Коробка передач

 

Изобретение относится к транспортному машиностроению и может быть использовано в трансмиссиях транспортных средств. Цель изобретения - повышение КПД. Коробка передач (КП) состоит из вального редуктора (ВР) 1, планетарного механизма (ПМ) 2 и механизма реверса (МР) 3. ВР 1 содержит входной вал 4, объединенный с шестерней (Ш) 5, промежуточный вал 6 с закрепленными на нем Ш 7 и 8. Ш 9 фрикционной муфтой (ФМ) 10 связана с валом 11 и через него с солнечной Ш 12 планетарного дифференциала (ПД) А, а фрикционной муфтой 13 связана с эпициклом 14 ПД А. Ш 12 и Э 14 связаны с корпусом (К) 15 соответственно через механизмы свободного хода (МСХ) 16 и 17. Водило 18 ПД А соединено с Э 19 ПД Б, солнечная Ш 20 через МСХ 21 связана с К15, через ФМ 22-с входным валом 4. ФМ 22 и МСХ 21 установлены на валу 23 соосно валу 11. Водило 24 ПД Б связано с входным валом 25 ПМ 2. На входном валу 25 установлен элемент 26 управления, выполненный в виде зубчатой муфты 27, которая соединяет вал 25 с выходным валом 28 КП непосредственно и с помощью зубчатых передач 29,30 и 31-33 МР 3. 1 ил., 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (si) 4 В 60 К 17/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

Н А BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4381156/3) — 11 (22) 22,02.88 (46) 30.08.89. Бюл, Р 32 (71) Институт проблем надежности и долговечности машин AH БССР (72) Б „Е, !!итнн, В. F.. !!!опов, В.Н.Ксендзов, M.F.,Чушенков и В.Н.!!1аколчн (53) 6?9.113 (088.8) (561 Авторское свидетельств СССР !

1- 1181903, кл. В 60 К 17/08, 1984. (54) КОРОБКА IIFPFIIA× (57) Изобретение относится к транспортному машиностроению и может быть использовано в трансмиссиях транспортных средств. Цель изо бретения повышение КПД. Коробка передач !1..П) состоит из вального редуктсра (ВР) 1, планетарного механизма (ПМ) 2 и механизма реверса (MP) 3. BP 1 содержит входной вал 4, обьединенный с шестерней (1!1) 5, промежуточный вал

„„SU, » 1504111 A I

6 с закрепленными на нем ! 7 и Я, !!1 9 фрикционной муфтс и (Ю!) 10 сняв зана с валом 11 и через него с солнечной !!! 12 планетарного дифферснцилла (ПД) А, а фрикционной муфтой !3 связана с эпициклом (!) 14 ПП А.!!! 12 и Э 14 связаны с корпусом (К) 15 со— ответственно через механизмы свободного хода (. ТК1 16 и 17. Водного 18

lIjl Л соединено с ? 19 П!l Б, сол |ечнля !!! 20 ч рез I!CX 21 с язона с К 15, через ФМ 22 — с вх,одным вллом 4, >М

22 и MCX 21 устлнончгп-1 нл валу 23 соосно валу 1 1 „Водило 24 ПД Б связлНо с входным валом 25 П1! 2, На входно» валу 25 устлно эле»ент 26 управления, вь:полне ный р, виде убчлтой муфты ?7, которля соединяет влт 25 с выходным нлпсг- . 28 КП непосредственно и с помои г ю зуб тлтых пере— длч 29,30 и 31 — 33 .;Р 3 нл., 1 !лбл, 3 1504111

Изобретение относится к транспортному машиностроению и может быть использовано в трансмиссиях транспортных средств.

Цель изобретения — повышение КПД.

На чертеже изображена кинематическая схема предлагаемой коробки передач.

