Автоматическая передача Кочеткова Б.Ф. Советский патент 1993 года по МПК F16H33/14 

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

Целью изобретения является расширение диапазона регулирования оборотов выходного вала.

На фиг. 1 изображена автоматическая передача; на фиг. 2 и 3 - инерционная муфта в двух проекциях; на фиг. 4 - конструктивный вариант исполнения передачи.

Автоматическая передача (фиг. 1) содержит параллельные входной 1 и выходной 2 валы, соосно размещенные инерционные муфты 3, 4, 5, ведущие полумуфты которых установлены на входном валу 1, дифференциал, водило 6 которого установлено на выходном валу 2, одно из центральных колес 7 кинематически с применением пары колес 8,9 связано с входным валом, а второе центральное колесо 10 кинематически связано с ведомыми валами 11 всех инерционных муфт с применением промежуточного вала

12 и пар колес 13 и 14, 15 и 16, 17 и 18, образующих кинематические связи ведомых полумуфт инерционных муфт 3, 4, 5 с вторым центральным колесом 10 дифференциала. В каждой из этих кинематических связей, кроме кинематической связи 17, 18 с наименьшим передаточным отношением, установлены механизмы свободного хода 19, 20, ведущие обоймы которых кинематически связаны с ведомыми валами 11 соответствующих инерционных муфт 3, 4, а ведомые обоймы установлены на промежуточном валу 12. Кинематическая связь входного вала 1 с первым центральным колесом 7 дифференциала, включающая пару колес 8, 9, имеет более высокое передаточное отношение по сравнению с кинематическими связями ведомых пол умуфт инерционных муфт с вторым центральным колесом дифференциала. Ведомые валы 11 инерционных муфт и входной вал 1 установлены коаксиальное прохождением входного вала

сл

с

со го сл ю

N) ON

через все инерционные муфты. В варианте конструктивного оформления передачи (фиг, 4) применяется дополнительный корпусной механизм свободного хода 30, ведущая обойма которого жестко связана посредством промежуточного вала 12 с вторым центральным колесом 10 дифференциала, а ведомая обойма закреплена в корпусе 31 передачи. Этот механизм .препятствует вращению промежуточного вала в противоположном направлении по сравнению с выходным взлом.

В составе автоматической передачи может быть применена любая по устройству инерционная муфта, допускающая вращение ведущего и ведомого валов с разными частотами, передающая момент, величина которого определяется разностью частот вращения этих валов и позволяющая устанавливать коаксиально ведущий и ведомый валы с расположением ведущего вала по обе стороны муфты. Приведенная в качестве примера инерционная муфта {фиг. 2 и 3) содержит ведущий и ведомый 11 валы, ведущий вал является входным валом автоматической передачи. Перпендикулярно к ведущему валу 1 прикреплена ось 21 шарнира, несущая рамку 22, к которой прикреплены плечи основного коромысла 23. Стороны рамки в месте соединения с шарниром образуют тупой угол, Концы коромысла служат осями вращения расположенных на них основных инерционных грузов 24, выполненных в форме тела вращения, На каждом из плечей коромысла 23 расположен шарнир

25дополнительного двуплечего коромысла

26(на фиг. 2 это дополнительные коромысла не показаны). Шарнир 25 обеспечивает возможность свободного поворота дополнительного коромысла на плече основного коромысла во время работы муфты. На дополнительном коромысле помещены допол- нительные инерционные грузы 27. Основные 24 и дополнительные 27 грузы располохчепы равномерно по окружности вокруг оси муфгы, обеспечивая сглаживание пульсаций в передаче вращающего момента. Основные 23 и дополнительные 26 коромысла составляют ведущую полумуфту, связанную с инерционными грузами 24, 27, Ведомая полумуфта выполнена в виде наклонного к оси диска 28, находящегося в постоянном соприкосновении со всеми инерционными грузами. Диск 28 имеет в Своей центральной части выемку 29, в которой размещается шарнир 21 основного коромысла, располагаемый а плоскости, проходящей вдоль поверхности диска. Диск закреплен на ведомом валу 11. Ведомый и ведущий валы установлены коаксиально с

расположением ведущего вала по обе стороны диска.

