RU2055248C1

RU2055248C1 - Planet gear box

Info

Publication number: RU2055248C1
Authority: RU
Inventors: Ю.И. Волченко
Original assignee: Волгоградский Политехнический Институт
Priority date: 1991-07-01
Filing date: 1991-07-01
Publication date: 1996-02-27

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: planet gear box has input and output shafts, five controllable brakes, two clutches, and four planet sets. Two planets sets are additional ones. The solar gear of the first set is coupled with the input shaft, with the solar gear of the second additional set and with the solar gear of the second set through the clutch. The latter is coupled with the carrier of the first additional set. The carrier of the second set is connected with the epicycle of the first set and first brake. The carrier of the first additional set is coupled with the epicycle of the second additional set and second brake. The carrier of the first set is coupled with the third brake and through the clutch with the epicycle of the second set which is coupled with the output shaft. The solar gear of the first additional set is connected with the fourth brake. The carrier of the second additional set is coupled with the epicycle of the first additional set and with the fifth brake. The gear box provides six forward step-down gearings and six rear step-down gearings. EFFECT: improved design. 1 cl, 1 tbl

Description

Изобретение относится к транспортному машиностроению, может быть использовано преимущественно в трансмиссиях тракторов промышленного и сельскохозяйственного назначения, имеющих равное количество передач переднего и заднего хода. The invention relates to transport engineering, can be used mainly in transmissions of tractors for industrial and agricultural purposes, having an equal number of forward and reverse gears.

Известна планетарная коробка передач, содержащая корпус, входной и выходной валы, шесть элементов управления: две сцепные муфты и четыре тормоза, четыре планетарных ряда, каждый из которых имеет солнечную шестерню, водило с сателлитами и эпицикл. Такое выполнение коробки передач позволяет получить четыре передачи переднего и четыре передачи заднего хода [1]
К недостаткaм ее относится малый коэффициент использования планетарных рядов, так как, имея четыре планетарных ряда, она обеспечивает лишь восемь передач, а также невозможность получения режима торможения выходного вала при вращении входного вала.Known planetary gearbox containing a housing, input and output shafts, six control elements: two clutch couplings and four brakes, four planetary gear sets, each of which has a sun gear, a carrier with satellites and an epicycle. This embodiment of the gearbox allows you to get four forward gears and four reverse gears [1]
Its disadvantages include a small utilization of planetary gears, since having four planetary gears, it provides only eight gears, as well as the inability to obtain the output shaft braking mode when the input shaft rotates.

Известна планетарная коробка передач, содержащая корпус, входной и выходной валы, пять элементов управления: две сцепные муфты и три управляемых тормоза, два планетарных ряда, включающих каждый солнечную шестерню, водило с сателлитами и эпицикл, солнечная шестерня первого ряда соединена с входным валом и через первую сцепную муфту с солнечной шестерней второго ряда, которая связана с первым тормозом, водило второго ряда соединено с эпициклом первого ряда и связано с вторым тормозом, а водило первого ряда связано с третьим тормозом и через вторую сцепную муфту соединено с эпициклом второго ряда, который соединен с выходным валом [2]
Недостаток этого объекта невозможность получения числа передач более шести.Known planetary gearbox containing a housing, input and output shafts, five control elements: two clutch couplings and three controlled brakes, two planetary gears including each sun gear, a carrier with satellites and an epicyclic, the sun gear of the first row is connected to the input shaft and through the first coupler with a second gear sun gear, which is connected to the first brake, the second row carrier is connected to the first row epicycle and connected to the second brake, and the first row carrier is connected to the third brake and through the second coupler is connected to the epicyclic of the second row, which is connected to the output shaft [2]
The disadvantage of this facility is the inability to obtain the number of transmissions of more than six.

Цель изобретения расширение кинематических возможностей коробки передач путем увеличения числа передач. The purpose of the invention is the expansion of the kinematic capabilities of the gearbox by increasing the number of gears.

