RU2280792C2

RU2280792C2 - Gear box

Info

Publication number: RU2280792C2
Application number: RU2004116297/11A
Authority: RU
Inventors: Александр Иванович Никонов (RU); Александр Иванович Никонов; Виктор Алексеевич Печенкин (RU); Виктор Алексеевич Печенкин; Сергей Викторович Гаев (RU); Сергей Викторович Гаев; Юрий Леонидович Евтодеев (RU); Юрий Леонидович Евтодеев; Юрий Анатольевич Захаров (RU); Юрий Анатольевич Захаров; Александр Васильевич Нефедов (RU); Александр Васильевич Нефедов
Original assignee: Открытое акционерное общество "Специальное конструкторское бюро машиностроения"
Priority date: 2004-05-28
Filing date: 2004-05-28
Publication date: 2006-07-27
Also published as: RU2004116297A

Abstract

FIELD: mechanical engineering.

SUBSTANCE: gear box comprises input and output shafts, three planet gears, two clutches, and three brakes. Input shaft (2) is provided with solar pinion (3) of the second planet mechanism. Epicycle (5) of the planet mechanism is connected to carrier (6) of the first planet mechanism and brake (18). Epicycle (8) of the first planet mechanism is connected with carrier (9) of the third planet mechanism and output shaft (11). Epicycle (12) of the third planet mechanism is connected with carrier (13) of the second planet mechanism through clutch (15) and with solar pinion (16) of the first planet mechanism through clutch (14). Solar pinion (16) of the first planet mechanism is connected to brake (17). Solar pinion (20) of the third planet mechanism is connected with brake (19).

EFFECT: reduced sizes and weight.

1 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к транспортному машиностроению, в частности к трансмиссиям транспортных средств, и может быть использовано в различных колесных и гусеничных машинах.The invention relates to transport engineering, in particular to transmissions of vehicles, and can be used in various wheeled and tracked vehicles.

Известны агрегаты трансмиссии со ступенчатым изменением передаточных чисел, содержащие валы, опоры, планетарные механизмы и фрикционные элементы управления (Автоматические коробки передач. С.А.Харитонов. - М.: ООО "Издательство Астрель": ООО "Издательство ACT", 2003. - 479, [1] с.: ил.).Known transmission units with step change of gear ratios, containing shafts, bearings, planetary gears and friction controls (Automatic transmissions. S.A. Kharitonov. - M.: Publishing House Astrel: LLC Publishing House ACT, 2003. - 479, [1] p .: ill.).

Эти трансмиссионные агрегаты конструктивно сложны и имеют большие габаритные размеры и массу.These transmission units are structurally complex and have large overall dimensions and mass.

Наиболее близкой к предлагаемой кинематической схеме коробки передач (КП), выбранной в качестве прототипа, является синтезированная МГТУ им. Баумана кинематическая схема шестискоростной КП (см. Автоматические коробки передач. С.А.Харитонов. - М.: ООО "Издательство Астрель": ООО "Издательство ACT", 2003, с.167-168).Closest to the proposed kinematic scheme of the gearbox (KP), selected as a prototype, is a synthesized MSTU. Bauman kinematic diagram of a six-speed gearbox (see. Automatic transmissions. S.A. Kharitonov. - M.: Publishing House Astrel: LLC ACT Publishing House, 2003, p.167-168).

КП состоит из корпуса с размещенными в нем валами, тремя планетарными механизмами, двумя сцепными муфтами и тремя тормозами.The gearbox consists of a housing with shafts located in it, three planetary gears, two couplers and three brakes.

