ГИДРОМЕХАНИЧЕСКАЯ ТРАНСМИССИЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА Советский патент 1996 года по МПК B60K17/10 

Предложение относится к трансмиссиям транспортных средств, в частности к их гидромеханическим трансмиссиям.

Цель изобретения повышение срока службы при уменьшении потерь передаваемой мощности и уменьшении затрат передаваемой мощности и массогабаритных показателей.

На фиг. 1 изображено транспортное средство; фиг.2 кинематическая схема; фиг.3 передача, продольный разрез; фиг.4 двухосная передача продольно; фиг.5 двухступенчатый механизм передачи; фиг.6 механизм блокировки; фиг.7 муфта прямой передачи; фиг.8 вид на муфту, блокирующее кольцо и вкладыши; фиг.9- вид на муфту и толкатель; фиг. 10 вид на элементы синхронизирующего устройства; фиг.11 силовые потоки.

Гидромеханическая трансмиссия установлена на колесном транспортном средстве 1. На раме 2 транспортного средства 1 установлены силовая установка 3 и передняя 4 и задняя 5 оси.

Гидромеханическая трансмиссия, содержит последовательно по потоку мощности гидротрансформатор 6 и механическую коробку передач 7. Гидротрансформатор 6 выполнен блокируемым. Коробка передач 6 содержит корпус 8, включающий картер 9 и кожух 10. В корпусе 8 установлены параллельно валы 11, 12 и 13. На первичном валу 11 закреплены шестерни 14, 15, 16 и 17. Шестерни 14, 15, 16 и 17 зацеплены с зубчатыми колесами 18, 19, 20 и 21 соответственно. В трансмиссии предусмотрено колесо 22 заднего хода. В трансмиссии предусмотрены муфты 23, 24 и 25 включения передач и трехзвенный механизм, водило 26 которого соединено с шестерней 27, зацепленное с колесом 28.

Первичный 11 и вторичный 13 валы установлены соосно. На промежуточном валу 12 каждое из зубчатых колес 18-21 прямого хода установлено с возможностью соединения с ним оснащенными блокирующими кольцами 29-32 муфтами 23 и 24. Соосно промежуточному валу 12 размещен трехзвенный механизм, второе звено которого соединено с этим валом. Третье звено этого механизма имеет возможность соединения с корпусом 8. Колесо 28 установлено на валу 13 и выполнено с возможностью соединения с первичным валом 11.

Соосная установка первичного 11 и вторичного 13 валов, установка на промежуточном валу 12 каждого из зубчатых колес 19, 20 и 21 с возможностью соединения с ним оснащенными блокирующими кольцами 29 32 муфтами 23 и 24, соосно которому размещен трехзвенный механизм, второе звено которого соединено с валом 12, а третье имеет возможность соединения с корпусом 8, при этом зацепленное с шестерней 27 колесо 28 установлено на вторичном валу 13 и выполнено с возможностью соединения с первичным валом 11, а трансмиссии, содержащей последовательно установленные гидротрансформатор 6 и коробку передач 7, включающую в себя установленные в корпусе валы 11 12 и 13, шестерни 14-17 и зубчатые колеса 18-22, постоянного зацепления, муфты 23, 24 и 25 и трехзвенный механизм, водило 26 которого соединено с шестерней 27, зацепленной с колесом 28, повысит срок ее службы при уменьшении потерь передаваемой мощности и массогабаритных показателей, поскольку при блокированном трансформаторе 6 основная трансформация момента имеет место в трехзвенном механизме и зацеплении шестерни 27, а также зубчатого колеса 28, при соединении которого с первичным валом 11 то есть осуществление прямой передачи, малы потери передаваемой мощности при обеспечении высоких эксплуатационных свойств транспортного средства из-за возможности многократного и надежного изменения момента в зацеплениях шестерен 14-17, и колес 18-21, включаемых после синхронизации с промежуточным валом 12. Вторичный вал 13 выполнен со шлицами 33, контактирующими со шлицами 34 колеса 28. Шлицы 33 имеют возможность зацепления со шлицами 35, выполненными на перемещаемом элементе 36. Элемент 36 установлен на первичном валу 11. Ступица 37 элемента 36 размещена в зоне третьего звена механизма. Третье звено этого механизма выполнено как коронная шестерня 38. Трехзвенный механизм оснащен блокирующими кольцами 39 и 40 с коническими поверхностями. Блокирующие кольца 39 и 40 имеют возможность перемещения коронной шестерней 38. Конические поверхности колец 39 и 40 имеют возможность взаимодействия с коническими поверхностями зубчатых венцов 41 и 42 соответственно.

