RU2064872C1

RU2064872C1 - Gearbox

Info

Publication number: RU2064872C1
Application number: RU93057540A
Authority: RU
Inventors: В.М. Антонов; М.Н. Гусев; В.Н. Дмитриев; В.С. Романовский; Ю.И. Ширшов
Original assignee: Всероссийский научно-исследовательский институт транспортного машиностроения
Priority date: 1993-12-20
Filing date: 1993-12-20
Publication date: 1996-08-10

Abstract

FIELD: mechanical engineering; vehicle transmissions. SUBSTANCE: planetary gearbox has three differential mechanisms and five friction control members. The third differential mechanism, has idler plant pinions. Epicyclic gear of the second differential mechanism is coupled with epicyclic gear of the third mechanism, and the second and third differential mechanisms have common carrier. EFFECT: enhanced reliability of operation. 1 dwg

Description

Изобретение относится к транспортному машиностроению, а именно к коробкам передач, применяемым преимущественно в трансмиссиях самоходных наземных транспортных средств. The invention relates to transport engineering, namely to gearboxes used mainly in transmissions of self-propelled ground vehicles.

Известны коробки передач транспортных средств, содержащие по три трехзвенных дифференциальных механизма планетарного типа и пять фрикционных элементов управления. В них попарным включением элементов управления получают четыре передачи переднего хода и две заднего. Например коробка передач, применяемая в трансмиссии танка США М-1 (Удк 629.11:621.438 "Транспортные машины с газотурбинным двигателем" под ред. Н.С.Попов. Машиностроение. Лен. отделение 1987), содержит три управляемые фрикционные муфты. Водило первого дифференциального механизма связано с водилом второго дифференциального механизма и с эпициклической шестерней третьего, эпициклическая шестерня связана с первым тормозом, а солнечная шестерня с эпициклической шестерней второго дифференциального механизма и через первую фрикционную муфту с входным валом. Водило третьего механизма связано со вторым тормозом. Солнечная шестерня второго дифференциального механизма связана с солнечной шестерней третьего механизма, с третьим тормозом и через вторую фрикционную муфту с входным валом. Known gearboxes of vehicles containing three three-link differential planetary gear type and five friction controls. In them, a pair of control elements receive four forward gears and two reverse gears. For example, the gearbox used in the transmission of the US M-1 tank (Udk 629.11: 621.438 "Transport vehicles with a gas turbine engine" under the editorship of N. S. Popov. Mechanical engineering. Len. Department 1987), contains three controlled friction clutches. The carrier of the first differential mechanism is connected with the carrier of the second differential mechanism and with the epicyclic gear of the third, the epicyclic gear is connected with the first brake, and the sun gear with the epicyclic gear of the second differential mechanism and through the first friction clutch with the input shaft. The carrier of the third mechanism is connected with the second brake. The sun gear of the second differential mechanism is connected to the sun gear of the third mechanism, with the third brake and through the second friction clutch with the input shaft.

При попарном включении элементов управления получается четыре передачи переднего хода и одна заднего. When the controls are paired up, four forward gears and one reverse gear are obtained.

Коробка передач обеспечивает требуемые функциональные характеристики, однако имеет конструктивные недостатки. Эпициклическая шестерня второго дифференциального механизма находится внутри водила второго и первого дифференциальных механизмов, что приводит к усложнению конструкции (разъемное водило) и увеличению осевого габарита КП. The gearbox provides the required functional characteristics, but has design flaws. The epicyclic gear of the second differential mechanism is located inside the carrier of the second and first differential mechanisms, which leads to a complication of the structure (split carrier) and an increase in the axial dimension of the gearbox.

