Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
STEPLESS TRANSMISSION (VARIANTS)
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2006/007670
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to transport mechanical engineering and can be used in the form of a mechanism for the speed variation of power delivery in the transport means. The inventive stepless transmission comprises drive, intermediate and output shafts which are axially arranged with respect to each other, a two double-link planetary differential whose links are disposed at an angle of 180° to each other and whose sun gear is embodied in the form of a drum provided with two rows of internal toothed paths which are constantly meshed with the first and second pinion sets. The first pinion set is connected to the drive shaft by means of a carrier, the second set is connected to the driven shaft, wherein said two shafts are interconnected by means of gears with the intermediate shaft. Said invention also relates to the stepless transmission variants, wherein brake means can be mounted in the drum area on the drive and driven shaft-carriers and/or the dampers and/or breaking devices can be mounted on the drive and driven shafts-carriers in the area of the pinion sets. The inventive two-link planetary differentials can be combined in a successive or in a parallel manner.

Inventors:
GASIMOV NASIB MOBIL OGLU (AZ)
Application Number:
PCT/AZ2004/000003
Publication Date:
January 26, 2006
Filing Date:
November 26, 2004
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
GASIMOV NASIB MOBIL OGLU (AZ)
International Classes:
F16H3/74; F16H37/08; (IPC1-7): F16H3/74; F16H37/08
Foreign References:
GB2238090A1991-05-22
US4077278A1978-03-07
DE4217856A11993-12-02
DE3619069A11987-01-08
Other References:
KIRDYASHEV J.N.: "Mnogopotochnye peredachi differentsialanogo tipa, "Mashinostroenie"", LENINGRADSKOE OTDELENIE, 1981, pages 127
Download PDF:
Claims:
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Бесступенчатая коробка передач, содержащая ведущий, промежуточный и выходной валы, два планетарных дифференциала, солнечные шестерни, водила, о т л и ч а ю щ а я с я т е м , что ведущий, промежуточный и выходной валы расположены соосно, а солнечные шестерни, выполненные в виде установленного на оси с валами барабана с двумя рядами внутренних зубчатых дорожек, входящих в постоянное зацепление с первым и вторым комплектами сателлитов, из которых первый связан с ведущим валомводилом, второй связан с выходным валом водилом, а между собой комплекты сателлитов связаны промежуточным валом с шестернями, образуя двухзвенный планетарный дифференциал, звенья которого расположены относительно друг друга на 180°.
2. Бесступенчатая коробка передач, содержащая ведущий, промежуточный и выходной валы, два планетарных дифференциала, солнечные шестерни, водила, о т л и ч а ю щ ая с я т е м , что ведущий, промежуточный и выходной валы расположены соосно, а солнечные шестерни, выполненные в виде установленного на оси с валами барабана с двумя рядами внутренних зубчатых дорожек, входящих в постоянное зацепление с первым и вторым комплектами сателлитов, из которых первый связан с ведущим валомводилом, второй связан с выходным валом водилом, а между собой комплекты сателлитов связаны промежуточным валом с шестернями, образуя двухзвенный планетарный дифференциал, звенья которого расположены относительно друг друга на 180°, при этом в области барабана, а также на ведущем и выходном валахводилах установлены тормозные устройства.
3. Бесступенчатая коробка передач по п.2, отличающаяся тем, что при включении тормозного устройства в области барабана двухзвенный планетарный дифференциал имеет возможность преобразования в планетарную передачу.
4. Бесступенчатая коробка передач по п.2, отличающаяся тем, что при включении тормозных устройств, установленных на ведущем и выходном валах водилах двухзвенный планетарный дифференциал имеет возможность преобразования в прямую передачу.
5. Бесступенчатая коробка передач, содержащая ведущий, промежуточный и выходной валы, два планетарных дифференциала, солнечные шестерни, водила, о т л и ч а ю щ а я с я те м , что ведущий, промежуточный и выходной валы расположены соосно, а солнечные шестерни, выполненные в виде установленного на оси с валами барабана с двумя рядами внутренних зубчатых дорожек, входящих в постоянное зацепление с первым и вторым комплектами сателлитов, из которых первый связан с ведущим валомводилом, второй связан с выходным валом водилом, а между собой комплекты сателлитов связаны промежуточным валом с шестернями, образуя двухзвенный планетарный дифференциал, звенья которого расположены относительно друг друга на 180°, при этом в области первого и второго комплектов сателлитов установлены успокоители и/или на ведущем и выходном валахводилах установлены тормозные устройства и/или успокоители.
6. Бесступенчатая коробка передач по п.5, отличающаяся тем, что в качестве успокоителей предпочтительно установлены магнитные успокоители.
7. Бесступенчатая коробка передач по п.п.16, отличающаяся тем, что соотношения диаметров шестерней промежуточного вала и комплектов сателлитов выбраны, исходя из рабочих режимов передач.
8. Бесступенчатая коробка передач по п.п.17, отличающаяся тем, что одно из звеньев двухзвенного планетарного дифференциала может быть асимметричным, а другое звено может быть симметричным.
9. Бесступенчатая коробка передач по п.п.17, отличающаяся тем, что оба звена двухзвенного планетарного дифференциала могут быть асимметричными.
10. Бесступенчатая коробка передач по п.п.19, отличающаяся тем, что в качестве звеньев двухзвенного планетарного дифференциала может быть использован любой известный тип планетарной передачи.
11. Бесступенчатая коробка передач по п.п.110, отличающаяся тем, что двухзвенные планетарные дифференциалы имеют возможность последовательного или параллельного агрегатирования.
Description:
БЕССТУПЕНЧАТАЯ КОРОБКА ПЕРЕДАЧ (ВАРИАНТЫ)

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Изобретение относится к области транспортного машиностроения и может быть использовано в качестве механизма, обеспечивающего изменение скорости подачи мощности, а именно в бесступенчатой коробке передач транспортных средств. Известна бесступенчатая коробка передач, содержащая ведущий вал подачи мощности в коробку передач, выходной вал для выдачи мощности из коробки передач, составной планетарный механизм, включающий два солнечных зубчатых колеса, два комплекта сателлитов, водило, гидротрансформатор, части которого соединены с определенными составляющими планетарного механизма (п. РФ JNs 2166681 по классу F 16 H 37/06, 47/08 от 20.11.97 г.).

