Планетарная коробка передач

 

Использование: в машиностроении. Сущность изобретения: планетарная коробка передач содержит входной и выходной валы, управляемые пять тормозов и две сцепные муфты, и четыре планетарных ряда, два из которых - дополнительные. Солнечная шестерня первого ряда соединена с входным валом, с солнечной шестерней второго дополнительного ряда и через сцепную муфту с солнечной шестерней второго ряда. Последняя соединена с водилом первого дополнительного ряда. Водило второго ряда соединено с эпициклом первого ряда и первым тормозом. Водило первого дополнительного ряда связано с эпициклом второго дополнительго ряда и с вторым тормозом. Водило первого ряда связано с третьим тормозом и через вторую сцепную муфту с эпициклом второго ряда, который соединен с выходным валом. Солнечная шестерня первого дополнительного ряда связана с четвертым тормозом. Водило второго дополнительного ряда соединено с эпициклом первого дополнительного ряда и с пятым тормозом. Коробка передач позволяет получить шесть пониженных передач переднего хода и шесть пониженных передач заднего хода. 1 ил., 1 табл.

Изобретение относится к транспортному машиностроению, может быть использовано преимущественно в трансмиссиях тракторов промышленного и сельскохозяйственного назначения, имеющих равное количество передач переднего и заднего хода.

Известна планетарная коробка передач, содержащая корпус, входной и выходной валы, шесть элементов управления: две сцепные муфты и четыре тормоза, четыре планетарных ряда, каждый из которых имеет солнечную шестерню, водило с сателлитами и эпицикл. Такое выполнение коробки передач позволяет получить четыре передачи переднего и четыре передачи заднего хода [1] К недостаткaм ее относится малый коэффициент использования планетарных рядов, так как, имея четыре планетарных ряда, она обеспечивает лишь восемь передач, а также невозможность получения режима торможения выходного вала при вращении входного вала.

Известна планетарная коробка передач, содержащая корпус, входной и выходной валы, пять элементов управления: две сцепные муфты и три управляемых тормоза, два планетарных ряда, включающих каждый солнечную шестерню, водило с сателлитами и эпицикл, солнечная шестерня первого ряда соединена с входным валом и через первую сцепную муфту с солнечной шестерней второго ряда, которая связана с первым тормозом, водило второго ряда соединено с эпициклом первого ряда и связано с вторым тормозом, а водило первого ряда связано с третьим тормозом и через вторую сцепную муфту соединено с эпициклом второго ряда, который соединен с выходным валом [2] Недостаток этого объекта невозможность получения числа передач более шести.

Цель изобретения расширение кинематических возможностей коробки передач путем увеличения числа передач.

Это достигается тем, что коробка передач, содержащая корпус, входной и выходной валы, пять элементов управления: две сцепные муфты и три управляемых тормоза, две планетарных ряда, включающие каждый солнечную шестерню, водило с сателлитами и эпицикл, солнечная шестерня первого ряда соединена с входным валом и через первую сцепную муфту с солнечной шестерней второго ряда, которая связана с первым тормозом, водило второго ряда соединено с эпициклом первого ряда и связано с вторым тормозом, а водило первого ряда связано с третьим тормозом и через вторую сцепную муфту соединено с эпициклом второго ряда, который соединен с выходным валом, снабжена четвертым и пятым управляемыми тормозами и двумя дополнительными планетарными рядами, каждый из которых имеет солнечную шестерню, водило с сателлитами и эпицикл, солнечная шестерня первого дополнительного ряда связана с четвертым управляемым тормозом, водило с сателлитами соединено с солнечной шестерней второго планетарного ряда и с эпициклом второго дополнительного ряда, эпицикл соединен с водилом второго дополнительного ряда, которое связано с пятым дополнительным тормозом, солнечная шестерня второго дополнительного ряда соединена с входным валом.

На чертеже изображена кинематическая схема планетарной коробки передач.

Планетарная коробка передач содержит корпус 1, входной вал 2, выходной вал 3, первый планетарный ряд, включающий солнечную шестерню 4, эпицикл 5, взаимодействующие с ними сателлиты 6 и водило 7, второй планетарный ряд, включающий солнечную шестерню 8, эпицикл 9, взаимодействующие с ними сателлиты 10 и водило 11, третий планетарный ряд, включающий солнечную шестерню 12, эпицикл 13, взаимодействующие с ними сателлиты 14 и водило 15, четвертый планетарный ряд, включающий солнечную шестерню 16, эпицикл 17, взаимодействующие с ними сателлиты 18 и водило 19. Кроме того, коробка передач содержит пять управляемых тормозов 20-24 и две управляемые сцепные муфты 25 и 26.

Солнечная шестерня 4 соединена с входным валом 2, с солнечной шестерней 16 и через сцепную муфту 25 связана с солнечной шестерней 8, которая соединена с водилом 15. Водило 15 соединено с эпициклом 17 и связано с тормозом 23.

Водило 11 соединено с эпициклом 5 и связано с тормозом 21. Водило 7 связано с тормозом 20 и через сцепную муфту 26 с эпициклом 9, который соединен с выходным валом 3.

Водило 19 соединено с эпициклом 13 и связано с тормозом 23. Солнечная шестерня 12 связана с тормозом 22.

