SU1766759A1 - Трансмисси гусеничного транспортного средства - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к транспортному машиностроению. Цель - уменьшение массы и габаритов согласующего редуктора и конечной передачи привода управлени  поворотом за счет снижени  потребного передаточного числа согласующего редуктора. Трансмисси  гусеничного транспортного средства с механизмом бесступенчатого поворота , преимущественно дл  тракторов, обеспечивает режимы устойчивого пр молинейного движени  и бесступенчатого поворота по дифференциальному типу, При пр молинейном движении в механизме бесступенчатого поворота отсутствует редуцирование момента, что повышает КПД механизма и позвол ет использовать этот механизм при модернизации серийных тракторов, не измен   кинематические параметры коробки передач, главной и конечной передач. Механизм не имеет параллельных валов. Применение такой трансмиссии позвол ет повысить производительность , снизить расход топлива, повысить качество машинно-тракторных агрегатов, снизить напр женность труда оператора (водител ) и повысить надежность трактора и агрегатируемых с ним машин за счет снижени  динамичности нагрузок при поворотах. 1 ил. С

Description

Изобретение относитс  к транспортному машиностроению, а именно к трансмисси мтранспортныхсредств , преимущественно гусеничных тракторов, к устройствам, обеспечивающим режимы пр молинейного движени  и бесступенчатого поворота гусеничной машины.

Известна трансмисси  с механизмом бесступенчатого поворота серийного гусеничного трактора Челленджер-65 фирмы Каттерпиллер (США) (Challenger 65 AG- Tractor 74C, service monual contents- Under carriage- stering and brakes). Она содержит коробку передач, коническую передачу, гидрообъемный вариатор с согласующей передачей и редуктором, трехр дным планетарным суммирующим механизмом и конечные редукторы св занные с ведущими колесами гусеничного движител .

При пр молинейном движении в насосе гидрообъемного вариатора нулева  подача, мотор и одно из звеньев суммирующего планетарного механизма остановлены и он работает как редуктор, передава  мощность от двигател  через коробку передач на полуоси механизма и через конечные редукторы на ведущие колеса гусеничного движител . При повороте водитель измен ет подачу насоса гидрообъемного вариатора в ту или другую сторону. В результате елоVJ о о VI ел ю

жени  движений в суммирующем механизме одна полуось механизма увеличивает скорость вращени , друга  уменьшает, и происходит поворот транспортного средства по дифференциальному принципу. Схема 5 при нулевой подаче насоса гидрообъемного вариатора обеспечивает устойчивое пр молинейное движение, а за счет бесступенчатого регулировани  подачи насоса - изменение радиуса поворота от бесконечно 10 большого до минимальных значений, растущих с переходом на более высокие передачи в коробке передач.

Недостатками схемы  вл  ютс  пониженный КПД и редукци  момента в сумми- 15 рующем механизме при пр молинейном движении, последнее не позвол ет примен ть ее при модернизации трактора, сохран   серийные агрегаты трансмиссии: коробку передач, главные и конечные пере- 20 дачи. Кроме того, высокие скорости вращени  звеньев и сателлитов суммирующего механизма требуют применени  смазки под давлением.

Известна также трансмисси  (Бурцев 25 С.Е. Применение гидрообъемных передач в танковых трансмисси х KB ИТУ. г. Киев, 1983. с. 176), содержаща  коробку передач, коническую передачу, простой дифференци ал А в основном приводе, гидрообъемный 30 вариатор с согласующими передачей и редуктором и простой дифференциал В в доп олнительном приводе. При этом полуоси обоих дифференциалов св заны между собой зубчатыми передачами пр мого и об- 35 ратного вращени . При пр молинейном движении в насосе гидрообъемного вариатора нулева  передача, его мотор и водило дифференциала В остановлены. Мощность от двигател  передаетс  через водило на 40 полуоси дифференциала А. При повороте водитель измен ет подачу насоса гидрообъемного вариатора в ту или в другую стороны ., в результате сложени  движений скорость вращени  одной полуоси диффе- 45 ренциала А увеличиваетс , а другой умень- шаетс  и происходит поворот транспортного средства по дифференциальному принципу. Устойчивое пр молинейное движение обеспечиваетс , 50 регулирование радуса поворота бесступенчатое , минимальные радиусы поворота возрастают по мере перехода на более высокие передачи.

