RU2783991C1

RU2783991C1 - Planetary gearbox

Info

Publication number: RU2783991C1
Application number: RU2022116694A
Authority: RU
Inventors: Николай Николаевич Трушин
Filing date: 2022-06-20
Publication date: 2022-11-23

Abstract

FIELD: planetary gearboxes.

SUBSTANCE: invention relates to planetary gearboxes. The planetary gearbox implements seven forward gears and three reverse gears and contains a housing, a drive shaft, a small sun wheel connected by short satellites to a large crown wheel, a large sun wheel connected by long satellites to a small crown wheel, three brakes and four clutches. Short and long satellites engage with each other and are mounted on a carrier connected to the driven shaft.

EFFECT: increase in the number of gears in the planetary gearbox is achieved.

2 cl, 2 dwg, 2 tbl

Description

Техническое решение относится к машиностроению и предназначено для применения в трансмиссиях транспортных машин.The technical solution relates to mechanical engineering and is intended for use in transmissions of transport vehicles.

В трансмиссиях транспортных машин широко применяются планетарные коробки передач. Существуют планетарные коробки передач, содержащие установленные в корпусе ведущий вал, планетарный механизм с установленными на водиле парными сателлитами, солнечными и коронными колесами, при этом основные звенья планетарного механизма снабжены муфтами и тормозами для связи с ведущим валом и корпусом (Филичкин Н.В. Анализ планетарных коробок передач транспортных и тяговых машин: Учебное пособие. Компьютерная версия. - Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 2008). Недостатком таким планетарных коробок передач является небольшое количество ступеней - три-четыре передачи переднего хода и одна передача заднего хода, что в может оказаться недостаточным для трансмиссий машин, работающих в широком диапазоне нагрузок.Planetary gearboxes are widely used in transmissions of transport vehicles. There are planetary gearboxes containing a drive shaft installed in the housing, a planetary gear with paired satellites mounted on the carrier, sun and crown wheels, while the main links of the planetary gear are equipped with clutches and brakes for communication with the drive shaft and housing (Filichkin N.V. Analysis Planetary Gearboxes of Transport and Traction Machines: Textbook Computer Version - Chelyabinsk: YuUrGU Publishing House, 2008). The disadvantage of such planetary gearboxes is a small number of steps - three or four forward gears and one reverse gear, which may not be enough for transmissions of machines operating in a wide range of loads.

В качестве прототипа выбрана наиболее близкая по технической сущности к. предлагаемому устройству планетарная коробка передач гидромеханической передачи по а.с. №1108274 (МПК F16H 47/08, 1984). Эта планетарная коробка передач содержит установленный в корпусе планетарный механизм с парными короткими и длинными сателлитами, имеющий малое солнечное колесо, соединенное короткими сателлитами с большим коронным колесом, большое солнечное колесо, соединенное посредством длинных сателлитов с малым коронным колесом, причем короткие и длинные сателлиты входят в зацепление друг с другом и установлены на водиле, соединенным с ведомым валом, тормоза, соединяющие корпус соответственно с малым коронным колесом, большим коронным колесом и большим солнечным колесом, муфту, соединяющую ведущий вал с малым солнечным колесом, муфту, связывающую малое коронное колесо с ведущим валом. Данная планетарная коробка передач обеспечивает пять передач переднего хода и одну передачу заднего хода. Недостатком такой планетарной коробки передач также является относительно небольшое число передач переднего хода.As a prototype, the closest in technical essence to the proposed device, a planetary gearbox of a hydromechanical transmission according to A.S. No. 1108274 (IPC F16H 47/08, 1984). This planetary gearbox contains a planetary mechanism installed in the housing with paired short and long satellites, having a small sun wheel connected by short satellites to a large crown wheel, a large sun wheel connected by means of long planets to a small crown wheel, and short and long satellites are included in engaged with each other and mounted on the carrier connected to the driven shaft, the brakes connecting the housing to the small crown wheel, the large crown wheel and the large sun wheel, respectively, the clutch connecting the drive shaft to the small sun wheel, the clutch connecting the small crown wheel to the drive shaft. This planetary gearbox provides five forward gears and one reverse gear. The disadvantage of such a planetary gearbox is also a relatively small number of forward gears.

