Трансмиссия гусеничной машины

 

Изобретение относится к гусеничным машинам, конкретно к трансмиссиям гусеничных машин, имеющих основной привод, через коробку передач на движители, и вспомогательный привод, через гидрообменную передачу (ГОП), и может быть использовано в качестве унифицированной трансмиссии как для быстроходной машины, так и для гусеничной землеройной машины с рабочим органом непрерывного действия, а также для работы в обоих режимах. Трансмиссия содержит основной привод в виде планетарных бортовых редукторов, эпициклы которых связаны между собой и через коробку передач с двигателем машины, водила связаны с движителем машины и через тормоз с корпусом трансмиссии, а солнечные шестерни через соответствующие концевые шестерни промежуточного вала и паразитную шестерню связаны с вспомогательным приводом, конкретно с шестерней выходного вала гидродвигателя ГОП, имеющей муфту и связанной с двигателем. Новым в трансмиссии является то, что она снабжена второй гидрообъемной передачей, насос которой кинематически связан с двигателем машины, а шестерня выходного вала гидромотора установлена на валу с возможностью вращения и связана с ним через двухпозиционную муфту и с шестерней, дополнительно закрепленной на промежуточном валу, при этом муфта первой гидрообъемной передачи закреплена на промежуточном валу и связана с установленной на нем с возможностью вращения концевой шестерней, связанной с паразитной шестерней. Таким образом трансмиссия обеспечивает режим плавного бесступенчатого ходоуменьшителя на каждой передачи. 3 ил.

Изобретение относится к гусеничным машинам, конкретно к трансмиссиям гусеничных машин, имеющим основной привод, через коробку передач на движитель, и вспомогательный привод в виде гидрообъемной передачи (ГОП), и может быть использована в качестве унифицированной трансмиссии как для быстроходной транспортной машины, так и для гусеничной землеройной машины с рабочим органом непрерывного действия, а также для работы в обоих режимах.

Известна трансмиссия гусеничной машины [1], содержащая основной привод в виде вальной шестеренчатой коробки передач, имеющей корпус и главный вал, соединенный с эпициклическими шестернями двух бортовых трехзвенных планетарных передач и одновременно посредством шестерен постоянного зацепления с муфтами их включения - с раздаточным валом, выполненным полым и связанным через зубчатую коническую пару с валом двигателя, и дополнительный привод, соединенный с валом двигателя посредством консольно размещенного по отношению к полому раздаточному валу дифференциального механического редуктора, состоящего из трех взаимодействующих одна с другой конических шестерен, две ведомые из которых каждая через дополнительную пару шестерен взаимодействует с солнечной шестерней своей упомянутой бортовой трехзвенной планетарной передачи, водило которой снабжено остановочным тормозом и связано с ведущим колесом гусеничного движителя, причем одна из ведомых конических шестерен дифференциального механического редуктора соединена с оппозитно расположенной по отношению указанного редуктора бортовой трехзвенной суммирующей планетарной передачей посредством дополнительного вала, размещенного во внутреннем объеме полого раздаточного вала, трансмиссия снабжена двумя сдвоенными фрикционами управления, причем каждый из них, состоящий из ведомых и ведущих деталей, выполнен с возможностью обеспечения нейтрального и двух включенных состояний, ведущие детали фрикционов управления в одном из включенных состояний связаны с полым раздаточным валом, в другом - с дополнительной парой шестерен каждой из двух бортовых трехзвенных суммирующих планетарных передач, а дополнительный вал, размещенный во внутреннем пространстве полого раздаточного вала, с оппозитной по отношению к дифференциальному редуктору стороны снабжен блокировочной муфтой с возможностью замыкания этого вала на корпус коробки.

Недостатком трансмиссии является то, что она, передавая мощность двумя потоками, не может обеспечить режим плавного от нуля бесступенчатого ходоуменьшителя, необходимый для пользования рабочим землеройным органом.

Известна трансмиссия трактора [2], содержащая бортовые планетарные редукторы, первые звенья которых (эпициклы) соединены друг с другом валом и далее через коробку передач с двигателем, вторые звенья (водила) соединены с движителями трактора, причем они снабжены тормозами для связи их с корпусом трансмиссии, а третьи звенья (солнечные шестерни) через промежуточный вал посредством зубчатой передачи связаны с двигателем через реверсивную гидрообъемную передачу (ГОП), состоящую из насоса и гидромотора, трансмиссия снабжена муфтой для связи гидромотора через зубчатые передачи с валом первых звеньев бортовых редукторов и муфтой, установленной в кинематической цепи между гидромотором и промежуточным валом.