Такая КП имеет большие габаритные размеры и массу и позволяет реализовать только одну передачу заднего хода. Большие габаритные размеры и масса связаны с тем, что для получения приемлемого значения передаточного отношения передачи заднего хода и диапазона используются планетарные механизмы с большим значением параметра К, равным отношению числа зубьев эпицикла к числу зубьев солнечной шестерни, что приводит к использованию эпициклов с большим числом зубьев и, следовательно, больших диаметров. Кроме того, для некоторых дорожно-строительных и гусеничных машин, исходя из условий работы, необходима КП с дополнительными передачами заднего хода или КП с полным реверсом. Применение данной КП на таких машинах потребует установки дополнительного механизма реверсирования, что, в свою очередь, приведет к усложнению конструкции, а также к увеличению ее габаритных размеров и массы.Such a gearbox has large overall dimensions and weight and allows you to implement only one reverse gear. The large overall dimensions and mass are due to the fact that planetary gears with a large value of the parameter K equal to the ratio of the number of teeth of the epicycle to the number of teeth of the sun gear are used to obtain an acceptable gear ratio of reverse gear and range, which leads to the use of epicycles with a large number of teeth and therefore large diameters. In addition, for some road-building and tracked vehicles, based on operating conditions, a manual gearbox with additional reverse gears or manual gearbox with full reverse is required. The use of this gearbox on such machines will require the installation of an additional reversal mechanism, which, in turn, will lead to a complication of the design, as well as an increase in its overall dimensions and mass.

Целью изобретения является снижение габаритных размеров и массы КП за счет использования планетарных механизмов с меньшим значением параметра К, а также расширение эксплуатационных возможностей и улучшение маневренности машины вследствие увеличения числа передач заднего хода.The aim of the invention is to reduce the overall dimensions and mass of the gearbox through the use of planetary gears with a lower value of the parameter K, as well as expanding operational capabilities and improving the maneuverability of the machine due to an increase in the number of reverse gears.

Поставленная цель достигается тем, что в известной кинематической схеме, содержащей входной и выходной валы, три планетарных механизма, три тормоза и две сцепные муфты, эпицикл второго планетарного механизма связан с водилом первого планетарного механизма и посредством сцепной муфты с входным валом. Вторая сцепная муфта соединяет входной вал с солнечной шестерней первого планетарного механизма. В прелагаемой кинематической схеме одна из сцепных муфт соединяет входной вал с водилом второго планетарного механизма, а вторая - это же водило с солнечной шестерней первого планетарного механизма. Это позволяет, при сохранении диапазона, использовать планетарные механизмы с меньшим значением параметра К, что, в конечном счете, приведет к уменьшению габаритных размеров и массы КП, а также получить дополнительную передачу заднего хода и, как следствие, расширение эксплуатационных возможностей и улучшение маневренности машины, без увеличения числа планетарных механизмов и элементов управления.This goal is achieved by the fact that in the well-known kinematic scheme containing input and output shafts, three planetary gears, three brakes and two coupling couplings, the epicyclic of the second planetary gear is connected to the carrier of the first planetary gear and via a coupling to the input shaft. A second clutch couples the input shaft to the sun gear of the first planetary gear. In the proposed kinematic scheme, one of the couplers couples the input shaft to the carrier of the second planetary gear, and the second - the same carrier to the sun gear of the first planetary gear. This allows, while maintaining the range, the use of planetary gears with a lower value of the parameter K, which, ultimately, will lead to a decrease in the overall dimensions and mass of the gearbox, as well as to obtain additional reverse gear and, as a result, expansion of operational capabilities and improved maneuverability of the machine , without increasing the number of planetary mechanisms and controls.

На чертеже изображена кинематическая схема КП.The drawing shows a kinematic diagram of KP.

В таблице указаны состояния элементов управления на различных передачах.The table shows the status of the controls in various gears.

