференциала и ведомым валом 4 инерционной муфты. Передаточные отношения указанных трех пар колес убывают в последовзтельности их нумерации. Вал 17 водила дифференциала и ведущий вал 1 инерционной муфты установлены коэксиально.

В автоматической передаче могут применяться любые инерционные муфты, допу0 екающие вращение ведущего и ведомого валов с разными частотами, передающие момент, величина которого определяется разностью частот вращения этих валов, и позволяющие коаксиальную установку ука5 занных залов.

В приведенной в качестве примера инерционной муфте (см. фиг.2 и 3) ведущее звено выполнено в виде шарнирно закрепленного на ведущем валу 1 коромысла 18 с

0 размещенными на его концах инерционными грузами 19 в виде тел вращения, ведомое звено муфты выполнено в виде установленною на ведомом валу 4 наклонного диска 20. находящегося з контакте с инерционны5 ми грузами. В диске выполнено в виде прикрепленных перпендикулярно к ведущему валу 1 двух шипов 21. служащих осями поворота рамки 22, на которой закреплены коромысла 18. Шипы 21 шарнира коромыс0 ла расположены на пересечении плоское™, проходящей через диск 20, с ссеаой линией ведущего вала 1. С этой целью рамка 22 коромысла выполнена с изгибом, а диск 20 - с выемкой 23. С целью устранения пульси5 рующего характера вращающего момента в муфте на дополнительных коромыслах 24, установленных с возможностью поворота на стержнях основного коромысла 18, могут быть размещены дополнительные грузы 25,

0 ось вращения каждого из которых проходит через ось муфты.

Конструктивный вариант автоматической передачи на фиг.4 отличается от автоматической передачи, приведенной на

5 фиг,1, тем, что в нем имеются только две - вторая 12, 13 и третья 14, 15 пары колес, применяемых в основном конструктивном варианте (см. фиг.1). Цифровые обозначения узлов и деталей на фиг.4 соответствуют

0 аналогичным узлам и деталям на фиг.1. В связи с отсутствием первой пары колес 10, 11 из основного варианта, вал 17 водила 16 дифференциала в данном варианте выполнен виде стержня. Автоматическая переда5 ча по фйг.5 отличается от автоматической передачи по фиг.1 тем, что в ней применена обратная компоновка составляющих элементов, исходя из их функционального предназначения, т.е. ведущее звено 18, 19, 24.25 инерционной муфты 3 установлено на

ее валу, который в основном варианте на фиг,1, 2, 3 выполняет функции ведомого вала, а ведомое звено 20 соответственно установлено на валу, который является ведущим валом этой муфты, при этом подвод мощности осуществлен к валу, который в основном варианте на фиг. 1 является выходным валом, а съем мощности происходит с вала, который служит входным валом передачи. Соответствующим образом изменены также передаточные отношения применяемых пар колес. На валу 26, подводящем мощность, установлены ведущие обоймы трех механизмов свободного хода 2 Л 28, 29. зе- домая обойма первого из которых пт/ помощи первой пары чопас 30 31 свл-зоно с валом 32, с которого осуществляется съем мощности и на котором установлены второе центральное колесо 33 дифференциала и ведомое звено 2С инерционной муфты 3. Ведомая обойма второго механизма свободного хода 28 при помощи второй пары колес. 34, 35 связана г водилом 36 дифференциала. Ведомая обойка третьего механизма свободного хода 29 при помоши третьей пары колес 37, 38 связана с валом 39, на котором установлено ведущее звено 18, 19, 24. 25 индрционнсй 3 и пеовое центральное колесо 40 дифференциала. Передаточные отношения указанных трех пар колес уменьшаются в последиватепьностн их нумерации. Вал 39 ведущего звена и вал 32 ведомого звена инесционной муфты установлена коаксиальнс. Зал 41 водила дифференциала и вал 32. с которого производится съем мощности, установлены коаксиально.

Автоматическая передача нз фиг.6 отличается от автоматической передачи на фиг.5 отсутствием первого механизма свободного хода и перзой пары колес, а также выполнением вала 41 водила в виде стержня.

Автоматическая передача работает следующим образом.

