Планетарная трансмиссия

Изобретение относится к машиностроению и станкостроению и может быть использовано в транспортных средствах и станках, а также в различных машинах и механизмах. Планетарная трансмиссия содержит корпус, ведущий и выходной валы, кинематически связанные планетарной передачей, выполненной с солнечной и коронными шестернями, кинематически связанными друг с другом соосно соединенными сателлитами разного диаметра, закрепленными с возможностью вращения в водило. Ведущий вал кинематически связан с ведущим звеном планетарной передачи, а выходное звено планетарной передачи кинематически связано с выходным валом. Коронные шестерни могут поочередно фиксироваться в корпусе тормозами, из которых состоят механизмы изменения передаточного отношения и изменения направления вращения выходного вала планетарной трансмиссии. Обеспечивается упрощение изготовления, ремонта и снижение веса, габаритов и стоимости трансмиссии. 13 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к машиностроению и станкостроению, а более конкретно к многоступенчатым трансмиссиям и может быть использовано в транспортных средствах и станках, а также в различных машинах и механизмах.

Известная планетарная коробка передач, содержащая ведущий и выходной валы и корпус, в котором размещены три планетарных передачи кинематически связывающих ведущий вал с выходным валом, выполненных с солнечными и коронными шестернями связанными друг с другом сателлитами и механизм регулирования передаточного отношения имеющий тормоза воздействующие на коронные шестерни и фрикционные муфты соединяющие планетарные передачи между собой (см. патент RU №2324850, кл. F16H 3/62, В60K 17/08 и F16H 47/08, приоритет 30.08.2006 г., опубл. 20.05.2008 г.).

Известная коробка передач, содержит три планетарных передачи, три фрикционных муфты и четыре тормоза что обуславливает сложность конструкции, большую металлоемкость и большие габариты указанной коробки передач. Другим недостатком данной коробки передач является сложность ее управления.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является планетарная коробка передач, содержащая ведущий и выходной валы и корпус, в котором размещены планетарная передача кинематически связывающая ведущий вал с выходным валом, выполненная с солнечными и коронными шестернями связанными друг с другом сателлитами и механизм регулирования передаточного отношения имеющий тормоза воздействующие на коронные шестерни (см. патент RU №2318144, кл. F16H /70 и В60K 17/08, приоритет 10.07.2006 г., опубл. 27.02.2008 г.).

Недостатками известной коробки передач являются планетарно-цевочные передачи с многопарностью зацепления и эксцентриковый ведущий вал, которые увеличивают металлоемкость и требуют повышенной точности изготовления.

Технической задачей, для решения которой служит предлагаемое изобретение, является упрощение управления и упрощение конструкции, а также снижение металлоемкости и уменьшение габаритов трансмиссии.

Техническим результатом, получаемым при практическом использовании предлагаемого изобретения, является упрощение управления, изготовления, ремонта и снижение металлоемкости, веса, габаритов и стоимости трансмиссии за счет упрощения ее конструкции.

Для решения поставленной технической задачи в предлагаемой планетарной трансмиссии, содержащей ведущий и выходной валы и корпус, в котором размещена планетарная передача, кинематически связывающая ведущий вал с выходным валом, и механизм изменения передаточного отношения, состоящий из тормозов, в отличие от прототипа, планетарная передача выполнена с солнечной и коронными шестернями, кинематически связанными друг с другом соосно соединенными сателлитами разного диаметра, закрепленными с возможностью вращения в водило, в свою очередь ведущий вал соединен с солнечной шестерней, а солнечная шестерня при необходимости может находиться в зацеплении с любыми сателлитами одинакового диаметра и водило соединено с выходным валом, при этом коронные шестерни могут поочередно останавливаться тормозами, создавая определенное передаточное отношение с ведущего вала на выходной вал.

Планетарная трансмиссия может быть снабжена механизмом прямой передачи крутящего моментах ведущего вала на выходной вал, включающим диск сцепления, закрепленный со стороны солнечной шестерни на ведущем валу и соединяющийся муфтой сцепления с водилом и выходным валом, а также солнечная шестерня или водило может быть соединено муфтой сцепления с одной из коронных шестерен, кинематически связанной с сателлитами одинакового диаметра.

Планетарная трансмиссия может быть снабжена механизмом переключения направления вращения выходного вала, включающим дополнительные сателлиты, закрепленные с возможностью вращения в водило, при этом дополнительные сателлиты с одной стороны входят в зацепление с любыми сателлитами одинакового диаметра, а с другой стороны входят в зацепление с любой коронной шестерней, которая тоже может в свою очередь останавливаться тормозом, изменяя направление вращения выходного вала. При необходимости изменения направления вращения или диапазона передаточных отношений ведущий вал может быть соединен с водилом или с одной из коронных шестерен, а выходной вал может быть соединен с диском сцепления и солнечной шестерней или с другой из коронных шестерен.

