RU2444659C1 - Automotive gearbox - Google Patents

Abstract

FIELD: transport.

SUBSTANCE: gearbox comprises cylindrical skew planetary reduction gear, multidisc friction coupling, centrifugal weights on coupling casing, and sun gear state ACS. Crown gear of cylindrical skew planetary reduction gear is fitted on drive shaft splines, sun gear moves unlimited while pinion frame with planet gears and their axles are rigidly fixed on driven shaft. Drive discs of aforesaid multidisc friction coupling is splined with crown gear while drive discs of said coupling are engaged via coupling right side with pinion frame. Centrifugal discs may move apart to contract, via working springs, aforesaid discs. Aforesaid sun gear state ACS comprises minor brake made up of pulley rigidly fitted on sun gear hub and having its braking belt coupled via tie-rids, bell cranks and spring, with crown gear and driver's control lever.

EFFECT: higher efficiency and reliability.

1 dwg

Description

Предлагаемая коробка передач относится к транспортным средствам и может быть применена на транспортных средствах для освобождения водителя от необходимости переключения передач с целью снижения напряженности труда, утомляемости и аварийности, повышения безопасности движения и надежности фрикционного сцепления.The proposed gearbox relates to vehicles and can be used on vehicles to relieve the driver of the need to shift gears in order to reduce labor stress, fatigue and accident rate, improve traffic safety and reliability of friction clutch.

Известна двухступенчатая коробка передач, содержащая гидротрансформатор, механическую планетарную коробку передач с многодисковым фрикционом, двумя ленточными тормозными механизмами и электрогидравлической системой управления, включающей гидронасос, скоростной и силовой регуляторы, гидроцилиндры и пр. (Вахламов В.К. Автомобили. Конструкция и элементы расчета. - М.: Академия. - 2006. - С.111-113, рис.3.25).A two-stage gearbox is known that contains a torque converter, a mechanical planetary gearbox with a multi-plate clutch, two belt brakes and an electro-hydraulic control system including a hydraulic pump, high-speed and power regulators, hydraulic cylinders, etc. (Vakhlamov V.K. Automobiles. Design and calculation elements. - M.: Academy. - 2006. - P.111-113, Fig. 3.25).

Основными недостатками данной коробки передач являются сложность и высокая стоимость конструкции, потери мощности двигателя на работу системы управления (привод гидронасоса и пр.).The main disadvantages of this gearbox are the complexity and high cost of the structure, loss of engine power for the operation of the control system (hydraulic pump drive, etc.).

Наиболее близкой к предлагаемой является двухступенчатая коробка передач, содержащая планетарный косозубый цилиндрический редуктор с заблокированной (жестко связанной с картером коробки передач) солнечной шестерней, коронная шестерня которого установлена свободно на шлицах на ведущем валу коробки передач, а водило с сателлитами и их осями - на ведомом валу коробки передач, фрикционную многодисковую муфту, блокирующую в зависимости от соотношения осевой силы в зубчатом зацеплении редуктора и центробежной силы грузов, установленных на водиле, ведущий и ведомый валы (коронную шестерню и водило) для включения второй передачи (Гладов Г.И., Петренко A.M. Легковые автомобили отечественного и иностранного производства. - М.: Транспорт. - 2002. - С.93-94, рис.3.12).Closest to the proposed one is a two-stage gearbox containing a helical planetary helical gearbox with a sun gear locked (rigidly connected to the gearbox housing), the crown gear of which is mounted freely on the splines on the drive shaft of the gearbox, and the carrier with satellites and their axes is mounted on the driven the gearbox shaft, a friction multi-plate clutch that blocks depending on the ratio of the axial force in the gearing of the gearbox and the centrifugal force of the loads mounted on driver, drive and driven shafts (ring gear and carrier) for engaging second gear (Gladov G.I., Petrenko AM. Cars of domestic and foreign manufacture. - M .: Transport. - 2002. - P.93-94, Fig. 3.12).

Недостатком данной конструкции является то, что при включении второй передачи солнечная шестерня редуктора остается заблокированной (т.е. жестко связанной с картером коробки передач), что приведет к остановке двигателя или поломке конструкции, т.е. нет механизма разблокирования солнечной шестерни, а если иметь ввиду, что она разблокируется, на схеме и в описании отсутствует механизм, осуществляющий эту операцию, а также наличие трения скольжения между внешним левым торцом коронной шестерни и корпусом дисков муфты, что многократно снижает надежность коробки передач при движении на первой передаче.The disadvantage of this design is that when the second gear is engaged, the sun gear of the gearbox remains locked (i.e., rigidly connected to the gear housing), which will lead to engine shutdown or structural failure, i.e. there is no mechanism for unlocking the sun gear, and if we keep in mind that it is unlocked, there is no mechanism for this operation in the diagram and description, as well as the presence of sliding friction between the outer left end face of the ring gear and the clutch disc housing, which greatly reduces the reliability of the gearbox movement in first gear.

