механическая бесступенчатая трансмиссия

Формула изобретения

Механическая бесступенчатая трансмиссия, содержащая корпус с установленным в нем механизмом изменения крутящего момента и расположенная на валу привода, отличающаяся тем, что механизм изменения крутящего момента выполнен в виде установленных соосно редуктора, регулятора и мультипликатора, причем редуктор и мультипликатор имеют солнечную и эпициклическую шестерни, соединенные посредством блока сателлитных шестерен, часть из которых выполнена с объемными осями, в которых выполнены диаметральные пазы с установленными в них роликами, а регулятор выполнен в виде размещенного на полом валу корпуса с пазами, которые параллельны пазам объемных осей и в которых расположены ролики, соединенные с подпружиненными зубчатыми рейками, жестко связанными с осями роликов регулятора, мультипликатора и редуктора, при этом ролики установлены с возможностью проворота.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к устройствам для автоматического бесступенчатого регулирования крутящего момента на выходном валу трансмиссии в зависимости от нагрузки, обеспечивающим работу в двух режимах: в режиме редуктора при максимальных нагрузках и в режиме мультипликатора при минимальной нагрузке, и может найти широкое применение в транспортном машиностроении.

Известна трансмиссия транспортного средства, содержащая дифференциал, полуоси которого через зубчатую передачу связаны с ведущими колесами, механизм плавного изменения радиуса поворота, включающий в себя связанную с органом управления фрикционную передачу, систему управления, причем механизм плавного изменения радиуса поворота дополнительно снабжен полуосями с цилиндрическими буртиками, шестернями и пружинами.

Недостаток указанной трансмиссии невозможность плавного регулирования скорости.

Известна также гидромеханическая трансмиссия, содержащая корпус с механизмом изменения крутящего момента, выполненным в виде насосного колеса, турбинного колеса и реактора, трансмиссия установлена на валу привода (двигателя).

Недостатки трансмиссии ограниченность диапазона изменения крутящего момента и низкий КПД.

Цель изобретения расширение технологических возможностей механической бесступенчатой трансмиссии путем исключения ограничения диапазона изменения крутящего момента и повышение КПД. При установке механической бесступенчатой трансмиссии на тракторы исключается необходимость установки вала отбора мощности при работе с уборочными комбайнами.

Для этого в механической бесступенчатой трансмиссии, установленной на валу привода и содержащей корпус с механизмом изменения крутящего момента, выполненным из редуктора и регулятора, установленных в корпусе на консольном валу, и мультипликатора, редуктор содержит солнечную шестерню и эпициклические шестерни, соединенные через блок полых шестерен с объемными осями и диаметральными пазами с установленными в них на осях роликами с регулятором, выполненным в виде установленного на полом валу корпуса, снабженного блоками полых шестерен с объемными осями, продольными пазами с установленными в них роликами, закрепленными на зубчатых подпружиненных рейках с возможностью проворота. Рейки снабжены центробежными грузами и соединены с синхронной шестерней, установленной на полом валу, мультипликатор через блок сателлитных шестерен соединен с регулятором, а его выходной вал расположен выше центра масс механизма изменения крутящего момента.

На фиг.1 изображена предлагаемая трансмиссия, вид сбоку; на фиг.2 то же, вид спереди.

Механическая бесступенчатая трансмиссия содержит корпус 1 и установленный на подшипниках входной вал 2. На валу 2 установлена свободно коронная шестерня 3. В кинематическом зацеплении с шестерней 3 установлена обгонная муфта 4. На валу 2 жестко установлена солнечная шестерня 5, находящаяся в постоянном зацеплении с сателлитными шестернями 6, установленными на осях 7, на которых также установлены объемные сателлитные шестерни 8, внутри которых расположены объемные оси 9. Оси 7 расположены на водиле 10. На осях 9 посредством штифтов 11 закреплен реактивный диск 12, кинематически связанный с водилом 10. Объемные оси 9 имеют диаметральные пазы 13, в которых установлены ролики 14. Регулятор содержит корпус 15, установленный на водиле 10. В корпусе 15 расположены две подпружиненных посредством пружин 17 зубчатых рейки 18. В корпусе 15 выполнены пазы 19, параллельные пазам 13, с установленными в них роликами 20. Один конец реек 18 закреплен на оси 21 роликов 20, а другой связан с пружиной 17, жестко закрепленной на корпусе 15. Между зубчатыми рейками 18 установлена связанная с ними синхронная шестерня 22, расположенная на водиле 10 посредством подшипников. К рейке 18 в месте соединения с пружиной 17 прикреплены центробежные грузы 23.

Мультипликатор содержит установленные на водиле 10 посредством осей 24 блок сателлитных шестерен 25. На осях 24 шестерен 25 установлены на подшипниках 26 полые стаканы 27 объемных осей 28, аналогичные осям 9. В осях 28 выполнены диаметральные пазы, аналогичные пазам объемных осей 9, с расположенными в них роликами 30. Ролики 14, 20 и 30 установлены с возможностью проворота на единых осях 21. На водиле 10 установлен реактивный диск 31 посредством штифтового соединения на объемных осях 28. Сателлитные шестерни 25 установлены с постоянным зацеплением с неподвижной солнечной шестерней 32, жестко закрепленной на корпусе 1. Шестерня 25 постоянно зацеплена с планетарной шестерней 33, установленной на ступице шестерни 32 подвижно. На ступице шестерни 33 установлена ведущая шестерня 34, находящаяся в постоянном зацеплении с шестерней 35 выходного вала 36.

