Коробка передач транспортного средства

 

Изобретение относится к транспортному машиностроению. Цель увеличение числа режимов работы коробки передач. Коробка передач содержит входной 1, промежуточный 2 и выходной 3 валы, управляемые муфты 5 8, управляемые тормозы 9, 10, зубчатые колеса 11 16, первый планетарный ряд, содержащий центральное колесо с наружными зубьями 17, водило 18 с сателлитами 19, центральное колесо с внутренними зубьями 20, второй планетарный ряд, содержащий центральное колесо с наружными зубьями 21, водило 22 с сателлитами 23, центральное колесо с внутренними зубьями 24. Входной вал 1 соединен с промежуточным валом 2 через муфту 5 и зацепляющиеся зубчатые колеса 11, 12, а также через муфту 5 и зацепляющиеся зубчатые колеса 11, 12, а также через муфту 8 и зацепляющиеся зубчатые колеса 13, 14. Кроме того вал 1 связан с центральным колесом 20 через муфту 6 и зацепляющиеся зубчатые колеса 15, 16. Муфта 8 соединяет центральные колеса 17, 20 первого ряда, тормозы 9, 10 связаны с центральными колесами 20, 24. Центральные колеса 17, 21 соединены между собой и с валом 2, водило 18 связано с центральным колесом 24, водило 22 с выходным валом 3. На каждой передаче включаются два элемента управления, при этом всего имеется девять передач переднего хода и одна передача заднего хода. Нагрузка передается через зубчатые колеса и планетарные ряды одним или несколькими потоками. 2 ил. 1 табл.

Изобретение относится к транспортному машиностроению и может быть использовано в трансмиссиях автомобилей и тракторов.

Вально-планетарные коробки передач находят применение в трансмиссиях транспортных средств средней и большой мощности, поскольку они имеют относительно простую конструкцию и обладают широкими кинематическими возможностями. При этом в гидромеханических трансмиссиях отмечается тенденция к увеличению числа передач до восьми и более, что позволяет повысить производительность и экономичность транспортного средства за счет блокировки гидротрансформатора на основных рабочих режимах.

Известна коробка передач транспортного средства (авт.св. N 709410, кл. В 60 К 17/16, 1980), содержащая установленные в корпусе входной и выходной валы, зубчатый механизм с муфтами для распределения мощности по нескольким силовым потокам, два планетарных ряда, образующие вместе с зубчатым механизмом двухпоточную дифференциальную передачу. Число передач определяется количеством муфт и зубчатых передач. Однако при шести и более передачах увеличиваются габариты и вес данной коробки передач. Невысокая надежность обусловлена большим количеством зубчатых передач и муфт, а также низкой несущей способностью второго планетарного ряда, работающего на заднем ходу.

Наиболее близкой к предлагаемому изобретению является коробка передач транспортного средства (авт.св. N 992253, кл. В 60 К 17/16, 1983), содержащая установленные в корпусе входной, промежуточной и выходной валы, зубчатые передачи с муфтами для распределения мощности по нескольким силовым потокам, два планетарных ряда, включающий каждый центральное колесо с наружными зубьями, водило с сателлитами и центральное колесо с внутренними зубьями, тормоз, связанный с центральным колесом с внутренними зубьями второго ряда, блокировочную муфту, соединяющую центральные колеса с наружными и внутренними зубьями первого ряда, при этом входной вал имеет по крайней мере две кинематические связи с промежуточным валом, одна из которых осуществляется посредством первой зубчатой передачи с муфтой, центральное колесо с внутренними зубьями первого ряда соединено с входным валом через другую зубчатую передачу с муфтой, центральные колеса с наружными зубьями обоих рядов жестко связаны с промежуточным валом, водило первого ряда соединено с центральным колесом с внутренними зубьями второго ряда, водило второго ряда связано с выходным валом. В указанной коробке передач обеспечивается получение шести передач переднего хода и одной передачи заднего хода. Однако этого числа передач недостаточно для достижения максимальной производительности и экономичности транспортного средства. Для транспортных средств средней и большой грузоподъемности требуется 10-16 передач переднего хода, для автомобилей особо большой мощности 8-10 передач переднего хода.

