ДВУХСКОРОСТНАЯ АВТОМАТИЧЕСКАЯ ПЛАНЕТАРНАЯ ПЕРЕДАЧА
TWO-SPEED AUTOMATIC PLANETARY TRANSMISSION

Изобретение относится к планетарным двухскоростным передачам, рабочий орган которых имеет два режима работы: ускоренного хода при малой нагрузке и замедленного хода при повышенной нагрузке.
Известна планетарная двухскоростная передача (авторское свидетельство №282869, МПК F16H 3/62, опубл. 28.09.1970), содержащая солнечную шестерню, два эпицикла, водило с двухвенцовыми сателлитами, двухстороннюю обгонную муфту, связывающую ведомый эпицикл с ведомым валом, фрикционную муфту, связывающую водило с поводком обгонной муфты, в которой переключение передач происходит автоматически в зависимости от нагрузки на ведомом валу: при малой нагрузке вращение от водила через фрикционную муфту передается на ведомый вал, а при увеличении нагрузки фрикционная муфта буксует и вращение от ведомого эпицикла через обгонную муфту передается на ведомый вал.
Недостаток этой передачи в постоянном буксовании фрикционной муфты на замедленной передаче, что снижает к.п.д. передачи и ограничивает из-за теплового режима непрерывное время работы на замедленной передаче.
Известна двухскоростная планетарная передача (авторское свидетельство №253514, МПК F16H, Кл. 47h25 опубл. 30.09.1969), содержащая планетарный ряд, фрикционную муфту, связывающую между собой центральные колеса планетарного ряда, двухстороннюю обгонную муфту, связывающую центральное колесо внутреннего зацепления с корпусом, и подпружиненную невращающуюся втулку, взаимодействующую с нажимным диском фрикционной муфты, а через скошенные торцовые зубья и тела качения с наружной обоймой обгонной муфты. В этой передаче переключение передач происходит автоматически в зависимости от нагрузки на ведомом валу: при малой нагрузке планетарный ряд блокируется фрикционной муфтой и вращается как одно целое, а при увеличении нагрузки фрикционная муфта буксует, центральное колесо заклинивается обгонной муфтой на корпус и под действием осевой силы на скошенных торцовых зубьях невращающаяся втулка перемещается до упора в корпус, разъединяя диски фрикционной муфты.
Недостаток этой передачи в сложности конструкции из-за наличия отдельного узла отключения фрикционной муфты и узла двухсторонней обгонной муфты, а также требованием значительного перепада нагрузки на ведомом валу, т.к. переключение на ускоренную передачу из заклиненного состояния обгонной муфты сопровождается трением скольжения невращающейся втулки по шлицам и наружной обоймы обгонной муфты по торцу контакта с корпусом.
Технический результат предлагаемой двухскоростной автоматической планетарной передачи заключается в упрощении конструкции и расширении функциональных возможностей.
Это достигается тем, что двухскоростная автоматическая планетарная передача, содержащая корпус, планетарный ряд, фрикционную муфту, связывающую центральные колеса планетарного ряда, снабжена поворотной втулкой, взаимодействующей одним торцом с установленным в корпусе тормозным диском, а другим через двухсторонние скошенные торцовые зубья и тела качения с ответными зубьями на коронной шестерне, взаимодействующей одновременно через тела качения с другим торцом корпуса и установленной с возможностью вращения на нажимном диске фрикционной муфты, радиальные кулачки ведомой полумуфты которой расположены в торцовых пазах поворотной втулки и коронной шестерни с возможностью взаимодействия с ними, причем между телами качения и торцом коронной шестерни предусмотрен монтажный зазор, а угол наклона двухсторонних скошенных торцовых зубьев поворотной втулки и коронной шестерни меньше приведенного угла трения между поворотной втулкой и тормозным диском, и нажимной диск фрикционной муфты связан с ее ведущей полумуфтой посредством шариковой шпонки.
Такое выполнение двухскоростной автоматической планетарной передачи позволяет упростить конструкцию, т.к. отключение фрикционной муфты и заклинивание на корпус коронной шестерни проводится через одни и те же тела качения, а поворот коронной шестерни из заклиненного на корпус положения (замедленная передача) на вращение (ускоренная передача) проводится через тела качения с обоих ее торцов, т.е. при малом сопротивлении, соответственно, при малом перепаде нагрузки на ведомом валу, что расширяет функциональные возможности передачи. Установка нажимного диска фрикционной муфты на шариковой шпонке устраняет дополнительные потери на трение в соединении с ведущей полумуфтой фрикционной муфты.
