RU2481512C1

RU2481512C1 - Automotive gearbox

Info

Publication number: RU2481512C1
Application number: RU2012104879/11A
Authority: RU
Inventors: Владимир Иванович Рассоха; Владимир Тимофеевич Исайчев
Priority date: 2012-02-10
Filing date: 2012-02-10
Publication date: 2013-05-10

Abstract

FIELD: transport.

SUBSTANCE: gearbox comprises planetary step-down helical gearbox and automatic system of shifting from 1^st to 2^nd gear. Said planetary reduction gear consists of drive shaft 1 supporting crown gear 2 with drive disc secured thereat, sun gear 3 running on driven shaft 4 with carrier 5 rigidly secured thereat with axles 6 and pinions 7 engaged with crown and sun gears. Automatic gear shifting system consists of friction coupling with its drive discs 8 coupled via splines with crown gear and driven discs coupled via case 10 and disc with pinion axles and carrier and with driven shaft of centrifugal weights 11 with springs 12, and automatic sun gear control system. Said automatic sun gear control system comprises braking element consisting of shoe drum brake mechanism. Coupling case and axles of pinions are rigidly interconnected. Crown gear on engine side has outer flange 26 for left drive disc to thrusts there against. Slave arms of centrifugal weights with sleeves at their ends are pressed via working springs to crown gear for compression of coupling discs.

EFFECT: higher reliability.

1 dwg

Description

Предлагаемая коробка передач относится к транспортным средствам и может быть применена для освобождения водителя от необходимости переключения передач с целью снижения напряженности труда, утомляемости и аварийности, повышения безопасности движения и надежности фрикционного сцепления.The proposed gearbox relates to vehicles and can be used to relieve the driver of the need to shift gears in order to reduce labor stress, fatigue and accident rate, increase traffic safety and reliability of friction clutch.

Известна двухступенчатая коробка передач, содержащая гидротрансформатор, механическую планетарную коробку передач с многодисковым фрикционом, двумя ленточными тормозными механизмами и электрогидравлической системой управления, включающей гидронасос, скоростной и силовой регуляторы, гидроцилиндры и пр. (Вахламов В.К. Автомобили. Конструкция и элементы расчета. - М.: Академия. - 2006. - С.111-113, рис.3.25).A two-stage gearbox is known that contains a torque converter, a mechanical planetary gearbox with a multi-plate clutch, two belt brakes and an electro-hydraulic control system including a hydraulic pump, high-speed and power regulators, hydraulic cylinders, etc. (Vakhlamov V.K. Automobiles. Design and calculation elements. - M.: Academy. - 2006. - P.111-113, Fig. 3.25).

Основными недостатками данной коробки передач является сложность и высокая стоимость конструкции, потери мощности двигателя на работу системы управления (привод гидронасоса и пр.).The main disadvantages of this gearbox are the complexity and high cost of the design, the loss of engine power for the operation of the control system (hydraulic pump drive, etc.).

Наиболее близкой к предлагаемой является двухступенчатая коробка передач, содержащая планетарный косозубый цилиндрический редуктор с заблокированной (жестко связанной с картером коробки передач) солнечной шестерней, коронная шестерня которого установлена свободно на шлицах на ведущем валу коробки передач, а водило с сателлитами и их осями - на ведомом валу коробки передач, фрикционную многодисковую муфту, блокирующую в зависимости от соотношения осевой силы в зубчатом зацеплении редуктора и центробежной силы грузов, установленных на водиле, ведущий и ведомый валы (коронную шестерню и водило) для включения второй передачи (Гладов Г.И., Петренко A.M. Легковые автомобили отечественного и иностранного производства. - М.: Транспорт. - 2002. - С.93-94, рис.3.12).Closest to the proposed one is a two-stage gearbox containing a helical planetary helical gearbox with a sun gear locked (rigidly connected to the gear housing), the crown gear of which is mounted freely on the splines on the gearbox drive shaft, and the carrier with satellites and their axes is mounted on the driven gearbox shaft, friction multi-plate clutch, blocking depending on the ratio of axial force in gear gearing and centrifugal force of loads mounted on driver, drive and driven shafts (ring gear and carrier) for engaging the second gear (G. Gladov, AM Petrenko. Cars of domestic and foreign production. - M.: Transport. - 2002. - P.93-94, Fig. 3.12).