Недостатком известной трансмиссии трактора является невозможность регулировать скорость прямолинейного движения трактора при включенных передачах, т.е. при движении трактора от основного двигателя с дополнительным регулированием скорости от ГОП, так как ГОП связан муфтой с первыми звеньями (эпициклами) бортовых передач, связанных между собой валом и через коническую передачу с двигателем.

Целью изобретения является обеспечение режима плавного бесступенчатого ходоуменьшителя на каждой передаче.

Цель достигается тем, что в трансмиссии гусеничной машины, содержащей планетарные бортовые редукторы, эпициклы которых связаны между собой и через коробку передач с двигателем машины, водила связаны с движителем машины и через тормоз с корпусом трансмиссии, а солнечные шестерни через соответствующие концевые шестерни промежуточного вала и паразитную шестерню связаны с шестерней выходного вала гидромотора гидрообъемной передачи, снабженной муфтой и связанной с двигателем, трансмиссия снабжена второй гидрообъемной передачей, насос которой кинематически связан с двигателем машины, а шестерня выходного вала гидромотора установлена на валу с возможностью вращения и связана с ним через двухпозиционную муфту, и с шестерней, дополнительно закрепленной на промежуточном валу, при этом муфта первой гидрообъемной передачи закреплена на промежуточном валу и связана с установленной на нем с возможностью вращения концевой шестерней, связанной с паразитной шестерней.

На фиг.1 изображена кинематическая схема трансмиссии; на фиг.2 - муфта первой ГОП с концевой шестерней промежуточного вала; на фиг.3 - вторая ГОП со своей муфтой и шестерней на выходном валу гидромотора.

Трансмиссия гусеничной машины содержит два бортовых планетарных редуктора 1, каждый из которых имеет эпицикл 2, водило 3 и солнечную шестерню 4.

Эпициклы 2 обоих редукторов 1 связаны между собой валом 5. Вал 5 кинематически связан планетарными передачами 6 и фрикционами 7 - 12 планетарной коробки 13 передач с входным валом 14 коробки 13 передач и корпусом 15 трансмиссии.

Вал 14 связан с туpбинным колесом гидротрансформатора 16, насосное колесо которого связано с валом 17, который связан с двигателем 18 зубчатой конической передачей 19.

Валы 5, 14, 17 установлены концентрично с возможностью вращения друг относительно друга.

Двигатель 18 через коническую передачу 19, вал 17 и закрепленную на валу 17 шестерню 20 кинематически связан с дополнительным валом 21 разгрузки гидрообъемных передач, шестерней 22 и с регулируемым реверсивным насосом 23 гидрообъемной передачи (ГОП) 24 шестернями 25, 26.

Насос 23 гидравлически связан с гидромотором 27, который через вал 28 и закрепленную на нем шестерню 29 связан с шестерней 30. Шестерня 30 кинематически связана с солнечной шестерней 4 одного (левого) планетарного редуктора 1 и с шестерней 31, которая установлена на дополнительном валу 32 поворота с возможностью вращения относительно него. При этом на валу 32 закреплена зубчатка 33, которая через зубчатую муфту 34, имеющую возможность перемещения вдоль вала 32 (фиг.2), может связывать вал 32 с шестерней 31, кроме того на валу 32 закреплены шестерня 35, кинематически связанная с солнечной шестерней 4 другого (правого) планетарного редуктора 1, и шестерня 36, кинематически связанная с шестерней 37, установленной на валу 38 с возможностью вращения относительно него.

Вал 38 связан с гидромотором 39, который гидравлически связан с регулируемым реверсивным насосом 40 дополнительной гидрообъемной передачи 41 (фиг.3).

При этом на валу 38 неподвижно закреплена зубчатка 42, которая через зубчатую муфту 43, имеющую возможность перемещения вдоль вала 38 (фиг.3), может связывать вал 38 с шестерней 37, а насос 40 связан валом 44 с двигателем 18 со стороны, противоположной расположению конической передачи 19.

Кроме того на концах вала 21 закреплены шестерни 45, кинематически связанные с шестернями 46, которые через фрикционы 47 связаны с солнечными шестернями 4 соответствующих планетарных редукторов 1, в которых водила 3 закреплены на выходных валах 48 трансмиссии, связанных с гусеничными движителями машины (не показаны), при этом валы 48 имеют связь с корпусом 15 трансмиссии через фрикционные тормоза 49.

