RU2462632C2 - Automotive gearbox - Google Patents

Abstract

FIELD: transport.

SUBSTANCE: proposed gearbox comprises input and output shafts, three differentials and seven control elements. Every said differential comprises pinion cage, differential pinions, sun and ring gears. Two differentials make main planetary gearbox with sun gears engaged with ring gear of third differential. Pinion cage and sun gear of the latter are engaged via friction couplings with input shaft to make planetary reversing divider with accelerating gearing.

EFFECT: higher performances and efficiency.

2 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к многоступенчатым механическим передачам и может быть использовано в транспортном машиностроении в качестве коробки передач автомобилей, гусеничных транспортно-тяговых машин, двухзвенных гусеничных машин, гусеничных шасси лесопромышленных машин и др.The present invention relates to multi-stage mechanical transmissions and can be used in transport engineering as a gearbox for cars, tracked transport and traction vehicles, two-link tracked vehicles, tracked chassis of forestry machines, etc.

Наиболее близким техническим решением, взятым за прототип, является планетарная коробка передач гидромеханической передачи, содержащая входной и выходной валы, четыре дифференциальных механизма, каждый из которых имеет водило, сателлиты, солнечную и эпициклическую шестерни, и шесть фрикционных элементов управления в виде муфт и тормозов. Три дифференциальных механизма, солнечные шестерни которых установлены на входном валу, и три фрикционных элемента управления образуют основную планетарную коробку передач, четвертый дифференциальный механизм используется как делитель на выходе. Коробка передач имеет шесть передач переднего хода и две заднего хода (см. Патент РФ №2294848 от 10.03.2007).The closest technical solution taken as a prototype is a hydromechanical planetary gearbox containing input and output shafts, four differential mechanisms, each of which has a carrier, satellites, solar and epicyclic gears, and six friction controls in the form of clutches and brakes. Three differential mechanisms, the sun gears of which are mounted on the input shaft, and three friction controls form the main planetary gearbox, the fourth differential mechanism is used as an output divider. The gearbox has six forward gears and two reverse gears (see RF Patent No. 2294848 of 03/10/2007).

Однако такая коробка передач имеет отдельные дифференциальные механизмы для образования передачи заднего хода и делителя, сложна по конструкции, имеет низкий КПД и узкий диапазон передаточных чисел заднего хода.However, such a gearbox has separate differential mechanisms for forming a reverse gear and a divider, it is complex in design, has a low efficiency and a narrow range of reverse gear ratios.

Техническая задача изобретения состоит в повышении коэффициента полезного действия, упрощении конструкции, уменьшении числа дифференциальных механизмов, в улучшении тягово-скоростных характеристик машины за счет расширения диапазона передаточных чисел передач заднего хода и в совершенствовании конструкции за счет разделения схемы на основную планетарную коробку и реверс-делитель.The technical task of the invention is to increase the efficiency, simplify the design, reduce the number of differential mechanisms, improve the traction and speed characteristics of the machine by expanding the range of gear ratios of reverse gears and to improve the design by dividing the circuit into the main planetary gearbox and reverse divider .

Поставленная задача достигается за счет того, что коробка передач транспортного средства содержит входной и выходной валы, три дифференциальных механизма, каждый из которых имеет водило, сателлиты, солнечную и эпициклическую шестерни и семь фрикционных элементов управления в виде муфт и тормозов, причем два дифференциальных механизма образуют основную планетарную коробку передач, солнечные шестерни которой соединены с эпициклом третьего дифференциального механизма, водило и солнечная шестерня которого через фрикционные муфты соединены с входным валом и образуют планетарный реверс-делитель с ускоряющей передачей.The task is achieved due to the fact that the vehicle’s gearbox contains input and output shafts, three differential mechanisms, each of which has a carrier, satellites, sun and epicyclic gears and seven friction controls in the form of clutches and brakes, and two differential mechanisms form the main planetary gearbox, the sun gears of which are connected to the epicycle of the third differential mechanism, the carrier and the sun gear of which are connected via friction clutches enes with the input shaft and form a planetary reverse divider with overdrive.

В предлагаемой коробке передач транспортного средства уменьшено число дифференциальных механизмов: три вместо четырех.In the proposed vehicle gearbox, the number of differential mechanisms has been reduced: three instead of four.