Изобретение поясняется чертежом, на котором изображена кинематическая схема планетарной трансмиссии.

Планетарная трансмиссия содержит ведущий (1) и выходной (2) валы и корпус (3), в котором размещена планетарная передача (4), кинематически связывающая ведущий вал (1) с выходным валом (2), и механизм изменения передаточного отношения, состоящий из тормозов (5), планетарная передача (4) выполнена с солнечной (6) и коронными (7) шестернями, кинематически связанными друг с другом соосно соединенными сателлитами (8) разного диаметра, закрепленными с возможностью вращения в водило (9), в свою очередь ведущий вал (1) соединен с солнечной шестерней (6), а солнечная шестерня (6) при необходимости может находиться в зацеплении с любыми сателлитами (8) одинакового диаметра и водило (9) соединено с выходным валом (2), при этом коронные шестерни (7) могут поочередно останавливаться тормозами (5), создавая определенное передаточное отношение с ведущего вала (1) на выходной вал (2).

Для прямой передачи крутящего момента с ведущего вала (1) на выходной вал (2) планетарная трансмиссия снабжена механизмом, включающим диск сцепления (10), закрепленный со стороны солнечной шестерни (6) на ведущем валу (1) и соединяющийся муфтой сцепления (11) с водилом (9) и выходным валом (2).

Для передачи крутящего момента в обратном направлении с ведущего вала (1) на выходной вал (2) планетарная трансмиссия снабжена механизмом, включающим дополнительные сателлиты (12), закрепленные с возможностью вращения в водило (9), при этом дополнительные сателлиты (12) с одной стороны входят в зацепление с любыми сателлитами (8) одинакового диаметра, а с другой стороны входят в зацепление с любой коронной шестерней (7), которая может останавливаться тормозом (13), изменяя направление вращения выходного вала (2).

Планетарная трансмиссия работает следующим образом:

В нейтральном положении планетарной трансмиссии все тормоза (5) и (13) и муфта сцепления (11) отключены, крутящий момент передается с ведущего вала (1) на диск сцепления (10), солнечную шестерню (6) и на находящиеся с ней в зацеплении сателлиты (8) одинакового диаметра, которые распределяют крутящий момент по всем закрепленным с возможностью вращения в водило (9) соосно соединенным сателлитам (8) разного диаметра и всем находящимся с ними в зацеплении сателлитам (12), при этом все коронные шестерни (7), входящие в зацепление с сателлитами (8) и (12), свободно вращаются с разными скоростями и направлениями, не останавливаясь тормозами (5) и (13) и не передавая крутящий момент с ведущего вала (1) через солнечную шестерню (6), сателлиты (8) и (12) на водило (9) и выходной вал (2), диск сцепления (10) тоже свободно вращается, не соединяясь муфтой сцепления (11) с водилом (9) и не передавая крутящий момент с ведущего вала (1) через диск сцепления (10) и муфту сцепления (11) на водило (9) и выходной вал (2), который в связи с этим не вращается.

Для перевода планетарной трансмиссии с нейтрального положения в режим прямой передачи крутящего момента с ведущего вала (1) на выходной вал (2) надо включить муфту сцепления (11) с сохранением прежних позиций тормозов (5) и (13), в свою очередь крутящий момент передается с ведущего вала (1) на диск сцепления (10), при этом муфта сцепления (11) соединяет диск сцепления (10) с водилом (9), передавая напрямую крутящий момент на выходной вал (2). Или водило (9) может соединяться муфтой сцепления с солнечной шестерней (6) или одной из коронных шестерен (7), входящих в зацепление с сателлитами (8) одинакового диаметра (не показано).

Для перевода планетарной трансмиссии с нейтрального положения в режим изменения передаточного отношения рабочего вращения выходного вала (2) надо поочередно включать один из тормозов (5) с сохранением прежних позиций тормоза (13) и муфты сцепления (11), в свою очередь крутящий момент передается с ведущего вала (1) через солнечную шестерню (6) на соосно соединенные сателлиты (8) разного диаметра, при этом сателлиты (8), входящие в зацепление с коронной шестерней (7), остановленной тормозом (5), перекатываясь по данной коронной шестерне (7) по ходу вращения ведущего вала (1), солнечной шестерни (6) и диска сцепления (10), передают крутящий момент на водило (9) и выходной вал (2) в одностороннем направлении.

Для перевода планетарной трансмиссии с нейтрального положения в режим обратного вращения выходного вала (2) надо включить тормоз (13) с сохранением прежних позиций тормозов (5) и муфты сцепления (11), в свою очередь крутящий момент передается с ведущего вала (1) через солнечную шестерню (6) на соосно соединенные сателлиты (8) разного диаметра, при этом сателлиты (8) для изменения направления вращения входят в зацепление с сателлитами (12), которые входят в зацепление с коронной шестерней (7), остановленной тормозом (13), перекатываясь по данной коронной шестерне (7) против хода вращения ведущего вала (1), солнечной шестерни (6) и диска сцепления (10), передают крутящий момент на водило (9) и выходной вал (2) в обратном направлении.

