Реверсивный бесступенчатый редуктор

 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для создания бесступенчатых коробок передач транспортных средств. Реверсивный бесступенчатый редуктор содержит входной и выходной механизмы, передачу, соединяющую их, и устройство для регулирования передаточного отношения. Входной и выходной механизмы выполнены в виде дифференциальных механизмов, одна пара полуосей которых соединена прямой зубчатой передачей, вторая - реверсивной. Устройство регулирования передаточного отношения выполнено в виде двух шестеренчатых гидравлических насосов, вал каждого из которых соединен с одной из полуосей выходного дифференциального механизма. Входные патрубки насосов соединены с резервуаром с рабочей жидкостью, а выходные через регулируемый дроссель также соединены с резервуаром с рабочей жидкостью. Улучшены эксплуатационные характеристики, упрощена конструкция редуктора. 1 ил.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для создания бесступенчатых коробок передач транспортных средств.

Известна передача, переключаемая под нагрузкой, содержащая ведущий и ведомый коаксиальные валы и две пары фрикционных сцеплений, переключением которых последовательно соединяются две зубчатые передачи [1].

Недостатком известного устройства является сложность конструкции, обусловленная наличием большого количества коаксиальных валов, зубчатых передач и фрикционных муфт, а также недостаточно широкие функциональные возможности, обеспечивающие только ступенчатое изменение скорости ведомого вала.

Наиболее близким к заявляемому по конструктивным особенностям и достигаемым результатам является устройство для передачи крутящего момента с переменным передаточным отношением, приятым в качестве прототипа [2].

Устройство-прототип содержит входной и выходной механизмы, основную и вспомогательную силовые передачи, соединенные вариатором, механизм для регулирования передаточного отношения.

Недостатком данного устройства является его сложность, обусловленная наличием большого количества сопряженных между собой механизмов, снижающих общую надежность устройства, а также недостаточно высокие функциональные возможности, не позволяющие проводить переключение передач и реверс под нагрузкой.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, - улучшение эксплуатационных характеристик, упрощение конструкции и повышение надежности.

Для решения поставленной задачи в реверсивном бесступенчатом редукторе, содержащем входной и выходной механизмы, передачу, соединяющую их, устройство для регулирования передаточного отношения, в отличие от прототипа входной и выходной механизмы выполнены в виде дифференциальных механизмов, а передача, соединяющая их, для одной пары полуосей выполнена прямой зубчатой, для второй - реверсивной, устройство регулирования передаточного отношения выполнено в виде двух шестеренчатых гидравлических насосов, вал каждого из которых соединен с одной из полуосей выходного дифференциального механизма, входные патрубки насосов соединены с резервуаром с рабочей жидкостью, а выходные - через регулируемый дроссель также соединены с резервуаром с рабочей жидкостью.

На чертеже показана схема заявляемого устройства.

Входной вал 1 через коническую шестерню 2 соединен с центральным колесом 3 входного дифференциала 4, одна полуось которого соединена с помощью шестерен 5 и 6 с полуосью дифференциала 7, вторая полуось дифференциала 4 соединена с помощью шестерен 8 и 9 и паразитной шестерни 10 с соответствующей полуосью дифференциала 7. Зубчатые колеса 5,6,8,9, и 10 составляют передачу, соединяющую входной и выходной дифференциальные механизмы. К полуосям дифференциала 7 присоединены валы шестеренчатых гидравлических насосов 11 и 12. Входные патрубки 13 и 14 насосов 11 и 12 соединены с резервуаром с рабочей жидкостью 16. Выходные патрубки насосов через регулируемый дроссель 15 также соединены с резервуаром 16. Дифференциал 7 через центральное колесо 17 и коническую шестерню 18 соединен с выходным валом 19.

Устройство работает следующим образом.