Недостатком данной конструкции является то, что при включении второй передачи солнечная шестерня редуктора остается заблокированной (т.е. жестко связанной с картером коробки передач), что приведет к остановке двигателя или поломке конструкции, т.е. нет механизма разблокирования солнечной шестерни, а если иметь ввиду, что она разблокируется, на схеме и в описании отсутствует механизм, осуществляющий эту операцию, а также наличие трения скольжения между внешним левым торцом коронной шестерни и корпусом дисков муфты, что многократно снижает надежность коробки передач при движении на первой передаче.The disadvantage of this design is that when the second gear is engaged, the sun gear of the gearbox remains locked (i.e., rigidly connected to the gear housing), which will lead to engine shutdown or structural failure, i.e. there is no mechanism for unlocking the sun gear, and if we keep in mind that it is unlocked, there is no mechanism for this operation on the diagram and description, as well as the presence of sliding friction between the outer left end face of the ring gear and the clutch disc housing, which reduces the reliability of the gearbox movement in first gear.

Техническим результатом предлагаемой коробки передач является обеспечение работоспособности и повышение надежности конструкции.The technical result of the proposed gearbox is to ensure operability and increase the reliability of the design.

Указанный технический результат достигается тем, что в двухступенчатой коробке передач, содержащей цилиндрический косозубый планетарный редуктор, коронная шестерня которого подвижно установлена на шлицах на ведущем валу, а солнечная шестерня - свободно и оси сателлитов - жестко на ведомом валу, фрикционную многодисковую муфту, ведущие диски которой через шлицы связаны с коронной шестерней, а ведомые - через корпус муфты - с осями сателлитов, и центробежные грузы на корпусе муфты, которые могут расходиться и через рабочие пружины сжимать диски, снабжена автоматической системой управления состоянием солнечной шестерни (блокирование, разблокирование), включающей тормозок, состоящий из колодочного барабанного тормозного механизма, тормозной барабан которого связан жестко с солнечной шестерней и тормозные колодки с возвратными пружинами подвижно через оси - с неподвижным диском, верхний разжимной кулак с валом и рычагом через тяги и двуплечие рычаги с пружиной связан с коронной шестерней, а нижний - через тягу с рычагом управления непосредственно от водителя, а корпус муфты и оси сателлитов жестко связаны, коронная шестерня со стороны двигателя выполнена с наружным буртиком, в который может упираться левый ведущий диск, а исполнительные плечи центробежных грузов с перпендикулярными к ним по их концам втулками с глухими квадратными отверстиями, в которых подвижно установлены рычаги квадратного сечения с радиальными осями с рабочими шариками на подшипниках через рабочие пружины прижимаются к коронной шестерне для сжатия дисков муфт.The specified technical result is achieved in that in a two-stage gearbox containing a helical helical planetary gear reducer, the crown gear of which is movably mounted on the splines on the drive shaft, and the sun gear is free and the axis of the satellites is rigidly on the driven shaft, the friction multi-plate clutch, the drive discs of which they are connected through the splines with the ring gear, and driven through the clutch housing, with the satellite axles, and centrifugal weights on the clutch housing, which can diverge and compress through working springs claims, is equipped with an automatic sun gear condition control system (blocking, unlocking), including brakes, consisting of a drum drum brake mechanism, the brake drum of which is connected rigidly to the sun gear and brake shoes with return springs movably through the axes - with a fixed disk, the upper expanding cam with a shaft and a lever through traction and two-arm levers with a spring connected to the ring gear, and the bottom through the rod with the control lever directly from the driver, and the clutch housing and the axis of the satellites are rigidly connected, the ring gear on the engine side is made with an external shoulder, which the left drive disc can abut, and the executive shoulders of centrifugal loads with bushings perpendicular to their ends with blind square holes in which the square section arms are movably mounted radial axes with working balls on bearings, through working springs, are pressed against the ring gear to compress the clutch disks.

На чертеже изображена схема предлагаемой коробки передач.The drawing shows a diagram of the proposed gearbox.

Предлагаемая коробка передач включает планетарный понижающий цилиндрический косозубый редуктор и автоматическую систему переключения с первой передачи на вторую. Планетарный редуктор состоит из ведущего вала 1, на котором подвижно на шлицах установлена коронная шестерня 2, выполненная со стороны двигателя с наружным буртиком, солнечной шестерни 3, свободно установленной на ведомом валу 4 с жестко закрепленным на нем водилом 5 с осями 6 и сателлитами 7, находящимися в зацеплении с коронной и солнечной шестернями.The proposed gearbox includes a planetary reduction helical helical gear reducer and an automatic shift system from first gear to second. The planetary gearbox consists of a drive shaft 1, on which the crown gear 2 is mounted movably on the splines, made on the engine side with an outer shoulder, a sun gear 3, freely mounted on the driven shaft 4 with a carrier 5 rigidly fixed on it with axles 6 and satellites 7, meshed with the crown and sun gears.

