Автоматическая коробка передач с бесступенчатым изменением передаточного отношения

 

Использование: машиностроение. Сущность изобретения: в предлагаемой автоматической коробке передач с бесступенчатым изменением передаточного отношения в зависимости от нагрузки, предусматривается уменьшение габаритных размеров при высоком значении изменения передаточного отношения известной автоматической коробки передач, содержащей входной вал, на котором подвижно относительно оси установлена пара конических зубчатых колес, находящихся постоянно в кинематическом зацеплении соответственно с зубчатыми коническими шестернями, которые через промежуточные валы соединены с ведущими конусами, кинематически соединенными с помощью винтовых поверхностей кинематического зацепления с ведомым конусом, имеющим противоположно расположенные заходы винтовых поверхностей с одинаковыми ходами по отношению к ведущим конусам. При этом указанные конические шестерни с ведущими конусами и с соответствующими валами установлены на подвижных опорах, подпружиненных к корпусу, ведомый конус кинематически связан со своим валом, являющимся выходным валом коробки передач, посредством соединения винт-гайка и подпружинен к корпусу. Уменьшение габаритных размеров в предлагаемой автоматической коробке передач обеспечивается тем, что коробка передач снабжена кинематически связанными между собой цилиндрическими зубчатыми колесом, установленным на продолжении вала ведомого конуса, и шестерней, установленной на дополнительном валу, параллельном продолжению вала ведомого конуса, двумя гидравлическими управляемыми муфтами свободного хода, звездочки которых жестко установлены одна на продолжении вала ведомого конуса, а другая - на дополнительном валу, а обоймы, соединенные с помощью роликов со звездочками, жестко соединены с дополнительными цилиндрическими зубчатыми колесом и шестерней, установленными на дополнительных промежуточных валах и кинематически связанными между собой, и гидравлическим распределителем, кинематически связанным с одним из дополнительных промежуточных валов посредством соединения винт-гайка, подпружиненным к корпусу и установленным в выходном валу с возможностью осевого перемещения и фиксированным от проворота в окружном направлении, в распределителе выполнены сливные каналы, передаточное отношение от ведущих конусов к ведомому равно передаточному отношению зубчатых цилиндрических пар. 4 ил.

Изобретение предназначено для бесступенчатого автоматического изменения передаточного отношения в зависимости от нагрузки и может найти применение в народном хозяйстве, в частности на транспорте.

Целью изобретения является уменьшения габаритных размеров коробки передач по сравнению с известной автоматической коробкой передач с бесступенчатым изменением передаточного отношения [1] при высоких значениях передаточного отношения.

Известная автоматическая коробка передач с бесступенчатым изменением передаточного отношения [1] содержит входной вал, на котором подвижно относительно оси установлена пара конических зубчатых колес, находящихся постоянно в кинематическом зацеплении соответственно с зубчатыми коническими шестернями, которые через промежуточные валы соединены с ведущими конусами, кинематического зацепления с ведомым конусом, имеющим противоположно расположенные заходы винтовых поверхностей с одинаковыми ходами по отношению к ведущим конусам, при этом указанные конические шестерни с ведущими конусам и с соответствующими валами установлены на подвижных опорах, подпружиненных к корпусу, ведомый конус кинематически связан со своим валом, являющимся выходным валом коробки передач, посредством соединения винт-гайки и подпружинен к корпусу.

Уменьшение габаритных размеров в предлагаемой автоматической коробке передач с бесступенчатым изменением передаточного отношения обеспечивается тем, что коробка передач снабжена кинематически связанными между собой цилиндрическими зубчатыми колесом, установленным на продолжении вала ведомого конуса, и шестерней, установленной на дополнительном валу, параллельном продолжению вала ведомого конуса, двумя гидравлически управляемыми муфтами свободного хода, звездочки которых жестко установлены одна на продолжении вала ведомого конуса, а другая на дополнительном валу, а обоймы, соединенные с помощью роликов со звездочками, жестко соединены с дополнительными цилиндрическими зубчатыми колесом и шестерней, установленными на дополнительных промежуточных валах и кинематически связанными между собой и гидравлическим распределителем, кинематически связанным с одним из дополнительных промежуточных валов посредством соединения винт гайка, подпружиненным к корпусу и установленным в выходном валу с возможностью осевого перемещения и фиксированным от проворота в окружном направлении, в распределителе выполнены сливные каналы, передаточное отношение от ведущих конусов к ведомому равно передаточному отношению зубчатых цилиндрических пар.

На фиг. 1 4 приводится вариант выполнения предлагаемой автоматической коробки передач с бесступенчатым изменением передаточного отношения.