Использование реверса-делителя позволяет увеличить число передач заднего хода с расширением диапазона передаточных чисел, исключить двухпоточную передачу с циркуляцией мощности на заднем ходу и тем самым повысить коэффициент полезного действия коробки передач.The use of the reverse divider allows you to increase the number of reverse gears with an extension of the gear ratio range, to exclude a two-threaded gear with power circulation in reverse and thereby increase the efficiency of the gearbox.

Установка реверса-делителя на входе позволяет снизить нагрузки на делитель.Installing a reverse divider at the input allows you to reduce the load on the divider.

Сущность изобретения поясняется чертежом (фиг.1), на котором представлена кинематическая схема коробки передач транспортного средства.The invention is illustrated in the drawing (figure 1), which shows the kinematic diagram of the gearbox of the vehicle.

Коробка передач содержит входной 1 и выходной 2 валы, основную коробку передач 3, реверс-делитель 4, дифференциальные механизмы 5, 6 и 7, тормоза 8, 9, 10 и 11, муфты 12, 13 и 14. Дифференциальные механизмы 5 и 6, тормоза 8 и 9 и муфта 12 образуют основную коробку передач. Дифференциальный механизм 7, тормоза 10 и 11, муфты 13 и 14 образуют реверс-делитель.The gearbox contains input 1 and output 2 shafts, the main gearbox 3, reverse divider 4, differential mechanisms 5, 6 and 7, brakes 8, 9, 10 and 11, clutches 12, 13 and 14. Differential mechanisms 5 and 6, brakes 8 and 9 and clutch 12 form the main gearbox. Differential mechanism 7, brakes 10 and 11, clutches 13 and 14 form a reverse divider.

Дифференциальный механизм 5 состоит из эпициклической шестерни 15, водила 16 с сателлитами 17 и солнечной шестерни 18. Эпициклическая шестерня 15 соединена с тормозом 8. Солнечная шестерня 18 соединена с валом 19.The differential mechanism 5 consists of an epicyclic gear 15, a carrier 16 with satellites 17 and a sun gear 18. The epicyclic gear 15 is connected to the brake 8. The sun gear 18 is connected to the shaft 19.

Дифференциальный механизм 6 состоит из эпициклической шестерни 20, водила 21 с сателлитами 22 и солнечной шестерни 23. Эпициклическая шестерня 20 соединена с тормозом 9. Водило 21 дифференциального механизма 6 соединено с эпициклической шестерней 15 дифференциального механизма 5, а при помощи муфты 12 - с валом 19.Differential mechanism 6 consists of an epicyclic gear 20, a carrier 21 with satellites 22 and a sun gear 23. The epicyclic gear 20 is connected to the brake 9. The carrier 21 of the differential mechanism 6 is connected to the epicyclic gear 15 of the differential mechanism 5, and with the help of the coupling 12, to the shaft 19 .

Дифференциальный механизм 7 состоит из эпициклической шестерни 24, водила 25 с сателлитами 26 и солнечной шестерни 27. Водило 25 соединено с тормозом 10 и через муфту 14 - с входным валом 1. Эпициклическая шестерня 24 дифференциального механизма 7 соединена с валом 19. Солнечная шестерня 27 соединена через муфту 13 с входным валом 1 и с тормозом 11.Differential mechanism 7 consists of an epicyclic gear 24, carrier 25 with satellites 26 and sun gear 27. The carrier 25 is connected to the brake 10 and through the clutch 14 to the input shaft 1. The epicyclic gear 24 of the differential mechanism 7 is connected to the shaft 19. The sun gear 27 is connected through the clutch 13 with the input shaft 1 and with the brake 11.

Механизм реверса образуется при включении тормоза 10 и муфты 13.The reverse mechanism is formed when the brake 10 and the clutch 13 are engaged.

Коробка передач имеет шесть передач переднего хода и три передачи заднего хода.The gearbox has six forward gears and three reverse gears.

Управляющие элементы основной коробки передач 3: тормоз 8 первой и второй передач переднего хода и первой передачи заднего хода, тормоз 9 третьей и четвертой передач переднего хода и второй передачи заднего хода, муфта 12 пятой и шестой передач переднего хода и третьей передачи заднего хода.The control elements of the main gearbox 3: brake 8 of the first and second forward gears and first reverse gear, brake 9 of the third and fourth forward gears and second reverse gear, clutch 12 of the fifth and sixth forward gears and third reverse gear.

