Механическая передача Советский патент 1981 года по МПК B60K17/08 

(54) МЕХАНИЧЕСКАЯ ПЕРЕДАЧА

Изобретение относится к транспортному машиностроению, а именно к трансмиссиям транспортных и тяговых машин. Известна механическая передача, предназначенная для передачи мощности от теплового двигателя на приводной механизм, содержащая независимый вал отбора мощности, включаемый фрикционной муфтой, объединенной с муфтой сцепления, в которой привод вала отбора мощности соединен со вторичным валом коробки перемены передач посредством муфты свободного хода Т. В этом устройстве осуществляется переклю чение передач без разрьша потока мощности, но злементы передачи при зтом испытьгаают данамнческие нагрузки; Наиболее близким к предлагаемому изббретению является механическая передача, содержащая коробки перемень передач, кинематически связанные своими входными и выходным валами через муфты и шестерни с первичным и выходным валами передачи 2. В зтой механической передаче при переключении скоростей, хотя и уменьшгаатся динам ческие нагрузки в сравнении с обычными передачами, но они остаются достаточно большими, так как при вь сключеш1ой главной муфте устанавливается ннз скорость, а после переключения передачи скорость резко возрастает, что приводит к появлению динамических нагрузок в злементах передачи и их износ. Кроме того, зта механическая передача характеризуется пониженным коэффициентом использования моишости теплового двигах теля вследствие потери времени при переключении скоростей. Цель изобретения - уменьшение-динамических нагрузок в злементах передачи при ее переключениях.;v. Указанная цель достигается тем, что в механической передаче, содержащей коробки перемены передач, кинематически связанные свонми входными и выходными валами через муфты и и шестерни с первичным и выходным валами передачи, между первичным валом и коробками перемены передач установлена муфта скольжения, внутренний ротор которой через шестерни и сцепные муфты, а наружный ротор через шестерни и муфты свободного хода кинематически соединены с входными валами коро бок перемены передач, выходные валы которы связаны с выходным валом передачи муфты свободного хода. На чертеже изображена кинематическая схема механической передачи. Тепловой двигатель 1 соединен с внутренни ротором 2 муфты скольжения через первичный вал 3. Муфта скольжения может быть гидравл ческой или электроиндукционной асинхронной. Внутренний ротор 2 через шестерни 4,5 и 4,6 соответственно соединен со сцепными муфтами 7 и 8. Наружный ротор 9 муфты скольжения через шестерни 10, 11 и 10, Ц.,соединен соответственно через валы 13 и 14 с муфтами 15 16 свободного хода. Входные валы 17 и 18 коробок 19 и 20 перемены передач соединены с упомянутыми сцепными муфтами и муфтами свободного хода. Выходные валы 21 и 22 коробок перемены передач кинематически связаны с выходным валом 23 механической передачи посредством муфт 24 и 25 свободного хода, шестерен 26-28. Переключение сцепных муфт 7 и 8, а также коробок перемены передач может быть автоматическое или ручное. Предлагаемая механическая передача включается в работу следующим образом. При неподвижном выходном вале 23 механической передачи и работающем тепловом двигателе 1 подается ток возбуждения на внут ренний ротор 2 муфты скольжения (злектрошздукционной асинхронной), увеличение которо го происходит плавно для уменьшения динам ческих нагрузок на элементы передачи. Мощность теплового двигателя передается электромагнитным путем с внутреннего ротора 2 на наружный ротор 9 муфты скольжения. Далее эта мощность передается на шестерню 10, где разделяется на два потока. Один поток мощности передается на шестерню И, вал J3, муфту 15 свободного хода, входной вал 17 коробки 19 перемены передач, ее выходной вал 21, муфту 25 свободного хода, шестерню 27. Второй поток мощности с шестерни 10 передается на шестерню 12, вал 14, муфту 16 свободного хода, входной вал 18 коробки 20 перемены передач, ее выходной вал 22, муфту 24 свободного хода, шестерню 26. Потоки мощности с шестерен 26 и 27 передаются на находящуюся в зацеплении с ними шестерню 28 выходного вала 23 передачи. При постоянной частоте вращения тепловог двигателя 1 и, следовательно, внутреннего ротора 2 муфты скольжения, наружный ротор 9 а вместе с ним и выходной вал 23 передачи увеличивают частоту вращенР1я. Передаточные числа шестерен 10, 11 и 10, 12 подбираются больше передаточных чисел шестерен 4,5 и 4,6 на 3-4%. Когда частота вращения наружного ротора 9 становится меньше частоты вращения внутреннего ротора 2 всего на 3-4%, частоты вращения вала 13 и шестерни 5 примерно одинаковы. В этот момент включается сцепная муфта 7 и плавно уменьша ется ток возбуждения на внутреннем роторе 2 муфты скольжения. Наружный ротор 9 постепенно уменьшает частоту вращения до нуля, так как электромагнитные силы, сцеплявшие его с внутренним ротором, отсутствуют. По этой причине прекращают свое вращение элементы коробки 20 перемены передач. В этом случае мощность теплового двигателя 1 поступает на шестерни 4 и 5, сцепную муфту 7, входной вал 17, коробку 19 перемены передач, ее выходной вал 21, муфту 25 свободного хода, .