Задачей данного изобретения является увеличение количества передач в планетарной коробке передач с планетарным механизмом с парными сателлитами.The objective of this invention is to increase the number of gears in a planetary gearbox with a planetary gear with paired satellites.

Поставленная задача достигается тем, что в планетарной коробке передач, содержащей корпус, ведущий вал, малое солнечное колесо, соединенное короткими сателлитами с большим коронным колесом, большое солнечное колесо, соединенное длинными сателлитами с малым коронным колесом, причем короткие и длинные сателлиты входят в зацепление друг с другом и установлены на водиле, соединенном с ведомым валом, первый тормоз, останавливающий малое коронное колесо, второй тормоз, останавливающий большое коронное колесо, третий тормоз, останавливающий большое солнечное колесо, первую муфту, соединяющую ведущий вал с малым солнечным колесом, вторую муфту, соединяющую малое коронное колесо с ведущим валом, причем она оснащена вторым большим солнечным колесом, соединенным с короткими сателлитами, третьей муфтой, соединяющей второе большое солнечное колесо с ведущим валом, четвертой муфтой, соединяющей большое коронное колесо с ведущим валом, малое коронное колесо разделено на первое и второе малые коронные колеса, соединенные с короткими сателлитами, причем первая муфта соединена с первым малым коронным колесом и ведущим валом, а первый тормоз соединен со вторым малым коронным колесом.This task is achieved by the fact that in a planetary gearbox containing a housing, a drive shaft, a small sun wheel connected by short satellites to a large crown wheel, a large sun wheel connected by long satellites to a small crown wheel, and short and long satellites are engaged with each other. with the other and mounted on the carrier connected to the driven shaft, the first brake that stops the small crown wheel, the second brake that stops the large crown wheel, the third brake that stops the large sun wheel, the first clutch connecting the drive shaft with the small sun wheel, the second clutch, connecting the small crown wheel with the drive shaft, and it is equipped with a second large sun wheel connected to short satellites, a third clutch connecting the second large sun wheel with the drive shaft, a fourth clutch connecting the large crown wheel with the drive shaft, the small crown wheel is divided into the first and second small crown wheels connected to short satellites, wherein the first clutch is connected to the first small crown wheel and the drive shaft, and the first brake is connected to the second small crown wheel.

Указанные признаки позволяют получить десять различных передач: семь передач переднего хода и три передачи заднего хода. Оснащение малого солнечного колеса четвертым тормозом позволяет дополнительно получить еще три передачи: две передачи переднего хода и одну передачу заднего хода, что дает всего тринадцать различных передач: девять передач переднего хода и четыре передачи заднего хода.These features allow you to get ten different gears: seven forward gears and three reverse gears. Equipping the small sun wheel with a fourth brake allows an additional three gears: two forward gears and one reverse gear, which gives a total of thirteen different gears: nine forward gears and four reverse gears.

На фиг. 1 изображена принципиальная кинематическая схема первого варианта планетарной коробки передач с соосным расположением ведущего и ведомого валом. На фиг. 2 изображена принципиальная кинематическая схема второго варианта планетарной коробки передач с несоосным расположением ведущего и ведомого валом. В качестве элементов управления используются фрикционные муфты и дисковые тормоза.In FIG. 1 shows a schematic diagram of the first version of the planetary gearbox with a coaxial arrangement of the driving and driven shafts. In FIG. 2 shows a schematic diagram of the second version of the planetary gearbox with a misaligned drive and driven shaft. Friction clutches and disc brakes are used as controls.