Это достигается тем, что коробка передач, содержащая корпус, входной и выходной валы, пять элементов управления: две сцепные муфты и три управляемых тормоза, две планетарных ряда, включающие каждый солнечную шестерню, водило с сателлитами и эпицикл, солнечная шестерня первого ряда соединена с входным валом и через первую сцепную муфту с солнечной шестерней второго ряда, которая связана с первым тормозом, водило второго ряда соединено с эпициклом первого ряда и связано с вторым тормозом, а водило первого ряда связано с третьим тормозом и через вторую сцепную муфту соединено с эпициклом второго ряда, который соединен с выходным валом, снабжена четвертым и пятым управляемыми тормозами и двумя дополнительными планетарными рядами, каждый из которых имеет солнечную шестерню, водило с сателлитами и эпицикл, солнечная шестерня первого дополнительного ряда связана с четвертым управляемым тормозом, водило с сателлитами соединено с солнечной шестерней второго планетарного ряда и с эпициклом второго дополнительного ряда, эпицикл соединен с водилом второго дополнительного ряда, которое связано с пятым дополнительным тормозом, солнечная шестерня второго дополнительного ряда соединена с входным валом. This is achieved by the fact that a gearbox containing a housing, input and output shafts, five control elements: two clutch couplings and three controlled brakes, two planetary gears including each sun gear, a carrier with satellites and an epicyclic, the sun gear of the first row is connected to the input the shaft and through the first coupler with the second gear sun gear, which is connected to the first brake, the second row carrier is connected to the first row epicycle and connected to the second brake, and the first row carrier is connected to the third brake and Without a second clutch, it is connected to the second-row epicyclic, which is connected to the output shaft, equipped with fourth and fifth controlled brakes and two additional planetary gears, each of which has a sun gear, a carrier with satellites and an epicyclic, the sun gear of the first additional row is connected to the fourth controllable brake, the carrier with the satellites is connected to the sun gear of the second planetary gear set and to the epicycle of the second additional gear, the epicycle is connected to the carrier of the second additional gear connected with the fifth additional brake, the sun gear of the second additional row is connected to the input shaft.

На чертеже изображена кинематическая схема планетарной коробки передач. The drawing shows a kinematic diagram of a planetary gearbox.

Планетарная коробка передач содержит корпус 1, входной вал 2, выходной вал 3, первый планетарный ряд, включающий солнечную шестерню 4, эпицикл 5, взаимодействующие с ними сателлиты 6 и водило 7, второй планетарный ряд, включающий солнечную шестерню 8, эпицикл 9, взаимодействующие с ними сателлиты 10 и водило 11, третий планетарный ряд, включающий солнечную шестерню 12, эпицикл 13, взаимодействующие с ними сателлиты 14 и водило 15, четвертый планетарный ряд, включающий солнечную шестерню 16, эпицикл 17, взаимодействующие с ними сателлиты 18 и водило 19. Кроме того, коробка передач содержит пять управляемых тормозов 20-24 и две управляемые сцепные муфты 25 и 26. The planetary gearbox contains a housing 1, an input shaft 2, an output shaft 3, a first planetary gear set including a sun gear 4, an epicycle 5, interacting satellites 6 and a carrier 7 with them, a second planetary gear set including a sun gear 8, an epicycle 9, interacting with satellites 10 and drove them 11, the third planetary gear set, including the sun gear 12, epicyclic 13, the satellites 14 and carrier 15 interacting with them, the fourth planetary gear set, including the sun gear 16, the epicyclic 17, satellite 18 and carrier 19 interacting with them In addition, the gearbox contains five controlled brakes 20-24 and two controlled clutch 25 and 26.

Солнечная шестерня 4 соединена с входным валом 2, с солнечной шестерней 16 и через сцепную муфту 25 связана с солнечной шестерней 8, которая соединена с водилом 15. Водило 15 соединено с эпициклом 17 и связано с тормозом 23. The sun gear 4 is connected to the input shaft 2, with the sun gear 16 and through the coupling 25 connected to the sun gear 8, which is connected to the carrier 15. The carrier 15 is connected to the epicycle 17 and connected to the brake 23.

Водило 11 соединено с эпициклом 5 и связано с тормозом 21. Водило 7 связано с тормозом 20 и через сцепную муфту 26 с эпициклом 9, который соединен с выходным валом 3. The carrier 11 is connected to the epicycle 5 and connected to the brake 21. The carrier 7 is connected to the brake 20 and through the coupling 26 with the epicycle 9, which is connected to the output shaft 3.

Водило 19 соединено с эпициклом 13 и связано с тормозом 23. Солнечная шестерня 12 связана с тормозом 22. The carrier 19 is connected to the epicycle 13 and is connected to the brake 23. The sun gear 12 is connected to the brake 22.