Наиболее близка к предлагаемой, принятая за прототип схема планетарной коробки передач, запатентованной в США (N 3067632, 1962, США, приоритет Германии). Эта кинематическая схема применяется в современной автобусной коробке передач фирмы "Zahnradfabrik" (ФРГ). Она имеет три управляемых тормоза и две управляемые фрикционные муфты. Водило первого дифференциального механизма связано с выходным валом, эпициклическая шестерня связана с первым тормозом, с водилом второго дифференциального механизма и эпициклической шестерней третьего, а солнечная шестерня с солнечной шестерней второго дифференциального механизма и через первую фрикционную муфту с входным валом. Эпициклическая шестерня второго дифференциального механизма связана со вторым тормозом и водилом третьего дифференциального механизма, солнечная шестерня которого связана с третьим тормозом и через вторую фрикционную муфту с входным валом. При попарном включении элементов управления получается четыре передачи вперед и две назад. На первой передаче включаются первая фрикционная муфта и первый тормоз. На второй передаче первая фрикционная муфта и второй тормоз. На третьей передаче первая фрикционная муфта и третий тормоз. На четвертой передаче обе фрикционные муфты. На первой передаче заднего хода включается вторая фрикционная муфта и первый тормоз. На второй передаче заднего хода вторая фрикционная муфта и второй тормоз. Closest to the proposed, adopted for the prototype scheme of a planetary gearbox, patented in the United States (N 3067632, 1962, USA, the priority of Germany). This kinematic scheme is used in a modern bus gearbox company "Zahnradfabrik" (Germany). It has three steered brakes and two steered friction clutches. The carrier of the first differential mechanism is connected with the output shaft, the epicyclic gear is connected with the first brake, with the carrier of the second differential mechanism and the epicyclic gear of the third, and the sun gear with the sun gear of the second differential mechanism and through the first friction clutch with the input shaft. The epicyclic gear of the second differential mechanism is connected to the second brake and the carrier of the third differential mechanism, the sun gear of which is connected to the third brake and through the second friction clutch with the input shaft. When turning on the controls in pairs, four gears are transmitted forward and two backward. In first gear, the first friction clutch and the first brake are engaged. In second gear, the first friction clutch and the second brake. In third gear, the first friction clutch and the third brake. In fourth gear, both friction clutches. In the first reverse gear, the second friction clutch and the first brake are engaged. In second reverse gear, a second friction clutch and a second brake.

Кинематика коробки передач обеспечивает требуемые функциональные характеристики. The kinematics of the gearbox provide the required functional characteristics.

Конструктивным недостатком этой схемы является наличие трех водил, которые требуют своих опор, что приводит к увеличению габарита КП. Связь между эпициклическими шестернями первого и третьего дифференциальных механизмов и водилом второго предполагает сложную конструкцию соединений. A structural drawback of this scheme is the presence of three carriers that require their supports, which leads to an increase in the size of the gearbox. The connection between the epicyclic gears of the first and third differential mechanisms and the carrier of the second suggests a complex construction of the joints.

Целью изобретения является упрощение конструкции и уменьшение осевого габарита. The aim of the invention is to simplify the design and reduce the axial dimension.

Поставленная цель достигается тем, что коробка передач содержит входной и выходной валы, три управляемых тормоза и две управляемые фрикционные муфты, три дифференциальных механизма планетарного типа, каждый из которых имеет водило, блок сателлитов, солнечную и эпициклическую шестерни, причем водило первого дифференциального механизма соединено с выходным валом, его солнечная шестерня с солнечной шестерней второго дифференциального механизма и через первую фрикционную муфту с входным валом, эпициклическая шестерня с водилом второго дифференциального механизма и первая тормозом, эпициклическая шестерня второго дифференциального механизма связана со вторым тормозом, а солнечная шестерня третьего дифференциального механизма связана с третьим тормозом и через вторую фрикционную муфту с входным валом. This goal is achieved in that the gearbox contains input and output shafts, three controllable brakes and two controllable friction clutches, three planetary differential gears, each of which has a carrier, a satellite block, a sun gear and an epicyclic gear, and the carrier of the first differential gear is connected to the output shaft, its sun gear with the sun gear of the second differential mechanism and through the first friction clutch with the input shaft, the epicyclic gear with the carrier of the second of the differential mechanism and the first brake, the epicyclic gear of the second differential mechanism is connected to the second brake, and the sun gear of the third differential mechanism is connected to the third brake and through the second friction clutch with the input shaft.