На фиг. 1 - представлен продольный разрез двухскоростной автоматической планетарной передачи.
На фиг. 2 - представлен разрез по сечению А-А на фиг. 1.
На фиг. 3 - представлен разрез по сечению Б-Б на фиг. 2.
На фиг. 4 - представлен разрез по сечению В-В на фиг. 2.
На фиг. 5 - представлена схема взаимного расположения радиальных кулачков «а», торцов «ж» и «и», пазов «е» и «д» при работе на ускоренной передаче.
На фиг. 6 - представлена схема взаимного расположения радиальных кулачков «а», торцов «ж» и «и», пазов «е» и «д» при работе на замедленной передаче.
На фиг. 7 - представлено аксонометрическое изображение двухскоростной автоматической планетарной передачи с вырезом.
Двухскоростная автоматическая планетарная передача содержит корпус 1, планетарный ряд, составленный из солнечной шестерни 2, водила 3 с сателлитами 4, коронной шестерни 5, фрикционную муфту - из ведущей полумуфты 6, связанной с солнечной шестерней 2, фрикционных дисков 7, нажимного диска 8, поджатого пружинами 9 и установленного через шариковую шпонку 10 на ведущей полумуфте 6, ведомой полумуфты 11, на которой выполнены радиальные кулачки «а». Коронная шестерная 5 установлена с возможностью вращения через подшипник 12 на нажимном диске 8. С торцом корпуса 1 через тормозной диск 13 взаимодействует поворотная втулка 14, которая другим торцом через двухсторонние скошенные торцовые зубья «б» и тела качения 15 взаимодействует с ответными зубьями «в» на коронной шестерне 5, которая одновременно взаимодействует через тела качения 16 и обойму 17 с другим торцом корпуса 1. Между торцом коронной шестерни 5 и телами качения 16 предусмотрен монтажный зазор «г», радиальные кулачки «а» ведомой полумуфты 11 расположены в торцовых пазах «е» и «д» поворотной втулки 14 и коронной шестерни 5 с возможностью взаимодействия их с торцами «ж» и «и» пазов «е» и «д». Угол наклона «α» двухсторонних скошенных торцовых зубьев «б» и «в» поворотной втулки 14 и коронной шестерни 5 меньше приведенного угла трения между поворотной втулкой 14 и тормозным диском 13.
Двухскоростная автоматическая планетарная передача работает следующим образом. При малой нагрузке, малом крутящем моменте на водиле 3 (выходном вале передачи) фрикционная муфта не буксует и блокирует между собой радиальными кулачками «а» коронную шестерню 5 и солнечную шестерню 2, и весь планетарный ряд вращается как одно целое вместе с поворотной втулкой 14, взаимное положение радиальных кулачков «а» и торцов «ж» и «и» пазов «е» и «д» отображено на фиг. 5. Из-за наличия монтажного зазора «г» нет контакта коронной шестерни 5 с корпусом 1, поэтому потери на трение минимальны и передача работает с высоким к.п.д. При увеличении нагрузки на водиле 3, превышающей передаваемый фрикционной муфтой момент, она буксует, коронная шестерня 5 останавливается до обратного вращения и в результате появившихся зазоров между радиальными кулачками «а» и торцами «ж» становится ведущей для поворотной втулки 14, но угол наклона «α» двухсторонних скошенных торцовых зубьев «б» и «в» поворотной втулки 14 и коронной шестерни 5 меньше приведенного угла трения между поворотной втулкой 14 и тормозным диском 13 корпуса 1, поэтому коронная шестерня 5 не может провернуть поворотную втулку 14 и заклинивается относительно корпуса 1. Под действием осевой нагрузки от скошенных двухсторонних торцовых зубьев «б» и «в» коронная шестерная 5 перемещается до выбора монтажного зазора «г» и через подшипник 12 сжимает пружины 9, освобождая ведомую полумуфту 11, поэтому потери на трение в фрикционной муфте минимальны и передача работает с высоким к.п.д. Взаимное расположение радиальных кулачков «а», торцов «ж» и «и» пазов «е» и «д» отображено на фиг. 6.
При изменении направления вращения передача работает также, но со сменой работающих торцов «ж» и «и» пазов «е» и «д» на противоположные.