Механическая бесступенчатая трансмиссия работает следующим образом.

При работающем двигателе и положении рычага раздатки в нейтральном положении крутящий момент передается от входного вала 2 на ведущую солнечную шестерню 5, которая вращает сателлитные шестерни 6, оси 7 и сателлитные шестерни 8. Обгонные муфты 4 находятся в замкнутом зацеплении, поэтому сателлитные шестерни 6, оси 7, водило 10 и сателлитные шестерни 8 вращаются в направлении вращения входного вала 2. В этом же направлении сателлитные шестерни 8 увлекают за собой объемные оси 9, которые своими диаметральными пазами 13 в этом же направлении увлекают за собой ролики 14, которые установлены на осях 21. В этом же направлении вращаются полые стаканы 27 с объемными осями 28. Сателлитные шестерни 25 обкатываются относительно неподвижной солнечной шестерни 32 и увлекают за собой коронную шестерню 33, а шестерня 34 вращает шестерню 35 выходного вала 36. В данном режиме грузы 23 центробежного регулятора максимально растягивают пружины 17, а зубчатые рейки 18 перемещают с осями 21 ролики 14, 20 и 30 в крайнее положение к центру входного вала 2. Водило 10 будет вращаться в направлении вращения входного вала 2.

При неработающем двигателе центробежные силы грузов отступают, пружины 17 занимают свое первоначальное положение, зубчатые рейки 18 устанавливают ролики 14, 20 и 30 в диаметральных пазах 13 объемной оси в крайне периферийное положение. Пружины 17 центробежных грузов 23 предварительно должны быть напряжены на величину, которая бы не позволяла в момент трогания транспортного средства с места (максимальная нагрузка) смещаться роликам 14, 20 и 30 из-за центробежных сил грузов 23 к центру входного вала 2, чтобы обеспечить режим передачи максимального крутящего момента на выходной вал 36. Это значит, что ролики 14, 20 и 30 должны стоять на месте при режиме работы двигателя с частотой вращения 450-500 об/мин. Чтобы предотвратить проворачивание объемных осей 9 и 28 относительно сателлитных шестерен 8 и полых стаканов 27 штифты объемных осей связаны реактивными дисками 12 и 31.

Работа механической бесступенчатой трансмиссии в режиме максимальной нагрузки (трогание с места). При включении рычага раздатки в рабочий режим из нейтрального положения (передний или задний ход) вследствие малой частоты оборотов двигателя центробежные силы грузов до 450-500 об/мин не перемещают ролики 14, 20 и 30 от периферии к центру. При таком положении роликов 14, 20 и 30 в диаметральных пазах 13 и 19 объемных осей 9 и 28 передается максимальный крутящий момент на выходной вал 36, так как кинематическая связь зубчатого зацепления солнечной шестерни 5 и сателлитных шестерен 8 относительно зубчатого зацепления с коронной шестерней 3, а также контактная связь роликов 14, 20 и 30 относительно плеч зубчатых реек 18 суммарная величина которых относительно оси входного вала 2 передает максимальный крутящий момент на выходной вал 36 (режим редуктора выходного вала).

Промежуточный режим бесступенчатой механической трансмиссии. При ускорении движения (уменьшение нагрузки) увеличиваются обороты двигателя, увеличиваются центробежные силы грузов 23, обороты выше 450-500 об/мин, центробежные грузы 23 расходятся и разжимают пружины 17, перемещая зубчатые рейки 18, которые сдвигают ролики 14, 20 и 30 ближе к центру, при этом контактные плечи роликов 14, 20 и 30 укорачиваются, крутящий момент падает до положения установившегося постоянного нагрузочного режима (обороты двигателя и нагрузка постоянные). В таком режиме механическая бесступенчатая трансмиссия будет работать (в режиме редуктора) до тех пор, пока оси 21 роликов 14, 20 и 30 совпадут с касательной контактной окружностью солнечной шестерни 5. Механическая бесступенчатая трансмиссия закончила свою работу в режиме редуктора.

Работа механической бесступенчатой трансмиссии в режиме мультипликатора. При дальнейшем падении нагрузки (движение по горизонтали) центробежные силы грузов 23 продолжают возрастать, перемещают оси 21 и ролики 14, 20 и 30 ближе к центру и переходят за образующую солнечной шестерни 5. Так как контактная окружность солнечной шестерни 5 одинакова с контактной окружностью неподвижной шестерни 32, обгонная муфта 4 расклинивается и входной вал 2, коронная шестерня 3, водило 10, блоки сателлитных шестерен будут обкатываться относительно неподвижной шестерни 32. Обороты выходного вала 36 в данном режиме будут больше оборотов входного вала 2, что позволяет использовать запас мощности двигателя, который не используется в обычных механических ступенчатых трансмиссиях при движении транспортного средства по горизонтали.