Техническим результатом предлагаемой коробки передач является обеспечение работоспособности и повышение надежности конструкции.The technical result of the proposed gearbox is to ensure operability and increase the reliability of the design.

Указанный технический результат достигается тем, что в двухступенчатой коробке передач, содержащей цилиндрический косозубый планетарный редуктор, коронная шестерня которого подвижно установлена на шлицах на ведущем валу, а солнечная шестерня - свободно и водило с сателлитами и их осями - жестко на ведомом валу, фрикционную многодисковую муфту, ведущие диски которой через шлицы связаны с коронной шестерней, а ведомые - через корпус муфты - с водилом и центробежные грузы на корпусе муфты, которые могут расходиться и через рабочие пружины сжимать диски, снабжена автоматической системой управления состоянием солнечной шестерни (блокирование, разблокирование), включающей тормозок, состоящий из шкива, жестко установленного на ступице солнечной шестерни, тормозная лента которого через тяги и двуплечие рычаги с пружиной связана с коронной шестерней, а также с рычагом управления непосредственно от водителя, а с целью устранения трения скольжения между коронной шестерней и корпусом муфты левая сторона последнего установлена через подшипник на шейке коронной шестерни, причем между корпусом муфты и коронной шестерней имеется зазор.The specified technical result is achieved by the fact that in a two-stage gearbox containing a helical helical planetary gear reducer, the crown gear of which is movably mounted on the splines on the drive shaft, and the sun gear is free and driven with satellites and their axes rigidly on the driven shaft, the friction multi-plate clutch , the drive disks of which are connected through the slots to the ring gear, and the driven disks, through the clutch housing, to the carrier and centrifugal loads on the clutch housing, which can also diverge through the working springs have disks, is equipped with an automatic sun gear condition control system (locking, unlocking), including brakes, consisting of a pulley rigidly mounted on the hub of the sun gear, the brake band of which is connected to the ring gear via traction and two-arm levers with a spring, and also with a control lever directly from the driver, and in order to eliminate sliding friction between the ring gear and the clutch housing, the left side of the latter is mounted through the bearing on the neck of the ring gear, and waiting for the clutch housing and the ring gear there is a gap.

На фиг.1 изображена схема предлагаемой коробки передач.Figure 1 shows a diagram of the proposed gearbox.

Предлагаемая коробка передач включает планетарный понижающий цилиндрический косозубый редуктор и автоматическую систему переключения с первой передачи на вторую. Планетарный редуктор состоит из ведущего вала 1, на котором подвижно на шлицах установлена коронная шестерня 2, солнечной шестерни 3, свободно установленной на ведомом валу 4 с жестко закрепленным на нем водилом 5 с осями 6 и сателлитами 7, находящимися в зацеплении с коронной и солнечной шестернями.The proposed gearbox includes a planetary reduction helical helical gear reducer and an automatic shift system from first gear to second. The planetary gearbox consists of a drive shaft 1, on which the crown gear 2, a sun gear 3, freely mounted on the driven shaft 4 with a carrier 5 with axles 6 and satellites 7, meshed with the crown and sun gears, are movably mounted on the slots .

Автоматическая система переключения состоит из фрикционной муфты, ведущие диски 8 которой связаны через шлицы с коронной шестерней, а ведомые диски 9 через корпус 10 - с водилом и, следовательно, с ведомым валом, центробежных грузов 11 с пружинами 12, закрепленных на осях на корпусе муфты и автоматической системы управления состоянием солнечной шестерни, включающей тормозок, состоящий из шкива 13, жестко установленного на ступице солнечной шестерни, тормозная лента 14 которого через тяги 15 и 16 и двуплечие рычаги 17 и 18 с пружиной 19 связана с коронной шестерней, а также через тягу 20 с двуплечим рычагом управления 21 с сектором и фиксатором непосредственно от водителя. Левая сторона корпуса муфты опирается на подшипник 22, установленный на шейке 23 коронной шестерни.The automatic switching system consists of a friction clutch, the drive discs 8 of which are connected through the slots with the ring gear, and the driven discs 9 through the housing 10 - with the carrier and, therefore, with the driven shaft, centrifugal loads 11 with springs 12 mounted on the axes on the clutch housing and an automatic control system for the state of the sun gear, including the brakes, consisting of a pulley 13, rigidly mounted on the hub of the sun gear, the brake band 14 of which is connected through the rods 15 and 16 and the two shoulders levers 17 and 18 to the crowns gear, and also through the rod 20 with a two-arm control lever 21 with a sector and a latch directly from the driver. The left side of the clutch housing rests on a bearing 22 mounted on the ring gear neck 23.

