Двухступенчатая коробка передач

 

1. ДВУХСТУПЕНЧАТАЯ КОРОБКА ПЕРЕДАЧ, включающая в себя стояночньш тормоз входного вала с вращающимся диском, закрепленным на входном валу коробки передач, тормозным диском, подвижным в осевом направлении, подпружиненным в сторону вращающегося диска, и электромагнитом с якорем, которьй расположен со стороны подвижного диска, противоположной вращающемуся диску, управляемый планетарный механизм, содержащий солнечную шестерню, соединенную с входным валом, водило, связанное с выходным валом коробки передач, и коронную шестерню, установленную на подшипнике , а также механизм переключения передач, включающий в себя электромагнит с якорем, блокировочный диск. установленный с возможностью осевого перемещения и подпружиненный относительно коронной шестерни в сторону якоря механизма переключения передач, фрикционные диски, закрепленные на блокировочном диске для связи его с якорем механизма переключения передач или с тормозным диском, отличающаяся тем, что,, с целью уменьшения осевых габаритов и упрощения конструкции, а также повьшения КПД путем снижения нагрузки на подшипники входного вала, электромагниты стояночного тормоза и механизма переключения передач установлены коаксиально, а подш11пник, на котором установлена коронная шестерня, закреплен в корпусе коробки передач.2 . Коробка передач по п. 1, о т личающая ся тем, что электромагниты стояночного тормоза и механизма переключения передач выполнены с единым ярмом, причем якорь электромагнита механизма переключения передач выполнен охватывающим ярмо, а якорь стояночного тормоза охватываемым ярмом электромагнитов, причем зазор между сопрягаемыми поО ) верхностями якорей и ярма составляет схз iO,001 - 0,1 величины рабочего зазо4: ра электромагнитов.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТЙЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

091 (11) А

В 60 К 7/00

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

7 (21) 3643571/27-11 (22) 26.07.83 (46) 30. 12.84. Бюл. У 48 (72) С.В.Гуркало и Д.Я.Кляцкин (53) 629:113-585.127(088.8) (56) 1. Яковлев А.И. Конструкция и расчет электромотор-колес. М., "Машиностроение", 1970, с. 44, рис. 23.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 329044, кл . В 60 K 7 /00, 1970 (прототип) .

° (54)(57) 1. ДВУХСТУПЕНЧАТАЯ КОРОБКА

ПЕРЕДАЧ, включающая в себя стояночный тормоз входного вала с вращающимся диском, закрепленным на входном валу коробки передач, тормозным диском, подвижным в осевом направлении, подпружиненным в сторону вращающегося диска, и электромагнитом с якорем, который расположен со стороны подвижного диска, противоположной аращающемуся диску, управляемый планетарный механизм, содержащий солнечную шестерню, соединенную с входным валом, водило, связанное с выходным валом коробки передач, и коронную шестерню, установленную на подшипнике, а также механизм переключения передач, включающий в себя электромагнит с якорем, блокировочный диск, установленный с возможностью осевого перемещения и подпружиненный относительно коронной шестерни в сторону якоря механизма переключения передач, фрикционные диски, закрепленные на блокировочном диске для связи его с якорем механизма переключения передач или с тормозным диском, о т л ич а ю щ а я с я тем, что,. с целью уменьшения осевых габаритов и упро-: щения конструкции, а также повышения

КПД путем снижения нагрузки на подшипники входного вала, электромагниты стояночного тормоза и механизма переключеиия передач установлены коаксиально, а подшипник, на котором установлена коронная шестерня, закреплен в корпусе коробки передач..

2. Коробка передач по и. 1, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что электромагниты стояночного тормоза и механизма переключения передач выполнены с единым ярмом, причЕм якорь электромагнита механизма переключения передач выполнен охватывающим ярмо, а якорь стояночного тормоза— охватываемым ярмом электромагнитов, . причем зазор между сопрягаемыми поверхностями якорей и ярма составляет

i0,001 — 0,1 величины рабочего зазора электромагнитов.

1131684

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано, в, транспортном машиностроении, а именно в приводах кблес транспортных машин и шарнирах ног шагающих машин, 5 а также в приводах робототехничес-. ких систем.

Известна двухступенчатая коробка передач, содержащая планетарный ряд, солнечная шестерня которого соединена с входным валом, водило — с выходным валом, а коронная шестерня, установленная на подшипнике в корпусе, блокируется попеременно с корпусом .и солнечной шестерней механизмом 15 переключения, содержащим тормозной. и фрикционный диски, пружину сжатия и привод, например электромагнитный )1) .