Трансмиссия обеспечивает два режима движения: транспортный - режим быстроходной гусеничной машины; специальный - режим движения с плавным бесступенчатым регулированием скорости.

Трансмиссия работает следующим образом.

Транспортный режим работы трансмиссии.

Муфта 34 перемещается в положение "б", муфта 43 перемещается в положение "а". При прямолинейном движении поток мощности (вращение) от двигателя 18 через коническую передачу 19 и вал 17 передается на насосное колесо гидротрансформатора 16, которое вращает турбинное колесо гидротрансформатора 16 и закрепленный на нем вал 14 коробки 13 передач, который через планетарные передачи 6 и фрикционы 7 - 12 передает вращение на вал 5, который, вращая эпициклы 2 планетарных редукторов 1, передает вращение на валы 48, связанные с гусеничными движителями машины, тормоза 49 при этом разомкнуты.

Необходимое торможение солнечных шестерен 4 для обеспечения передачи вращения от эпициклов 2 к водилам 3 и связанных с ними валов 48 осуществляется кинематической связью солнечных шестерен 4 друг с другом через шестерню 35, вал 32, зубчатку 33, муфту 34 и шестерни 31, 30, которые не позволяют солнечным шестерням 4 вращаться в одну сторону (в одном направлении вращения). При этом фрикционы 47 разомкнуты и вращение, передаваемое от двигателя 18 через коническую передачу 19, вал 17, шестерни 20, 22, вал 21 и шестерни 45, 46, на неподвижные солнечные шестерни 4 не передается, а насосы 23 и 40 ГОП 24 и 41 установлены в ноль производительности и вращение от двигателя 18 передается на насос 23 через коническую передачу 19, вал 17, шестерни 20, 25, 26, а на насос 40 через вал 44, на валы 28 и 38 гидромоторов 27, 39 также не передается.

При повороте мощность (вращение) от двигателя 18 к выходным валам 48 идет двумя потоками, один поток как при прямолинейном движении, а второй поток от двигателя 18 через коническую передачу 19, вал 17, шестерни 20, 25, 26 к регулируемому реверсивному насосу 23, который через гидравлическую связь передает мощность гидромотору 27 ГОП 24, при этом гидромотор 27 приводит во вращение вал 28 с закрепленной на нем шестерней 29, которая передает вращение шестерни 30. Шестерня 30 одну солнечную шестерню 4 планетарного редуктора 1 вращает непосредственно и вращает одновременно шестерню 31, которая через муфту 34, зубчатку 33, вал 32 и шестерню 35 вращает солнечную шестерню 4 другого планетарного редуктора 1, при этом обеспечивается одновременное различное направление вращения солнечных шестерен 4 планетарных редукторов 1. Вращение от эпициклов 2 и солнечных шестерен 4, суммируясь в планетарных редукторах 1, передается на водила 3, с них на валы 48 и далее на гусеничные движители машины, при этом в планетарном редукторе 1, где направление вращения солнечной шестерни 4 совпадает с направлением вращения эпицикла 2, скорость вращения водила 3 увеличивается, а в планетарном редукторе 1, где направление вращения солнечной шестерни 4 и эпицикла 2 противоположны, скорость вращения водила 3 уменьшается, соответственно увеличивается скорость одного гусеничного движителя и одновременно уменьшается другого, что и обеспечивает поворот машины. Кроме того, при увеличении производительности насоса 23 до максимальной гидромотор 27 развивает максимальную скорость вращения и через вал 28, шестерни 29, 30, 31, 35, зубчатку 33, муфту 34 и вал 32 обеспечивает максимальную скорость вращения солнечных шестерен 4, при этом в том планетарном редукторе 1, где направления вращения эпицикла 2 и солнечной шестерни 4 совпадают между собой, совпадают и вращения шестерен 46 и 4, в этом случае замыкается фрикцион 47, связывая шестерни 46 и 4 между собой, что обеспечивает дополнительный поток мощности передачей вращения от двигателя 18, через шестерни 20, 22, вал 21 разгрузки ГОП, шестерни 45, 46 и фрикцион 47 к солнечной шестерне 4, что уменьшает нагрузку на ГОП 24, разгружая ее.

Специальный режим движения.

Муфта 34 находится в положение "а" (фиг.2), а муфта 43 - в положении "б" (фиг.3).