Автоматическая передача (см. фиг.1) имеет четыре режима работы, автоматическая смена которых в зависимости от нагрузки на выходном валу 2 осуществляется при помощи механизмов свободного хода (МХС). Регулирующим звеном является инерционная муфта 3, у которой величина передаваемого вращающего момента находится в зависимости от разности частот вращения ведущего и ведомого звеньев. При большой нагрузке на выходном валу 2 мощность передается через первую 10, 11 и вторую 12, 13 пары колес и соответствующие им замкнутые МСХ 7 и 8. При данном первом режиме работы обеспечивается наибольшее и фиксированное по величине передаточное отношение г.-.ежду пходным 1 и выходным 2 валами, поскольку они непосредственно связаны первой парой колес 10, 11 с соответствующим наибольшим пеоеда- точным отношением. Инерционная муфта 3 передает максимальный по величине момент и связи с большой разностью в частотах вращения ее педущего 1 и ведомого 4

0 валов. Кинематическая связь ведомого вала 4 инерционной муфтой с выходным вялом через водило 16 дифференциала позволяет увеличить частоту вращения выходного вала при уменьше -пн нагрузки. При Јтом угловая

5 скорость выходного вала npeFibicuT угловую скорость ведомой обоймы МСХ 7. ч го приведет к его размыканию и прекращению передачи мощности через первую пару колес 10, 11. Это соответствует переходу на вто0 рой режим рабгты.

При втором режиме работы мощность на выходной вал передается только через МСХ 8 и дифференциал, центральные колеса 5, 5 которого передают момент на водило

5 16 соответственно от входного вала 1 и ведомого вала 4 инерционной муфты. Частота вращения ведомого за.па 4. а следовательно порвого цен трального копссл 5 и одипз 16, зависит от нагрузки поэтому второй оежим

0 ряблы является вар аюрнм.;. При дальнейшем умеНЬШЈН 1 i 1- Г уЗК:1 8МХОДНСЙ

вал /велччмпает углов Ю cKopocib и копа она станет одинаковой с угловой СКОРОСТЬЮ колеса 15 произойдет замыкание третьего

5 МСХ 9 и перевод на тсстий рехим работы. При третьем режиме работы мощность на выходной вал передается через глорой и третий МСХ 8 и 9 и связанные с ними соответственно вторую 12, 13 и третью 14, 1о

0 пары колес. Одновременное замыкание МСХ 8 и 9 обуславливает работу передачи при постоянном по реличпне передаточном отношении. Вместе с тем, ведомый вал 4 и связанный с ним третьей парой колес 14. 15

5 выходной вал имеют возможность увеличить частоту вращения при уменьшении нагрузки. Когда угловая скорость выходного вала 2 превысит угловую скорость колеса 13, произойдет размыкание МСХ 8 и переход на

0 четвертый режим работы. При четвертом режиме работы мощность на выходной вал передается только через инерционную муфту и третью пару колес 14, 15. Режим работы является вариэторным и целиком определя5 ется известными условиями работы инерци- онной муфты, при которых величина передаваемого инерционной муфтой момента находится в прямой зависимости от величины разности угловых скоростей ведущего 1 и ведомою 4 валов этой муфты.

При увеличении нагрузки на выходном валу произойдет обратный процесс перехода на режимы работы с четвертого на первый.

Работа автоматической передачи по второму варианту конструктивного оформления (см. фиг.4) аналогична приведенной выше. Отличие определяется отсутствием первой пары колес. В связи с этим передача имеет три режима работы - два вариатор- ных и один (промежуточный) с фиксирован- ным по величине передаточным отношением. Это определяет возможность нормальной работы передачи при сколь угодно малой угловой скорости выходною вала 2 и даже при полной его остановке под воздействием приложенной нагрузки, что обеспечивает плавное изменение частоты его вращения от нулевой до максимальной, определяемой передаточным отношением пары колес 14, 15. Следовательно, второй вариант конструктивного оформления ЭРТО матической передачи имеет свойства автоматического вариатора с двумя режимами. работы.

Автоматическая переда1 з по третьему варианту конструктивного оформления (см фиг.5) имеет два фиксированных по величине и два вариаторных режима работы Она работает аналогично передаче по первому варианту конструктивного оформления с учетом обратной компоновки составляющих элементов, исходя из их фуькционь/и.- ного предназначения. При этом работоспособность передачи обеспечивается тем, что передаточные отношений первой 30, 31, второй 34, 35 и третьей 37, J8 пар колес уменьшаются в последовательности их нумерации.

При первом режиме работы при большой нагрузке на валу 32, с которого г рои, ходит съем мощности, мощность от вала на вал 32 передается через первый и второй МСХ 27, 28, связанные с ним первую 30, и вторую 34, 35 пары колес и инерционную муфту 3. МСХ 29 отключен в связи с тем, ч i о колесо 37, связанное с валом 39, вращается с большей угловой скоростью по сравнению с валом 26. Режим работы имеет фиксированное и наибольшее по величине передаточное отношение, определяемое первгч парой колес. При уменьшении нагрузки н& валу 32 его угловая скорость возрастает з связи с большой величиной разности в частотах вращения ведущего и ведомого звеньев инерционной муфты. Это приведет к размыканию МСХ 27 и переходу на второй режим работы.