Недостатками такой трансмиссии  вл - 55 ютс  пониженный КПД при пр молинейном движении и повороте из-за большого числа полюсов зацеплени  зубчатых пар и сложна  компоновка из-за необходимости дополнительного параллельного вала.

Наиболее близкими признаками к предлагаемой обладает трансмисси  гусеничного транспортного средства, содержаща  коробку передач, коническую передачу, простой дифференциал, св занный с помощью конечных редукторов с ведущими колесами гусеничного движител , соосный с дифференциалом двухр дный блокирующий планетарный механизм управлени  поворотом с общим водилом и соединением солнечной шестерни р да с неподвижным эпициклом с водилом дифференциала и солнечной шестерней другого р да с эпициклом , управл емым от вариатора, с полуосью св зывающей дифференциал через конечный редуктор с ведущим колесом гусеничного движител , вариатор с ведущим элементом, св занным через согласующую передачу с двигателем, и ведомым элементом , св занным через согласующий редуктор и коническую передачу с эпициклом планетарного механизма управлени  1.

При пр молинейном движении дифференциал при условии неподвижного ведомого вала вариатора блокируетс  планетарным блокирующим механизмом управлени  и обеспечивает устойчивость пр молинейного движени  даже при разных т говых нагрузках на гусеницах транспортного средства. При повороте водителем посредством управлени  вариа- тиором задаетс  вращение в ту или другую сторону привода управлени  поворотом. При этом в результате сложени  движений звеньев дифференциала и планетарных р дов частота вращени  одной из полуосей дифференциала, снижаетс , а друга  повышаетс , за счет чего происходит поворот транспортного средства с определенным радиусом, значение которого регулируетс  бесступенчато. Скорость центра транспортного средства во врем  поворота при неизменной частоте вращени  двигател  остаетс  посто нной. Механизм симметричен и управл етс  в обе стороны одинаково.

Недостатком этой трансмиссии  вл етс  то, что дл  обеспечени  требуемого реду- цировани  в приводе от вариатора к полуоси дифференциала необходимо повышение передаточного числа в согласующем редукторе, так как в блокирующем планетарном механизме управлени  при передаче от эпицикла к солнечной шестерне происходит увеличение частоты вращени . Увеличение передаточного числа согласующего редуктора влечет увеличение его, а также следующей за ним конической передачи габаритов и массы.

Целью изобретени   вл етс  снижение j/iaccbi и габаритов согласующего редуктора

и конической передачи привода управлени  поворотом.

Указанна  цель достигаетс  тем, что трансмисси  гусеничного транспортного средства, содержаща  коробку передач, ко- нечную передачу, простой дифференциал, св занный с помощью конечных редукторов с ведущими колесами гусеничного движител , вариатор с ведущим элементом, св зан- ным через согласующую передачу с двигателем, и с ведомым элементом, св занным через согласующий редуктор и коническую передачу с солнечной шестерней планетарного р да, снабжена соосным с дифференциалом двухр дным блокирую- щим планетарным механизмом управлени  с общим эпициклом и соединение водила р да с неподвижной солнечной шестерней с водилом дифференциала и водила другого р да с солнечной шестерней, управл емой от вариатора, с полуосью, св зывающей дифференциал через конечный роедуктор с ведущим колесом гусеничного движител .

На чертеже изображена кинематическа  схема предлагаемой трансмиссии с ме- ханизмом бесступенчатого поворота.

Трансмисси  состоит из основного и управл ющего приводов. Основной привод включает вал 1 двигател  (не показан), соединенный с ведущим валом 2 коробки пере- дач 3, ведомый вал А коробки передач, который через коническую передачу 5 св зан с водилом 6 дифференциала 7, полуоси 8 и 9 которого жестко соединены с конечными редукторами 10 и 11, передающими мощ- ность к ведущим колесам 12 и 13 гусеничного транспортного средства.

Управл ющий привод состоит из согласующей зубчатой передачи 14, реверсивного вариатора 15 гидрообъемного или другого типа, у которого ведущее звено 16 - гидронасос  вл етс  регулируемым, а ведомое звено 17 - гидромотор нерегулируемым . Вариатор 15 через согласующий редуктор 18 и коническую передачу 19 сое- динен с солнечной шестерней 20 одного из р дов двухр дного блокирующего планетарного механизма 21с общим эпициклом 22, водило которого 23 жестко соединено с полуосью 9, а в другом р де, имеющем не- подижную солнечную шестерню 24, водило 25 соединено с водилом 6 диффренциала 7.