Управляющие элементы реверса-делителя: тормоз 10 и муфта 13 для передач заднего хода, муфта 14 и тормоз 11 для высшей ступени ускоряющего делителя, и муфты 13 и 14 для низшей ступени делителя, при этом передаточное число делителя равно единице.The control elements of the reverse divider: brake 10 and clutch 13 for reverse gears, clutch 14 and brake 11 for the highest stage of the accelerating divider, and clutch 13 and 14 for the lower stage of the divider, while the gear ratio of the divider is equal to one.

Коробка передач работает следующим образом.The gearbox operates as follows.

Первая, третья и пятая передачи переднего хода образуются при включении муфт 13 и 14 низшей ступени делителя.The first, third and fifth forward gears are formed when the clutches 13 and 14 of the lower stage of the divider are engaged.

Вторая, четвертая и шестая передачи переднего хода образуются при включении муфты 14 и тормоза 11 высшей ступени ускоряющего делителя.The second, fourth and sixth forward gears are formed when the clutch 14 and the brake 11 of the highest stage of the accelerating divider are engaged.

Первая и вторая передачи образуются при включении тормоза 8 основной коробки передач 3. Мощность на первой передаче передается от входного вала 1 через муфты 13, 14 и дифференциальный механизм 7 делителя, солнечную шестерню 18, водило 16 к выходному валу 2. Мощность на второй передаче передается от входного вала 1 через муфту 14, тормоз 11 и дифференциальный механизм 7 делителя, солнечную шестерню 18, водило 16 к выходному валу 2.The first and second gears are formed when the brake 8 of the main gearbox 3 is applied. The power in the first gear is transmitted from the input shaft 1 through the clutches 13, 14 and the differential gear 7 of the divider, the sun gear 18, drove 16 to the output shaft 2. The power in the second gear is transmitted from the input shaft 1 through the clutch 14, the brake 11 and the differential mechanism 7 of the divider, the sun gear 18, drove 16 to the output shaft 2.

Третья и четвертая передачи образуются при включении тормоза 9 основной коробки передач 3. При этом из дифференциальных механизмов 5 и 6 образуется двухпоточная передача, работающая в режиме разветвления мощности.The third and fourth gears are formed when the brake 9 of the main gearbox 3 is applied. At the same time, a dual-line gear operating in the power branching mode is formed from the differential mechanisms 5 and 6.

Мощность на третьей передаче передается от входного вала 1 через муфты 13, 14 и дифференциальный механизм 7 делителя к выходному валу 2 двумя потоками: первым - через солнечную шестерню 23, водило 21, эпициклическую шестерню 15 и вторым потоком - через солнечную шестерню 18 и водило 16.The power in third gear is transmitted from the input shaft 1 through the clutches 13, 14 and the differential gear 7 of the divider to the output shaft 2 in two streams: the first through the sun gear 23, carrier 21, the epicyclic gear 15 and the second stream through the sun gear 18 and carrier 16 .

Мощность на четвертой передаче передается от входного вала 1 через муфту 14, тормоз 11 и дифференциальный механизм 7 делителя к выходному валу 2 двумя потоками: первым - через солнечную шестерню 23, водило 21, эпициклическую шестерню 15 и вторым потоком - через солнечную шестерню 18 и водило 16.The power in fourth gear is transmitted from the input shaft 1 through the clutch 14, the brake 11 and the differential gear 7 of the divider to the output shaft 2 in two streams: the first through the sun gear 23, the carrier 21, the epicyclic gear 15 and the second stream through the sun gear 18 and the carrier 16.

Пятая и шестая передачи образуются при включении муфты 12. Муфта 12 блокирует два звена дифференциального механизма 5: солнечную шестерню 18 и эпициклическую шестерню 15, образуя прямую передачу. Мощность на пятой передаче передается от входного вала 1 через муфты 13, 14 и дифференциальный механизм 7 делителя, заблокированную основную коробку передач 3 к выходному валу 2. Мощность на шестой передаче передается от входного вала 1 через муфту 14, тормоз 11 и дифференциальный механизм 7 делителя, заблокированную основную коробку передач 3 к выходному валу 2.The fifth and sixth gears are formed when the clutch 12 is engaged. The clutch 12 blocks two links of the differential mechanism 5: the sun gear 18 and the epicyclic gear 15, forming a direct gear. The power in fifth gear is transmitted from the input shaft 1 through clutches 13, 14 and the differential gear 7 of the divider, the locked main gearbox 3 to the output shaft 2. Power in the sixth gear is transmitted from the input shaft 1 through the clutch 14, brake 11 and the differential gear 7 of the divider locked main gearbox 3 to output shaft 2.

