КОРОБКА ПЕРЕДАЧ С ПЛАНЕТАРНЫМ ДЕМУЛЬТИПЛИКАТОРОМ ТРАНСМИССИИ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА
TRANSMISSION WITH PLANETARY DEMULTIPLIER OF THE VEHICLE TRANSMISSION

Изобретение относится к самоходным внедорожным транспортным средствам. Оно касается коробки передач с двухрядным планетарным демультипликатором, используемой в трансмиссиях для передачи крутящего момента от вала двигателя к ведущим колесам транспортного средства.
В трансмиссиях внедорожных транспортных средств целесообразно устанавливать коробки передач с планетарным демультипликатором, дающим возможность расширить диапазон передаточных чисел без усложнения самой коробки передач. В заявке DE 102013217187 (см. фиг. 1), опубликованной в ФРГ, показана коробка передач с планетарным демультипликатором, содержащая первичный, промежуточный и вторичный валы, шестерни, установленные свободно с возможностью вращения относительно первичного вала и зацепленные с шестернями, закрепленными на промежуточном валу, зубчатые муфты двухстороннего действия для связи с первичным валом свободно установленных на нем шестерен и зубчатую муфту двухстороннего действия для связи с первичным валом шестерни реверсивной передачи и вторичного вала. Планетарный демультипликатор этой коробки передач содержит трехзвенный планетарный ряд, состоящий из водила с сателлитами, солнечной шестерни и коронного зубчатого колеса. Однако эта коробка передач имеет повышенную металлоемкость и пониженную жесткость ее валов по причине использования шести рядов шестерен для получения пяти передач переднего хода и одной передачи заднего хода.
Более близким аналогом по технической сущности является коробка передач с планетарным демультипликатором трансмиссии транспортного средства, представленная в заявке DE 102013202045 (см. фиг. 6). Она содержит первичный вал, два промежуточных вала с закрепленными на них шестернями, вторичный вал, расположенный соосно с первичным валом. На первичном валу установлена свободно с возможностью вращения относительно него шестерня, зацепленная с шестернями промежуточных валов. На вторичном валу установлены свободно с возможностью вращения относительно него шестерни, зацепленные с шестернями промежуточных валов. Планетарный демультипликатор этой коробки передач содержит два трехзвенных планетарных ряда, каждый из которых состоит из водила с сателлитами, солнечной шестерни и коронного зубчатого колеса. Солнечная шестерня первого планетарного ряда закреплена на вторичном валу коробки передач, водило этого планетарного ряда соединено с коронным зубчатым колесом второго планетарного ряда, коронное зубчатое колесо первого планетарного ряда соединено с солнечной шестерней второго планетарного ряда, водило второго планетарного ряда соединено с выходным валом. Эта коробка передач содержит муфту для связи с первичным валом шестерни, установленной на этом валу, и шестерни, установленной на вторичном валу, зубчатую муфту двухстороннего действия и зубчатую муфту одностороннего действия для связи с вторичным валом установленных на нем шестерен, муфту двухстороннего действия для связи водила первого планетарного ряда с корпусом и с шестерней, установленной на вторичном валу, и муфту двухстороннего действия для связи солнечной шестерни второго планетарного ряда с корпусом и с выходным валом. Однако с указанным демультипликатором эта коробка передач имеет сравнительно большую длину.
Задача - создание простой и надежной коробки передач с планетарным демультипликатором, обеспечивающей большой диапазон передаточных чисел и имеющей сравнительно небольшую длину.
Решение задачи создания коробки передач с планетарным демультипликатором, имеющей сравнительно небольшую длину, обеспечено тем, что коробка передач с планетарным демультипликатором содержит корпус, в котором расположены первичный вал, промежуточные валы с закрепленными на них шестернями, вторичный вал, расположенный соосно с первичным валом, шестерни, установленные свободно на первичном и вторичном валах и зацепленные с шестернями промежуточных валов, шестерня реверсивной передачи, зацепленная с промежуточными шестернями, зацепленными с шестернями промежуточных валов, муфты для соединения шестерен с первичным и вторичным валами, планетарный демультипликатор состоит из двух трехзвенных планетарных рядов, солнечные шестерни которых соединены с вторичным валом, коронные зубчатые колеса соединены между собой, водило второго планетарного ряда соединено с выходным валом, демультипликатор содержит зубчатую муфту двухстороннего действия для попеременной связи с корпусом коробки передач либо водила первого планетарного ряда, либо коронных зубчатых колес, зубчатую муфту двухстороннего действия для попеременной связи с вторичным валом коробки передач либо водила первого планетарного ряда, либо шестерни реверсивной передачи.
При таком устройстве коробки передач путем рационального выполнения ее звеньев и связей между ними при использовании с этой коробкой передач двухрядного планетарного демультипликатора обеспечено увеличение до двенадцати числа передач переднего хода и до шести числа передач заднего хода. Это позволило, сохранив диапазон передаточных чисел, укоротить коробку передач и, значит, увеличить жесткость ее валов для уменьшения их деформации под нагрузкой, что улучшило условия работы зацепленных между собой шестерен, повысило срок их службы. В результате улучшены эксплуатационные характеристики коробки передач с планетарным демультипликатором, упрощена ее конструкция и снижена металлоемкость, что является важным техническим результатом.