шестерни 27 и 28 и выходной вал 23 передачи. Если тормозной момент на выходном валу 23 передачи начнет уменьшаться, то частота его вращения и, следовательно, частота вращения теплового двигателя начнет увеличиваться. Увеличение частоты вращения теплового двигателя происходит до определенного предела. Затем необходимо повысить частоту вращения выходного вала 23 передачи при одновременном уменьшении частоты вращения теплового двигателя, увеличив передаточное число между ними. Для этого предварительно переключается коробка 20 перемены передач на более высокое передаточное отношение и подается плавно ток возбуждения на внутренний ротор 2. Частота вращения наружного ротора 9 увеличивается и постепенно этот ротор берет нагрузку на себя. В этом случае мощность теплового двигателя передается электромагнитным путем с внутреннего ротора 2 на наружный ротор 9 и далее на щестерни 10 и 12, вал 14, муфту 16 свободного хода, входной вал 18, коробку 20 перемены передач, ее выходной вал 22, муфту 24 свободного хода, шестерни 26 и 28 и выходной вал 23 передачи. Так как отсутствует нагрузка на сцепной муфте 7, она выключается. После этого происходит снижение частоты вращения теплового двигателя 1 до нижнего предела а когда частота вращения наружного ротора 9 становится меньше частоты вращения внутреннего ротора 2 на 3-4%, т. е. при одинаковых частотах вращения вала 14 и шестерни 6 происходит включение сцепной муфты 8 и плавное понижение до нуля тока возбуждения на вн)ггреннем роторе 2 муфты скольжения. Также до нуля уменьшает частоту вращения и коробка 19 перемены передач. С этого момента механическая мощность теплового двигателя 1 передается на шестерни 4 и 6, сцепную муфту 8, входной вал 18, коробку 20 перемены передач, выходной вал 22, муфту 24 свободного 5 хода, шестерни 26 и 28 и выходной вал 23 передачи. Если и далее происходит уменьше ние тормозного момента на выходном валу 23 передачи, то после повышения частоты оборотов теплового двигателя 1 до определенного предела все переключения повторяются в той же последовательности, как было описано вьпи и в работу включится коробка 19 перемены передач с более высоким передаточным отно-. шением. Если происходит увеличение тормозного момента на выходном валу передачи, то частота вращения его п, следовательно, частота вращения теплового двигателя 1 начинает уменьшаться (весь поток мощности проходит через коробку 20 перемены передач). В это время переключается коробка 19 перемены передач (находящаяся в покое) на пониженное передаточное отношение. Когда частота вращения теплового двигателя 1 уменьшится до минимального значения, то плавно подается ток возбуждения на внутренний ротор 2. После того, как частота вращения наружного рото ра 9 становится меньше частоты вращения внутреннего ротора 2 на 3-4%, т. е. при одинаг ковых частотах вращения вала 14 и вала шеетерни 6, мощность теплового двигателя 1 электромагнитным путем поступает с внутреннего ротора 2 на наружный ротор 9 и направляется на шестерни 10 и 12, вал 14, муфту 16 свободного хода, входной вал 18, коробку 20 перемены передач, выходной вал 22, муфту 24 свободного хода, шестерни 26 и 28 и выходной вал 23 передачи. В это время выключается сцепная муфта 8 и включается сцеп ная муфта 7. После этого с внутреннего ротора 2 плавно снимается ток возбуждения, частота вращения теплового двигателя 1 начинает увеличиваться и достигает своего верхнего предела. С этого момента мощность теплового двигателя 1 передается шестернями 4 и 5 на сцепную муфту 7, входной вал 17, коробку 19 перемены передач, выходной вал 21, муфту 25 свободного хода, шестерни 27 и 28 и выходной вал передачи, а частота вращения элементов коробки 20 перемены передач уменьшается до нуля. При равенстве крутящего и тормозного моментов на выходном валу передачи вращающий момент и частота вращения теплового двигателя 1 остаются без изменения, т.е. устанавливается равномерное движение. В предлагаемом устройстве обеспечивается безударное переключение скоростей без разрь ва потока мощности, что позволяет уменьшить износ элементов механической передачи и увеличить срок ее службы. Формула изобретения Механическая передача, содержащая коробки перемены передач, кинематически связанные своими входными и выходными валами через муфты и шестерни с первичным и выходным валами передачи, отличающаяся тем, что, с целью уменьшения динамических нагрузок в элементах передачи при ее переключениях, между первичным валом и- коробками перемены передач установлена муфта скольжения, внутренний ротор которой через шестерни и сцепные муфты, а наружный ротор через шестерни и муфты сво.бодного хода кинематически соединены с входными валами коробок перемены передач, выходные валы которых связаны с выходным валом передачи через муфты свободного хода. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР. N° 141760, кл. В 60 К 17/26, 1960. 2.Авторское свидетельство СССР № 389966, кл. В 60 К 17/08, 1968.