Коробка передач
Авторы патента:
Использование: в транспортных средствах (автомобилях-тягачах, тракторах, дорожной и сельскохозяйственной технике и т.д.). Сущность изобретения: интенсифицировано использование шестерен внешнего зацепления за счет их свободной установки на соосных валах и введения дополнительного вала с жестко закрепленной шестерней, а также планетарного механизма за счет установки всех муфт управления на соосных валах. 2 ил., 2 табл.
Изобретение относится к транспортному машиностроению, к трансмиссии транспортных машин.
Известны агрегаты трансмиссии со ступенчатым изменением передаточных чисел, содержащие шестерни, валы, опоры, устройства переключения передач, применяемые на отечественных и зарубежных автомобилях (автомобили: конструкция, конструирование и расчет. Трансмиссия / Под ред. А.И.Гришкевича. - Мн.: Выш. шк. 1985. - 240 с.). Эти агрегаты конструктивно сложны, металлоемки. Наиболее близкой к предлагаемой коробке передач (КП) является одиннадцатиступенчатая КП, которая состоит из корпуса с размещенными в нем валами, однорядного трехзвенного простого планетарного механизма, шести шестерен внешнего зацепления и пяти муфт управления. Такая КП имеет ограниченные кинематические возможности. Цель изобретения - расширение кинематических возможностей КП за счет увеличения числа передач и диапазона. Указанная цель достигается тем, что на промежуточном валу все шестерни установлены жестко, между входным валом и валом, привода солнечной шестерни расположена вал-шестерня, зацепленная со средней шестерней промежуточного вала, между валом-шестерней и шестерней, свободно установленной на трубчатом валу привода водила, размещены две трехпозиционные муфты. Расширение кинематических возможностей достигнуто за счет интенсификации использования шестерен внешнего зацепления, которые на входе в планетарный механизм (ПМ) обеспечивают четыре передачи вместо трех, а также ПМ за счет установки всех муфт управления на соосных валах. На фиг.1 изображена схема КП с 18 ступенями переднего хода и 4 - заднего; на фиг.2 - лучевая диаграмма КП. В табл. 1 показана работа муфт переключения - соединение деталей при различных положениях муфт; в табл.2 - положения муфт управления на различных передачах. Соосно входному валу 1 установлены валы 2 и 3 и выходной вал 4. На валу 3 расположен трубчатый вал 5. Параллельно валам 1-3 установлен промежуточный вал 6 с жестко закрепленными на нем шестернями 7-9. Шестерня 9 зацеплена с шестерней 10, свободно установленной на валу 1. На валу 2 зафиксирована шестерня 11, зацепленная с шестерней 8. Шестерня 12, свободно установленная на трубчатом валу 5, зацеплена с шестерней 7. Солнечная шестерня (а) 13 планетарного механизма (ПМ) закреплена на валу 3. На трубчатом валу 5 зафиксировано водило h 14 с сателлитами 15, зацепленными с солнечной шестерней 13 и эпициклической шестерней b 16 ПМ. На соосных валах расположены пять муфт управления: A, B, C, D, E. Работа КП осуществляется следующим образом. ПМ реализует шесть редукторных передач и две дифференциальные (суммирующие) передачи. Один вариант дифференциальной передачи возникает при подаче крутящего момента на солнечную шестерню а и на водило h, а выход момента с эпициклической шестерни b. Так реализуются 1 и 2 передачи (фиг.2). Второй вариант дифференциальной передачи возникает при подаче крутящего момента на солнечную и эпициклическую шестерни, а выход момента с водила. Так реализуются 11 и 13 передачи (фиг.2). Самая медленная передача в ПМ образуется при остановленном эпициклическом колесе b - Uahb, где верхний индекс указывает на остановленное звено, а нижние индексы - на вход и выход из ПМ. Момент входит в ПМ на солнечную шестерню а, увеличенный момент снимается с водила h. Таким образом, в КП реализуются четыре передачи: 3, 4, 7 и 9. Передаточное число на входе в ПМ меняется за счет шестерен внешнего зацепления. Замедляющая передача в ПМ - Ubha возникает при остановленном солнечном колесе а. Крутящий момент поступает на эпициклическое колесо b, увеличенный момент снимается также с водила h. Таким образом, реализуются две передачи - 5 и 6. Прямая передача в ПМ образуется при его блокировке - жесткой связи любых двух звеньев - или при передаче момента через одно из звеньев ПМ. Таким образом, реализуются четыре передачи: 8, 10, 15 и 17. Ускоряющая передача в ПМ образуется также при остановленной солнечной шестерне - Uhba, как и