В начальный момент времени регулируемый дроссель 15 полностью открыт. Вращение входного вала 1 через шестерню 2 передается центральному колесу 3 дифференциала 4. Полуоси дифференциала 4 начинают вращать шестерни 5 и 8 в одинаковом направлении. Вращение через шестерни 6, 9 и 10 передается дифференциалу 7, причем полуоси этого дифференциала вращаются в разные стороны, поэтому на центральное колесо 17, шестерню 18 и выходной вал 19 вращение не передается. Насосы 11 и 12 вращаются, перекачивая рабочую жидкость без сопротивления. С помощью регулируемого дросселя 15 перекрываем выход одного из насосов, например насоса 12. По мере роста сопротивления потоку жидкости на выходе насоса 12 растет тормозящий момент на его валу, что приводит к уменьшению скорости вращения шестерен 5 и 6 и связанных с ним полуосей дифференциалов 4 и 7.

Одновременно на ту же величину возрастает скорость вращения шестерен 8 и 9 и связанных с ними полуосей дифференциалов 4 и 7. Разность скоростей вращения полуосей дифференциала 7 приводит к тому, что начинают вращаться центральное колесо 17, шестерня 18 и выходной вал 19. По мере увеличения сопротивления потоку рабочей жидкости из насоса 12, создаваемого с помощью дросселя 15, увеличивается скорость вращения выходного вала 19. При полном закрытии выхода жидкости из насоса 12 связанные с ним полуоси дифференциалов 4 и 7 останавливаются, вращение передается через шестерни 8, 9 и 10, при этом скорости вращения входного 1 и выходного 19 валов равны между собой.

Таким образом, с помощью дросселирования рабочей жидкости, выходящей из одного из насосов, можно плавно изменять передаточное отношение передачи от 0 до 1, причем направление вращения выходного вала можно изменять, не прерывая кинематической связи входного и выходного валов.

Для реверсирования вращения выходного вала 19 при неизменном направлении вращения входного вала 1 достаточно с помощью дросселя 15 создать сопротивление потоку жидкости на выходе насоса 11, причем скорость вращения выходного вала 19 пропорциональна тормозному моменту на валу насоса 11.

Заявляемое устройство может быть выполнено в виде корпуса с масляной ванной, в которую погружены все механизмы, причем масло одновременно используется как для смазки трущихся частей, так и в качестве рабочей жидкости для насосов. Регулируемый дроссель, выполненный в виде трехходового вентиля, может управляться как вручную, так и с помощью сервомеханизма, дистанционно. Возможно программное управление.

По сравнению с известными конструкциями редукторов заявляемое техническое решение обладает следующими преимуществами: - простотой управления редуктором, обусловленной тем, что для изменения передаточного отношения устройства достаточно повернуть заслонку дросселя; - реверс и изменение скорости вращения осуществляются без разрыва кинематической цепи, что позволяет осуществить регулирование под нагрузкой и повысить надежность; - использование гидравлических насосов в качестве тормозных устройств позволяет повысить ресурс редуктора и уменьшить износ, что повышает эксплутационные качества редуктора.

Источники информации, принятые во внимание 1. Авт.св. СССР 1160943, БИ 21, 1985 г.

2. Авт.св. СССР 4767633, БИ 25, 1975 г. - прототип.

Формула изобретения

Реверсивный бесступенчатый редуктор, содержащий входной и выходной механизмы, передачу, соединяющую их, устройство для регулирования передаточного отношения отличающийся тем, что входной и выходной механизмы выполнены в виде дифференциальных механизмов, а передача, соединяющая их, для одной пары полуосей выполнена прямой зубчатой, для второй реверсивной, устройство регулирования передаточного отношения выполнено в виде двух шестеренчатых гидравлических насосов, вал каждого из которых соединен с одной из полуосей выходного дифференциального механизма, входные патрубки насосов соединены с резервуаром с рабочей жидкостью, а выходные через регулируемый дроссель также соединены с резервуаром с рабочей жидкостью.

РИСУНКИ

Рисунок 1