Кроме того третий дифференциальный механизм имеет промежуточные сателлиты, эпициклическая шестерня второго дифференциального механизма связана с эпициклической шестерней третьего дифференциального механизма, причем второй и третий дифференциальные механизмы имеют общее водило. На чертеже схематично изображена предложенная коробка передач. In addition, the third differential mechanism has intermediate satellites, the epicyclic gear of the second differential mechanism is connected with the epicyclic gear of the third differential mechanism, and the second and third differential mechanisms have a common carrier. The drawing schematically shows the proposed gearbox.

Коробка передач транспортного средства содержит входной 1 и выходной 2 валы, установленные в картере 3, и три дифференциальных механизма планетарного типа. Водило 4 первого дифференциального механизма связано с выходным валом 2, солнечная шестерня 5 с солнечной шестерней 6 второго дифференциального механизма и через фрикционную муфту 7 с выходным валом 1. Эпициклическая шестерня 8 первого дифференциального механизма связана с тормозом 9, водилом 10 второго дифференциального механизма и водилом 11 третьего дифференциального механизма. Эпициклическая шестерня 12 второго дифференциального механизма связано с тормозом 13 и эпициклической шестерней 14 третьего дифференциального механизма. Солнечная шестерня 15 третьего дифференциального механизма связана тормозом 16 и через муфту 17 с выходным валом. Первый дифференциальный механизм имеет блок сателлитов 18. Второй дифференциальный механизм имеет блок сателлитов 19. Третий дифференциальный механизм имеет блок сателлитов 20. The vehicle gearbox contains input 1 and output 2 shafts installed in the crankcase 3, and three planetary-type differential mechanisms. Drove 4 of the first differential gear connected to the output shaft 2, the sun gear 5 with the sun gear 6 of the second differential gear and through the friction clutch 7 to the output shaft 1. The epicyclic gear 8 of the first differential gear is connected to the brake 9, the carrier 10 of the second differential gear and the carrier 11 third differential mechanism. The epicyclic gear 12 of the second differential mechanism is connected to the brake 13 and the epicyclic gear 14 of the third differential mechanism. The sun gear 15 of the third differential mechanism is connected by a brake 16 and through a clutch 17 with the output shaft. The first differential mechanism has a satellite block 18. The second differential mechanism has a satellite block 19. The third differential mechanism has a satellite block 20.

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

Для получения первой передачи включают муфту 7 и тормоз 9. Поток мощности от входного вала 1 через муфту 7 передается на солнечную шестерню 5 и далее через блок сателлитов 18 и водило 4 на выходное звено 2. To obtain the first gear, the clutch 7 and the brake 9 are turned on. The power flow from the input shaft 1 is transmitted through the clutch 7 to the sun gear 5 and then through the satellite block 18 and carrier 4 to the output link 2.

На второй передаче включают муфту 7 и тормоз 13. Поток мощности с входного вала через муфту 7 передается на солнечные шестерни 5 и 6, где разделяется на две части. Первая часть потока мощности передается на солнечную шестерню 6 и далее через блок сателлитов 19, водило 10, эпициклическую шестерню 8 на блок сателлитов 18. Вторая часть передается на солнечную шестерню 5 и далее на блок сателлитов 18. На блоке сателлитов 18 оба потока мощности сливаются в один, который через водило 4 передается на выходной вал 2. In the second gear, the clutch 7 and the brake 13 are turned on. The power flow from the input shaft through the clutch 7 is transmitted to the sun gears 5 and 6, where it is divided into two parts. The first part of the power flow is transmitted to the sun gear 6 and then through the satellite block 19, carrier 10, the epicyclic gear 8 to the satellite block 18. The second part is transmitted to the sun gear 5 and further to the satellite block 18. On the satellite block 18, both power flows merge into one, which through carrier 4 is transmitted to the output shaft 2.