Мощность (вращение) от двигателя 18 к одному (левому) планетарному редуктору 1 передается только через ГОП 24, а к второму (правому) планетарному редуктору 1 - от дополнительной ГОП 41 при получении регулируемых скоростей от нуля до максимальных, обеспечиваемых ГОП 24 и 41, а пpи получении регулируемых скоростей, соответствующих скорости прямолинейного движения транспортного режима на какой-либо передаче, и регулированным увеличением (уменьшением) скорости на величину, обеспечиваемую ГОП 24 и 41, мощность к планетарным редукторам 1 передается двумя потоками - один поток от двигателя 18 через коробку 13 передач, другой от двигателя 18 через ГОП 24 для одного (левого) планетарного редуктора 1 и через ГОП 41 для другого (правого) планетарного редуктора 1.

При прямолинейном движении вперед с регулированием скорости от нуля вращение от двигателя 18 через коническую передачу 19, вал 17, шестерни 20, 25, 26 передается к насосу 23, который через гидравлическую связь передает мощность гидромотору 27 ГОП 24, вследствие чего гидромотор 27 приводит во вращение вал 28, который через шестерни 29, 30 передает вращение солнечной шестерне 4 одного (левого) планетарного редуктора 1, одновременно вращение от двигателя 18 через вал 44 передается насосу 40 ГОП 41 (фиг.3), который через гидравлическую связь передает мощность гидромотору 39, который приводит во вращение вал 38 с закрепленной на нем зубчаткой 42, далее вращение от зубчатки 42 через муфту 43, шестерни 37, 36, вал 32 и шестерню 35 передается солнечной шестерне 4 другого (правого) планетарного редуктора 1. При этом включенные фрикционы 7 и 8 соединяют вал 5 с корпусом 15 трансмиссии, осуществляя торможение эпициклов 2, вращение с солнечных шестерен 4 передается на водила 3 и через связанные с ними валы 48 на гусеничные движители машины. Кроме того фрикционы 9 - 12 коробки 13 передач разомкнуты и вращение от вала 14, связанного с двигателем 18 через гидротрансформатор 16, вал 17 и коническую передачу 19, на вал 5 не передается, при этом вращение от двигателя 18 через коническую передачу 19, вал 17, шестерни 20, 22, вал 21 и шестерни 45 передается на шестерни 46. При достижении скорости вращения солнечных шестерен 4 величины, равной скорости вращения шестерен 46, что соответствует максимальной производительности регулируемых реверсивных насосов 23 и 40, замыкаются фрикционы 47, связывая шестерни 4 и 47 и осуществляя дополнительный поток мощности от двигателя 18 к гусеничным движителям, что уменьшает нагрузку на ГОП 24 и 41. Регулирование скорости движения осуществляется регулированием производительности регулируемых реверсивных насосов 23 и 40, которые через гидравлическую связь обеспечивают такое же регулируемое изменение скорости вращения гидромоторов 27 и 39 и связанных с ними валов 28, 38 соответственно.

Прямолинейное движение назад с регулированием скорости от нуля осуществляется за счет реверса насосов 23 и 40, но без замыкания фрикционов 47, так как в этом случае направление вращения шестерен 4 и 46 противоположно.

При прямолинейном движении с определенной скоростью (на какой-либо передаче) и регулированным изменением ее (увеличением или уменьшением) на величину, обеспечиваемую ГОП 24 и 41, вращение от двигателя 18 через коническую передачу 19, вал 17 и гидротрансформатор 16 передается на вал 14 и через планетарные передачи 6 и два замкнутых фрикциона, из фрикционов 7 - 12, соответствующих выбранной любой передачи, на вал 5 с закрепленными на ней эпициклами 2 планетарных редукторов 1. При этом вращение от двигателя 18 через коническую передачу 19, вал 17, шестерни 20, 25, 26 передается на насос 23, который через гидравлическую связь передает мощность гидромотору 27 ГОП 24, вследствие чего гидромотор 27 приводит во вращение вал 28, который через шестерни 29, 30 передает вращение солнечной шестерне 4 одного (левого) планетарного редуктора 1, одновременно вращение от двигателя 18 через вал 44 передается насосу 40 ГОП 41 (фиг.3), который через гидравлическую связь передает мощность гидромотору 39, приводящему во вращение вал 38 с закрепленной на нем зубчаткой 42, далее вращение от зубчатки 42 через муфту 43, шестерни 37, 36, вал 32 и шестерню 35 передается солнечной шестерне 4 другого (правого) планетарного редуктора . В результате этого вращение передается на водила 3 планетарных редукторов 1, как результат суммирования вращений эпициклов 2 и солнечных шестерен 4 и при совпадении направлений вращения эпициклов 2 и солнечных шестерен 4, скорость вращения водил 3 и связанных с ними валами 48 гусеничных движителей увеличивается, а при противоположных направлениях - уменьшается, что обеспечивает регулируемое изменение скорости движения машины. Необходимое регулирование скорости и направления вращения солнечных шестерен 4 обеспечивается регулируемыми реверсивными насосами 23, 40 ГОП 24 и 41 соответственно.