при замедляющей передаче, но вход и выход момента поменялись. Момент поступает на водило h, уменьшенный момент, но при увеличенной частоте вращения снимается с эпициклической шестерни b. Таким образом, реализованы две передачи: 12 и 14. Максимальное увеличение частоты вращения на выходе из ПМ по отношению к его входу возникает при остановленном эпициклическом колесе - Uhab, момент, как и в предыдущем случае, поступает на водило h, а снимается от солнечной шестерни а. Таким образом, реализуются две передачи: 16 и 18. Передачи заднего хода - Uabh образуются при остановленном водиле h, вход момента на солнечное колесо а, а выход - с эпициклического колеса b. Таким образом, реализуются все четыре передачи заднего хода. 1-я передача От входного вала 1 крутящий момент через муфту А в первом положении, шестерни 10 и 9 поступает на промежуточный вал 6, где разветвляется на два потока. Первый поток - от вала 6 через шестерни 7 и 12, муфту С в третьем положении поступает по трубчатому валу 5 на водило h 14, второй поток - от вала 6 через шестерни 8 и 11, по валу 2, через муфту В в третьем положении поступает на вал 3 и солнечную шестерню а 13. Оба потока суммируются на эпициклической шестерне b 16 и через муфту Е в первом положении поступают на выходной вал 4. Муфта D находится в третьем (нейтральном) положении. Передачи представлены на лучевой диаграмме. Вертикальный луч соответствует передаче с U = 1,0; луч, направленный направо, соответствует замедляющей передаче, налево - ускоряющей. На первой передаче (фиг.2) общий поток момента отражен лучом 10-9, первый поток - лучом 7-12 и его пологим продолжением к точке 1, второй поток - лучом 8-11 и пологим лучом также к точке 1. 2-я передача Отличается от первой передачи входом потока мощности. Муфта А в третьем положении соединяет входной вал 1 с валом 2 и шестерней 11. 3-я передача Вход в ПМ соответствует первому потоку первой передачи (фиг.2 и табл. 2). Крутящий момент поступает на солнечное колесо а через муфту С в первом положении (табл. 1), увеличенный момент снимается с водила h через муфту Е во втором положении. Эпициклическое колесо b остановлено муфтой D в четвертом положении. 4-я передача Вход в ПМ соответствует первому потоку второй передачи, работа ПМ соответствует третьей передаче (фиг.2 и табл.2). Отличается от третьей передачи переключением муфты А в третье положение. 5-я передача Вход в ПМ соответствует 1-й и 3-ей передачам, солнечное колесо а фиксируется относительно корпуса КП муфтой В во втором положении. Крутящий момент поступает на эпициклическое колесо b через муфту D в первом положении (фиг. 2, табл.1 и 2). Увеличенный момент снимается через муфту Е во втором положении. 6-я передача Вход в ПМ соответствует передачам 2-й и 4-й, работа ПМ - 5-й передаче. Отличается от пятой передачи переключением муфты В в третье положение. 7-я передача Крутящий момент поступает от вала 1 через муфту А в первом положении, шестерни 10 и 9, вал 6, шестерни 8 и 11, через муфту В в третьем положении и далее, как на 3-й и 4-й передачах. 8-я передача Соответствует 3-й передаче, но муфты С и D в третьем положении (табл. 2). 9-я передача Соответствует 7-й передаче, но муфта А в третьем положении. 10-я передачаСоответствует 8-й передаче, но муфта А в третьем положении. 11-я передача
Соответствует первой передаче, но один из потоков момента вместо водила поступает на эпициклическое колесо b от шестерни 12 через муфту D в первом положении, выход потока через муфту Е во втором положении от водила h на вал 4. Муфта С во втором (нейтральном) положении. 12-я передача
Вход до ПМ соответствует 1-й, 3-ей, 5-й и 8-й передачам. Солнечная шестерня а остановлена относительно корпуса КП муфтой В во втором положении, момент поступает на водило h с шестерни 12 муфтой С в третьем положении, момент снимается с эпициклического колеса b муфтой Е в первом положении. Муфта D в третьем (нейтральном) положении (табл.2 и фиг.2). 13-я передача
Состояние планетарного механизма соответствует 11-й передаче, но муфта А находится в третьем положении. 14-я передача
Соответствует 12-й передаче, но муфта А в третьем положении. 15-я передача
Момент с вала 1 через муфту А в первом положении передается шестернями 10 и 9, далее по валу 6, шестерни 8 и 11, через муфту В в третьем положении поступает на вал 3 и снимается с него муфтой Е в третьем положении. Муфта D в третьем (нейтральном) положении (фиг.2 и табл. ). 16-я передача