На третьей передаче включается муфта 7 и тормоз 16. Мощность с входного вала 1 через муфту 7 передается на солнечные шестерни 5 и 6, где разделяется на две части. Первая часть передается на солнечную шестерню 6, на блок сателлитов 19 и далее через эпициклическую шестерню 8 на блок сателлитов 18. В замкнутом контуре, образованном водилами 10, 11, блоками сателлитов 19 и 20, эпициклическими шестернями 12 и 14 имеет место циркуляция мощности. Вторая часть потока мощности передается на солнечную шестерню 5 и далее через блок сателлитов 18, водило 4 на выходной вал 2. In third gear, clutch 7 and brake 16 are engaged. Power from the input shaft 1 is transmitted through the clutch 7 to the sun gears 5 and 6, where it is divided into two parts. The first part is transmitted to the sun gear 6, to the satellite block 19 and then through the epicyclic gear 8 to the satellite block 18. In a closed loop formed by carriers 10, 11, satellite blocks 19 and 20, epicyclic gears 12 and 14, power circulation takes place. The second part of the power flow is transmitted to the sun gear 5 and then through the satellite block 18, drove 4 to the output shaft 2.

На четвертой передаче включают муфты 7 и 17. Поток мощности с входного вала 1 передается через сблокированные дифференциальные механизмы на выходной вал 2. In fourth gear, clutches 7 and 17 are turned on. The power flow from input shaft 1 is transmitted via interlocked differential mechanisms to output shaft 2.

На первой передаче заднего хода включается муфта 17 и тормоз 9. Поток мощности с входного вала 1 через муфту 17 передается на солнечную шестерню 15, далее через блок сателлитов 20, эпициклические шестерни 14 и 12, блок сателлитов 19, солнечные шестерни 6 и 5, блок сателлитов 18, водило 4 на выходной вал 2. In the first reverse gear, the clutch 17 and the brake 9 are turned on. The power flow from the input shaft 1 is transmitted through the clutch 17 to the sun gear 15, then through the satellite block 20, the epicyclic gears 14 and 12, the satellite block 19, the sun gears 6 and 5, the block satellites 18, drove 4 to the output shaft 2.

На второй передаче заднего хода включаются муфта 17 и тормоз 13. Поток мощности с входного вала 1 через муфту 17 передается на солнечную шестерню 15 и далее через блок сателлитов 20, на водило 10, где разделяется на две части. Первая часть передается через эпициклическую шестерню 8 на блок сателлитов 18, а вторая через блок сателлитов 19, солнечные шестерни 6 и 5 на блок сателлитов 18. На блоке сателлитов 18 оба потока сливаются и передаются через водило 4 на выходной вал 2. In the second reverse gear, the clutch 17 and the brake 13 are turned on. The power flow from the input shaft 1 is transmitted through the clutch 17 to the sun gear 15 and then through the satellite block 20 to the carrier 10, where it is divided into two parts. The first part is transmitted through the epicyclic gear 8 to the satellite block 18, and the second through the satellite block 19, the sun gears 6 and 5 to the satellite block 18. On the satellite block 18, both streams merge and are transmitted through the carrier 4 to the output shaft 2.

Конструктивной особенностью данной схемы является наличие всего двух водил на три дифференциальных механизма (в прототипе три водила), но в отличие от коробки передач танка США М1 (где тоже два водила), общее водило двух дифференциальных механизмов является неразъемным. Это упрощает конструкцию и позволяет сократить ее осевой габарит. The design feature of this scheme is the presence of only two carriers for three differential mechanisms (three carriers in the prototype), but unlike the gearbox of the US M1 tank (where there are also two carriers), the common carrier of two differential mechanisms is integral. This simplifies the design and reduces its axial dimension.

Claims

A gearbox containing input and output shafts, three controlled brakes and two controlled friction clutches, three planetary differential gears, each of which has a carrier, a satellite block, a sun gear and an epicyclic gear, and the carrier of the first differential gear is connected to the output shaft, its solar gear with a sun gear of the second differential mechanism and through the first friction clutch with an input shaft, an epicyclic gear with a carrier of the second differential mechanism and the first brake, the epicyclic gear of the second differential mechanism is connected to the second brake, and the sun gear of the third differential mechanism is connected to the third brake and through the second friction clutch with the input shaft, characterized in that the third differential mechanism is equipped with intermediate satellites, the epicyclic gear of the second differential mechanism is connected to the epicyclic gear of the third differential mechanism, and the second and third differential mechanisms have a common carrier.