RU2045417C1

RU2045417C1 - Gear box for vehicle

Info

Publication number: RU2045417C1
Authority: RU
Inventors: Вацлав Владимирович Грицкевич; Вацлав Янович Корейво; Альберт Федорович Митяев; Олег Петрович Царев
Original assignee: Институт надежности машин Академии наук Беларуси
Priority date: 1992-01-27
Filing date: 1992-01-27
Publication date: 1995-10-10

Abstract

FIELD: transport mechanical engineering. SUBSTANCE: gear box has input shaft 1, intermediate shaft 2, output shaft 3, controllable clutches 5-8, controllable brakes 9,10, gear wheels 11- 16, first planet set having central wheel with outer teeth 17, carrier 18 with satellites 19, and central wheel with inner teeth 20, and second planet set having central wheel with outer teeth 21, carrier 22 with satellites 23, and central wheel with inner teeth 24. Inlet shaft 1 is coupled with intermediate shaft 2 through clutch 5 and engaging gear wheels 11,12 as well as through clutch 8 and engaging gear wheels 13,14. In addition, shaft 1 is coupled with central wheel 20 through clutch 6 and engaging gear wheels 15,16. Clutch 8 connects central wheels 17,20 of the first set. Brakes 9,10 are coupled with central wheels 20,24. Central wheels 17,21 are interconnected and connected with shaft 2. Carrier 18 is coupled with central wheel 24. Carrier 22 is connected with output shaft 3. There are two control members for each transmission ratio. There are nine transmission ratios for the forward motion and one transmission ratio for the back motion. The load is transmitted through the gear wheels and planet set in one or several fluxes. EFFECT: enhanced reliability. 2 dwg

Description

Изобретение относится к транспортному машиностроению и может быть использовано в трансмиссиях автомобилей и тракторов. The invention relates to transport engineering and can be used in transmissions of cars and tractors.

Вально-планетарные коробки передач находят применение в трансмиссиях транспортных средств средней и большой мощности, поскольку они имеют относительно простую конструкцию и обладают широкими кинематическими возможностями. При этом в гидромеханических трансмиссиях отмечается тенденция к увеличению числа передач до восьми и более, что позволяет повысить производительность и экономичность транспортного средства за счет блокировки гидротрансформатора на основных рабочих режимах. Shaft-planetary gearboxes are used in transmissions of vehicles of medium and high power, since they have a relatively simple design and have wide kinematic capabilities. At the same time, in hydromechanical transmissions there is a tendency to increase the number of gears to eight or more, which allows to increase the productivity and economy of the vehicle by locking the torque converter on the main operating modes.

Известна коробка передач транспортного средства (авт.св. N 709410, кл. В 60 К 17/16, 1980), содержащая установленные в корпусе входной и выходной валы, зубчатый механизм с муфтами для распределения мощности по нескольким силовым потокам, два планетарных ряда, образующие вместе с зубчатым механизмом двухпоточную дифференциальную передачу. Число передач определяется количеством муфт и зубчатых передач. Однако при шести и более передачах увеличиваются габариты и вес данной коробки передач. Невысокая надежность обусловлена большим количеством зубчатых передач и муфт, а также низкой несущей способностью второго планетарного ряда, работающего на заднем ходу. A known gearbox of a vehicle (autosw. N 709410, class B 60 K 17/16, 1980), comprising input and output shafts installed in the housing, a gear mechanism with couplings for distributing power among several power flows, two planetary gear sets, forming a two-threaded differential gear together with the gear mechanism. The number of gears is determined by the number of couplings and gears. However, with six or more gears, the dimensions and weight of this gearbox increase. Low reliability is due to the large number of gears and couplings, as well as the low bearing capacity of the second planetary gear set, working in reverse.