Такое совместное использование основной коробки передач и двух дополнительных планетарных рядов с двумя тормозами позволяет увеличить диапазон передаточных отношений и получить двенадцать передач, в том числе шесть передач заднего хода, вместо трех передач переднего хода и трех заднего хода в прототипе. This joint use of the main gearbox and two additional planetary gears with two brakes allows you to increase the range of gear ratios and get twelve gears, including six reverse gears, instead of three forward gears and three reverse gears in the prototype.

Планетарная коробка передач работает следующим образом. Planetary gearbox operates as follows.

При попарном включении соответствующих элементов управления звенья коробки передач соединяются в определенную схему и осуществляется определенное передаточное отношение. When pairing the appropriate controls, the links of the gearbox are connected to a specific circuit and a certain gear ratio is implemented.

Включение первой передачи переднего хода производится тормозами 21 и 24. Нагрузка передается последовательно через четвертый и второй планетарные ряды, которые работают как обычные непланетарные передачи с внешним и внутренним зацеплениями. The first forward gear is engaged by the brakes 21 and 24. The load is transmitted sequentially through the fourth and second planetary gears, which operate as ordinary non-planetary gears with external and internal gears.

Для получения второй передачи переднего хода включаются тормоз 21 и сцепная муфта 26. Крутящий момент передается только через первый планетарный ряд. To obtain the second forward gear, the brake 21 and the coupler 26 are engaged. Torque is transmitted only through the first planetary gear set.

Третья передача переднего хода осуществляется включением тормоза 24 и сцепной муфты 26. Нагрузка передается параллельно через первый, второй и четвертый планетарные ряды. The third forward gear is carried out by applying the brake 24 and the clutch 26. The load is transmitted in parallel through the first, second and fourth planetary gear sets.

Для получения четвертой передачи переднего хода включаются тормоз 23 и сцепная муфта 26. Нагрузка передается параллельно через первый и второй планетарные ряды. To obtain the fourth forward gear, the brake 23 and the coupler 26 are engaged. The load is transmitted in parallel through the first and second planetary gear sets.

Пятая передача переднего хода осуществляется включением тормоза 22 и сцепной муфты 26. Крутящий момент передается параллельно через четыре планетарных ряда. The fifth forward gear is carried out by engaging the brake 22 and the clutch 26. Torque is transmitted in parallel through four planetary gear sets.

Включение шестой передачи переднего хода производится сцепными муфтами 25 и 26, при этом планетарные ряды коробки блокируются и осуществляется передаточное отношение, равное единице. The sixth forward gear is engaged by coupling couplings 25 and 26, while the planetary rows of the box are locked and a gear ratio equal to one is realized.

Первая передача заднего хода включается тормозами 21 и 22. Нагрузка сначала передается параллельно через третий и четвертый планетарные ряды, а затем через второй планетарный ряд. The first reverse gear is engaged by brakes 21 and 22. The load is first transmitted in parallel through the third and fourth planetary gears, and then through the second planetary gearing.

Включение второй передачи заднего хода производится тормозом 21 и сцепной муфтой 25. Крутящий момент передается только через второй планетарный ряд. В этом случае второй планетарный ряд работает как обычная непланетарная передача с внешним и внутренним зацеплениями. The second reverse gear is engaged by the brake 21 and the coupling 25. The torque is transmitted only through the second planetary gear set. In this case, the second planetary gear set operates as a normal non-planetary gear with external and internal gears.

Для получения третьей передачи заднего хода включаются тормоза 20 и 24. При этом мощность от входного вала 2 передается двумя потоками через первый и четвертый планетарные ряды и суммируется на втором планетарном ряде. To obtain the third reverse gear, brakes 20 and 24 are activated. In this case, the power from the input shaft 2 is transmitted in two streams through the first and fourth planetary gears and is summed up on the second planetary gear set.

Четвертая передача заднего хода осуществляется включением тормозов 20 и 23. Крутящий момент передается последовательно через первый и второй планетарные ряды. The fourth reverse gear is performed by applying the brakes 20 and 23. Torque is transmitted sequentially through the first and second planetary gear sets.

На пятой передаче заднего хода включаются тормоза 20 и 22. Нагрузка передается параллельно через все четыре планетарных ряда. In the fifth reverse gear, brakes 20 and 22 are engaged. The load is transmitted in parallel through all four planetary gear sets.