Венец 42 закреплен на водиле 26, венец 41 на плите 43, зажатой между картером 9 и кожухом 10 корпуса 8. У передней стенки картера 9 размещено колесо 22. В полости колеса 22 частично размещена муфта 25. Выполнение вторичного вала 13 со шлицами 33, контактирующими со шлицами 34 колеса 38 и имеющими возможность зацепления со шлицами 35, выполненными на перемещаемом по первичному валу 11 элементе 36, ступица 37 которого размещена в зоне выполненного коронной шестерней 38 третьего звена механизма, оснащенного блокирующими кольцами 39 и 40 с коническими поверхностями и обеспечивающего их перемещение для взаимодействия с коническими поверхностями концов 41 и 42, один из которых закреплен на водиле 26, а другой на плите 43, зажатой между кожухом 10 и картером 9 корпуса 11, у передней стенки которого размещено колесо 22, в полости которого размещена муфта 25, в трансмиссии, охарактеризованной приведенной совокупностью признаков, способствует повышению ее срока службы при уменьшении потерь передаваемой мощности и массогабаритных показателей, поскольку переключение передач, в частности обеспечиваемых блокировкой и разблокировкой механизма, можно осуществлять на ходу и безударно, при этом реактивные моменты замкнуты на переднюю стенку и на плиту 43 корпуса 8, что позволит рационально нагрузить его, а прямая передача не вызовет дополнительных потерь из-за ненагруженности трансформируемым моментом зубчатых зацеплений.

Вторичный вал 13 установлен на подшипнике 44. Подшипник 44 размещен в стакане 45. На стакане 45 установлены ролики подшипника 46 зубчатого колеса 28. Шестерня 27 установлена на подшипнике 47. Между внутренней обоймой подшипника 47 и шестерней 27 размещена ступица водила 26. Ступица водила 26 и шестерня 27 соединены по шлицам. В канавке 48 шестерни 27 и водила 26 размещено кольцо 49. Шестерня 27 установлена на подшипнике 50 опоры вала 12. Перемещаемый элемент 36 выполнен с зубьями 51, имеющими блокирующие фаски. На элементе 36 выполнена канавка 52 для размещения упругого толкателя 53. Толкатель 53 установлен в канавке выполненного с конической поверхностью кольца 54, оснащенного зубьями 55 с блокирующими факсами. Кольцо 54 имеет возможность осевого перемещения относительно элемента 36. Элемент 36 выполнен со ступенчатыми зубьями, канавка 52 в которых и толкатель 53 выполнены с прилегающими коническими поверхностями. Ступица 37 элемента 36 размещена в зоне торца шестерни 38. Шестерня 38 с противоположной стороны снабжена муфтой 56. В муфте 56 установлены зубчатые вкладыши 57. Вкладыши 57 размещены между муфтой 56 и кольцами 39 и 40. На кольцах 39 и 40 размещен толкатель 58. Толкатель 58 размещен в муфте 56. Муфта 56 имеет возможность центрирования на шайбе 59. Шайба 59 зажата между плитой 43 и венцом 41. С промежуточным валом 12 соединено второе звено механизма, выполненное как солнечная шестерня 60. Осевое смещение шестерни 60 ограничено стопорным кольцом 61. Кольцо 61 размещено в канавке промежуточного вала 12. Шестерня 60 соединена с валом 12 втулкой 62.