Работает предлагаемая коробка передач следующим образом.The proposed gearbox operates as follows.

А) При использовании коробки передач на транспортном средстве с непостоянно замкнутым сцеплением или гидротрансформатором.A) When using a gearbox on a vehicle with an intermittently closed clutch or torque converter

Рукоятка рычага управления тормозком находится в верхнем положении «Тормозок включен». При работающем двигателе, включении сцепления и разгоне на первой передаче солнечная шестерня 3 редуктора за счет рабочей пружины 19 и осевой силы в зацеплении коронная шестерня 2 - сателлиты 7 заблокирована тормозком.The handle of the brake control lever is in the upper position “Brake is on”. When the engine is running, engaging the clutch and accelerating in first gear, the sun gear 3 of the gearbox due to the working spring 19 and the axial force in engagement, the ring gear 2 of the satellite 7 is locked by the brake.

При достижении заданной скорости движения в процессе разгона центробежные силы грузиков 11 становятся больше осевых сил в зацеплении коронная шестерня - сателлиты, в результате фрикционная муфта коробки передач через исполнительные плечи грузиков и пружины 12 начинает плавно включаться и передавать крутящий момент, а крутящий момент и осевая сила в зацеплении коронная шестерня - сателлиты - уменьшаться, при этом одновременно коронная шестерня 2 по шлицам ведущего вала плавно перемещается вправо и через рычаги 18, 17 и тяги 16, 15 выключает тормозок системы управления, освобождая (разблокируя) солнечную шестерню 3.When the specified speed is reached during acceleration, the centrifugal forces of the weights 11 become greater than the axial forces in the engagement of the ring gear - satellites, as a result, the friction clutch of the gearbox through the actuating shoulders of the weights and springs 12 starts to smoothly turn on and transmit torque, and the torque and axial force in engagement, the ring gear - satellites - decrease, while at the same time the ring gear 2 along the splines of the drive shaft smoothly moves to the right and through the levers 18, 17 and traction 16, 15 turns off the brakes control system by releasing (unlocking) the sun gear 3.

При этом планетарный редуктор фрикционной муфтой блокируется, т.е. его ведущий и ведомый валы и связанные с ним детали вращаются как одно целое - включена вторая передача. При снижении скорости движения транспортного средства до заданного значения коробка передач будет автоматически переходить на первую передачу, а при достижении заданной скорости вновь переходить на вторую передачу в зависимости от сил сопротивления движению и положения педали газа.In this case, the planetary gearbox is blocked by a friction clutch, i.e. its drive and driven shafts and related parts rotate as a whole - second gear is engaged. If the vehicle’s speed decreases to a predetermined value, the gearbox will automatically shift to first gear, and when the set speed is reached, switch back to second gear, depending on the forces of resistance to movement and the position of the gas pedal.

Для движения накатом необходимо выключить сцепление или рукоятку рычага управления тормозком перевести в нижнее положение «Тормозок выключен», как показано на схеме.For coasting, it is necessary to disengage the clutch or move the handle of the brake control lever to the lower position "Brake is OFF", as shown in the diagram.

Б) При использовании коробки передач на транспортном средстве с постоянно замкнутым сцеплением.B) When using a gearbox on a vehicle with a permanently closed clutch.

Транспортное средство неподвижно. При работающем двигателе, выключенном рукояткой рычага управления тормозке и включенном постоянно замкнутом фрикционном сцеплении ведущий вал, коронная шестерня, сателлиты и солнечная шестерня будут вращаться, а водило с ведомым валом будут неподвижны.The vehicle is stationary. With the engine running, the brake lever turned off and the friction clutch permanently closed, the drive shaft, ring gear, satellites and sun gear will rotate, and the carrier with the driven shaft will be stationary.

Для трогания транспортного средства с места водитель выключает сцепление, переводит рукоятку управления тормозком в верхнее положение «Тормозок включен», при этом солнечная шестерня тормозком блокируется, что соответствует включенной первой передаче.To move the vehicle from the place, the driver disengages the clutch, puts the brake control handle to the upper position "Brake is on", while the sun gear is locked by the brake, which corresponds to the first gear.

Далее водитель, нажимая на газ, отпускает педаль сцепления. Транспортное средство трогается. При этом вращается ведущий вал с коронной шестерней, сателлиты, водило с корпусом фрикционной муфты и ведомым валом, а действующие осевые силы в зацеплении коронная шестерня - сателлиты увеличивают силу затяжки ленты тормозка и препятствуют преждевременному включению фрикционной муфты от центробежных сил грузиков.Next, the driver, pressing the gas, releases the clutch pedal. The vehicle is moving off. At the same time, the drive shaft with the ring gear rotates, the satellites, the carrier with the friction clutch housing and the driven shaft, and the acting axial forces in engagement the ring gear - the satellites increase the drag force of the brake band and prevent the friction clutch from switching on prematurely from the centrifugal forces of the weights.

