планетарная коробка передач

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 планетарными рядами, аналогичными основным, солнечная шестерня первого дополнительного ряда соединена с водилом первого планетарного ряда, водило с сателлитами - с эпициклом второго дополнительного ряда и связано с четвертым управляемым тормозом, эпицикл - с водилом второго дополнительного ряда и с выходным валом, солнечная шестерня второго дополнительного ряда связана с пятым управляемым тормозом.

Описание изобретения к патенту

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: 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 ворую сцепную муфту соединено с эпициклом второго ряда, который соединен с выходным валом [2]

Недостаток этой коробки передач 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, 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, 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, водило с сателлитами соединено с эпициклом второго дополнительного ряда и связано с четвертым управляемым тормозом, эпицикл соединен с водилом второго дополнительного ряда и с выходным валом, солнечная шестерня второго дополнительного ряда связана 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 10, 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, коробки 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.

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

Такое совместное использование основной коробки передачи 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 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 24. Нагрузка передается сначала через первый планетарный ряд, а затем параллельно через третий и четвертый планетарные ряды.

Для получения второй передачи переднего хода включаются тормоза 22 и 24. Мощность передается параллельно через все четыре планетарных ряда.

Третья передача переднего хода осуществляется включением тормоза 24 и сцепной муфты 25. Мощность передается так же, как и на второй передаче, параллельно через все четыре планетарных ряда.

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

Пятая передача переднего хода осуществляется включением тормоза 22 и сцепной муфты 26. Нагрузка передается параллельно через первый и второй планетарные ряды.

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

Первая передача заднего хода включается тормозами 22 и 23. Нагрузка передается параллельно через первый, второй и третий планетарные ряды.

Для получения второй передачи заднего хода включаются тормоза 21 и 23. Крутящий момент передается последовательно через первый и третий планетарные ряды.

Третья передача заднего хода осуществляется включением тормоза 23 и сцепной муфты 25. Мощность передается параллельно через первый, второй и третий планетарные ряды.

Включение четвертой передачи заднего хода производится 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.

Для получения пятой передачи заднего хода включаются тормоза 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 К₃= К₄ 2,0 и К₂ 3,0, 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 попарного включения элементов управления можно использовать девятнадцать, что соответствует получению двенадцати передач, в том числе шести передач 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 и 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 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.