Трансмисси  работает следующим образом .

При пр молинейном движении нагру- жен при равных сопротивлени х под гусеницами только основной привод, управл ющий привод не нагружен. При повороте работают и нагружаютс  оба привода .

В общем случае при работе основного и управл ющего приводов частоты вращени  полуосей равны

П8 IKH 1кнПд+ П9 1к 1кнПд 31 32 Ik

1 +К0 а 1 32 I k

1 +К0

1гопПд| ; (1)

1ГОППД, (2)

где Пд - частота вращени  вала двигател ;

1кн - передаточное отношение от выхода к входу коробки передач 3;

1К - передаточное отношение от выхода к входу конических передач 5 и 19;

Iron - передаточное отношение гидрообъемной передачи от выхода к входу;

ai и 32- передаточное отношение согласующих редукторов 14 и 18;

Ко - модуль внутреннего передаточного отношени  планетарных р дов блокрующе- го планетарного механизма 21.

При пр молинейном движении в насосе гидрообъемной передачи установлена нулева  подача и Iron 0; тогда пэ па, т.е. обе полуоси при условии неподвижности мотора гидрообъемной передачи вращаютс  с одинаковой частотой. Мощность от двигател  поступает на водило б дифференциала 7 и затем через его полуоси 8 и 9 и конечные редукторы 10 и 11. При равенстве сил сопротивлени  под гусеницами планетарный блокирующий механизм 21, а также гидромотор вариатора 7 разгружены.

При неравенстве этих сил мотор неподвижен , но нагружен моментом, который уравновешиваетс  давлением в магистрал х гидрообъемного вариатора. Устойчивость пр молинейного движени  обеспечена, так, как, во-первых, предохранительный клапан высокого давлени  вариатора имеет давление открыти  намного больше, чем давление, вызванное любой разностью сил под гусеницами, и, во-вторых , утечки через неплотности сопр жений мотора настолько малы, что радиус увода при действии на гусеницы посто нной разности сил настолько велик, что практически не ощущаетс  водителем.

При повороте подача насоса измен тс  от нул  до максимального значени  в одном или другом направлении. Из выражений (1) и (2) очевидно, что уменьшение частоты вращени  одной полуоси дифференциала и увеличение на столько же другой зависит от знака iron (направлени  подачи насоса ГОП).

При Sign Iron +1 забегающей будет сторона А, где скорость вращени  ведущего колеса увеличиваетс , а на стороне Б уменьшаетс .

Тогда относительный радиус поворота (в дол х колеи машины В) до оси забегающей гусеницы равен (без учета объемного КПД вариатора)

0 1 (1+К0)1кп , 05 н . n g 2а 1 а 2 I гоп

1 П8

(3).

При iron 0 (пр молинейное движение). ПриЬ.М:р- Аоп + +0.5

(минимальный радиус поворота).

При Slgniron - -1 забегающей будет сторона

Б, где скорость вращени  ведущего колеса

увеличитс , а на стороне А уменьшитс .

Тогда

(1 -г-К0)1кп +Q5 (4) 2а 1 а 2 I гоп

Т.е. выражени  дл  поворота в ту или другую стороны одинаковы, и механизм поворота симметричен, а направление поворота определ етс  знаком передаточного направлени  вариатора.

Из выражений (3) и (4) следует, что наличие множител  (1 + Ко) в числителе дает возможность иметь передаточное отношение в редукторе 18, близкое к единице, что облегчает компоновку при сохранении маневренности (на 1-й передаче р 1).

При повороте мощность от двигател  поступает двум  потоками: через коническую передачу 5 на водило 6 дифференциала 7 и через вариатор 15, редуктор 16 и коническую передачу 19 на солнечную шестерню 20 планетарного блокирующего механизма .

В зависимости от направлени  поворота рекупераци  мощности при радиусах, меньших свободного осуществл етс  через элементы блокирующего планетарного механизма 21 и дифференциала 7 в разных направлени х.