Автоматическая передача работает следующим образом,

Принцип действия любой из возможных к применению инерционных муфт одинаков и не зависит от их конструкции. Муфта передает вращающий момент путем изменения момента количества движения инерционных грузов при разной частоте вращения ведущей и ведомой полумуфт и связанным с этим изменением скорости вращения инерционных грузов 24, 27 и расстояния их от оси муфта. Вели5 чина передаваемого муфтой вращающего момента находится в прямой зависимости от относительной частоты вращения ведущей полумуфты относительно ведомой полумуфты.

0 Принимается, что входной вал 1 и связанная с ним пара колес 8,9, а также первое центральное колесо 7 дифференциала вращаются с постоянной частотой. В исходном положении выходной вал 2 неподвижен в

5 связи с приложенной к нему нагрузкой. При этом также неподвижно установленное на выходном валу водило 6, а второе центральное колесо 10 дифференциала и промежуточный вал 12 вращаются в

0 противоположную сторону по сравнению с первым центральным колесом 7 и с одинаковой с ним частотой. При этих условиях механизмы свободного хода 19, 20 замкнуты, а ведомые валы 11 инерционных муфт

5 вращаются в противоположные стороны по сравнению с ведущим (входным) валом 1, что обеспечивает передачу инерционными муфтами максимального по величине момента. Дифференциал суммирует моменты,

0 передаваемые через второе центральное колесо 10 от инерционных муфт и через первое центральное колесо 7 непосредственно от входного вала 1 и обеспечивает создание максимального по величине момента на во5 диле 6 и выходном валу 2. Следовательно, на неподвижный (заторможенный нагрузкой) выходной вал 2 передается максимальный по величине момент, Это является первым режимом работы автоматической

0 передачи. Величина момента на выходном валу 2 зависит от передаточных отношений применяемых пар колес 8 и 9, 13 и 14, 15 и 16, Под воздействием этого момента выходной вал при уменьшении нагрузки начинает

5 вращаться, что приводит к уменьшению частоты вращения второго центрального колеса 10 и кинематически связанных с ним ведомых валов 11 инерционных муфт. Это соответствует переходу на второй режим работы.

При втором режиме работы все элементы передачи функционируют так же, как и при первом режиме работы, с тем лишь отличием, что водило б дифференциала и выходной вал 2 вращаются. Уменьшение нагрузки на выходному валу соответственно уменьшает нагрузки на ведомых валах 11 инерционных муфт. Промежуточный вал 12 замедляет вращение в противоположном направлении по сравнению с выходным валом 2, останавливается, а затем начинает вращение в одном напрарлении с выходным валом 2. Одновременно с этим и ведомые валы 11 инерционных муфт, связанные парами колес с промежуточным валом, замед- ляют вращение в противоположном направлении по сравнению с ведущим (входным) валом 1, останавливаются, а затем начинают вращение в одном направлении с ведущим валом. При этом величина разности в частотах вращения ведущего 1 и ведомого валов муфт уменьшается с соответствующим уменьшением величины передаваемого ими момента. Когда частота вращения колеса 14, входящего в пару колес 13,14с наибольшим передаточным отношением по сравнению с другими парами колес, связанными с инерционными муфтами, превысит частоту вращения промежуточного вала 12, произойдет размыкание механизма свободного хода 19 и отключение инерционной муфты 3 от передачи момента на выходной вал 2. Это соответствует переходу на третий режим работы.