Трансмиссия работает так. При вращении вала силовой установкой 3 насосное колесо гидротрансформатора 6 перемещает жидкость, энергия которой приводит во вращение турбинное его колесо. Из-за кинематической связи турбинного колеса гидротрансформатора 6 вращается первичный вал 11. Шестерня 14 вращает колесо 18. При перемещении муфты 23 к колесу 18 происходит перемещение блокирующего кольца 29 к зубчатому венцу, закрепленному на колесе 18. Блокирующее кольцо 29 конической поверхностью взаимодействует с конической поверхностью венца. Поскольку вал 12 неподвижен, происходит поворот на некоторый угол кольца 29 относительном муфты 23. Из-за взаимного смещения фасок кольца 29 и муфты 23 и их упора друг в друга обеспечено препятствие перемещению муфты 23 к колесу 18. Трение между коническими поверхностями обуславливает разгон вала 12. После того как частоты вращения колеса 18 и вала 12 сравняются, под действием усилия, приложенного к муфте 23, произойдет взаимный поворот муфты 23 и блокирующего кольца 29 по поверхностям их блокирующих фасок до совпадения зубьев и впадин соответственно муфты 23 и блокирующего кольца 29. В связи с этим муфта 23 получает возможность дальнейшего перемещения к колесу 18 вплоть до зацепления с зубчатым венцом, закрепленным на колесе 18. Тем самым обеспечена передача момента от колеса 18 к валу 12. Вал 12 через втулку 62 передает вращение шестерне 60. Шестерня 60 вращает сателлиты, которые, обкатываясь по шестерне 38, вращают водило 26. Водило 26 вращает шестерни 27, шестерня 27 колесо 28. а колесо 28 вал 13. Так в гидромеханической трансмиссии осуществлена 1 передача. При блокированном гидротрансформаторе 6 трансформация момента осуществляегося в коробке передач как описано выше.

Для включения II передачи в гидромеханической трансмиссии муфту 23 перемещают к колесу 19. Происходят операции аналогичные описанным, при этом вращение от вала 11 к валу 12 обеспечено через пару шестерня 15 колесо 19. Для включения III и IV передач перемещают муфту 24 соответственно к колесам 20 и 21 Для включения V передачи муфту 23 перемещают к колесу 18, при этом происходят описанные операции. Кроме того, шестерню 38 перемещают к водилу 26. Муфта 56 шестерни 38 увлекает за собой толкатель 58. Толкатель 58 перемещает кольцо 40. Кольцо 40 конической поверхностью взаимодействует с конической поверхностью венца 42. Вращение шестерни 60 и водила 26 вызывает вращение шестерни 38. Вращение водила 26 и шестерни 38 приводит к повороту кольца 40 относительно муфты 56. Поворот кольца 40 относительно муфты 56 осуществляется в пределах зазора между вкладышем 57 и кольцом 40. При этом блокирующие фаски на зубьях муфты 56 упираются в фаски на зубьях кольца 40. До выравнивания частот вращения шестерни 38 и водила 26 муфту 56 нельзя продвинуть далее. По достижении одинаковой угловой скорости происходит разблокировка, то есть разворот кольца 40 под действием усилия, приложенного к муфте 56, сжимается толкатель 58 и зубья входят в зацепление с зубьями венца 42. Трехзвенный механизм вращается как одно целое. Тем самым шестерня 27 вращается с угловой скоростью вала 12.

Для включения VI, VII и VIII передач воздействуют на муфты 23 и 24, как описано выше, при блокированном трехзвенном механизме.