На фиг. 1 показана автоматическая коробка; на фиг. 2 узел I на фиг. 1; на фиг. 3 разрез А-А на фиг. 2; на фиг. 4 разрез Б-Б на фиг. 2.

На фиг. 1 на входном валу 1 установлены конические зубчатые колеса 2 и 3 с возможностью осевого перемещения вдоль вала 1. Эти конические зубчатые колеса находятся в кинематическом зацеплении соответственно с другими коническими зубчатыми шестернями 4 и 5.

Коническое зубчатое колесо 3 и коническая зубчатая шестерня 5 установлены на подвижной опоре 6.

Коническое зубчатое колесо 2 и коническая зубчатая шестерня 4 установлены на подвижной опоре 7.

Вал конического колеса 2 устанавливается также с возможностью перемещения относительно опоры 8. Вся опора 7 устанавливается на направляющей 9. Аналогичным образом устанавливается опора 6. Входной вал 1 опирается также на опору 10.

Опора 7 имеет штырь 11, а опора 6 штырь 12.

На корпусе коробки передач по фиг. 1 выполнены также направляющие 14 и 15, в которых находятся штыри 16 и 17 опор 6 и 7. У штырей 11 и 12 выполнены пружины 13.

На валу конической шестерни 4 с противоположной стороны установлен ведущий конус 18, на валу конической шестерни 5 с противоположной стороны установлен ведущий конус 19.

Ведущие конусы 18 и 19 находятся в кинематическом зацеплении с ведомым конусом 20 по винтовым поверхностям. На фиг. 1 винтовая поверхность конуса 19 обозначена позицией 21, а винтовая поверхность ведомого конуса 20 обозначена позицией 22.

Ведомый конус 20 кинематически соединен с ведомым валом его с помощью соединения винт -гайки (обозначение вала дано ниже).

На продолжении вала ведомого конуса 20 установлено цилиндрическое зубчатое колесо 23, кинематически соединенное с цилиндрической зубчатой шестерней 24, дополнительный вал которой параллелен продолжению вала ведомого конуса 20.

Обойма муфты 32 свободного хода составляет часть дополнительного промежуточного вала, на этом валу на указанной обойме расположено дополнительное цилиндрическое зубчатое колесо 25, кинематически соединенное с дополнительной цилиндрической зубчатой шестерней 26, соединенной с обоймой муфты 34 и с промежуточным валом 27, который посредством соединения винт-гайка соединен с гидравлическим распределителем 28. При этом винтом служит вал 27, а гайкой гидравлический распределитель 28.

Гидравлический распределитель 28 подпружинен к корпусу 37 пружиной 29 с помощью опор качения (не изображены).

Корпус коробки передач на фиг. 1 обозначен позицией 30. На фиг. 1 позицией 31 обозначен канал подвода жидкости к гидравлически управляемой муфте 32 свободного хода, позицией 33 обозначен канал подвода жидкости к гидравлически управляемой муфте 34 свободного хода. Каналы слива жидкости из этих муфт свободного хода через гидравлический распределитель 28 обозначены позициями 35, 36 выполненные у корпуса 37 и позициями 38, 39 выполненные в гидравлическом распределителе.

Вал ведомого конуса 20 на фиг. 1 обозначен позицией 40. Ведомый конус 20 подпружинен относительно корпуса пружиной 41 с помощью упорных подшипников качения (на фиг. 1 не обозначены).

Выходной вал коробки передач на фиг. 1 обозначен позицией 42.

Дополнительный вал на фиг. 2 обозначен позицией 43. На конце этого вала установлена жестко звездочка 44 муфты 32 свободного хода, прикрепленная к валу 43, например, шпонкой 45. Ролики муфты 32 свободного хода обозначены позициями 46. Поршень 47 подпружинен пружиной 49 к обойме 50, прикрепленной к цилиндрическому зубчатому колесу 25 (см. фиг. 1).

Поршень 47 кинематически с помощью соединения винт-гайка соединен с поводком 48, где винтом служит поводок 48, а гайкой поршень 47.

Поршень 47 от окружного проворота относительно поводка 48 фиксируется направляющими 51, неподвижно закрепленными относительно обоймы 50.

К муфте свободного хода выполнена полость 52 в корпусе, которая сообщается через отверстия 53 с подводом жидкости. Эта полость сообщается с полостью 54 слива через отверстия 55, с другой стороны полость 52 сообщается через отверстия 56 с полостью поршня 47.