Первая, вторая и третья передачи заднего хода образуются при включении муфты 13 и тормоза 10 делителя 7 и тормоза 8, или тормоза 9, или муфты 12 основной коробки передач 3.The first, second and third reverse gears are formed when the clutch 13 and the brake 10 of the divider 7 and the brake 8, or the brake 9, or the clutch 12 of the main gearbox 3 are engaged.

Мощность на передачах заднего хода передается от входного вала 1 через муфту 13, солнечную шестерню 27 и эпициклическую шестерню 24 дифференциального механизма 7 при остановленном водиле 25, основную коробку 3 к выходному валу 2.Power in reverse gears is transmitted from the input shaft 1 through the clutch 13, the sun gear 27 and the epicyclic gear 24 of the differential mechanism 7 when the carrier 25 is stopped, the main box 3 to the output shaft 2.

Параметры дифференциальных механизмов 5, 6 и 7 одинаковы и подобраны таким образом, чтобы обеспечивался ряд передаточных чисел по геометрической прогрессии на передачах переднего и заднего хода.The parameters of the differential mechanisms 5, 6 and 7 are the same and are selected in such a way as to provide a series of gear ratios in geometric progression in forward and reverse gears.

За счет различной взаимной установки основной коробки и реверса-делителя достигается универсальность коробки передач для переднеприводных и заднеприводных автомобилей, для гусеничных машин с продольным и поперечным расположением ведущего и ведомого валов, а также обеспечивается подвод и съем мощности между основной коробкой и реверсом-делителем.Due to the different mutual installation of the main box and the reverse divider, the versatility of the gearbox is achieved for front-wheel drive and rear-wheel drive cars, for tracked vehicles with longitudinal and transverse arrangement of drive and driven shafts, and power is supplied and removed between the main box and the reverse divider.

Сущность получения различных конфигураций коробки передач транспортного средства поясняется чертежом (фиг.2), на котором представлены три варианта кинематических схем коробки передач с различным расположением входного 1 и выходного 2 валов, основной планетарной коробки передач 3 и реверса-делителя 4 - а), б), в).The essence of obtaining various configurations of the vehicle gearbox is illustrated in the drawing (Fig. 2), which shows three options for the kinematic schemes of the gearbox with a different arrangement of the input 1 and output 2 shafts, the main planetary gearbox 3 and the reverse divider 4 - a), b ), at).

Преимущество изобретения состоит в том, что предлагаемая коробка передач транспортного средства по сравнению с прототипом позволяет уменьшить число дифференциальных механизмов, расширить диапазон передаточных чисел передач заднего хода, исключить двухпоточную передачу с циркуляцией мощности на заднем ходу и тем самым повысить коэффициент полезного действия коробки передач, упростить конструкцию и унифицировать дифференциальные механизмы и подшипниковые узлы сателлитов.An advantage of the invention is that the proposed gearbox of the vehicle compared to the prototype allows to reduce the number of differential mechanisms, to expand the range of gear ratios of reverse gears, to exclude a two-threaded gear with circulating power in reverse and thereby increase the efficiency of the gearbox, simplify design and unify differential mechanisms and satellite bearing units.

Claims (1)

Коробка передач транспортного средства, содержащая входной и выходной валы, три дифференциальных механизма, каждый из которых имеет водило, сателлиты, солнечную и эпициклическую шестерни и семь фрикционных элементов управления в виде муфт и тормозов, отличающаяся тем, что два дифференциальных механизма образуют основную планетарную коробку передач, солнечные шестерни которой соединены с эпициклом третьего дифференциального механизма, водило и солнечная шестерня которого через фрикционные муфты соединены с входным валом и образуют планетарный реверс-делитель с ускоряющей передачей. A vehicle gearbox containing input and output shafts, three differential mechanisms, each of which has a carrier, satellites, a sun and epicyclic gears and seven friction controls in the form of clutches and brakes, characterized in that the two differential mechanisms form the main planetary gearbox , the sun gears of which are connected to the epicycle of the third differential mechanism, the carrier and the sun gear of which, through friction clutches, are connected to the input shaft and form anetarny reverse divider with overdrive.

Images