Коробка передач с планетарным демультипликатором трансмиссии транспортного средства, кинематическая схема которой представлена на фигуре, содержит корпус 1, в котором расположены первичный вал 2, имеющий привод от двигателя через фрикционное сцепление (не показано), промежуточные валы 3, 4 с закрепленными на них шестернями 5-10, вторичный вал 11, расположенный соосно с первичным валом 2. На первичном валу 2 установлена свободно с возможностью вращения относительно него шестерня 12, зацепленная с шестернями 5, 6 промежуточных валов 3, 4. На вторичном валу 11 установлены свободно с возможностью вращения относительно него шестерни 13, 14, зацепленные с шестернями 7, 8 и 9, 10 промежуточных валов 3, 4, и шестерня 15 реверсивной передачи, зацепленная с расположенными на собственных опорах промежуточными шестернями 16,17, имеющими зацепление с шестернями 9,10 промежуточных валов 3, 4.
Коробка передач содержит зубчатые муфты 18, 19 двухстороннего действия. Муфта 18 предназначена для поочередной связи с первичным валом 2 шестерни 12, установленной на этом валу, и шестерни 13. Муфта 19 предназначена для поочередной связи с вторичным валом 11 шестерен 13,14. Шестерня 12, расположенная на первичном валу 2 коробки передач, установлена на нем свободно с возможностью соединения с ним муфтой 18, соединяющей в другой ее позиции первичный вал с шестерней 13, установленной с возможностью соединения с вторичным валом муфтой 19, соединяющей в другой ее позиции с вторичным валом 11 свободно установленную на нем шестерню 14.
Планетарный демультипликатор коробки передач состоит из двух трехзвенных планетарных рядов. Первый планетарный ряд демультипликатора содержит водило 20 с сателлитами 21, солнечную шестерню 22 и коронное зубчатое колесо 23. Второй планетарный ряд содержит водило 24 с сателлитами 25, солнечную шестерню 26 и коронное зубчатое колесо 27. Солнечные шестерни 22, 26 обоих планетарных рядов соединены с вторичным валом 11, коронные зубчатые колеса 23, 27 соединены между собой, а водило 24 второго планетарного ряда соединено с выходным валом 28.
Демультипликатор содержит зубчатые муфты 29, 30 двухстороннего действия. Муфта 29 предназначена для попеременной связи с корпусом 1 коробки передач либо водила 20 первого планетарного ряда, либо коронных зубчатых колес 23, 27. Муфта 30 предназначена для попеременной связи с вторичным валом 11 коробки передач либо водила 20 первого планетарного ряда, либо шестерни 15 реверсивной передачи. Водило 20 и коронное зубчатое колесо 23 первого планетарного ряда демультипликатора сделаны с наружными шлицевыми венцами одинакового диаметра для возможности попеременной связи с корпусом 1 коробки передач муфтой 29 водила 20 и обоих коронных зубчатых колес 23, 27 демультипликатора.
Работа этой коробки передач с планетарным демультипликатором происходит следующим образом.
Перед началом движения транспортного средства по пересеченной местности в тяжелых условиях при отсутствии дорог или по грунтовой дороге соединяют водило 20 первого планетарного ряда демультипликатора муфтой 29 с корпусом 1 коробки передач. Затем соединяют зубчатыми муфтами 18, 19 с первичным и вторичным валами 2, 11 шестерни 12, 13, 14, включая таким образом первые четыре передачи переднего хода. Первая передача получается при соединении муфтой 18 шестерни 13 с первичным валом 2 и муфтой 19 шестерни 14 с вторичным валом 11, вторая передача получается при соединении муфтой 18 шестерни 12 с первичным валом 2, третья передача получается при соединении муфтами 18, 19 шестерни 13 одновременно с валами 2,11, четвертая передача получается при соединении муфтой 18 шестерни 12 с валом 2.
После включения в коробке передач четвертой передачи включают вторую передачу в демультипликаторе. Для этого соединяют муфтой 29 коронные зубчатые колеса 23, 27 обоих планетарных рядов с корпусом 1 коробки передач и включают муфтами 18, 19 пятую, шестую, седьмую и восьмую передачи.
После включения в коробке передач восьмой передачи включают в демультипликаторе третью передачу. Третья передача получается в демультипликаторе при соединении водила 20 первого планетарного ряда с вторичным валом 11 муфтой 30, блокируя тем самым первый планетарный ряд, а вместе с ним и весь демультипликатор, затем включают муфтами 18, 19 девятую, десятую, одиннадцатую и двенадцатую передачи.
При включении передач заднего хода передачу крутящего момента к вторичному валу 11 производят от шестерен 9, 10, закрепленных на промежуточных валах, через зацепленные с ними промежуточные шестерни 16, 17, шестерню 15 реверсивной передачи и муфту 30, соединяющую шестерню 15 с вторичным валом 11.
При такой кинематической схеме коробки передач с планетарным демультипликатором трансмиссии транспортного средства, содержащим муфту для поочередной связи водила первого планетарного ряда либо коронных зубчатых колес обоих планетарных рядов с корпусом коробки передач и муфту для поочередной связи водила первого планетарного ряда либо шестерни реверсивной передачи с вторичным валом коробки передач, получается множество передач переднего хода, получаемых с помощью двух простых трехзвенных планетарных рядов с двумя муфтами двухстороннего действия, обеспечивается простыми средствами необходимый диапазон передаточных чисел, что дает возможность успешно преодолевать различные сложные препятствия на пути транспортного средства и тем самым повысить его проходимость.