В опорах корпуса 1 расположен входной вал 2, с которым жестко связана солнечная шестерня 3 второго планетарного механизма 4. Эпицикл 5 планетарного механизма 4 связан с водилом 6 первого планетарного механизма 7, эпицикл 8 которого соединен с водилом 9 третьего планетарного механизма 10 и выходным валом 11. При этом эпицикл 12 третьего механизма 10 связан с водилом 13 второго планетарного механизма. Сцепная муфта 14 соединяет входной вал 2 с водилом 13. Сцепная муфта 15 соединяет водило 13 второго планетарного механизма 4 с солнечной шестерней 16 первого планетарного механизма 7. Тормоз 17 останавливает солнечную шестерню 16, тормоз 18 - водило 6 планетарного механизма 7, тормоз 19 - солнечную шестерню 20 третьего планетарного механизма 10.In the bearings of the housing 1 is located the input shaft 2, with which the sun gear 3 of the second planetary gear is rigidly connected 4. The epicyclic 5 of the planetary gear 4 is connected to the carrier 6 of the first planetary gear 7, the epicycle 8 of which is connected to the carrier 9 of the third planetary gear 10 and the output shaft 11 In this case, the epicycle 12 of the third mechanism 10 is connected with the carrier 13 of the second planetary mechanism. A clutch coupling 14 connects the input shaft 2 to the carrier 13. A clutch coupling 15 connects the carrier 13 of the second planetary gear 4 to the sun gear 16 of the first planetary gear 7. The brake 17 stops the sun gear 16, the brake 18 drives 6 the planetary gear 7, the brake 19 to the sun gear 20 of the third planetary gear 10.

Работа КП происходит следующим образом.The work of the CP is as follows.

Для получения первой передачи должны быть включены тормоза 18 и 19 (см. таблицу). Крутящий момент от входного вала 2 (см. чертеж) и солнечной шестерни 3 через сателлиты планетарного механизма 4 передается на водило 13 и эпицикл 12. Далее крутящий момент через сателлиты планетарного механизма 10 передается на водило 9 и выходной вал 11.For first gear brakes 18 and 19 must be engaged (see table). The torque from the input shaft 2 (see drawing) and the sun gear 3 through the satellites of the planetary gear 4 is transmitted to the carrier 13 and the epicyclic 12. Next, the torque through the satellites of the planetary gear 10 is transmitted to the carrier 9 and the output shaft 11.

Вторая передача включается тормозами 17 и 19. Планетарный механизм 4 работает в суммирующем режиме. На эпицикле 5 суммируются крутящие моменты: первый - от входного вала 2 и солнечной шестерни 3, второй - от эпицикла 12 планетарного ряда 10 и водила 13. От эпицикла 5 и водила 6 крутящий момент через сателлиты планетарного механизма 7 передается на эпицикл 8, водило 9 планетарного механизма 10 и выходной вал 11.The second gear is engaged by brakes 17 and 19. The planetary gear 4 operates in a summing mode. On epicycle 5, the torques are summarized: the first - from the input shaft 2 and the sun gear 3, the second - from the epicycle 12 of the planetary gear 10 and carrier 13. From the epicycle 5 and carrier 6, the torque is transmitted through the satellites of the planetary gear 7 to the epicycle 8, carrier 9 planetary gear 10 and output shaft 11.

Для получения третьей передачи должны быть включены сцепная муфта 15 и тормоз 19. Планетарные механизмы 4 и 7 работают в суммирующем режиме. На эпицикле 5 планетарного механизма 4 суммируются крутящие моменты: первый - от входного вала 2 и солнечной шестерни 3, второй - от эпицикла 12 планетарного механизма 10 и водила 13. На эпицикле 8 планетарного ряда 7 также суммируются крутящие моменты: первый - от эпицикла 5 и водила 6, второй - от солнечной шестерни 16, подводимого от водила 13 планетарного механизма 4 через муфту 15. От эпицикла 8 суммарный крутящий момент передается, как и на предыдущей передаче.To obtain third gear, the clutch 15 and the brake 19 must be engaged. The planetary gears 4 and 7 operate in a summing mode. The epicycles 5 of the planetary gear 4 summarize the torques: the first from the input shaft 2 and the sun gear 3, the second from the epicycles 12 of the planetary gear 10 and carrier 13. The epicycles 8 of the planetary gear 7 also summarize the torques: the first from the epicycles 5 and drove 6, the second from the sun gear 16, supplied from the drove 13 of the planetary mechanism 4 through the clutch 15. From the epicycle 8, the total torque is transmitted, as in the previous gear.