При достижении заданной скорости движения в процессе разгона центробежные силы грузиков 11 становятся больше осевых сил в зацеплении коронная шестерня - сателлиты, в результате фрикционная муфта коробки передач через исполнительные плечи грузиков и пружины 12 начинает плавно включаться и передавать крутящий момент, а крутящий момент и осевая сила в зацеплении коронная шестерня - сателлиты - уменьшаться, при этом одновременно коронная шестерня 2 по шлицам ведущего вала плавно перемещается вправо и через рычаги 18, 17 и тяги 16, 15 выключает тормозок системы управления, освобождая (разблокируя) солнечную шестерню 3.When the specified speed is reached during acceleration, the centrifugal forces of the weights 11 become greater than the axial forces in the engagement of the ring gear - satellites, as a result, the friction clutch of the gearbox through the actuating shoulders of the weights and springs 12 starts to smoothly turn on and transmit torque, and the torque and axial force in engagement, the ring gear - satellites - decrease, while at the same time the ring gear 2 along the splines of the drive shaft smoothly moves to the right and through the levers 18, 17 and traction 16, 15 turns off the brakes control system by releasing (unlocking) the sun gear 3.

При этом планетарный редуктор фрикционной муфтой блокируется, т.е. его ведущий и ведомый валы и связанные с ним детали вращаются как одно целое - включена вторая передача. При снижении скорости движения транспортного средства до заданного значения коробка передач будет автоматически переходить на первую передачу, и наоборот.In this case, the planetary gearbox is blocked by a friction clutch, i.e. its drive and driven shafts and related parts rotate as a whole - second gear is engaged. If the vehicle speed decreases to a predetermined value, the gearbox will automatically shift to first gear, and vice versa.

При последовательном соединении двух, трех и более предложенных коробок передач можно получить трех-, четырех- и т.д. ступенчатые автоматические коробки передач.With the serial connection of two, three or more proposed gearboxes, you can get three-, four-, etc. step automatic transmissions.

Таким образом, предлагаемая коробка передач имеет простую конструкцию, небольшие габариты, массу и стоимость, не требует затрат энергии на работу ее системы управления, позволяет освободить водителя от необходимости переключения передач и управления фрикционным сцеплением в процессе движения с целью снижения напряженности труда и утомляемости водителя, аварийности и повышения безопасности движения и надежности фрикционного сцепления, которое будет использоваться только при трогании с места.Thus, the proposed gearbox has a simple design, small dimensions, weight and cost, does not require energy for the operation of its control system, allows you to free the driver from the need to shift gears and control friction clutch during movement in order to reduce the stress and fatigue of the driver, accident rate and increase the safety of movement and reliability of the friction clutch, which will be used only when starting off.

Claims (1)

Коробка передач к транспортному средству, содержащая цилиндрический косозубый планетарный редуктор, коронная шестерня которого установлена подвижно на шлицах на ведущем валу, солнечная шестерня - свободно, а водило с сателлитами и их осями - жестко на ведомом валу, фрикционную многодисковую муфту, ведущие диски которой через шлицы связаны с коронной шестерней, а ведомые через корпус муфты - с водилом, и центробежные грузы на корпусе муфты, которые могут расходиться и через рабочие пружины сжимать диски, отличающаяся тем, что она снабжена автоматической системой управления состоянием солнечной шестерни (блокирование, разблокирование), включающей тормозок, состоящий из шкива, жестко установленного на ступице солнечной шестерни, тормозная лента которого через тяги и двуплечие рычаги с пружиной связана с коронной шестерней и двуплечим рычагом управления через тягу непосредственно от водителя, а левая сторона корпуса муфты установлена через подшипник на шейке коронной шестерни, причем между корпусом муфты и коронной шестерней имеется зазор. A gearbox for a vehicle containing a helical helical planetary gearbox, the crown gear of which is mounted movably on the splines on the drive shaft, the sun gear is free, and the carrier with the satellites and their axles is rigidly on the driven shaft, a friction multi-plate clutch, the drive discs of which are through the splines are connected with the ring gear, and driven through the clutch case - with the carrier, and centrifugal loads on the clutch case, which can diverge and compress the disks through the working springs, characterized in that it is equipped with automatic control system for the state of the sun gear (locking, unlocking), including the brakes, consisting of a pulley rigidly mounted on the hub of the sun gear, the brake band of which is connected via the rods and two-arm levers with a spring to the ring gear and the two-arm control lever through the traction directly from the driver, and the left side of the clutch housing is mounted through the bearing on the neck of the ring gear, and there is a gap between the clutch housing and the ring gear.