Передача заднего хода осуществлена при перемещении муфты 25, что обеспечивает связь колоса 22 с валом 12. В этом случае вращение шестерни 14 через паразитную шестерню передается колесу 22 и тем самым валу 12. Вал 12 передает вращение шестерне 60. Шестерня 60 вращает сателлиты, что вызывает вращение водила 26. Водило 26 вращает шестерню 27, шестерня 27 колесо 28, а колесо 28 вал 13, Поскольку колесо 22 расположено у передней стенки картера 9, а трехзвенный механизм у плиты 43, обеспечено рациональное нагружение как корпуса 8, так и вала 12, что повышает срок ее службы при уменьшении потерь передаваемой мощности и массогабаритных ее показателей.

Таким образом, повышение срока службы гидромеханической трансмиссии при уменьшении потерь передаваемой мощности и массогабаритных ее показателей обеспечено из-за блокировки трансформатора и трансформации момента в трехзвенном механизме.

Включение прямой (IX) передачи осуществляется так. При вращении первичного вала 11 вращается и элемент 36. При перемещении элемента 36 к зубчатому колесу 28 коническая поверхность кольца 54 взаимодействует с конической поверхностью колеса 28. Поскольку колесо 28 и элемент 36 вращаются с разными угловыми скоростями, происходит поворот на некоторый угол элемента 36 относительно кольца 54, при этом взаимодействуют поверхности фасок зубьев элемента 36 и кольца 54. Из-за взаимного смещения этих фасок и их упора друг в друга обеспечено препятствие перемещению элемента 36 в сторону колеса 28. Трение между коническими поверхностями колеса 28 и кольца 54 обуславливает разгон колеса 28. После выравнивания частот вращения вала 11 и колеса 28 под действием усилия, приложенного к элементу 36, происходит его перемещение относительно кольца 54 по поверхностям фасок их зубьев, а затем после совпадения зубьев и впадин соответственно элемента 36 и кольца 54 происходит дальнейшее осевое перемещение элемента 36. При этом перемещении элемента 36 упругий толкатель 53 разжимается при взаимном смещении конических поверхностей элемента 36 и толкателя 53, что позволяет элементу 36 сместиться в крайнее положение и обеспечить зацепление шлиц 33 и 35, т.е. обеспечена передача момента от первичного вала 11 ко вторичному валу 13 гидромеханической передачи. В случае блокированного трансформатора 6 передача момента обеспечена без потерь мощности в зубчатых зацеплениях находящихся под нагрузкой шестерен, при этом таких потерь нет и при разблокированном гидротрансформаторе 6. Таким образом, соосная установка первичного 11 и вторичного 13 валов, установка его на промежуточном валу 12 каждого из зубчатых колес 19, 20 и 21 с возможностью соединения с ним оснащенными блокирующими кольцами 29 32 муфтами 23 и 24, соосно которому размещен трехзвенный механизм, второе звено которого соединено, с валом 12, а третье имеет возможность соединения корпусом 8, при этом зацепленное с шестерней 27 колесо 28 установлено на вторичном валу 13 и выполнено с возможностью соединения с первичным валом 11, в трансмисси, содержащей последовательно установленные гидротрансформатор 6 и коробку передач 7, включающую в себя установленные в корпусе валы 11 12 и 13, шестерни 14, 15, 16 и 17 и зубчатые колеса 18-22 постоянного зацепления, муфты 23, 24 и 25 и трехзвенный механизм, водило которого соединено с шестерней 27, зацепленной с колесом 28, повышает срок службы гидромеханической трансмиссии при уменьшении потерь передаваемой мощности и массогабаритных ее показателей, поскольку при блокированном гидротрансформаторе 6 основан трансформация момента имеет место в трехзвенном механизме при передаче части энергии в переносном движении, т.е. без потерь, и зацеплении шестерни 27 и зубчатого колеса 28, присоединении которого, в свою очередь, с первичным валом 11, т.е. осуществлении прямой передачи, малы потери передаваемой мощности при обеспечении высоких эксплуатационных свойств транспортного средства из-за возможности многократного и надежного изменения момента в зацеплениях шестерен 14-17 и колес 18-21, включаемых после синхронизации с промежуточным валом 12. ЫЫЫ2 ЫЫЫ4 ЫЫЫ6 ЫЫЫ8 ЫЫЫ10