Автоматическая система переключения состоит из фрикционной муфты, ведущие диски 8 которой связаны через шлицы с коронной шестерней, а ведомые диски 9 через корпус 10 - с осями сателлитов и, следовательно, с ведомым валом, центробежных грузов 11 с пружинами 12, закрепленных на осях на корпусе муфты, и автоматической системы управления состоянием солнечной шестерни, включающей тормозок, состоящий из колодочного барабанного тормозного механизма, тормозной барабан 13 которого связан жестко с солнечной шестерней и тормозные колодки 14 с возвратными пружинами подвижно через оси 15 - с неподвижным диском 16, верхний разжимной кулак с валом и рычагом 17 через тяги 18 и 19 и двуплечие рычаги 20 и 21 с пружиной 22 связан с коронной шестерней, а нижний разжимной кулак 23 - через тягу 24 с рычагом управления 25 непосредственно от водителя. Корпус муфты и оси сателлитов жестко связаны, коронная шестерня со стороны двигателя выполнена с наружным буртиком 26, в который может упираться левый ведущий диск. Исполнительные плечи центробежных грузов с перпендикулярными к ним по их концам втулками с глухими квадратными отверстиями, в которых подвижно установлены рычаги квадратного сечения с радиальными осями 27 с рабочими шариками 28 на подшипниках через рабочие пружины 12 прижимаются к коронной шестерне для сжатия дисков муфт.The automatic switching system consists of a friction clutch, the drive discs 8 of which are connected through the slots with the ring gear, and the driven discs 9 through the housing 10 - with the axles of the satellites and, therefore, with the driven shaft, centrifugal loads 11 with springs 12 mounted on the axes on the housing the clutch, and an automatic control system for the state of the sun gear, including the brakes, consisting of a drum drum brake mechanism, the brake drum 13 of which is connected rigidly with the sun gear and the brake pads 14 with a return springs movably through the axis 15 - with a fixed disk 16, the upper expanding fist with the shaft and the lever 17 through the rods 18 and 19 and the two shoulders levers 20 and 21 with the spring 22 are connected to the ring gear, and the lower expanding fist 23 - through the rod 24 with the control lever 25 directly from the driver. The clutch housing and the axis of the satellites are rigidly connected, the ring gear on the engine side is made with an outer bead 26, which the left drive disc can abut. Executive shoulders of centrifugal loads with bushings perpendicular to them at their ends with blind square holes, in which levers of square section with radial axes 27 are movably mounted with working balls 28 on bearings through working springs 12 are pressed to the ring gear to compress the clutch disks.

Работает предлагаемая коробка передач следующим образом.The proposed gearbox operates as follows.

А) При использовании коробки передач на транспортном средстве с непостоянно замкнутым сцеплением или гидротрансформатором.A) When using a gearbox on a vehicle with an intermittently closed clutch or torque converter

Рукоятка рычага управления тормозком находится в верхнем положении «Тормозок включен». При работающем двигателе, включении сцепления и разгоне на первой передаче солнечная шестерня 3 редуктора за счет рабочей пружины 22 и осевой силы в зацеплении коронная шестерня 2 - сателлиты 7 заблокирована тормозком.The handle of the brake control lever is in the upper position “Brake is on”. When the engine is running, engaging the clutch and accelerating in first gear, the sun gear 3 of the gearbox due to the working spring 22 and the axial force in engagement, the ring gear 2 of the satellite 7 is locked by the brake.

При достижении заданной скорости движения в процессе разгона центробежные силы грузиков 11 становятся больше осевых сил в зацеплении коронная шестерня - сателлиты, в результате фрикционная муфта коробки передач через исполнительные плечи грузиков, пружины 12, оси 27 и шарики 28 начинает плавно включаться и передавать крутящий момент, а крутящий момент и осевая сила в зацеплении коронная шестерня - сателлиты уменьшаться, при этом одновременно коронная шестерня 2 по шлицам ведущего вала плавно перемещается вправо и через рычаги 21, 20 и тяги 19 и 18 выключает тормозок системы управления, освобождая (разблокируя) солнечную шестерню 3.Upon reaching a predetermined speed during acceleration, the centrifugal forces of the weights 11 become greater than the axial forces in the engagement of the ring gear - satellites, as a result, the friction clutch of the gearbox through the actuating arms of the weights, springs 12, axles 27 and balls 28 starts to smoothly turn on and transmit torque and the torque and axial force in engagement of the ring gear - the satellites decrease, while the ring gear 2 along the splines of the drive shaft smoothly moves to the right and through the levers 21, 20 and rods 19 and 18 turns the brakes of the control system, freeing (unlocking) the sun gear 3.

При этом планетарный редуктор фрикционной муфтой блокируется, т.е. его ведущий и ведомый валы и связанные с ним детали вращаются как одно целое - включена вторая передача. При снижении скорости движения транспортного средства до заданного значения коробка передач будет автоматически переходить на первую передачу, а при достижении заданной скорости вновь переходить на вторую передачу в зависимости от сил сопротивления движению и положения педали газа.In this case, the planetary gearbox is blocked by a friction clutch, i.e. its drive and driven shafts and related parts rotate as a whole - second gear is engaged. When the vehicle’s speed decreases to a predetermined value, the gearbox will automatically shift to first gear, and when the set speed is reached, again shift to second gear depending on the forces of resistance to movement and the position of the gas pedal.