До ПМ момент поступает, как на передачах 1, 3, 5, 8 и 12, но момент от шестерни 12 передается на водило h через муфту С в третьем положении, эпициклическое колесо b остановлено муфтой D в четвертом положении, момент снимается от солнечной шестерни а муфтой Е в третьем положении. Муфта В в первом (нейтральном) положении. 17-я передача - прямая
Муфта А в третьем положении соединяет валы 1 и 2, муфта В также в третьем положении соединяет валы 2 и 3, муфта Е также в третьем положении соединяет валы 3 и 4. Муфта С во втором (нейтральном) положении. 18-я передача
Соответствует 16-й передаче, но муфта А в третьем положении. Передачи заднего хода. 1-я передача
До ПМ момент поступает, как на передачах 1, 3, 5, 8, 12 и 16. Как и на третьей передаче момент поступает на солнечную шестерню через муфту С в первом положении, но момент снимается от эпициклического колеса через муфту Е в первом положении, при остановленном водиле зафиксированном относительно корпуса КП муфтой D во втором положении. 2-я передача
Отличается от первой переключением муфты А из первого положения в третье. 3-я передача
Отличается от первой передачи переключением муфты В в третье, а муфты С - во второе положение. 4-я передача
Отличается от третьей переключением муфты А в третье положение. При изменении внутреннего параметра планетарного механизма K = Zb/Za и передаточных чисел пар шестерен внешнего зацепления изменится характер распределения передач КП. Экономический эффект выражается в расширении кинематических возможностей КП - число передач переднего хода увеличилось с 11 до 18, число передач заднего хода удвоилось, при этом расширился диапазон КП за счет увеличения передаточного числа низшей передачи до 17. Расширение кинематических возможностей КП позволяет эксплуатировать транспортное средство на оптимальном экономическом и экологическом режиме при минимальном расходе топлива и выбросе вредных веществ выхлопных газов двигателя.
Формула изобретения
РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4
Похожие патенты:
Коробка передач // 2020083
Изобретение относится к транспортному машиностроению, к трансмиссии транспортных машин
Коробка передач транспортного средства // 2019441
Изобретение относится к транспортному машиностроению, в частности к ступенчатым коробкам передач, преимущественно к тракторным, но может быть использовано в коробках передач автомобилей и металлорежущих станков
Коробка передач // 2006381
Изобретение относится к транспортному машиностроению, к трансмиссии транспортных машин
Коробка передач // 2006380
Изобретение относится к транспортному машиностроению, к трансмиссии транспортных машин
Коробка передач // 1787813
Бесступенчатая трансмиссия // 1772006
Изобретение относится к машиностроению и касается бесступенчатых трансмиссий транспортных средств, содержащих фрикционные вариаторы
Коробка передач // 1761557
Коробка передач транспортного средства // 1722906
Изобретение относится к транспортному машиностроению, а именно к приставным редукгорам трансмиссий транспортных средств (ходоуменьшителям, механизмам отбора мощности, раздаточным коробкам), и может быть использовано в трансмиссиях автомобилей и тракторов
Коробка передач транспортного средства // 1654038
Коробка передач и силовой агрегат // 2138408
Изобретение относится к коробкам передач и предназначено для использования в автомобиле
Изобретение относится к сельскохозяйственному и транспортному машиностроению, в частности к трансмиссиям ротационных рабочих органов сельскохозяйственных машин
Изобретение относится к машиностроению и предназначено для использования в качестве коробки передач, совмещенной с главной передачей, на автомобилях и автобусах
Клиноцепной вариатор // 2321786
Изобретение относится к машиностроению, в частности к механизмам передач с бесступенчатым изменением передаточного числа, применяемым в транспортных средствах
Изобретение относится к механическим многоступенчатым коробкам передач с автоматическим переключением скоростей
Коробка передач // 2344947
Изобретение относится к области автотранспортного машиностроения и касается конструкции ступенчатой планетарной коробки передач
Изобретение относится к переключаемой под нагрузкой коробке передач
Трансмиссия транспортного средства // 2362924
Изобретение относится к трансмиссии транспортных средств и может быть использовано для остановки паркуемого транспортного средства