Кроме того, при увеличении производительности насосов 23 и 40 до максимального значения и при совпадении направлений вращения солнечных шестерен 4 и шестерен 46, что соответствует максимальному регулируемому увеличению скорости при движении машины вперед и уменьшению при движении назад, замыкаются фрикционы 47, связывая шестерни 4 и 46 между собой, что обеспечивает дополнительный поток мощности от двигателя 18 к гусеничным движителям машины передачей вращения от двигателя 18 через коническую передачу 19, вал 17, шестерни 20, 22, вал 21, шестерни 45, 46 и фрикцион 47 к солнечным шестерням 4, что уменьшает нагрузку на ГОП 24 и 41.

Поворот осуществляется тремя способами.

При первом способе поворота взаимодействие элементов трансмиссии как при специальном режиме движения, но за счет изменения производительности регулируемых реверсивных насосов 23 и 40 вращение на солнечные шестерни 4 планетарных редукторов 1 передается различное, что обеспечивает различную скорость вращения гусеничных движителей машины, кинематически связанных с солнечными шестернями 4, что и обеспечивает поворот машины в любую сторону.

При втором способе поворота муфта 34 находится в положении "а", муфта 43 - в положении "а", при этом вращение от двигателя 18 к эпициклам 2 планетарных редукторов 1, шестерням 46 и валу 28 гидромотора 27 передается как при прямолинейном движении, а вал 28 через шестерни 29, 30 передает вращение на солнечную шестерню 4 только одного (левого) планетарного редуктора 1, где оно суммируется с вращением эпицикла 2 и передается на водило 3 и далее через вал 48 на гусеничный движитель (левый) машины. Кроме того замыкается фрикцион 47, связывающий шестерню 46 с солнечной шестерней 4 другого (правого) планетарного редуктора 1, где вращение шестерни 4 суммируется с вращением эпицикла 2 и передается на водило 3 и далее через вал 48 на гусеничный движитель (правый) машины. В этом случае осуществляется поворот в сторону левого гусеничного движителя, так как скорость вращения солнечной шестерни 4 одного планетарного редуктора 1, передаваемого от двигателя 18 через шестерню 46, всегда больше (или равно при максимальной производительности регулируемых реверсивных насосов 23 и 40) скорости вращения солнечной шестерни 4 другого планетарного редуктора 1, передаваемого от гидромоторов 27, 39.

При третьем способе поворота взаимодействие элементов трансмиссии как при втором способе за исключением замыкания фрикциона 47, вместо которого замыкается тормоз 49, связанный с корпусом 15 трансмиссии и через вал 48 с гусеничным движителем (правым), вследствие чего этот гусеничный движитель тормозится и машина делает поворот в его сторону.

Таким образом предложенная трансмиссия гусеничной машины обеспечивает режим плавного бесступенчатого ходоуменьшителя на каждой передаче.

Формула изобретения

ТРАНСМИССИЯ ГУСЕНИЧНОЙ МАШИНЫ, например, оборудованной землеройным рабочим органом непрерывного действия, содержащая планетарные бортовые редукторы, эпициклы которых связаны между собой и через коробку передач с двигателем машины, водила связаны с движителем машины и через тормоз с корпусом трансмиссии, а солнечные шестерни через соответствующие концевые шестерни промежуточного вала и паразитную шестерню связаны с шестерней выходного вала гидромотора гидрообъемной передачи, снабженной муфтой и связанной с двигателем, отличающаяся тем, что трансмиссия снабжена второй гидрообъемной передачей, насос которой кинематически связан с двигателем машины, а шестерня выходного вала гидромотора установлена на валу с возможностью вращения и связана с ним через двухпозиционную муфту и с шестерней, дополнительно закрепленной на промежуточном валу, при этом муфта первой гидрообъемной передачи закреплена на промежуточном валу и связана с установленной на нем с возможностью вращения концевой шестерней, связанной с паразитной шестерней.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3