ПЕРЕДАЧА ГИДРАВЛИЧЕСКАЯ МНОГОСТУПЕНЧАТАЯ
HYDRAULIC MULTIPLE GEARING

Изобретение относится к устройствам для передачи механической энергии и может быть использовано в машиностроении в приводах машин различного назначения.
Известна передача гидравлическая многоступенчатая, включающая входной и выходной валы, на которых жестко закреплены ведущий и ведомый шкивы соответственно, соединенные при помощи гибкой связи - ремня (Решетов Д.Н. Детали машин: Учебник для студентов машиностроительных и механических специальностей вузов. - 4-е изд., перераб. и доп. / Д.Н.Решетов. - М.: Машиностроение, 1989. - 496 с., с.301, рис.14.17).
Недостатком данной передачи гидравлической многоступенчатой является невозможность передачи больших крутящих моментов из-за ограниченной тяговой способности ремня.
Известна передача гидравлическая многоступенчатая, включающая несколько (как минимум две) шестеренных секций, выполненных в корпусах с входным и выходным валами, установленными параллельно, с жестко установленными на них зубчатыми колесами, находящимися в зацеплении, с возможностью образования внутри каждого корпуса напорной и всасывающей полостей, при этом напорные и всасывающие полости шестеренных секций соединены трубопроводами (Каверзин С.В. Курсовое проектирование по гидроприводу самоходных машин: Учеб. пособие / С.В.Каверзин. - Красноярск: ПИК «Офсет», 1997. - 384 с., с.128, рис.37).
Недостатками передачи гидравлической многоступенчатой являются возможность реализации только одного постоянного передаточного отношения, что существенно ограничивает область возможного применения передачи, и отсутствие возможности работы передачи со ступенчато изменяемым передаточным отношением.
Получаемый технический результат заключается в том, что обеспечивается возможность работы передачи со ступенчато изменяемым передаточным отношением и увеличивается область применения передачи.
Технический результат достигается тем, что в передаче гидравлической многоступенчатой, включающей несколько (как минимум две) шестеренных секций, выполненных в корпусах с входным и выходным валами, установленными параллельно, с жестко установленными на них зубчатыми колесами, находящимися в зацеплении, с возможностью образования внутри каждого корпуса напорной и всасывающей полостей, при этом напорные и всасывающие полости шестеренных секций соединены трубопроводами, несколько шестеренных секций (минимум три) соединены в батарею в едином корпусе таким образом, что их напорные полости образуют единую напорную полость, а всасывающие полости образуют единую всасывающую полость, при этом входные валы образуют единый входной вал, а выходные валы образуют единый выходной вал, на которых при помощи подшипников с возможностью управляемой фиксации на валах при помощи известных технических средств (например, зубчатых муфт с гидравлическим управлением) установлены зубчатые колеса, находящиеся в зацеплении.
Такая конструкция передачи гидравлической многоступенчатой обеспечивает возможность ее работы со ступенчато изменяемым передаточным отношением.
Подобной конструкции передачи гидравлической многоступенчатой в научно-технической и патентной литературе нами не обнаружено.
На фиг.1 изображен общий вид передачи гидравлической многоступенчатой, на фиг.2 изображена передача гидравлическая многоступенчатая с разрезом зубчатого колеса наполовину, на фиг.3 изображена зубчатая муфта передачи гидравлической многоступенчатой, вал в разрезе, на фиг.4 представлен разрез вала многоступенчатой гидравлической передачи, на фиг.5 представлен общий вид передачи гидравлической многоступенчатой с разрезанным наполовину корпусом.