Техническая сущность изобретения достигается тем, что в коробке передач транспортного средства, содержащей установленные в корпусе входной, промежуточный и выходной валы, зубчатые передачи с муфтами для распределения мощности по нескольким силовым потокам, два планетарных ряда, включающий каждый центральное колесо с наружными зубьями, водило с сателлитами и центральное колесо с внутренними зубьями, тормоз, связанный с центральным колесом с внутренними зубьями второго ряда, блокировочную муфту, соединяющую центральные колеса с наружными и внутренними зубьями первого ряда, при этом входной вал имеет по крайней мере две кинематические связи с промежуточным валом, одна из которых осуществляется посредством первой зубчатой передачи с муфтой, центральное колесо с внутренними зубьями первого ряда соединено с входным валом через другую зубчатую передачу с муфтой, центральные колеса с наружными зубьями обоих рядов жестко связаны с промежуточным валом, водило первого ряда соединено с центральным колесом с внутренними зубьями второго ряда, водило второго ряда связано с выходным валом, согласно изобретению, входной и промежуточный валы расположены несоосно, а вторая кинематическая связь этих валов выполнена в виде третьей зубчатой передачи с муфтой, центральное колесо с внутренними зубьями первого ряда соединено с дополнительным тормозом.

Изменение кинематической связи входного и промежуточного валов и установка тормоза на центральном колесе с внутренними зубьями первого ряда обеспечивают увеличение общего числа режимов и соответственно числа передач. Дополнительные передачи обеспечиваются совместным включением тормозов и одной из муфт, расположенных в кинематической связи входного и промежуточного валов. При этом общее число передач переднего хода увеличивается до девяти.

На фиг. 1 изображена кинематическая схема коробки передач транспортного средства, в которой зубчатые передачи и муфты расположены в корпусе; на фиг. 2 кинематическая схема коробки передач, у которой часть зубчатых передач и муфт расположены снаружи корпуса коробки передач.

Коробка передач транспортного средства (фиг.1) содержит входной 1, промежуточный 2 и выходной 3 валы, расположенные в корпусе 4, управляемые муфты 5, 6, 7, 8, управляемые тормоза 9, 10, зацепляющиеся зубчатые колеса 11, 12 первой зубчатой передачи, зубчатые колеса 13, 14 второй зубчатой передачи, зубчатые колеса 15, 16 третьей зубчатой передачи, первый планетарный ряд, включающий центральное колесо с наружными зубьями 17, водило 18 с сателлитами 19, центральное колесо с внутренними зубьями 20, второй планетарный ряд, включающий центральное колесо с наружными зубьями 21, водило 22 с сателлитами 23, центральное колесо с внутренними зубьями 24.

Зубчатые колеса 11, 15 свободно расположены на входном валу 1 и могут быть связаны с этим валом с помощью муфт 5 и 6 соответственно, зубчатое колесо 13 жестко связано с входным валом 1, зубчатое колесо 12 соединено с промежуточным валом 2, зубчатое колесо 16 с центральным колесом с внутренними зубьями 20, зубчатое колесо 14 свободно расположено на валу 2 и может быть связано с ним с помощью муфты 7. Центральные колеса с наружными 17, 21 соединены между собой и с промежуточным валом 2. Водило 18 первого ряда связано с центральным колесом с внутренними зубьями 24 второго ряда, водило 22 второго ряда с выходным валом 3. Муфта 8 соединяет центральное колесо с внутренними зубьями 20 и центральное колесо с наружными зубьями 17, тормоза 9, 10 связаны соответственно с центральными колесами с внутренними зубьями 20, 24.

Коробка передач (фиг. 2) имеет аналогичные связи звеньев. Отличие заключается в том, что муфта 5 соединяет зубчатое колесо 12 c валом 2, а муфта 7 зубчатое колесо 11 с валом 1. Кроме того, зацепляющиеся зубчатые колеса 11, 12 с муфтами 5, 7, а также зацепляющиеся зубчатые колеса 15, 16 с муфтами 6, 8 расположены консольно снаружи от корпуса.

Коробка передач транспортного средства (фиг.1) работает следующим образом. При включении двух элементов управления из числа указанных тормозов и муфт звенья коробки передач замыкаются в силовую схему, передающую движение от входного вала 1 к выходному валу 3. Всего имеется девять передач переднего хода и одна передача заднего хода. В таблице указаны номера муфт и тормозов, включаемых на передачах (крестиками), а также даны значения передаточных чисел, получаемых при определенных передаточных числах зубчатых передач.

На первой передаче переднего хода включены муфта 5 и тормоз 10. Движение передается с входного вала 1 на выходной вал 3 через муфту 5, зацепляющиеся зубчатые колеса 11, 12, вал 2, центральное колесо 21 и водило 22 при заторможенном центральном колесе 24.

На второй передаче включены муфта 7 и тормоз 10. Нагрузка передается с вала 1 через зацепляющиеся зубчатые колеса 13, 14, муфту 7, центральное колесо 21 на водило 22 и выходной вал 3.