Коробка передач состоит иэ вально- 10 го редуктора 1, планетарного механизма 2 и механизма 3 реверса. Вальный редуктор 1 содержит входной вал 4, конструктивно объединенный с шестерней 5, промежуточный вал 6 с жестко закрепленными на нем ведомой шестерней 7 первой зубчатой пары и ведущей шестерней 8 второй зубчатой передачи вального редуктора 1. Ведомая шестерня 9 посредством фрикционной муфты 20

10 связана с валом 11 и через него — с солнечной шестерней 12 первого планетарного дифференциала А, а посредством фрикционной муфты 13 — с эпициклом 14 дифференциала. 25

Солнечная шестерня 12 и эпицикл

14 связаны с корпусом 15 соответственно через механизмы 16 и 17 свободного хода. Водило 18 планетарного дифференциала А соединено с эпицик- 30 лом 19 второго планетарного дифференциала Б. Солнечная шестерня 20 через механизм 21 свободного хода связана с корпусом 15, а через муфту 22 с входным валом 4.

Муфта 22 и механизм 21 свободного хода установлены на валу 23 соосном валу 11. Водило 24 планетарного дифференциала Б связано с выходным валом 25 планетарного механизма 2.На . 40 выходном валу 25 установлен двухпозиционный элемент 26 управления,выполненный в виде скользящей зубчатой муфты 27, которая соединяет вал 25 с выходным валом 28 коробки передач 45 непосредственно и с помощью зубчатых передач 29 и 30, 31 — 33 механизма

3 реверса.

Коробка передач работает следующим образом.

При определенном включении фрикционных муфт 22, 10 и 13 мощность передается от входного вала 4 к выходному валу 25 несколькими потоками, которые суммируются планетарными 55 дифференциалами А и Б. Механизмы

21, 16 17 свободного хода автоматически затормаживают соответствующие звенья планетарных дифференциа мя макс М1 макс м макс

V — V — V

MQ макс мп макс %ln- )макс — const.

Для предлагаемой коробки передач равно где ш = 2 — число планетарных рядов (дифференциалов ) .

Для получения гармонического ряда передаточные числа U должны иметь следующие величины, определяемые из уравнения где i — пор ядковый номер передачи. и 7

7 U = — — = --- = 3 5

2 2

U) =n и

2,33; и 7 и

4 4 4

1 75

7 и 7

5 6

1,17; U 1.

Передаточные числа вального редуктора 1 и планетарного механизма

2 обеспечиваются за счет подбора внутренних передаточных чисел кинематических цепей на соответствующих передачах. В частности привода фрик" ционных муфт 10 и 13 (вальный редуктор) лов А и Б. Это происходит во время отсоединения звеньев от входногб вала 4 при выключении соответствующих муфт 22, 10 и 13. Передачи переднего хода реализуются при жестком соединении валов 25 и 28 зубчатой муфтой 27. Передачи заднего хода обеспечиваются зацеплением зубчатых передач 29 и 30, 31 — 33, В таблице приведены соответствующие положения элементов управления и передаточные числа предлагаемой коробки передач.

Передаточные числа, приведеннйе в таблице, построены по гармоническому ряду и обеспечивают постоянство интервалов максимальных скоростей транспортного средства при движении на соседних передачах (4

К

4 7,1 — 4 (U = 1-К = 5);

A A планетарного дифференциаЛа Б

К = — — -=-25 (U =1-К

l9

zo

= 3,5). 10

При передаточном числе механизма

3 реверса U = -1 передаточные числа

P заднего хода U„. имеют те же чисI ленные значения, что и на передачах переднего хода, но со знаком минус, т.е. U((= -U

I 1

Соотношение передаточн(.(х чисел соседних передач равны

20

U1 и

3 5 а:—

2,33

«1 (ь 1

«(7

3,5

Uz — -о-,—

1,33;

2 33

-2.

1,75

Ug

"ь

1,51 «1„

1 75 з.

1-1 4

1,25;

1,4

4 — 1 20

1,17

Х

П6

Пг

17

2.

1,17.

67

5 150411 планетарного дифференциала А

1 6 ные числа коробки передач, не выходя за пределы мощностпого диапазона применения типоразмера передачи. Это обстоятельство очень важно при использовании предлагаемой коробки передач на транспортных средствах различного назначения, имеющих одинаковую мощность двигателя, так как позволяет иметь унифицированную передачу с различными рядами передаточных чисел.