Такое совместное использование основной коробки передач и двух дополнительных планетарных рядов с двумя тормозами позволяет увеличить диапазон передаточных отношений и получить двенадцать передач, в том числе шесть передач заднего хода, вместо трех передач переднего хода и трех заднего хода в прототипе.

Планетарная коробка передач работает следующим образом.

При попарном включении соответствующих элементов управления звенья коробки передач соединяются в определенную схему и осуществляется определенное передаточное отношение.

Включение первой передачи переднего хода производится тормозами 21 и 24. Нагрузка передается последовательно через четвертый и второй планетарные ряды, которые работают как обычные непланетарные передачи с внешним и внутренним зацеплениями.

Для получения второй передачи переднего хода включаются тормоз 21 и сцепная муфта 26. Крутящий момент передается только через первый планетарный ряд.

Третья передача переднего хода осуществляется включением тормоза 24 и сцепной муфты 26. Нагрузка передается параллельно через первый, второй и четвертый планетарные ряды.

Для получения четвертой передачи переднего хода включаются тормоз 23 и сцепная муфта 26. Нагрузка передается параллельно через первый и второй планетарные ряды.

Пятая передача переднего хода осуществляется включением тормоза 22 и сцепной муфты 26. Крутящий момент передается параллельно через четыре планетарных ряда.

Включение шестой передачи переднего хода производится сцепными муфтами 25 и 26, при этом планетарные ряды коробки блокируются и осуществляется передаточное отношение, равное единице.

Первая передача заднего хода включается тормозами 21 и 22. Нагрузка сначала передается параллельно через третий и четвертый планетарные ряды, а затем через второй планетарный ряд.

Включение второй передачи заднего хода производится тормозом 21 и сцепной муфтой 25. Крутящий момент передается только через второй планетарный ряд. В этом случае второй планетарный ряд работает как обычная непланетарная передача с внешним и внутренним зацеплениями.

Для получения третьей передачи заднего хода включаются тормоза 20 и 24. При этом мощность от входного вала 2 передается двумя потоками через первый и четвертый планетарные ряды и суммируется на втором планетарном ряде.

Четвертая передача заднего хода осуществляется включением тормозов 20 и 23. Крутящий момент передается последовательно через первый и второй планетарные ряды.

На пятой передаче заднего хода включаются тормоза 20 и 22. Нагрузка передается параллельно через все четыре планетарных ряда.

Для получения шестой передачи заднего хода включаются тормоз 20 и сцепная муфта 25. Мощность передается параллельно через первый и второй планетарные ряды.

В таблице приведены номера передач переднего и заднего хода, тормозных режимов и включаемые при этом элементы управления, приведены формулы передаточных отношений по передачам переднего и заднего хода, а также даны величины передаточных отношений при К₂ 3,0 и К₁ К₃ К₄ 2,0, где К₂, К₁, К₃, К₄ внутренние передаточные отношения соответственно второго, первого, третьего и четвертого планетарных рядов K_i= где Z_iэ и Z_iс число зубьев эпициклического и солнечного колеса i планетарного ряда i 1,2,3,4.

Параметp К в формулах передаточных отношений следует брать положительным, так как знак минус учтен при преобразовании.

Из таблицы видно, что из двадцати одного варианта попарного включения элементов управления можно использовать четырнадцать, что соответствует получению двенадцати передач, в том числе шести передач заднего хода, и двум режимам торможения выходного вала при вращении входного вала. Выходной вал 3 тормозится при включении тормозов 21 и 23, а также тормоза 20 и сцепной муфты 26. Остальные варианты попарного включения элементов управления (22 и 23, 22 и 24, 22 и 25, 20 и 21, 23 и 24, 23 и 25, 24 и 25) приводят к торможению входного вала 2.

Благодаря большому числу передач в предлагаемой коробке передач улучшается использование мощности двигателя и повышается производительность транспортного средства. Кроме того, наличие тормозных режимов позволяет тормозить транспортное средство за счет элементов управления коробки передач, разгрузив остановочные тормоза.

Таким образом, экономичность предлагаемой планетарной коробки передач по сравнению с известной обусловлена следующими факторами: лучшее использование мощности двигателя и повышение за счет этого производительности транспортного средства, разгрузка остановочных тормозов транспортного средства.

Формула изобретения

ПЛАНЕТАРНАЯ КОРОБКА ПЕРЕДАЧ, содержащая корпус, входной и выходной валы, управляемые три тормоза и две сцепные муфты и два планетарных ряда, имеющих каждый солнечную шестерню, водило с сателлитами и эпицикл, который первого ряда соединен с водилом второго ряда, последнее связано с первым тормозом, входной вал соединен с солнечной шестерней первого ряда и через одну из сцепных муфт - с солнечной шестерней второго ряда, которая связана с вторым тормозом, выходной вал соединен с эпициклом второго ряда и через другую сцепную муфту - с водилом первого ряда, которое связано с третьим тормозом, отличающаяся тем, что она снабжена четвертым и пятым управляемыми тормозами и двумя дополнительными рядами, аналогичными основным, солнечная шестерня первого дополнительно ряда связана с четвертым управляемым тормозом, водило с сателлитами соединено с солнечной шестерней второго планетарного ряда и с эпициклом второго дополнительного ряда, эпицикл соединен с водилом второго дополнительного ряда, которое связано с пятым дополнительным тормозом, солнечная шестерня второго дополнительного ряда соединена с входным валом.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2