При третьем режиме работы мощность на центральные колеса дифференциала и далее на выходной вал передается через две инерционные муфты 4, 5 и непосредственно через входной вал 1. Дальнейшее уменьшение нагрузки на выходном валу приводит к соответствующему уменьшению нагрузки на ведомых валах 11 инерционных муфт 4. 5 и увеличению частоты их вращения. Когда частота вращения ведомого вала 11 инерционной муфты 4 достигнет частоты вращения входного вала 1, эта муфта прекратит передачу момента и мощности, что приведет к размыканию механизма свободного хода 20. Это обусловлено тем, что передаточное отношение у пары колес 15, 16 инерционной муфты 4 больше, чем у пары колес 17, 18 инерционной муфты 5. В связи с этим инерционная муфта 5 способна обеспечить вращение промежуточного вала 12 с большей угловой скоростью по сравнению с угловой скоростью колеса 16, Произойдет переход на четвертый режим работы.

При четвертом режиме работы мощность на выходной вал передается по двум

потокам - через инерционную муфту 5, пару колес 17, 18, промежуточный вал 12, второе центральное колесе 10 и непосредственно через входной вал 1, пару колес 8, 9, первое 5 центральное колесо 7.

При увеличении нагрузки на выходном валу 2 произойдет обратный процесс переходов режимов работы с четвертого на первый.

0 В том случае, если автоматическая передача имеет большее количество инерционных муфт, переключения режимов работы происходит указанным выше порядком. Автоматическая передача по второму

5 варианту конструктивного оформления (фиг. 4) работает аналогичным образом. Отличие состоит в том, что при первом режиме работы, когда к выходному валу приложена максимальная нагрузка, промежуточный

0 вал 12 неподвижен, поскольку он опирается на корпус 31 через замкнутый механизм свободного хода 30. При этом передаточное отношение между входным 1 и выходным валами равно удвоенной величине переда5 точного отношения пары колес 8, 9, что вытекает из известных свойств дифференциала. Величина передаваемого вращающего момента находится в обратной зависимости от указанного передаточного

0 отношения. 8 связи с этим мощность передается при КПД близком единице. При уменьшении нагрузки на выходном валу промежуточный вал 12 под действием моментов, передаваемых инерционными муф5 тами 4, 5, начнет вращаться. Это соответствует переходу на приведенный выше второй режим работы с тем лишь отличием, что промежуточный вал 12 начинает вращаться из неподвижного положения в

0 одном направлении с выходным валом 2. Последующие режимы работы аналогичны описанным выше.

Формула изобретения

1. Автоматическая передача, содержа5 щая корпус, параллельные входной и выходной валы, инерционную муфту, ведущая полумуфта которой установлена на входном валу, механизмы свободного хода и дифференциал, водило которого установлено на

0 выходном валу, одно из центральных колес кинематически связано с входным валом, а другое кинематически связано с ведомой полумуфтой инерционной муфты, отличающаяся тем, что, с целью расширения

5 диапазона регулирования оборотов выходного вала передача снабжена размещенными соосно основной дополнительными инерционными муфтами, ведущие полумуфты которых установлены на входном валу, ведомые кинематически связаны с вторым

колесом дифференциала, а механизмы свободного хода установлены в каждой кинема

2. Автоматическая передача по п. 1, отличающаяся тем, что передача снабжена

Mr 1±E2Jr,

сея нием.

1зи с наименьшим передаточным отношеведущая обойма которого жестко связана с 5 вторым центральным колесом.

2. Автоматическая передача по п. 1, отличающаяся тем, что передача снабжена

Mr 1±E2Jr,

Mr 1±E2Jr,

ведущая обойма которого жестко связана с 5 вторым центральным колесом.

Использование: машиностроение. Сущность изобретения: автоматическая передача содержит инерционные муфты, механизмы свободного хода (МСХ) и дифференциалы. Дополнительные инерционные муфты установлены аналогично основной и соосны последней. МСХ размещены в кинематических связях, соединяющих дифференциал с инерционными муфтами, кроме кинематической связи с наименьшим передаточным отношением. Передача имеет корпусной механизм свободного хода, ведущая обойма которого жестко связана с одним из центральных колес дифференциала. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

3 U Я 4 // 45 5 // /7

/4 #

/ 16 го м

Фи$./

Z8 S9

Фиг. 2

1 М

28 26

Фиг.З

Фиг 4