На третьей передаче включены муфта 5 и тормоз 9. Нагрузка передается через муфту 5, зубчатые колеса 11, 12 на промежуточный вал 2, где разделяется на два потока. Первый силовой поток направлен через центральное колесо 21 на водило 22, второй силовой поток через центральное колесо 17, водило 18, центральное колесо 24 на водило 22, где суммируется с первым потоком и передается на выходной вал 3.

На четвертой передаче включены муфты 6 и 8. Нагрузка передается через муфту 6, зацепляющиеся зубчатые колеса 15, 16, муфту 8, промежуточный вал 2 на выходной вал 3. Звенья планетарных рядов 17-24 заблокированы муфтой 8 и вращаются вместе с выходным валом 3.

На пятой передаче включены муфта 7 и тормоз 9. Нагрузка передается через зубчатые колеса 13, 14, муфту 7 на промежуточный вал 2, где разделяется на два потока. Первый поток направлен через центральное колесо 21 на водило 2, второй поток через центральное колесо 17, водило 18, центральное колесо 24 на водило 22, где суммируется с первым потоком и передается на выходной вал 3.

На шестой передаче включены муфты 5 и 6. На валу 1 происходит разделение нагрузки на два потока. Первый поток нагрузки направлен через муфту 5, зубчатые колеса 11, 12 на центральные колеса 17, 21. С центрального колеса 21 нагрузка передается на водило 22, с центрального колеса 17 через водило 18, центральное колесо 24 на водило 22 и выходной вал 3. Второй силовой поток направлен через муфту 6, зубчатые колеса 15, 16, центральное колесо 20, водило 18, центральное колесо 24 на водило 22 и выходной вал 3.

На седьмой передаче включены муфты 6 и 7. Мощность разделяется на входном валу 1 на два потока. Первый силовой поток передается через зубчатые колеса 13, 14, муфту 7 на центральные колеса 17, 21. С центрального колеса 21 силовой поток передается на водило 22, с центрального колеса 17 через водило 18, центральные колеса 24 на водило 22. Второй силовой поток направлен через муфту 6 также как и на шестой передаче.

На восьмой передаче включены муфты 5 и 8. Мощность передается последовательно одним потоком через муфту 5, зубчатые колеса 11, 12, вал 2, муфту 8 на выходной вал 3. Муфта 8 блокирует звенья планетарных рядов, которые вращаются с одинаковой угловой скоростью.

На девятой передаче включены муфты 7 и 8. Мощность передается через зубчатые колеса 13, 14, муфту 7, вал 2, муфту 8 на выходной вал 3.

На передаче заднего хода включены муфта 6 и тормоз 10. Движение передается через муфту 6, зубчатые колеса 15, 16 на центральное колесо 20, которое вращает центральные колеса 17, 21 при заторможенном водиле 18 в противоположную сторону. Центральное колесо 21 приводит в движение водило 22 и выходной вал 3 при неподвижном центральном колесе 24.

Аналогичным образом включаются передачи у коробки передач, изображенной на фиг.2. Расположение муфт 5, 6, 7, 8, снаружи корпуса обеспечивает их доступность для технического обслуживания и ремонт в процессе эксплуатации. Муфты, либо отдельные их узлы, могут быть легко заменены без разборки коробки передач в целом, что позволит снизить эксплуатационные затраты.

Формула изобретения

КОРОБКА ПЕРЕДАЧ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА, содержащая установленные в корпусе входной, промежуточный и выходной валы, зубчатые передачи с муфтами для распределения мощности по нескольким силовым потокам, два планетарных ряда, каждый из которых включает центральное колесо с наружными зубьями, водило с сателлитами и центральное колесо с внутренними зубьями, тормоз, связанный с центральным колесом с внутренними зубьями второго ряда, блокировочную муфту, соединяющую центральные колеса с наружными и внутренними зубьями первого ряда, при этом входной вал имеет по крайней мере две кинематические связи с промежуточным валом, одна из которых связана посредством первой зубчатой передачи с муфтой, центральное колесо с внутренними зубьями первого ряда соединено с входным валом через другую зубчатую передачу с муфтой, центральные колеса с наружными зубьями обоих рядов жестко связаны с промежуточным валом, водило первого ряда соединено с центральным колесом с внутренними зубьями второго ряда, водило второго ряда связано с выходным валом, отличающаяся тем, что входной и промежуточный валы расположены несоосно, а вторая кинематическая связь этих валов выполнена в виде третьей зубчатой передачи с муфтой, причем центральное колесо с внутренними зубьями первого ряда соединено с дополнительным тормозом.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2