Для движения накатом необходимо выключить сцепление или рукоятку рычага управления тормозком перевести в положение «Тормозок выключен», как показано на схеме.For coasting, it is necessary to disengage the clutch or move the handle of the brake control lever to the "Brake off" position, as shown in the diagram.

Б) При использовании коробки передач на транспортном средстве с постоянно замкнутым сцеплением.B) When using a gearbox on a vehicle with a permanently closed clutch.

Транспортное средство неподвижно. При работающем двигателе, выключенном рукояткой рычага управления тормозке и включенном постоянно замкнутом фрикционном сцеплении ведущий вал, коронная шестерня, сателлиты и солнечная шестерня будут вращаться, а водило с ведомым валом будут неподвижны.The vehicle is stationary. With the engine running, the brake lever turned off and the friction clutch permanently engaged, the drive shaft, ring gear, satellites and sun gear will rotate, and the carrier with the driven shaft will be stationary.

Для трогания транспортного средства с места водитель выключает сцепление, переводит рукоятку управления тормозком в положение «Тормозок включен», при этом солнечная шестерня тормозком блокируется, что соответствует включенной первой передаче.To move the vehicle from the place, the driver disengages the clutch, puts the brake control handle in the "Brake is on" position, while the sun gear is locked by the brake, which corresponds to the first gear engaged.

Далее водитель, нажимая на газ, отпускает педаль сцепления. Транспортное средство трогается. При этом вращается ведущий вал с коронной шестерней, сателлиты, водило с корпусом фрикционной муфты и ведомым валом, а действующие осевые силы в зацеплении коронная шестерня - сателлиты увеличивают силу сжатия дисков муфты тормозка и препятствуют преждевременному включению фрикционной муфты от центробежных сил грузиков.Next, the driver, pressing the gas, releases the clutch pedal. The vehicle is moving off. In this case, the drive shaft with the ring gear rotates, the satellites, the carrier with the friction clutch housing and the driven shaft, and the acting axial forces meshed the ring gear - the satellites increase the compression force of the brake clutch disks and prevent the friction clutch from switching on prematurely from the centrifugal forces of the weights.

При этом планетарный редуктор фрикционной муфтой блокируется, т.е. его ведущий и ведомый валы и связанные с ним детали вращаются как одно целое - включена вторая передача. При снижении скорости движения транспортного средства до заданного значения коробка передач будет автоматически переходить на первую передачу и наоборот.In this case, the planetary gearbox is blocked by a friction clutch, i.e. its drive and driven shafts and related parts rotate as a whole - second gear is engaged. When the vehicle speed decreases to a predetermined value, the gearbox will automatically shift to first gear and vice versa.

Таким образом, предлагаемая коробка передач имеет простую конструкцию, небольшие габариты, массу и стоимость, не требует затрат энергии на работу ее системы управления, позволяет освободить водителя от необходимости переключения передач и управления фрикционным сцеплением в процессе движения с целью снижения напряженности труда и утомляемости водителя, аварийности и повышения безопасности движения и надежности фрикционного сцепления, которое будет использоваться только при трогании с места.Thus, the proposed gearbox has a simple design, small dimensions, weight and cost, does not require energy for the operation of its control system, allows you to free the driver from the need to shift gears and control the friction clutch during movement in order to reduce the stress and fatigue of the driver, accident rate and increase the safety of movement and reliability of the friction clutch, which will be used only when starting off.

Claims

A gearbox for a vehicle containing a helical helical planetary gearbox, the crown gear of which is mounted movably on the splines on the drive shaft, the sun gear is free, and the carrier with the satellites and their axles is rigidly on the driven shaft, a friction multi-plate clutch, the drive discs of which are through the splines connected with the ring gear, and driven through the clutch housing - with the carrier and centrifugal loads on the clutch housing, which can diverge and compress the disks through the working springs, characterized in that it is equipped with a sun control gear system (locking, unlocking), including brakes, consisting of a drum drum brake mechanism, the brake drum of which is connected rigidly to the sun gear and brake shoes with return springs movably through the axes - with a fixed disk, the upper expanding cam with a shaft and with a lever through the rods and two shoulders, the levers with a spring are connected to the ring gear, and the lower one, through the rods with the control lever, directly from the driver, and the clutch housing and satellite axles are rigidly connected, the ring gear on the engine side is made with an outer collar, which the left drive disc can abut, and the executive arms of centrifugal loads with bushings perpendicular to them at their ends with blind square holes in which the square section arms with radial axes with working balls on bearings, through working springs are pressed to the ring gear to compress the clutch discs.