При работе этой коробки передач 20 на первой передаче включается электромагнитный привод механизма,переключения, преодолевающий действие пружи,ны сжатия и блокирующий коронную шестерню планетарного ряда с корпусом.

Солнечная и коронная шестерни,при этом оказываются разблокированными, и момент с входного вала через солнечную шестерню, сателлиты и водило передается на выходной вал коробки 30 передач. Работа коробки передач на второй (повышающей) передаче, когда планетарный ряд вращается как одно целое с входным валом, осуществляется при выключенном приводе механизма переключения.

Недостатком приведенной конструкции является то, что в случае выхода из строя привода механизма переключения коробка передач работает на вто- 40 рой передаче, т.е. на выходном валу коробки передач не обеспечивается максимальный тяговый момент.

Известна двухступенчатая коробка передач, включающая в себя стояноч- 45 ный тормоз входного вала с вращающимся диском, закрепленным на входном валу коробки передач, тормозным диском, подви;ным в осевом направлении, подпружиненным в сторону вращающегося 50 диска, и электромагнитом с якорем, который расположен со стороны подвижного диска, противоположной вращающемуся диску, управляемый планетарный механизм, содержащий солнечную шес- 55 терню, соединенную с входным валом, водило, связанное с выходным валом коробки передач, и коронную шестерню, установленную на подшипнике, а также механизм переключения передач, вклю чающий в себя электромагнит с якорем, блокировочный диск, установленный с возможностью осевого перемещения и подпружиненный относительно коронной шестерни в сторону якоря механизма переключения передач, фрикционные диски, закрепленные на блокировочном диске для связи его с якорем механизма переключения передач или с тормозным диском j2) .

Недостатком этой коробки передач является увеличенный осевой габарит, обусловленный установкой электромаг- нита механизма переключения передач после управляемого планетарного ряда, и значительные маховые массы коробки передач из-за установки на коронной шестерне подвижного барабана, вызывающие дополнительные динамические нагрузки на электродвигатель в пусковых и тормозных режимах и при переключении передач. Кроме того, имеются осевые усилия на подшипники вала двигателя, причем при работе на первой передаче осевая нагрузка на подшипники наибольшая,. Осевая нагрузка на подшипники увеличивает потери в двигателе и значительно снижает их ресурс.

Целью изобретения является уменьшение осевых габаритов и упрощение конструкции, а также повышение КПД путем снижения нагрузки на подшипники входного вала.

Поставленная цель достигается тем, что в двухступенчатой коробке передач включающей в себя стояночный тормоз входного вала с вращающимся диском, закрепленным на входном валу коробки передач, тормозным диском, подвижным в осевом направлении, подпружиненным в сторону вращающегося диска, и электромагнитом с якорем, который расположен со стороны подвижного диска, противоположной вращающемуся диску, управляемый планетарный механизм, содержащий солнечную шестерню, соединенную с входным валом, водило, связанное с выходным валом коробки передач, и коронную шестерню, установленную на подшипнике, а также механизм переключения передач, включающий в себя электромагнит с якорем, блокировочный диск, установленный с возможностью осевого перемещения и поцпружиненный относи1131684

3 тельно коронной шестерни в сторону якоря механизма переключения передач, фрикционные диски, закрепленные на блокировочном диске для связи его с якорем механизма переключения пере- дач или с тормозным диском, электромагниты стояночного тормоза и механизма переключения передач установлены коаксиально, а подшипник, на котором установлена коронная шестерня, 10 закреплен в корпусе коробки передач.

Кроме того, электромагниты стояночного тормоза и механизма переключения передач выполнены с единым ярмом, причем якорь электромагнита ме". ханизма переключения передач выпол.нен охватывающим ярмо, а якорь стояночного тормоза — охватываемым ярмом электромагнитов, причем зазор между сопрягаемыми поверхностями якорей и. ярма составляет 0,001 — 0 1 величины рабочего зазора электромагнитов.

На чертеже изображена предлагаемая коробка передач, продольный разрез. 25

Корпус 1 коробки передач соединен с двигателем 2. На валу двигателя закреплена солнечная шестерня 3, а коронная шестерня 4 управляемого

30 .планетарного ряда установлена на подшипнике 5 в корпусе коробки передач.

lIHa коронной шестерне установлен с возможностью перемещения в осевом направлении фрикционный блокировочный диск 6. Между коронной шестерней 4 и блокировочным диском 6 установлены блокировочные пружины сжатия 7 механизма переключения. Обмотки 8 и 9 электромагнитов стояночного тормоза и механизма переключения

40 передач коаксиально закреплены в едином ярме 10, установленном в корпусе коробки передач.