Четвертая передача включается сцепной муфтой 14 и тормозом 19. Крутящий момент от входного вала 2 и солнечной шестерни 3 через заблокированный сцепной муфтой 14 планетарный механизм 4 передается на эпицикл 12. Далее крутящий момент через сателлиты планетарного механизма 10 передается на водило 9 и выходной вал 11.The fourth gear is engaged by the clutch 14 and the brake 19. The torque from the input shaft 2 and the sun gear 3 through the planetary gear 4 blocked by the clutch 14 is transmitted to the epicyclic 12. Next, the torque is transmitted via the planetary gear 10 to the carrier 9 and the output shaft 11.

Для получения пятой (прямой) передачи должны быть включены сцепные муфты 14 и 15. Крутящий момент от входного вала 2 через заблокированные планетарные механизмы передается на выходной вал 11.To obtain the fifth (direct) transmission, the coupling couplings 14 and 15 must be engaged. The torque from the input shaft 2 is transmitted to the output shaft 11 through blocked planetary mechanisms.

Шестая передача включается сцепной муфтой 14 и тормозом 17. Крутящий момент от входного вала 2 и солнечной шестерни 3 через, заблокированный муфтой 14, планетарный механизм 4 передается на водило 6. Далее крутящий момент через сателлиты планетарного механизма 7 передается на эпицикл 8, водило 9 планетарного механизма 10 и выходной вал 11.The sixth gear is engaged by the coupling clutch 14 and the brake 17. The torque from the input shaft 2 and the sun gear 3 is transmitted through the planetary gear 4 blocked by the coupling 14 to the carrier 6. Next, the torque is transmitted through the planetary gear 7 gears to the epicycle 8, carrier 9 of the planetary mechanism 10 and the output shaft 11.

Первая передача заднего хода включается сцепной муфтой 15 и тормозом 18. Крутящий момент от входного вала 2 и солнечной шестерни 3 через сателлиты планетарного механизма 4 передается на водило 13. Далее, через муфту 15, крутящий момент передается на солнечную шестерню 16 и, через сателлиты планетарного механизма 7, на эпицикл 8, водило 9 планетарного механизма 10 и выходной вал 11.The first reverse gear is engaged by the coupling clutch 15 and the brake 18. The torque from the input shaft 2 and the sun gear 3 is transmitted through the planetary gear 4 gears to the carrier 13. Then, through the clutch 15, the torque is transmitted to the sun gear 16 and through the planetary gears mechanism 7, on epicycle 8, drove 9 planetary gear 10 and the output shaft 11.

Для получения второй передачи заднего хода должны быть включены сцепная муфта 15 и тормоз 17. Крутящий момент от входного вала 2 и солнечной шестерни 3 через сателлиты планетарного механизма 4 передается на эпицикл 5 и водило 6. Затем, через сателлиты планетарного механизма 7, крутящий момент передается на эпицикл 8 и далее, как на предыдущей передаче.To obtain the second reverse gear, the clutch 15 and brake 17 must be engaged. The torque from the input shaft 2 and the sun gear 3 is transmitted through the satellites of the planetary gear 4 to the epicyclic 5 and carrier 6. Then, through the satellites of the planetary gear 7, the torque is transmitted on epicycle 8 onwards, as in the previous gear.

Экономический эффект выражается в уменьшении габаритных размеров и массы КП за счет использования планетарных механизмов с меньшим значением параметра К, а также в расширении эксплуатационных возможностей и улучшении маневренности транспортного средства вследствие увеличения числа передач заднего хода.The economic effect is expressed in reducing the overall dimensions and mass of the gearbox due to the use of planetary mechanisms with a lower value of the parameter K, as well as in expanding the operational capabilities and improving the maneuverability of the vehicle due to an increase in the number of reverse gears.

Claims

A gearbox comprising a housing with shafts, three planetary gears and five friction control elements, the sun gear of the second planetary gear is rigidly fixed to the input shaft, and the epicyclic of this planetary gear is connected to the carrier of the first planetary gear and the first brake, while the epicycle the first planetary gear connected to the carrier of the third planetary gear and the output shaft, and the epicycle of the third planetary gear connected to the carrier of the second planetary The mechanisms, with the sun gears of the first and third planetary mechanisms are connected with the second and third brake respectively, characterized in that the carrier of the second planetary gear through a clutch connected to the input shaft, and via the other clutch - to the sun gear of the first planetary mechanism.