Предложение относится к трансмиссиям транспортных средств, в частности, к их гидромеханическим трансмиссиям. Цель - повышение срока службы трансмиссии при уменьшении потерь передаваемой мощности и уменьшении массогабаритных показателей. Достигнуто это путем рациональной трансформации момента. Для этого в гидромеханической трансмиссии первичный 11 и вторичный 13 валы установлены соосно. На промежуточном валу 12 каждое из зубчатых колес 18-21 прямого хода, установлено с возможностью соединения с ним оснащенными блокирующими кольцами 29-32 муфтами 23 и 24. Соосно промежуточному валу 12 размещен трехзвенный механизм, второе звено которого соединено с этим валом. Третье звено этого механизма имеет возможность соединения с корпусом 8. Колесо 28 установлено на вторичном валу 13 и выполнено с возможностью соединения с первичным валом 11. 3 з.п. ф-лы. 11 ил.

1. Гидромеханическая трансмиссия транспортного средства, содержащая последовательно установленные гидротрансформатор и механическую коробку передач, включающую в себя установленные в корпусе параллельные валы, шестерни и зубчатые колеса постоянного зацепления, муфты включения передач и трехзвенный механизм, водило которого соединено с шестерней, зацепленной с зубчатым колесом, отличающаяся тем, что, с целью повышения срока службы при уменьшении потерь передаваемой мощности и уменьшении массогабаритных показателей, первичный и выходной валы установлены соосно, на одном из валов каждое из зубчатых колес прямого хода установлено с возможностью соединения с ним оснащенными блокирующими кольцами муфтами, соосно с которым размещен трехзвенный механизм, второе звено которого соединено с этим валом, а третье имеет возможность соединения с корпусом, при этом зацепленное с шестерней водила зубчатое колесо установлено на вторичном валу и выполнено с возможностью соединения с первичным валом коробки передач. 2. Трансмиссия по п. 1, отличающаяся тем, что вторичный вал выполнен со шлицами, контактирующими со шлицами зубчатого колеса и имеющего возможность зацепления со шлицами перемещаемого по первичному валу элемента, ступица которого размещена в зоне выполненного коронной шестерней третьего звена механизма, оснащенного блокирующими кольцами с коническими поверхностями зубчатых венцов, один из которых закреплен на водило, а другой на плите корпуса, у передней стенки картера которого размещено колесо заднего хода, в полости которого размещена муфта. 3. Трансмиссия по п.2. отличающаяся тем, что вторичный вал установлен на подшипнике, размещенном в стакане, на котором установлены ролики подшипника зубчатого колеса, а шестерня на подшипнике, между внутренней обоймой которого и шестерней размещена ступица водила трехзвенного механизма, соединенная с шестерней по шлицам, в канавке которых размещено кольцо. 4. Трансмиссия по п.3. отличающаяся тем, что перемещаемый элемент выполнен с имеющими блокирующие фаски зубьями и канавкой для размещения упругого толкателя, установленного в канавке кольца, оснащенного зубьями с блокирующими фасками, и относительно которого толкатель имеет возможность осевого перемещения, при этом перемещаемый элемент выполнен со ступенчатыми зубьями, канавка в которых и упругий толкатель выполнены с прилегающими коническими поверхностями, а его ступица размещена в зоне торца коронной шестерни, снабженной зубчатой муфтой, в которой установлены зубчатые вкладыши, размещенные между ней и кольцами, на которых выполнены пазы для вкладышей и между которыми размещен толкатель, установленный в муфте, имеющей возможность центрирования по шайбе, закрепленной между зубчатым венцом и плитой корпуса, в котором через подшипник установлено водило, охватывающее зубчатую втулку соединения вала с солнечной шестерней, осевое смещение которой ограничено стопорным кольцом, размещенным в канавках солнечной шестерни и вала.