Элементы планетарной коробки передач смонтированы в неподвижном корпусе 1. Планетарная коробка передач содержит ведущий вал 2, ведомый вал 3, малое солнечное колесо 4, первое большое солнечное колесо 5, второе большое солнечное колесо 6, большое коронное колесо 7, первое малое коронное колесо 8, второе малое коронное колесо 9. На водиле 10 установлены короткие сателлиты 11 и длинные сателлиты 12, которые входят в зацеплении друг с другом. Короткие сателлиты 11 входят в зацепление с малым солнечным колесом 4 и большим коронным колесом 7. Длинные сателлиты 12 входят в зацепление с первым большими солнечным колесом 5, вторым большим солнечным колесом 6, первым малыми коронным колесом 8 и вторым малым коронным колесом 9. Водило 10 соединено с ведомым валом 3.The elements of the planetary gearbox are mounted in a fixed housing 1. The planetary gearbox includes a drive shaft 2, a driven shaft 3, a small sun wheel 4, the first large sun wheel 5, the second large sun wheel 6, a large crown wheel 7, the first small crown wheel 8, the second small crown wheel 9. The carrier 10 has short satellites 11 and long satellites 12, which are engaged with each other. Short satellites 11 engage with a small sun wheel 4 and a large crown wheel 7. Long satellites 12 engage with the first large sun wheel 5, the second large sun wheel 6, the first small crown wheel 8 and the second small crown wheel 9. Carrier 10 connected to the driven shaft 3.

Для управления первым вариантом планетарной коробки передач предназначены четыре муфты и три тормоза. Для управления вторым вариантом планетарной коробки передач предназначены четыре муфты и четыре тормоза. Солнечные колеса 4 и 5 соединены с ведущим валом 2 посредством муфт 13, 14. Коронные колеса 8 и 9 соединены с ведущим валом 2 посредством муфт 15 и 16. Тормоз 17 останавливает большое коронное колесо 7, тормоз 18 останавливает второе малое коронное колесо 9, тормоз 19 останавливает второе большое солнечное колесо 6. Во втором варианте планетарной коробки передач тормоз 20 останавливает малое солнечное колесо 4.Four clutches and three brakes are designed to control the first version of the planetary gearbox. Four clutches and four brakes are designed to control the second version of the planetary gearbox. Sun wheels 4 and 5 are connected to the drive shaft 2 through clutches 13, 14. Crown wheels 8 and 9 are connected to the drive shaft 2 through clutches 15 and 16. Brake 17 stops the large crown wheel 7, brake 18 stops the second small crown wheel 9, brake 19 stops the second large sun wheel 6. In the second version of the planetary gearbox, brake 20 stops the small sun wheel 4.

Работает планетарная коробка передач следующим образом. Вращение от двигателя передается на ведущий вал 2 планетарной коробки передач. В исходном состоянии все муфты и тормоза выключены, движение с ведущего вала 2 на ведомый вал 3 не передается. При попарном включении соответствующих муфт и тормозов звенья планетарной коробки передач соединяются в определенную кинематическую схему, обеспечивающую получение соответствующего передаточного числа. Измененный вращающий момент с водила 10 передается на ведомый вал 3. Номера передаточных чисел, включаемые при этом элементы управления (отмечены символом +) и формулы для расчета передаточных чисел для первого варианта планетарной коробки передач приведены в таблице 1. Номера передаточных чисел, включаемые при этом элементы управления (также отмечены символом +) и формулы для расчета передаточных чисел для второго варианта планетарной коробки передач приведены в таблице 2. Параметры Z₄-Z₉ обозначают числа зубьев соответствующих зубчатых колес 4-9, при этом Z₅=Z₆, Z₈=Z₉. Положительный знак передаточного числа соответствует передаче переднего хода, отрицательное значение передаточного числа - передаче заднего хода. Прямая передача с единичным передаточным отношением может быть получена несколькими вариантами путем попарного включения муфт 13, 14, 15, 16.The planetary gearbox works as follows. The rotation from the engine is transmitted to the drive shaft 2 of the planetary gearbox. In the initial state, all clutches and brakes are off, the movement from the drive shaft 2 to the driven shaft 3 is not transmitted. When the respective clutches and brakes are engaged in pairs, the links of the planetary gearbox are connected into a certain kinematic scheme, which provides the corresponding gear ratio. The modified torque from the carrier 10 is transmitted to the driven shaft 3. The gear ratio numbers, the control elements included in this case (marked with a + symbol) and the formulas for calculating the gear ratios for the first version of the planetary gearbox are shown in Table 1. The gear ratio numbers that are included in this case controls (also marked with a + symbol) and formulas for calculating gear ratios for the second version of the planetary gearbox are shown in Table 2. Parameters Z ₄ -Z ₉ indicate the number of teeth of the corresponding gears 4-9, while Z ₅ \u003d Z ₆ , Z ₈ = Z ₉ . The positive sign of the gear ratio corresponds to the forward gear, the negative value of the gear ratio corresponds to the reverse gear. Direct transmission with a single gear ratio can be obtained in several ways by pairwise inclusion of clutches 13, 14, 15, 16.

