Коробка передач

 

Использование: в области машиностроения, в трансмиссиях транспортных машин. Сущность: планетарная коробка содержит три дифференциальных механизма и пять фрикционных элементов управления. Третий дифференциальный механизм имеет промежуточные сателлиты. Эпициклическая шестерня второго дифференциального механизма связана с эпициклической шестерней третьего, а второй и третий дифференциальные механизмы имеют общее водило. 1 ил.

Изобретение относится к транспортному машиностроению, а именно к коробкам передач, применяемым преимущественно в трансмиссиях самоходных наземных транспортных средств.

Известны коробки передач транспортных средств, содержащие по три трехзвенных дифференциальных механизма планетарного типа и пять фрикционных элементов управления. В них попарным включением элементов управления получают четыре передачи переднего хода и две заднего. Например коробка передач, применяемая в трансмиссии танка США М-1 (Удк 629.11:621.438 "Транспортные машины с газотурбинным двигателем" под ред. Н.С.Попов. Машиностроение. Лен. отделение 1987), содержит три управляемые фрикционные муфты. Водило первого дифференциального механизма связано с водилом второго дифференциального механизма и с эпициклической шестерней третьего, эпициклическая шестерня связана с первым тормозом, а солнечная шестерня с эпициклической шестерней второго дифференциального механизма и через первую фрикционную муфту с входным валом. Водило третьего механизма связано со вторым тормозом. Солнечная шестерня второго дифференциального механизма связана с солнечной шестерней третьего механизма, с третьим тормозом и через вторую фрикционную муфту с входным валом.

При попарном включении элементов управления получается четыре передачи переднего хода и одна заднего.

Коробка передач обеспечивает требуемые функциональные характеристики, однако имеет конструктивные недостатки. Эпициклическая шестерня второго дифференциального механизма находится внутри водила второго и первого дифференциальных механизмов, что приводит к усложнению конструкции (разъемное водило) и увеличению осевого габарита КП.

Наиболее близка к предлагаемой, принятая за прототип схема планетарной коробки передач, запатентованной в США (N 3067632, 1962, США, приоритет Германии). Эта кинематическая схема применяется в современной автобусной коробке передач фирмы "Zahnradfabrik" (ФРГ). Она имеет три управляемых тормоза и две управляемые фрикционные муфты. Водило первого дифференциального механизма связано с выходным валом, эпициклическая шестерня связана с первым тормозом, с водилом второго дифференциального механизма и эпициклической шестерней третьего, а солнечная шестерня с солнечной шестерней второго дифференциального механизма и через первую фрикционную муфту с входным валом. Эпициклическая шестерня второго дифференциального механизма связана со вторым тормозом и водилом третьего дифференциального механизма, солнечная шестерня которого связана с третьим тормозом и через вторую фрикционную муфту с входным валом. При попарном включении элементов управления получается четыре передачи вперед и две назад. На первой передаче включаются первая фрикционная муфта и первый тормоз. На второй передаче первая фрикционная муфта и второй тормоз. На третьей передаче первая фрикционная муфта и третий тормоз. На четвертой передаче обе фрикционные муфты. На первой передаче заднего хода включается вторая фрикционная муфта и первый тормоз. На второй передаче заднего хода вторая фрикционная муфта и второй тормоз.

Кинематика коробки передач обеспечивает требуемые функциональные характеристики.

Конструктивным недостатком этой схемы является наличие трех водил, которые требуют своих опор, что приводит к увеличению габарита КП. Связь между эпициклическими шестернями первого и третьего дифференциальных механизмов и водилом второго предполагает сложную конструкцию соединений.

Целью изобретения является упрощение конструкции и уменьшение осевого габарита.

Поставленная цель достигается тем, что коробка передач содержит входной и выходной валы, три управляемых тормоза и две управляемые фрикционные муфты, три дифференциальных механизма планетарного типа, каждый из которых имеет водило, блок сателлитов, солнечную и эпициклическую шестерни, причем водило первого дифференциального механизма соединено с выходным валом, его солнечная шестерня с солнечной шестерней второго дифференциального механизма и через первую фрикционную муфту с входным валом, эпициклическая шестерня с водилом второго дифференциального механизма и первая тормозом, эпициклическая шестерня второго дифференциального механизма связана со вторым тормозом, а солнечная шестерня третьего дифференциального механизма связана с третьим тормозом и через вторую фрикционную муфту с входным валом.

Кроме того третий дифференциальный механизм имеет промежуточные сателлиты, эпициклическая шестерня второго дифференциального механизма связана с эпициклической шестерней третьего дифференциального механизма, причем второй и третий дифференциальные механизмы имеют общее водило. На чертеже схематично изображена предложенная коробка передач.