Суммарная площадь отверстий 55 выполняется больше по сравнению с суммарной площадью отверстий 53. Неподвижный корпус на фиг. 2 обозначен позицией 57.

На фиг. 3 показано взаимное расположение звездочки 44 и роликов 46, а также козырьки 58, закрепленные на поводке 48.

На фиг. 4 указано взаимное расположение деталей поз. 43, 47 и 48.

Автоматическая коробка передач с бесступенчатым изменением передаточного отношения работает следующим образом.

На малых значениях изменения передаточного отношения изменение его осуществляется при передаче мощности от входного вала 1 к коническим зубчатым колесам 2, 3, далее через конические зубчатые шестерни 4, 5, их валы, ведущие конусы 18, 19 к ведомому конусу 20. При этом муфты 32 свободного хода отсоединена от цилиндрического зубчатого колеса 25, а муфта 34 подключена к промежуточному валу 27. От этого вала через гидравлический распределитель мощность передается к выходному валу 42.

При перемещении ведомого конуса 20 в левое крайнее положение обеспечивается максимально возможное снижение частоты вращения выходного вала при передаче мощности от ведущих конусов 18, 19 к ведомому конусу 20. При этом усилие на пружине 41 достигает такого значения, что и на пружине 29. Гидравлический распределитель 28 займет положение, соответствующее изображению на фиг. 1. Из полости поршня муфты 34 свободного хода жидкость сливается в коробку через каналы 36, 38, 39, козырьки 58 выводят из зацепления ролики 46 муфты 34 от действия пружин 49 этой муфты.

Муфта 34 выключается из зацепления, а муфта 32 включается в зацепление. При увеличенных значениях крутящего момента на выходном валу 42 происходит передача мощности через ведущие конусы, ведомый конус, через дополнительные цилиндрические зубчатые колесо 25, шестерню 26, муфту 32. При уменьшении крутящего момента на выходном валу 42 происходит обратная картина.

Предлагаемое устройство обеспечивает передачу мощности при одновременном закрытии отверстий слива гидравлического распределителя 28 от каналов 35 и 36.

На малых значениях крутящего момента на выходном валу 42 передача мощности от ведущих корпусов происходит через ведомый конус и его вал 40, через муфту 34, промежуточный вал 27, гидравлически распределитель 28 и выходной вал 42.

На повышенных значениях крутящего момента на выходном валу 42 передача мощности от ведущих конусов происходит через ведомый конус и его вал 40, зубчатое колесо 23, шестерню 24, через муфту 32, зубчатое колесо 25, шестерню 26, промежуточный вал 27, гидравлический распределитель 28 и выходной вал 42.

Передаточное отношение от ведущих конусов к ведомому равно передаточному отношению цилиндрических зубчатых пар, поэтому после включения в работу цилиндрических зубчатых пар, ведомый конус 20 отодвигается в правую сторону.

Формула изобретения

Автоматическая коробка передач с бесступенчатым изменением передаточного отношения, содержащая корпус, установленные в нем входной и выходной валы, пару зубчатых конических колес, установленных подвижно вдоль оси входного вала и находящихся постоянно в кинематическом зацеплении соответственно с зубчатыми коническими шестернями, которые через промежуточные валы соединены с ведущими конусами, кинематически соединенными с помощью винтовых поверхностей кинематического зацепления с ведомым конусом, имеющим противоположно расположенные заходы винтовых поверхностей с одинаковыми ходами по отношению к ведущим конусам, при этом указанные конические шестерни с ведущими конусами и с соответствующими валами установлены на подвижных опорах, подпружиненных к корпусу, ведомый конус кинематически связан со своим валом посредством соединения винт-гайка и подпружинен к корпусу, отличающаяся тем, что она снабжена кинематически связанными между собой цилиндрическими зубчатыми колесами, установленными на продолжении вала ведомого конуса, и шестерней, установленной на дополнительном валу, параллельном продолжению вала ведомого конуса, двумя гидравлически управляемыми муфтами свободного хода, звездочки которых жестко установлены одна на продолжении вала ведомого конуса, а вторая на дополнительном валу, а обоймы, соединенные с помощью роликов со звездочками, жестко соединены с дополнительными цилиндрическими зубчатым колесом и шестерней, установленными на дополнительных промежуточных валах и кинематически связанными между собой с одним из дополнительных промежуточных валов посредством соединения винт-гайка, подпружинененным к корпусу и установленным в выходном валу с возможностью осевого перемещения и фиксированным от проворота в окружном направлении, в распределителе выполнены сливные каналы, а передаточное отношение от ведущих конусов к ведомому равно передаточному отношению зубчатых цилиндрических пар.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4