Наиболее близкой к предлагаемому изобретению является коробка передач транспортного средства (авт.св. N 992253, кл. В 60 К 17/16, 1983), содержащая установленные в корпусе входной, промежуточной и выходной валы, зубчатые передачи с муфтами для распределения мощности по нескольким силовым потокам, два планетарных ряда, включающий каждый центральное колесо с наружными зубьями, водило с сателлитами и центральное колесо с внутренними зубьями, тормоз, связанный с центральным колесом с внутренними зубьями второго ряда, блокировочную муфту, соединяющую центральные колеса с наружными и внутренними зубьями первого ряда, при этом входной вал имеет по крайней мере две кинематические связи с промежуточным валом, одна из которых осуществляется посредством первой зубчатой передачи с муфтой, центральное колесо с внутренними зубьями первого ряда соединено с входным валом через другую зубчатую передачу с муфтой, центральные колеса с наружными зубьями обоих рядов жестко связаны с промежуточным валом, водило первого ряда соединено с центральным колесом с внутренними зубьями второго ряда, водило второго ряда связано с выходным валом. В указанной коробке передач обеспечивается получение шести передач переднего хода и одной передачи заднего хода. Однако этого числа передач недостаточно для достижения максимальной производительности и экономичности транспортного средства. Для транспортных средств средней и большой грузоподъемности требуется 10-16 передач переднего хода, для автомобилей особо большой мощности 8-10 передач переднего хода. Closest to the proposed invention is a gearbox of a vehicle (ed. St. N 992253, class B 60 K 17/16, 1983), comprising input, intermediate and output shafts installed in the housing, gears with couplings for power distribution over several power flows, two planetary gear sets, including each central wheel with external teeth, a carrier with satellites and a central wheel with internal teeth, a brake connected to a central wheel with internal teeth of the second row, a locking clutch connecting central wheels with external and internal teeth of the first row, while the input shaft has at least two kinematic connections with the intermediate shaft, one of which is carried out by means of the first gear transmission with a clutch, the central wheel with internal teeth of the first row is connected to the input shaft through another gear transmission with a clutch, central wheels with outer teeth of both rows are rigidly connected to the intermediate shaft, the carrier of the first row is connected to the central wheel with the internal teeth of the second row, the carrier torogo set is connected to the output shaft. The specified gearbox provides six forward gears and one reverse gear. However, this number of gears is not enough to achieve maximum performance and economy of the vehicle. For medium and heavy-duty vehicles, 10-16 forward gears are required, for vehicles of especially high power, 8-10 forward gears.

Техническая сущность изобретения достигается тем, что в коробке передач транспортного средства, содержащей установленные в корпусе входной, промежуточный и выходной валы, зубчатые передачи с муфтами для распределения мощности по нескольким силовым потокам, два планетарных ряда, включающий каждый центральное колесо с наружными зубьями, водило с сателлитами и центральное колесо с внутренними зубьями, тормоз, связанный с центральным колесом с внутренними зубьями второго ряда, блокировочную муфту, соединяющую центральные колеса с наружными и внутренними зубьями первого ряда, при этом входной вал имеет по крайней мере две кинематические связи с промежуточным валом, одна из которых осуществляется посредством первой зубчатой передачи с муфтой, центральное колесо с внутренними зубьями первого ряда соединено с входным валом через другую зубчатую передачу с муфтой, центральные колеса с наружными зубьями обоих рядов жестко связаны с промежуточным валом, водило первого ряда соединено с центральным колесом с внутренними зубьями второго ряда, водило второго ряда связано с выходным валом, согласно изобретению, входной и промежуточный валы расположены несоосно, а вторая кинематическая связь этих валов выполнена в виде третьей зубчатой передачи с муфтой, центральное колесо с внутренними зубьями первого ряда соединено с дополнительным тормозом. The technical essence of the invention is achieved by the fact that in the gearbox of the vehicle, containing input, intermediate and output shafts, gears with couplings for distributing power among several power flows, two planetary gears, including each central wheel with external teeth, drove with satellites and a central wheel with internal teeth, a brake connected to the central wheel with internal teeth of the second row, a locking clutch connecting the central wheels to the outer mi and internal teeth of the first row, while the input shaft has at least two kinematic connections with the intermediate shaft, one of which is carried out by means of the first gear transmission with the clutch, the central wheel with internal teeth of the first row is connected to the input shaft through another gear transmission with the clutch , the central wheels with the outer teeth of both rows are rigidly connected to the intermediate shaft, the carrier of the first row is connected to the central wheel with the internal teeth of the second row, the carrier of the second row is connected to the exit nym shaft according to the invention, the input and intermediate shafts arranged misalignment, and the second kinematic connection between these shafts is formed as a third gear with the clutch, a central wheel with inner teeth of the first row is connected to the additional brake.

Изменение кинематической связи входного и промежуточного валов и установка тормоза на центральном колесе с внутренними зубьями первого ряда обеспечивают увеличение общего числа режимов и соответственно числа передач. Дополнительные передачи обеспечиваются совместным включением тормозов и одной из муфт, расположенных в кинематической связи входного и промежуточного валов. При этом общее число передач переднего хода увеличивается до девяти. Changing the kinematic connection of the input and intermediate shafts and installing the brake on the central wheel with the internal teeth of the first row increase the total number of modes and, accordingly, the number of gears. Additional gears are provided by the joint inclusion of the brakes and one of the couplings located in the kinematic connection of the input and intermediate shafts. In this case, the total number of forward gears is increased to nine.