Выполнение планетарной передачи (4), однорядной с одним ведущим звеном и одним выходным звеном, позволяет снизить металлоемкость, в свою очередь чем больше соосно соединенных сателлитов (8) разного диаметра и кинематически связанных с ними коронных шестерен (7), имеющих тормоза (5), тем больше ступеней переключения, а также чем больше сателлитов (12), связывающих сателлиты (8) разного диаметра с коронными шестернями (7), имеющими тормоза (13), тем больше ступеней обратного вращения выходного вала (2). Ведущий вал (1) может быть соединен с водилом (9) или с одной из коронных шестерен (7), а выходной вал (2) может быть соединен с диском сцепления (10) и солнечной шестерней (6) или с другой из коронных шестерен (7), что позволяет обширно изменять скоростной диапазон предлагаемой трансмиссии (не показано).

1. Планетарная трансмиссия, содержащая ведущий и выходной валы и корпус, в котором размещена планетарная передача, кинематически связывающая ведущий вал с выходным валом, и механизм изменения передаточного отношения, состоящий из тормозов, отличающаяся тем, что планетарная передача выполнена с солнечной и коронными шестернями, кинематически связанными друг с другом соосно соединенными сателлитами разного диаметра, закрепленными с возможностью вращения в водило, в свою очередь ведущий вал кинематически связан с солнечной шестерней, а солнечная шестерня при необходимости может находиться в зацеплении с любыми сателлитами одинакового диаметра и водило соединено с выходным валом, при этом коронные шестерни могут поочередно останавливаться тормозами, создавая определенное передаточное отношение с ведущего вала на выходной вал.

2. Планетарная трансмиссия по п. 1, отличающаяся тем, что ведущий вал кинематически связан с водилом, а выходной вал кинематически связан с солнечной шестерней.

3. Планетарная трансмиссия по п. 1, отличающаяся тем, что ведущий вал кинематически связан с солнечной шестерней, а выходной вал кинематически связан с одной из коронных шестерен.

4. Планетарная трансмиссия по п. 1, отличающаяся тем, что ведущий вал кинематически связан с одной из коронных шестерен, а выходной вал кинематически связан с солнечной шестерней.

5. Планетарная трансмиссия по п. 1, отличающаяся тем, что ведущий вал кинематически связан с водилом, а выходной вал кинематически связан с одной из коронных шестерен.

6. Планетарная трансмиссия по п. 1, отличающаяся тем, что ведущий вал кинематически связан с одной из коронных шестерен, а выходной вал кинематически связан с водилом.

7. Планетарная трансмиссия по п. 1, отличающаяся тем, что ведущий вал кинематически связан с одной из коронных шестерен, а выходной вал кинематически связан с другой из коронных шестерен.

8. Планетарная трансмиссия по п. 1-7, отличающаяся тем, что установлена дополнительная солнечная шестерня, входящая в зацепление с любыми сателлитами одинакового диаметра.

9. Планетарная трансмиссия по п. 1, отличающаяся тем, что ведущий вал кинематически связан с одной солнечной шестерней, а выходной вал кинематически связан с другой солнечной шестерней.

10. Планетарная трансмиссия по любому из пп. 3, 5, 7, отличающаяся тем, что тормоз коронной шестерни, кинематически связанной с выходным валом, используется в качестве тормоза выходного вала.

11. Планетарная трансмиссия по любому из пп. 1-9, отличающаяся тем, что она снабжена механизмом прямой передачи крутящего момента с ведущего вала на выходной вал, который кинематически соединяет солнечную шестерню через муфту сцепления с водилом.

12. Планетарная трансмиссия по любому из пп. 1-9, отличающаяся тем, что она снабжена механизмом прямой передачи крутящего момента с ведущего вала на выходной вал, который кинематически соединяет водило через муфту сцепления с одной из коронных шестерен, кинематически связанных с соосно соединенными сателлитами разного диаметра.

13. Планетарная трансмиссия по любому из пп. 1-9, отличающаяся тем, что она снабжена механизмом прямой передачи крутящего момента с ведущего вала на выходной вал, который кинематически соединяет солнечную шестерню через муфту сцепления с одной из коронных шестерен, кинематически связанных с соосно соединенными сателлитами разного диаметра.

14. Планетарная трансмиссия по любому из пп. 1-9, отличающаяся тем, что она снабжена механизмом переключения направления вращения выходного вала, включающим дополнительные сателлиты, закрепленные с возможностью вращения в водило, при этом дополнительные сателлиты с одной стороны входят в зацепление с любыми сателлитами одинакового диаметра, а с другой стороны входят в зацепление с любой коронной шестерней, которая может останавливаться тормозом, изменяя направление вращения выходного вала.