Для получения шестой передачи заднего хода включаются тормоз 20 и сцепная муфта 25. Мощность передается параллельно через первый и второй планетарные ряды. To obtain the sixth reverse gear, the brake 20 and the coupler 25 are engaged. Power is transmitted in parallel through the first and second planetary gear sets.

В таблице приведены номера передач переднего и заднего хода, тормозных режимов и включаемые при этом элементы управления, приведены формулы передаточных отношений по передачам переднего и заднего хода, а также даны величины передаточных отношений при К₂ 3,0 и К₁ К₃ К₄ 2,0, где К₂, К₁, К₃, К₄ внутренние передаточные отношения соответственно второго, первого, третьего и четвертого планетарных рядов
K_i=

где Z_iэ и Z_iс число зубьев эпициклического и солнечного колеса i планетарного ряда i 1,2,3,4.The table shows the numbers of the forward and reverse gears, braking modes and the controls included at the same time, the gear ratios for the forward and reverse gears are given, and the gear ratios at K ₂ 3.0 and K ₁ K ₃ K ₄ 2 are given , 0, where K ₂ , K ₁ , K ₃ , K _{4 are the} internal gear ratios of the second, first, third and fourth planetary gears, respectively
K _i =

where Z _is and Z _{is the} number of teeth of the epicyclic and sun gear i of the

planetary gear i

1,2,3,4.

Параметp К в формулах передаточных отношений следует брать положительным, так как знак минус учтен при преобразовании. The parameter K in the formulas of the gear ratios should be taken positive, since the minus sign is taken into account during the conversion.

Из таблицы видно, что из двадцати одного варианта попарного включения элементов управления можно использовать четырнадцать, что соответствует получению двенадцати передач, в том числе шести передач заднего хода, и двум режимам торможения выходного вала при вращении входного вала. Выходной вал 3 тормозится при включении тормозов 21 и 23, а также тормоза 20 и сцепной муфты 26. Остальные варианты попарного включения элементов управления (22 и 23, 22 и 24, 22 и 25, 20 и 21, 23 и 24, 23 и 25, 24 и 25) приводят к торможению входного вала 2. The table shows that out of twenty-one options for pairwise switching on the controls, fourteen can be used, which corresponds to twelve gears, including six reverse gears, and two output shaft braking modes when the input shaft rotates. The output shaft 3 is braked when the brakes 21 and 23 are turned on, as well as the brakes 20 and the clutch 26. Other options for pairing the control elements (22 and 23, 22 and 24, 22 and 25, 20 and 21, 23 and 24, 23 and 25 24 and 25) brake the input shaft 2.

Благодаря большому числу передач в предлагаемой коробке передач улучшается использование мощности двигателя и повышается производительность транспортного средства. Кроме того, наличие тормозных режимов позволяет тормозить транспортное средство за счет элементов управления коробки передач, разгрузив остановочные тормоза. Due to the large number of gears in the proposed gearbox, the use of engine power is improved and the vehicle's productivity is increased. In addition, the presence of brake modes allows you to brake the vehicle due to the transmission control elements, unloading the stop brakes.

Таким образом, экономичность предлагаемой планетарной коробки передач по сравнению с известной обусловлена следующими факторами: лучшее использование мощности двигателя и повышение за счет этого производительности транспортного средства, разгрузка остановочных тормозов транспортного средства. Thus, the economy of the proposed planetary gearbox in comparison with the known one is due to the following factors: better use of engine power and an increase in vehicle productivity due to this, unloading of the vehicle's stop brakes.

Claims

PLANETARY GEARBOX, comprising a housing, input and output shafts, controlled three brakes and two clutch couplings and two planetary gear sets each having a sun gear, a carrier with satellites and an epicyclic which is connected to the second row carrier in the first row, the last connected to the first brake, the input shaft is connected to the sun gear of the first row and through one of the couplers - to the sun gear of the second row, which is connected to the second brake, the output shaft is connected to the epicyclic of the second row and through the other coupling to the carrier first row, which is connected with the third brake, characterized in that it is equipped with fourth and fifth controlled brakes and two additional rows similar to the main ones, the sun gear of the first additional row is connected to the fourth controlled brake, the carrier with satellites is connected to the sun gear of the second planetary gear set and with the epicycle of the second additional row, the epicycle is connected to the carrier of the second additional row, which is connected with the fifth additional brake, the sun gear of the second additional row A row connected to the input shaft.