На фиг. 1 изображена кинематическая схема коробки передач транспортного средства, в которой зубчатые передачи и муфты расположены в корпусе; на фиг. 2 кинематическая схема коробки передач, у которой часть зубчатых передач и муфт расположены снаружи корпуса коробки передач. In FIG. 1 is a kinematic diagram of a vehicle gearbox in which gears and couplings are located in a housing; in FIG. 2 is a kinematic diagram of a gearbox in which part of the gears and couplings are located outside the gearbox housing.

Коробка передач транспортного средства (фиг.1) содержит входной 1, промежуточный 2 и выходной 3 валы, расположенные в корпусе 4, управляемые муфты 5, 6, 7, 8, управляемые тормоза 9, 10, зацепляющиеся зубчатые колеса 11, 12 первой зубчатой передачи, зубчатые колеса 13, 14 второй зубчатой передачи, зубчатые колеса 15, 16 третьей зубчатой передачи, первый планетарный ряд, включающий центральное колесо с наружными зубьями 17, водило 18 с сателлитами 19, центральное колесо с внутренними зубьями 20, второй планетарный ряд, включающий центральное колесо с наружными зубьями 21, водило 22 с сателлитами 23, центральное колесо с внутренними зубьями 24. The vehicle gearbox (Fig. 1) contains input 1, intermediate 2 and output 3 shafts located in the housing 4, controlled clutches 5, 6, 7, 8, controlled brakes 9, 10, engaging gears 11, 12 of the first gear , gears 13, 14 of the second gear, gears 15, 16 of the third gear, the first planetary gear set, including the central wheel with external teeth 17, carrier 18 with satellites 19, the central gear wheel with internal teeth 20, the second planetary gear set, including the central external drive wheel by 21, drove 22 with satellites 23, the central wheel with internal teeth 24.

Зубчатые колеса 11, 15 свободно расположены на входном валу 1 и могут быть связаны с этим валом с помощью муфт 5 и 6 соответственно, зубчатое колесо 13 жестко связано с входным валом 1, зубчатое колесо 12 соединено с промежуточным валом 2, зубчатое колесо 16 с центральным колесом с внутренними зубьями 20, зубчатое колесо 14 свободно расположено на валу 2 и может быть связано с ним с помощью муфты 7. Центральные колеса с наружными 17, 21 соединены между собой и с промежуточным валом 2. Водило 18 первого ряда связано с центральным колесом с внутренними зубьями 24 второго ряда, водило 22 второго ряда с выходным валом 3. Муфта 8 соединяет центральное колесо с внутренними зубьями 20 и центральное колесо с наружными зубьями 17, тормоза 9, 10 связаны соответственно с центральными колесами с внутренними зубьями 20, 24. The gears 11, 15 are freely located on the input shaft 1 and can be connected to this shaft using couplings 5 and 6, respectively, the gear 13 is rigidly connected to the input shaft 1, the gear 12 is connected to the intermediate shaft 2, the gear 16 is central a wheel with internal teeth 20, the gear 14 is freely located on the shaft 2 and can be connected with it using the coupling 7. The Central wheels with the outer 17, 21 are interconnected and with the intermediate shaft 2. The carrier 18 of the first row is connected with the Central wheel with internal teeth 24 of the second row, drove 22 of the second row with the output shaft 3. The clutch 8 connects the central wheel with the inner teeth 20 and the central wheel with the outer teeth 17, the brakes 9, 10 are connected respectively with the central wheels with the inner teeth 20, 24.

Коробка передач (фиг. 2) имеет аналогичные связи звеньев. Отличие заключается в том, что муфта 5 соединяет зубчатое колесо 12 c валом 2, а муфта 7 зубчатое колесо 11 с валом 1. Кроме того, зацепляющиеся зубчатые колеса 11, 12 с муфтами 5, 7, а также зацепляющиеся зубчатые колеса 15, 16 с муфтами 6, 8 расположены консольно снаружи от корпуса. The gearbox (Fig. 2) has similar links. The difference is that the clutch 5 connects the gear wheel 12 with the shaft 2, and the clutch 7 the gear wheel 11 with the shaft 1. In addition, the engaging gears 11, 12 with the couplings 5, 7, as well as the gears 15, 16 with clutches 6, 8 are located cantilever outside of the housing.