При втором режиме работы замкнут один МСХ 28 и мощность передается чэпе„

пэру кол-с 34, 35, еренциап и инерционную муфгу из оба центральных колеса 33, 40 и связанные с ними вялы 32 39 передается РОДИЛО 36 е ,им паботы является вгриаторным б/мгод пп возможности центральных колес 33, 40 вращаться с переменной часготой При дальнейшем уменьшении нагрузки ка 32 частота его вращения Бозрясгг т что при

0 неизменной частоте вращения ваг 26 и ьо- дила 36 приведет ч уменьшению частоты вращения колеса 3 и замыканию МСХ 29 Произойдет перехс - натре : ое, г оз.- ы.

5При третьем режиме fjcFoib. MOU.H,U -L

передается epej замкчттые в голой гое- тий МСХ 28, 29 i/ связанные с ним вторию 34, 35 и третчю 37, 38 пары ри центра. оные . 3° 40 вряичарнг1 ч,,со

0 сительно др а с посги ,нкой :сгстой что обуславливав. paOwiv нзредэч л ф .к сироаанной ,е го ечато нс о тьо Дальнейшь упечьшэи е з.рузки на валу 32 приьедьт к уволь чени о :гс гло5 вой CKuT OCi - сдново л( зпчрас га- нию частоты ераып ьтооси 0,1 ji 34, 35, pasvH .iio 1C/ 2 .1 r ,r n, HP че eeoTuvi e/kviM i -,ь

Пр. ЦР etf OM j tsGn ii MOU

0 иость nepe/ n u rjji v. чр- di т 1Й MO 9, п ip (, j 5 / inv j муфгу 3 X joTKTcr оабг i nepf- СП E.3pHijropl,Sir JU fw1o4 I- i inlvon Oil

{.«оделяется yc/rr.niv.v дбгмы иье. IHO t ой

5 муфты

При узе, ччечми нчгпу л ч с, злу 3 г которого ог.ущас 1ьляет(.я мощноеш, происходит обра)ный процесс автоматического переключения режиг/ов работы

0Рабата аьто.атическсй паредзчр

четвертому .ру гньном/ (с« 4 |г.б) анал1. привеяспн:1 e iute дане (см фиг 5} по конотру.стмв-10 м/ eapwani/ Оттичие опредепяется

Ь отсутствием в составе передачи пер&ого МСХ 2 и связанной с ним первой пары колес. Исходя из этого, характер режимов работы данной передачи аналогичен режимам работы автома.ической передачи по

0 второму варианту конструктивного оформления {см. фиг 4).

8 связи с чередованием о автоматической передаче фиксированных по величине и вариаторных режимов работы, зницэ в

5 величине передаточных отношение применяемых пар колес может быгь нео рэничен- ной что определяет возможность автоматического регулирования величины передаваемого момента и чрстогы вращения в широких пределах

Поставленная изобретением цель достигается тем, что в отличие от известных автоматических передач, в описываемой передаче (во всех вариантах ее конструктивного оформления) отсутствует параллельный инерционной муфте вал с установленными на нем колесами, что повышает компактность автоматической передачи.

Формула изобретения 1. Автоматическая передача, содержащая входной и выходной валы, инерционную муфту, ведущий вал которой установлен нч входном залу, дифференциал, первое центральное колесо которого установпенс на ведомом валу инерционной муфты, а водило связано с выходным валом, и три механизма свободного хода, ведущая и ведомая обоймы первого из которых соответственно связаны с входным и выходным валами, отличающаяся тем, что, с целью получения компактности передачи, ведущий и ведомый валы инерционной муфты установлены козксиально, ведомые обоймы второго и третьего механизмов свободного хода установлены на выходном валу, ведущие соответственно кинематически связаны с

водилом и первым центральным колесом, а второе центральное колесо установлено на выходном валу.

2. Передача по п.1, отличающаяся тем, что ведущее звено инерционной муфты

установлено на ее ведомом валу, а ведомое - на ведущем валу, подвод мощности осуществлен к выходному валу передач, а съем мощности - с выходного.

Использование: транспортное машиностроение и станкостроение. Сущность изобретения: автоматическая передача содержит соосные входной и выходной 2 валы, инерционную муфту 3, установленную на входном валу, дифференциал, установленный соосно последней и три механизма свободного хода, связывающие соответственно входной вал 1, водило 11 и центральное колесо 17 дифференциала с выходным валом. 1 з.п. ф-лы, 6 ил

19 18 1

20 23 6 /4

А

flue. Z

% f4 S б б

17 12 tO

25 1

П

ZЈ

L

Ј7 /7

t M 9 91 9 M t

№№w

sh

iics

л

....Vjuu-. i....

з 9г 82г # дЈ /г

fy 271ф

/

Г

Cf899U

&б 29 37

4// &/36/40I

фаг. 6