Коробка передач транспортного средства содержит входной 1 и выходной 2 валы, установленные в картере 3, и три дифференциальных механизма планетарного типа. Водило 4 первого дифференциального механизма связано с выходным валом 2, солнечная шестерня 5 с солнечной шестерней 6 второго дифференциального механизма и через фрикционную муфту 7 с выходным валом 1. Эпициклическая шестерня 8 первого дифференциального механизма связана с тормозом 9, водилом 10 второго дифференциального механизма и водилом 11 третьего дифференциального механизма. Эпициклическая шестерня 12 второго дифференциального механизма связано с тормозом 13 и эпициклической шестерней 14 третьего дифференциального механизма. Солнечная шестерня 15 третьего дифференциального механизма связана тормозом 16 и через муфту 17 с выходным валом. Первый дифференциальный механизм имеет блок сателлитов 18. Второй дифференциальный механизм имеет блок сателлитов 19. Третий дифференциальный механизм имеет блок сателлитов 20.

Коробка передач работает следующим образом.

Для получения первой передачи включают муфту 7 и тормоз 9. Поток мощности от входного вала 1 через муфту 7 передается на солнечную шестерню 5 и далее через блок сателлитов 18 и водило 4 на выходное звено 2.

На второй передаче включают муфту 7 и тормоз 13. Поток мощности с входного вала через муфту 7 передается на солнечные шестерни 5 и 6, где разделяется на две части. Первая часть потока мощности передается на солнечную шестерню 6 и далее через блок сателлитов 19, водило 10, эпициклическую шестерню 8 на блок сателлитов 18. Вторая часть передается на солнечную шестерню 5 и далее на блок сателлитов 18. На блоке сателлитов 18 оба потока мощности сливаются в один, который через водило 4 передается на выходной вал 2.

На третьей передаче включается муфта 7 и тормоз 16. Мощность с входного вала 1 через муфту 7 передается на солнечные шестерни 5 и 6, где разделяется на две части. Первая часть передается на солнечную шестерню 6, на блок сателлитов 19 и далее через эпициклическую шестерню 8 на блок сателлитов 18. В замкнутом контуре, образованном водилами 10, 11, блоками сателлитов 19 и 20, эпициклическими шестернями 12 и 14 имеет место циркуляция мощности. Вторая часть потока мощности передается на солнечную шестерню 5 и далее через блок сателлитов 18, водило 4 на выходной вал 2.

На четвертой передаче включают муфты 7 и 17. Поток мощности с входного вала 1 передается через сблокированные дифференциальные механизмы на выходной вал 2.

На первой передаче заднего хода включается муфта 17 и тормоз 9. Поток мощности с входного вала 1 через муфту 17 передается на солнечную шестерню 15, далее через блок сателлитов 20, эпициклические шестерни 14 и 12, блок сателлитов 19, солнечные шестерни 6 и 5, блок сателлитов 18, водило 4 на выходной вал 2.

На второй передаче заднего хода включаются муфта 17 и тормоз 13. Поток мощности с входного вала 1 через муфту 17 передается на солнечную шестерню 15 и далее через блок сателлитов 20, на водило 10, где разделяется на две части. Первая часть передается через эпициклическую шестерню 8 на блок сателлитов 18, а вторая через блок сателлитов 19, солнечные шестерни 6 и 5 на блок сателлитов 18. На блоке сателлитов 18 оба потока сливаются и передаются через водило 4 на выходной вал 2.

Конструктивной особенностью данной схемы является наличие всего двух водил на три дифференциальных механизма (в прототипе три водила), но в отличие от коробки передач танка США М1 (где тоже два водила), общее водило двух дифференциальных механизмов является неразъемным. Это упрощает конструкцию и позволяет сократить ее осевой габарит.

Формула изобретения

Коробка передач, содержащая входной и выходной валы, три управляемых тормоза и две управляемые фрикционные муфты, три дифференциальных механизма планетарного типа, каждый из которых имеет водило, блок сателлитов, солнечную и эпициклическую шестерни, причем водило первого дифференциального механизма соединено с выходным валом, его солнечная шестерня с солнечной шестерней второго дифференциального механизма и через первую фрикционную муфту с входным валом, эпициклическая шестерня с водилом второго дифференциального механизма и первым тормозом, эпициклическая шестерня второго дифференциального механизма связана с вторым тормозом, а солнечная шестерня третьего дифференциального механизма связана с третьим тормозом и через вторую фрикционную муфту с входным валом, отличающаяся тем, что третий дифференциальный механизм снабжен промежуточными сателлитами, эпициклическая шестерня второго дифференциального механизма связана с эпициклической шестерней третьего дифференциального механизма, причем второй и третий дифференциальные механизмы имеют общее водило.

РИСУНКИ

Рисунок 1