Коробка передач транспортного средства (фиг.1) работает следующим образом. При включении двух элементов управления из числа указанных тормозов и муфт звенья коробки передач замыкаются в силовую схему, передающую движение от входного вала 1 к выходному валу 3. Всего имеется девять передач переднего хода и одна передача заднего хода. В таблице указаны номера муфт и тормозов, включаемых на передачах (крестиками), а также даны значения передаточных чисел, получаемых при определенных передаточных числах зубчатых передач. The gearbox of the vehicle (figure 1) works as follows. When two of the specified brakes and clutches are engaged, the links of the gearbox are closed in a power circuit transmitting movement from the input shaft 1 to the output shaft 3. There are nine forward gears and one reverse gear. The table shows the numbers of the clutches and brakes included in the gears (crosses), and also gives the values of the gear ratios obtained at certain gear ratios of the gears.

На первой передаче переднего хода включены муфта 5 и тормоз 10. Движение передается с входного вала 1 на выходной вал 3 через муфту 5, зацепляющиеся зубчатые колеса 11, 12, вал 2, центральное колесо 21 и водило 22 при заторможенном центральном колесе 24. In the first forward gear, clutch 5 and brake 10 are turned on. Movement is transmitted from input shaft 1 to output shaft 3 through clutch 5, engaging gears 11, 12, shaft 2, central wheel 21 and carrier 22 when the central wheel 24 is braked.

На второй передаче включены муфта 7 и тормоз 10. Нагрузка передается с вала 1 через зацепляющиеся зубчатые колеса 13, 14, муфту 7, центральное колесо 21 на водило 22 и выходной вал 3. In second gear, clutch 7 and brake 10 are included. The load is transmitted from shaft 1 through engaging gears 13, 14, clutch 7, central wheel 21 to carrier 22 and output shaft 3.

На третьей передаче включены муфта 5 и тормоз 9. Нагрузка передается через муфту 5, зубчатые колеса 11, 12 на промежуточный вал 2, где разделяется на два потока. Первый силовой поток направлен через центральное колесо 21 на водило 22, второй силовой поток через центральное колесо 17, водило 18, центральное колесо 24 на водило 22, где суммируется с первым потоком и передается на выходной вал 3. In third gear, clutch 5 and brake 9 are included. The load is transmitted through clutch 5, gears 11, 12 to countershaft 2, where it is divided into two streams. The first power flow is directed through the central wheel 21 to the carrier 22, the second power stream through the central wheel 17, the carrier 18, the central wheel 24 to the carrier 22, where it is summed with the first stream and transmitted to the output shaft 3.

На четвертой передаче включены муфты 6 и 8. Нагрузка передается через муфту 6, зацепляющиеся зубчатые колеса 15, 16, муфту 8, промежуточный вал 2 на выходной вал 3. Звенья планетарных рядов 17-24 заблокированы муфтой 8 и вращаются вместе с выходным валом 3. Clutch 6 and 8 are engaged in fourth gear. The load is transmitted through clutch 6, engaging gears 15, 16, clutch 8, countershaft 2 to output shaft 3. Planetary gear units 17-24 are locked by clutch 8 and rotate together with output shaft 3.

На пятой передаче включены муфта 7 и тормоз 9. Нагрузка передается через зубчатые колеса 13, 14, муфту 7 на промежуточный вал 2, где разделяется на два потока. Первый поток направлен через центральное колесо 21 на водило 2, второй поток через центральное колесо 17, водило 18, центральное колесо 24 на водило 22, где суммируется с первым потоком и передается на выходной вал 3. In fifth gear, clutch 7 and brake 9 are included. The load is transmitted through gears 13, 14, clutch 7 to the intermediate shaft 2, where it is divided into two streams. The first stream is directed through the central wheel 21 to the carrier 2, the second stream through the central wheel 17, the carrier 18, the central wheel 24 to carrier 22, where it is added to the first stream and transmitted to the output shaft 3.

На шестой передаче включены муфты 5 и 6. На валу 1 происходит разделение нагрузки на два потока. Первый поток нагрузки направлен через муфту 5, зубчатые колеса 11, 12 на центральные колеса 17, 21. С центрального колеса 21 нагрузка передается на водило 22, с центрального колеса 17 через водило 18, центральное колесо 24 на водило 22 и выходной вал 3. Второй силовой поток направлен через муфту 6, зубчатые колеса 15, 16, центральное колесо 20, водило 18, центральное колесо 24 на водило 22 и выходной вал 3. In the sixth gear, clutches 5 and 6 are included. On shaft 1, the load is divided into two streams. The first load stream is directed through the clutch 5, gears 11, 12 to the central wheels 17, 21. From the central wheel 21, the load is transmitted to the carrier 22, from the central wheel 17 through the carrier 18, the central wheel 24 to carrier 22 and the output shaft 3. Second the power flow is directed through the clutch 6, the gears 15, 16, the Central wheel 20, drove 18, the Central wheel 24 to drove 22 and the output shaft 3.