В то же время предлагаемая коробка передач имеет меньшее число эубчатйх передач вального редуктора по сравнению с прототи(ом (дне передачи против трех); у нее нет тормоза во втором планетарном лиф )ереяциале, а в самих дифференциалах отсутствует циркуляпия мощности (в прото Iili . есть циркулирующая мощность в планетарных рядах), что повышает ее КПЛ, Этому также способствует то, что на всех передачах в предлагаемой коробке меньшее число фрикционнь(х муфт вращается вхолостую, тем самым снижая потери мощности.

Анализируя процесс передачи мощности предлагаемой коробкой передач, можно сделать вывод, что она работает как механический трансформатор крутящего момента и характер изменения ее КПД в первом приближении подобен изменению КПД гидродинамического трансформатора, 40

50

Анализ полученных значений q;<,„) показывает, что их численная величина убывает по мере увеличения номера передачи. Это свидетельствует о том, что средняя мощность двигателя,используемая в процессе разгона транспортного средства на высших передачах, возрастает, что наиболее соответствует условиям движения.

Распределение передаточных чисел предлагаемой коробки передач по гармоническому ряду является ее преимуществом перед известными схемами и прототипом, в котором такое распределение практически не подчиняется никакому закону.

Предлагаемая коробка передач выполнена в виде блоков - модулей вального редуктора, планетарного механизма и механизма реверса. Это позволяет путем изменения внутренних передаточных чисел какого-либо блокамодуля реализовать любые передаточИзменение КПД предлагаемой коробки передач и гидродинамического трансформатора зависит от передаточ1 ного отношения U = -----, НаклонU ные прямые, исходящие из нуля, характеризуют изменение КПД коробки передач при буксовании фрикционов управления вплоть до полного их замыкания.

Наклонные прямые заканчиваются криволинейными участками вследствие наличия потерь в зубчатых зацеплениях, подшипниках, на баррожирование масла. Вертикальные прямые отражают падение КЛД коробки в момент переключения на более высокую передачу.

Переключения передач в предлагае" мой коробке происходит без разрыва потока мощности, что снижает динамические нагрузки на элементы управления и звенья, увеличивает ресурс пе редачи.

1504111

Элементы управления

Передач а

Фрикционные муфты еханизмы свободного хода

22 10 13 21 16

П.Х.

7,00

3,50

2,33

1,75

1,40

1,17

1,00

7,00

3,50

2,33

1,75

1,40

1,17

1,00

II

Ш

IV

Ч

VI

VII

Составитель И.Николаева

Редактор И.Касарда Техред М.Дидык Корректор Т. Малец

Заказ 5200/22 Тираж 528 Подписное

ВНКЯ1И Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производстнеиио-иэдательскии комбинат "Патент", г.ужгород, y t. Гагарина, 101

Фо р мул а и з о бр е те н ия

Коробка передач, содержащая корпус, входной, промежуточный и выходной валы планетарный механизм сосЭ Ф

5 тоящий из двух взаимосвязанных дифференциалов, двухвалъный редуктор с двумя параллельными зубчатыми передачами, элементы управления, три из которых снабжены фрикционными муфтами, при этом входной вал связан с солнечной шестерней второго дифференциала через фрикционную муфту, а выходной вал связан с его водилом, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения КПД, элементы управления снабжены механизмами свободного хода, при этом солнечная шестерня второго дифференциала связана с корпусом посредством первого механизма свободного хода, эпицикл этого дифференциала связан с водилом первого дифференциала, солнечная шестерня которого посредством полого вала и второго механизма свободного хода связана с корпусом, а посредством фрикционной муфты — с ведомой шестерней второй зубчатой передачи вального редуктора, причем эта шестерня посредством фрикционной муфты связана с эпициклом первого планетарного дифференциала, а эпицикл связан с корпусом посредством третьего механизма свободного хода, выходной вал планетарного механизма снабжен механизмом реверса с двухпозиционным элементом управления, связывающим ведущие шестерни, расположенные на выходном валу коробки передач.