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 пленетарных ряда, два из которых - дополнительные. Солнечная шестерня первого ряда соединена с входным валом и через первую сцепную муфту связана с солнечной шестерней второго ряда. Водило этого же ряда соединено с эпициклом второго ряда и связано с первым тормозом. Второй тормоз связан с солнечной шестерней второго ряда. Водило первого дополнительного ряда соединено с эпициклом второго дополнительного ряда, с выходным валом, эпициклом второго ряда и через вторую сцепную муфту с водилом первого ряда. Солнечная шестерня дополнительного ряда соединена с водилом первого ряда и с солнечной шестерней второго дополнительного ряда, которая связана с третьим тормозом. Эпицикл первого дополнительного ряда связан с четвертым тормозом. Водило первого дополнительного ряда связано 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 недостаткам 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, 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 [2] Недостатком этой коробки передач является невозможность получения числа передач более шести.

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

Цель достигается тем, что коробка передач, содержащая корпус, входной и выходной валы, пять элементов управления: две сцепные муфты и три управляемых тормоза, два 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 связан 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 связано 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 соединена с водилом первого планетарного ряда и с солнечной шестерной второго дополнительного ряда, водило с сателитами соединено с выходным валом и эпициклом второго дополнительного ряда, а эпицикл связан с четвертым управляемым тормозом, водило с сателлитами второго дополнительного ряда связано с пятым управляемым тормозом.

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 и через сцепную муфту 25 связана с солнечной шестерней 8, которая связана с тормозом 22, водило 11 соединено с эпициклом 5 и связано с тормозом 21.

Водило 15 соединено с эпициклом 17, с выходным валом 3, который соединен с эпициклом 9, и через сцепную муфту 26 связано с водилом 7. Солнечная шестерня 12 соединена с водилом 7 и с солнечной шестерней 16, которая связана с тормозом 20. Эпицикл 13 связан с тормозом 23, а водило 19 связано с тормозом 24.

Такое совместное использование коробки передач и двух дополнительных планетарных рядов с двумя дополнительными тормозами позволяет увеличить диапазон передаточных отношений и получить шесть пониженных передач переднего хода и шесть пониженных передач заднего хода вместо трех передач переднего и трех передач 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 23. Крутящий момент передается последовательно через первый и третий планетарные ряды.

Для получения второй передачи переднего хода включаются тормоза 22 и 23. Нагрузка передается параллельно через первый, второй и третий планетарные ряды.

Третья передача переднего хода осуществляется включением тормоза 23 и сцепной муфты 25. При этом нагрузка так же, как и на второй передаче, передается параллельно через первый, второй и третий планетарные ряды.

Четвертая передача переднего хода производится включением тормоза 21 и сцепной муфты 26. Крутящий момент передается только через первый планетарный ряд.

Для получения пятой передачи переднего хода включаются тормоз 22 и сцепная муфта 26. Мощность передается параллельно через первый и второй планетарные ряды.

Шестая передача переднего хода прямая и осуществляется включением сцепных муфт 25 и 26. При этом планетарные ряды коробки блокируются и осуществляется передаточное отношение, равное единице.

Включение первой передачи заднего хода производится тормозами 22 и 24. Нагрузка передается параллельно через первый, второй и четвертый планетарные ряды.

Для получения второй передачи заднего хода включаются тормоза 21 и 24. Крутящий момент передается последовательно через первый и четвертый планетарные ряды.

На третьей передаче заднего хода включаются тормоз 24 и сцепная муфта 25. Нагрузка передается параллельно через первый, второй и четвертый планетарные ряды.

Четвертая передача заднего хода включается тормозом 21 и сцепной муфтой 25. Нагрузка передается только через второй планетарный ряд. В этом случае второй планетарный ряд работает, как обычная непланетарная передача с внешним и внутренним зацеплениями.

Пятая передача заднего хода осуществляется включением тормозов 20 и 22. Крутящий момент передается последовательно через первый и второй планетарные ряды.

На шестой передаче заднего хода включаются тормоз 20 и сцепная муфта 25. Нагрузка 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 К₁ 2,0, К₂ 3,0, К₃ 1,5 и К₄ 2,0, где К₁, К₂, К₃, К₄ внутренние передаточные отношения соответственно первого, второго, третьего и четвертого планетарных рядов, K_i= где Z_iэ и Z_iс число зубьев эпициклического и солнечного колеса i планетарного ряда i1,2,3,4.

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

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

Выполнение коробки передач по изобретению позволяет по сравнению с известной коробкой [1] при том же количестве планетарных рядов увеличить число передач с восьми до двенадцати и обеспечить семь режимов торможения выходного вала при вращении входного вала.

Благодаря большему 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 предложенной планетарной коробки 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, имеющие каждый солнечную шестерню, водило с сателлитом 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 планетарными рядами, аналогичными основным, солнечная шестерня первого дополнительного ряда соединена с водилом первого планетарного ряда и с солнечной шестерней второго дополнительного ряда, водило с сателлитами соединено с выходным валом и эпициклом второго дополнительного ряда, а эпицикл связан с четвертым управляемым тормозом, водило с сателлитами второго дополнительного ряда связано с пятым управляемым тормозом.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3