Таким образом, предлагаемая планетарная коробка передач относительно прототипа обеспечивает десять различных передач (семь передач переднего хода и три передачи заднего хода) в первом варианте и тринадцать различных передач (девять передач переднего хода и четыре передачи заднего хода) во втором варианте при использовании только одного планетарного механизма с парными сателлитами.Thus, the proposed planetary gearbox with respect to the prototype provides ten different gears (seven forward gears and three reverse gears) in the first variant and thirteen different gears (nine forward gears and four reverse gears) in the second variant using only one planetary mechanism with paired satellites.

Claims

1. Планетарная коробка передач, содержащая корпус, ведущий вал, малое солнечное колесо, соединенное короткими сателлитами с большим коронным колесом, большое солнечное колесо, соединенное длинными сателлитами с малым коронным колесом, причем короткие и длинные сателлиты входят в зацепление друг с другом и установлены на водиле, соединенном с ведомым валом, первый тормоз, останавливающий малое коронное колесо, второй тормоз, останавливающий большое коронное колесо, третий тормоз, останавливающий большое солнечное колесо, первую муфту, соединяющую ведущий вал с малым солнечным колесом, вторую муфту, соединяющую малое коронное колесо с ведущим валом, отличающаяся тем, что она оснащена вторым большим солнечным колесом, соединенным с короткими сателлитами, третьей муфтой, соединяющей второе большое солнечное колесо с ведущим валом, четвертой муфтой, соединяющей большое коронное колесо с ведущим валом, малое коронное колесо разделено на первое и второе малые коронные колеса, соединенные с короткими сателлитами, причем первая муфта соединена с первым малым коронным колесом и ведущим валом, а первый тормоз соединен со вторым малым коронным колесом.1. Planetary gearbox containing a housing, a drive shaft, a small sun wheel connected by short satellites to a large crown wheel, a large sun wheel connected by long satellites to a small crown wheel, and the short and long satellites engage with each other and are mounted on carrier connected to the driven shaft, the first brake to stop the small crown wheel, the second brake to stop the large crown wheel, the third brake to stop the large sun wheel, the first clutch connecting the drive shaft to the small sun wheel, the second clutch connecting the small crown wheel to a drive shaft, characterized in that it is equipped with a second large sun wheel connected to short satellites, a third clutch connecting the second large sun wheel with the drive shaft, a fourth clutch connecting the large crown wheel with the drive shaft, the small crown wheel is divided into the first and second small crown wheels connected to short satellites, wherein the first clutch is connected to the first small crown wheel and the drive shaft, and the first brake is connected to the second small crown wheel.

2. Планетарная коробка передач по п. 1, отличающаяся тем, что она снабжена четвертым тормозом, соединенным с малым солнечным колесом.2. Planetary gearbox according to claim 1, characterized in that it is equipped with a fourth brake connected to a small sun wheel.