Покажем, что механизм дифференциального (1-го) типа. У таких механизмов при повороте скорость центра т жести сохран етс  такой же, что и при пр молинейном движении

П n Vo U iKH кр g сс ГвК1%

V1 +V2

V,

IK кп Гек

9,55

где гВк - радиус ведущего колеса гусеничного движител ;

кр - передаточное отношение (от выхода к входу) конечного редуктора.

Очевидно, что Vc Л при неизменности частоты вращени  двигател  и механизм поворота дифференциального типа. При повороте на месте (р 0,5) он осуществл етс  при нейтрали в коробке передач 3 и

торможении ее ведомого вала 4 с помощью тормоза.

Тогда в выражени х (3) и (4) 1КП 0 и р 0,5, а изменение iron регулирует лишь угловую скорость поворота. Мощность от двигател  проходит через вариатор и поступает на оба ведущих колеса., Покажем, что возможен поворот на месте при нейтрали в коробке передач и равных сопротивлени х под гусеницами без остановки ведомого вала коробки передач. Пусть от двигател  через вариатор и зубчатые передачи на солнечную шестерню 20 передаетс  момент Мао. Тогда из условий равновеси  планетарных р дов механизма 21 и дифференциала

7 следует, что на полуось 9 действует момент

М9 -М20{1 + Ко) + МаоКо(1+Ко)

К. о

,, (1±К0)

-М20 а на полуось 8 момент MS + М„20 о ° (1 + Ко) + М20

NO

2- При изменении с помощью вариатора знака момента М20 (при изменении направлени  поворота).

л. к/1 О + К о )

+ М2од-о ;

Мд + М20 д5

М 20 ( 1 + К о ) 2

Me

5

0

Т.е. при вращении гидромотора вариатора в ту или другую сторону на ведущих колесах машины по вл ютс  моменты, одинаковые по величине и разные по знаку. Это означает , что при равных сопротивлени х под гусеницами будет проходить поворот на месте ( р 0,5). Механизм имеет все свойства двухпоточного механизма передач и поворотов дифференциального типа, в том числе и поворот на месте. При этом повороте мощ- ность двигател  проходит через вариатор и поступает на оба ведущих колеса.,

Таким образом, эта трансмисси  обеспечивает устойчивое пр молинейное движение и бесступенчатый поворот, что позвол ет повысить производительность,

уменьшить расход топлива, подн ть качество машинно-тракторных агрегатов, снизить напр женность труда оператора (водител ), улучшить надежность трактора и агрегати- руемых с ним машин за счет снижени  динамических нагрузок при поворотах.

В механизме бесступенчатого поворота отсутствует редуцирование момента, что повышает КПД механизма и позвол ет использовать этот механизм при модернизации серийных тракторов, не измен   кинематические параметры коробки передач , главной передачи и конечных редукторов .

Механизм не имеет паралелльных валов и в наибольшей степени подходит дл  модернизации тракторов с двум  параллельными главными коническими передачами .

Конструктивна  проработка предлагаемого механизма показала, что он вписываетс  в трансмиссию серийного трактора Т-150 без изменени  корпусных деталей, главных передач и конечных редукторов. Это создает предпосылки дл  организации с минимальными затратами двух модификаций трактора Т-150 с обычным и бесступенчатым механизмами поворота в соответствии с за вками потребител .

Claims (1)

1. Формула изобретени  Трансмисси  гусеничного транспортного средства, содержаща  коробку передач, коническую передачу, простой дифференциал , св занный с помощью конечных редукторов с ведущими колесами гусеничного движител , соосный с дифференциалом двухр дный блокирующий планетарный механизм управлени , св зывающий водило

   дифференциала с одной из полуосей, вариатор с ведущим элементом, св занным через согласующую передачу с двигателем и ведомым элементом, св занным через согласующий редктор и коническую передачу

   с одним из р дов планетарного механизма управлени , отличающа  с   тем, что, с целью уменьшени  массы и габаритов согласующего редуктора и конической передачи привода управлени  поворотом за счет

   снижени  потребного передаточного числа согласующего редуктора, двухр дный планетарный механизм управлени  выполнен с общим эпициклом, водило планетарного р да , содержащего неподвижную солнечную

   шестерню, соединено с водилом дифференциала , а водило другого р да, содержащего солнечную шестерню, управл емую от вариатора , соединено с полуосью, св зывающей дифференциал через конечный редуктор с

   ведущим колесом гусеничного движител .

   21 .Т...