На седьмой передаче включены муфты 6 и 7. Мощность разделяется на входном валу 1 на два потока. Первый силовой поток передается через зубчатые колеса 13, 14, муфту 7 на центральные колеса 17, 21. С центрального колеса 21 силовой поток передается на водило 22, с центрального колеса 17 через водило 18, центральные колеса 24 на водило 22. Второй силовой поток направлен через муфту 6 также как и на шестой передаче. In the seventh gear, clutches 6 and 7 are included. The power is divided on input shaft 1 into two streams. The first power flow is transmitted through the gears 13, 14, clutch 7 to the central wheels 17, 21. From the central wheel 21, the power flow is transmitted to the carrier 22, from the central wheel 17 through the carrier 18, the central wheels 24 to the carrier 22. The second power flow is directed through clutch 6 as well as in sixth gear.

На восьмой передаче включены муфты 5 и 8. Мощность передается последовательно одним потоком через муфту 5, зубчатые колеса 11, 12, вал 2, муфту 8 на выходной вал 3. Муфта 8 блокирует звенья планетарных рядов, которые вращаются с одинаковой угловой скоростью. In the eighth gear, clutches 5 and 8 are turned on. Power is transmitted sequentially in a single stream through clutch 5, gears 11, 12, shaft 2, clutch 8 to output shaft 3. Clutch 8 blocks planetary gear units that rotate at the same angular speed.

На девятой передаче включены муфты 7 и 8. Мощность передается через зубчатые колеса 13, 14, муфту 7, вал 2, муфту 8 на выходной вал 3. In the ninth gear, clutches 7 and 8 are included. Power is transmitted through the gears 13, 14, clutch 7, shaft 2, clutch 8 to the output shaft 3.

На передаче заднего хода включены муфта 6 и тормоз 10. Движение передается через муфту 6, зубчатые колеса 15, 16 на центральное колесо 20, которое вращает центральные колеса 17, 21 при заторможенном водиле 18 в противоположную сторону. Центральное колесо 21 приводит в движение водило 22 и выходной вал 3 при неподвижном центральном колесе 24. In reverse gear, clutch 6 and brake 10 are included. Movement is transmitted through clutch 6, gears 15, 16 to the central wheel 20, which rotates the central wheels 17, 21 when the carrier 18 is braked in the opposite direction. The central wheel 21 drives the carrier 22 and the output shaft 3 with the stationary central wheel 24.

Аналогичным образом включаются передачи у коробки передач, изображенной на фиг.2. Расположение муфт 5, 6, 7, 8, снаружи корпуса обеспечивает их доступность для технического обслуживания и ремонт в процессе эксплуатации. Муфты, либо отдельные их узлы, могут быть легко заменены без разборки коробки передач в целом, что позволит снизить эксплуатационные затраты. Similarly, the gears of the gearbox shown in FIG. 2 are engaged. The location of the couplings 5, 6, 7, 8, outside the housing ensures their availability for maintenance and repair during operation. Clutches, or their individual components, can be easily replaced without disassembling the gearbox as a whole, which will reduce operating costs.

Claims

VEHICLE TRANSMISSION BOX, comprising input, intermediate and output shafts installed in the housing, gears with couplings for distributing power among several power flows, two planetary gear sets, each of which includes a central wheel with external teeth, a carrier with satellites and a central wheel with internal teeth, a brake connected to the central wheel with the internal teeth of the second row, a locking clutch connecting the central wheels with the external and internal teeth of the first row, while the input shaft has at least two kinematic connections with the intermediate shaft, one of which is connected through the first gear with the clutch, the central wheel with the internal teeth of the first row is connected to the input shaft through the other gear with the clutch, the central wheels with the outer teeth of both rows are rigidly connected to the intermediate shaft, the carrier of the first row is connected to the central wheel with the internal teeth of the second row, the carrier of the second row is connected to the output shaft, characterized in that the input and intermediate the first shafts are misaligned, and the second kinematic connection of these shafts is made in the form of a third gear with a clutch, and the central wheel with the internal teeth of the first row is connected to an additional brake.