Якори 11 и 12 электромагнитов стояночного тормоза и механизма переключения передач установлены с возможностью осевого перемещения и снабжены фрикционными накладками 13 и 14.

Якорь 11 электромагнита стояночного тормоза пружиной сжатия 15 прижат к дидку солнечной шестерни 3.

Якорь 12 электромагнита механизма переключения передач пружиной сжатия 16 прижат к блокировочному диску 6. Водило 17 управляемого планетарного ряда соединено с выходным валом.

Якорь 11 электромагнита стояночного тормоза охвачен ярмом, а якорь 12 электромагнита механизма переключения передач охватывает ярмо указанных электромагнитов, причем зазор между сопрягаемыми поверхностями якорей 11 и 12 и ярма составляет 0,001

0,1 величины рабочего зазора электромагнитов.

Конструкция коробки передач изображена в положении, когда электромагниты отключены, при этом вал двигате-. ля заторможен, а коронная шестерня связана с корпусом.

Коробка передач работает следую ì образом.

При включении обмотки 8 электромагнита стояночного тормоза якорь 11, сжимая пружину 15, прижимается к корпусу коробки передач, растормаживая вал двигателя. При работе на первой передаче обмотка 9 электромагнита механизма переключения передач отключена, якорь 12 прижат к блокировочному диску 6, поскольку усилие пружин сжатия 16 больше усилия блокировочных пружин сжатия .7, прижат к блокировочному диску 6, при этом затормаживается коронная шестерня 4 и обеспечивается зазор А между блокировочным диском 6 и диском солнечной шестерни 3. Таким образом, коронная шестерня оказывается сблокированной с корпусом 1 коробки передач, т.е. коробка передач работает на понижающей передаче, и на выходном валу. обеспечивается максимальный тяговый момент. .При работе на второй передаче (обмотка 9 электромагнита механизма переключения включена) якорь 12 поднимается к ярму lO, .а блокировочный диск 6 под действием блокировочных пружин 7 прижимается к диску солнечной шестерни 3, блокируя коронную шестерню 4 с солнечной 3 (зазор A меньше зазора 5 ). Блокировка коронной шестерни с солнечной приводит к тому, что частота вращения водила 17 управляемого планетарного ряда равна частоте вращения входного вала коробки передач.

Следует отметить, что коаксиальная компоновка электромагнитов стояночного тормоза и механизма переключения передач позволяет выполнить ярмо электромагнитов единым, что упрощает конструкцию коробки передач.

1131684! 1! Д Ц f4 у

ВНИИХИ Заказ 9698/10 Тирах 656 Подшсноа

Филаап ПОП "Затенит", г. Ужгород, ул.Проектная,4

Выполнение якоря электромагнита механизма переключения охватывающим ярмо, а якоря электромагнита стояночного тормоза — охватываемым ярмом с зазорами между сопрягаемыми поверхностями якорей и ярма, составляющими 0,001 — 0,1 величины рабочего зазора электромагнитов, позволяет снизить осевой размер обоих электромагнитов, а следовательно, дополнительно уменьшить осевой габарит коробки передач.

Это связано с тем, что при укаэанном соотношении величин паразитного и рабочего зазоров влиянием паразитного зазора на работу электромагнита можно пренебречь. В предложенной конструкции число рабочих зазоров уменьшено вдвое, что при пренебрежении магнитодвижущей силой в стальных участках магнитопроводов электромаг нитов приводит к уменьшению магнитодвижущей силы обмоток электромагнитов в 1,4 раза. Следовательно, потери в обмотках электромагнитов снижаются также в 1,4 раза, что делает возможным снижение осевого размера обмоток н ярма электромаг5 нитов и, следовательно, дополнительное уменьшение осевых размеров коробки передач.

Таким образам, предложенная коробка передач, благодаря коаксиальному размещению электромагнита стояночного тормоза и электромагнита механизма переключения со стороны входного вала и закреплению коронной шестерни управляемого планетарного ряда в корпусе коро" êè передач, отличается от базовой конструкции (прототипа) уменьшенным осевым размером, простотой конструкции, повышенным КПД эа счет снижения осевой нагрузки

20 на подшипники входного вала, Выполнение электромагнитов коробки передач с одним рабочим зазором позволяет дополнительно снизить осевой габарит коробки передач.