Передача гидравлическая многоступенчатая содержит корпус 1, в бобышки 2 которого при помощи подшипников 3 установлены входной 4 и выходной 5 валы. На входном валу 4 и на выходном валу 5 при помощи подшипников 6 установлены зубчатые колеса, на входном валу 4 зубчатые колеса 8, 9, 10, 11, на выходном валу - 12, 13, 14, 15, находящиеся в зацеплении, при этом при помощи управляемых зубчатых муфт 16 обеспечивается жесткая фиксация зубчатых колес 8-15 на входном валу 4 и выходном валу 5. Зубчатые муфты 16 представляют собой установленные в радиальных отверстиях 17 входного вала 4 и выходного вала 5 грибообразные сухарики 18, при этом сухарики 18 установлены таким образом, что радиальное отверстия 17 оказываются разделены на поршневую 19 и штоковую 20 полости, соединенные при помощи осевых отверстий 21 во входном валу 4 и выходном валу 5 с клапанно-распределительной коробкой 22 (любая из известных коробок), на входном валу 4 и клапанно-распределительной коробкой 23 (любая из известных коробок) на выходном валу 5, к которым от внешнего источника под некоторым давлением подводится рабочая жидкость. В зубчатых муфтах 16 напротив радиальных отверстий 24 входного 4 и выходного 5 валов имеются радиальные отверстия 17, из которых выходят сухарики 18 для жесткой фиксации зубчатых колес 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15. Между парами находящихся в зацеплении зубчатых колес 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15 установлены разделительные перегородки 25, в которых имеются сквозные вырезы 26, благодаря которым в корпусе 1 едины нагнетательная полость 27 и сливная полость 28.
Передача гидравлическая многоступенчатая работает следующим образом. В начале передача имеет максимальное передаточное отношение, то есть на входном валу зафиксировано одно зубчатое колесо 8, а на выходном валу зафиксировано три зубчатых колеса 13, 14, 15. Зубчатые колеса фиксируются за счет сухариков 18, при этом клапанно-распределительная коробка 22 обеспечивает подачу под давлением рабочей жидкости в поршневую полость 19, и под воздействием давления рабочей жидкости сухарики 18 выдвигаются, занимая место в радиальных отверстиях 24 зубчатого колеса 8, 13, 14, 15. Клапанно-распределительная коробка 23 обеспечивает подачу рабочей жидкости в штоковую полость 20, под воздействием которой сухарики 18 выходят из занимаемых радиальных отверстий 24 в зубчатых колесах 9, 10, 11, 12, таким образом три зубчатых колеса 9, 10, 11 на входном валу 4 и одно зубчатое колесо 12 на выходном валу 5 получаются незафиксированными (свободно вращающимися). При вращении входного вала 4 зафиксированное на нем зубчатое колесо 8 в паре с находящимся с ним в зацеплении зубчатым колесом 12, свободно вращающимся на выходном валу 5, перемещают рабочую жидкость из сливной полости 27 в нагнетательную полость 26. Это приводит к повышению давления в нагнетательной полости 26, под воздействием которого три оставшиеся пары зубчатых колес 9, 10, 11, 13, 14, 15 приходят во вращение (обратное по отношению к направлению вращения входного вала). Благодаря тому что установленные на выходном валу 5 три зубчатых колеса 13, 14, 15 зафиксированы на нем, а находящиеся с ними в зацеплении три других зубчатых колеса 9, 10, 11 свободно вращаются на входном валу 4, выходной вал 5 начинает вращаться, что обеспечивает работу передачи гидравлической многоступенчатой с максимальным передаточным отношением, так как в этом случае объем рабочей жидкости, перемещаемой парой зубчатых колес 8 и 12, одно из которых зафиксировано на входном валу 4, равномерно распределяется между парами зубчатых колес, и таким образом выходной вал 5 вращается в три раза медленнее, чем входной вал 4, и соответственно с моментом, в три раза большим.
Для уменьшения передаточного отношения на выходном валу 5 зубчатое колесо 13 переводится в незафиксированное (свободно вращающееся) состояние таким же способом, который был описан выше, и после чего фиксируется зубчатое колесо 9 на входном валу 4 по способу, описанному ранее, вследствие чего вырастет объем перемещаемой жидкости зубчатыми колесами 8, 9, зафиксироваными на входном валу 4. Для того чтобы обеспечить минимальное передаточное отношение, надо, чтобы на входном валу 4 были зафиксированы зубчатые колеса 8, 9, 10, а на выходном валу 5 было зафиксировано зубчатое колесо 15.
Такая конструкция передачи гидравлической многоступенчатой обеспечивает возможность ее работы со ступенчато изменяемым передаточным отношением.