Недостатками известного решения являются его сложность, невысокие надежность и КПД, обусловленные конструктивными элементами, входящими в коробку передач, и бесступенчатым изменением скорости только во время работы при реверсе, что ограничивает использование известного решения. Наиболее близким техническим решением к заявляемому является механизм передачи и поворота транспортного средства, содержащее ведущий, промежуточный и выходные валы, кинематически связанным с гидромашинами, одна из которых имеет связь с солнечными шестернями двух планетарных дифференциалов, эпициклические шестерни которых соединены с промежуточным валом, а водила - с выходными валами, а оба планетарных дифференциала через коробку передач - с ведущим валом. Изобретение может использоваться в качестве бесступенчатого механизма передач и поворота в трансмиссиях, преимущественно гусеничных машин (п. РФ Ns 2236356 по классу F 16 H 47/00 от 26.08.02 г.).

Недостатками решения, принятого за прототип являются его сложность, невысокая надежность, обусловленные конструктивньми элементами, и ограниченное применение, преимущественно, для гусеничных машин.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Задача, стоявшая перед изобретателем, заключалась в создании средства с упрощенной конструкцией, имеющего повышенную надежность и широкое применение для любых транспортных средств.

Поставленная задача в известной бесступенчатой коробке передач,

5 содержащей ведущий, промежуточный и выходной валы, два планетарных дифференциала, солнечные шестерни, водила, достигается тем , что ведущий, промежуточный и выходной валы расположены соосно, а солнечные шестерни выполнены в виде установленного на оси с валами барабана с двумя рядами внутренних зубчатых дорожек, входящих в постоянное зацепление с первым и

Ю вторым комплектами сателлитов, из которых первый связан с ведущим валом- водилом, второй связан с выходным валом-водилом, а между собой комплекты сателлитов связаны промежуточным валом с шестернями, образуя двухзвенный планетарный дифференциал, звенья которого расположены относительно друг друга на 180°.

15 По другому варианту задача в бесступенчатой коробке передач, содержащей ведущий, промежуточный и выходной валы, два планетарных дифференциала, солнечные шестерни, водила, достигается тем , что ведущий, промежуточный и выходной валы расположены соосно, а солнечные шестерни выполнены в виде установленного на оси с валами барабана с двумя рядами внутренних зубчатых 0 дорожек, входящих в постоянное зацепление с первым и вторым комплектами сателлитов, из которых первый связан с ведущим валом-водилом, второй связан с выходным валом-водилом, а между собой комплекты сателлитов связаны промежуточным валом с шестернями, образуя двухзвенный планетарный дифференциал, звенья которого расположены относительно друг друга на 180°, в 5 области барабана, а также на ведущем и выходном валах-водилах установлены тормозные устройства, при этом при включении тормозного устройства в области барабана двухзвенный планетарный дифференциал имеет возможность преобразования в планетарную передачу, а при включении тормозных устройств, установленных на ведущем и выходном валах-водилах двухзвенный планетарный зо дифференциал имеет возможность преобразования в прямую передачу.

В третьем варианте поставленная задача в известной бесступенчатой коробке передач, содержащей ведущий, промежуточный и выходной валы, два планетарных дифференциала, солнечные шестерни, водила, решается тем, что ведущий, промежуточный и выходной валы расположены соосно, а солнечные шестерни выполнены в виде установленного на оси с валами барабана с двумя рядами внутренних зубчатых дорожек, входящих в постоянное зацепление с первым и вторым комплектами сателлитов, из которых первый связан с ведущим валом-водилом, второй связан с выходным валом-водилом, а между собой комплекты сателлитов связаны промежуточным валом с шестернями, образуя двухзвенный планетарный дифференциал, звенья которого расположены относительно друг друга на 180°, при этом в области первого и второго комплектов сателлитов установлены успокоители, предпочтительно магнитные, и/или на ведущем и выходном валах-водилах установлены тормозные устройства и/или успокоители. Кроме этого, задача решается тем, что соотношения диаметров шестерней промежуточного вала и комплектов сателлитов выбраны, исходя из рабочих режимов передач, а одно из звеньев двухзвенного планетарного дифференциала может быть асимметричным, а другое звено - симметричным, или оба звена могут быть асимметричными, при этом в качестве звеньев двухзвенного планетарного дифференциала может быть использован любой известный тип планетарной передачи.

Также задача достигается тем, что двухзвенные планетарные дифференциалы имеют возможность последовательного или параллельного агрегатирования. Введение соосности ведущего, промежуточного и выходного валов, выполнение солнечных шестерен в виде установленного на оси с валами барабана с двумя рядами зубчатых дорожек, входящих в постоянное зацепление с двумя комплектами сателлитов планетарных дифференциалов, связанных между собой промежуточным валом с образованием единого двухзвенного дифференциала со звеньями, расположенными относительно друг друга на 180°, и выполнение

ведущего и выходного валов с функцией водила обеспечивают заявляемому решению значительное упрощение конструкции по сравнению с известным решением, высокую надежность и широкое использование в транспортных средствах любого вида. Дополнительно, применение изобретения позволяет уменьшить габариты, снизить металлоемкость, повысить вариабельность механизма, значительно снизить потребление топлива.

Таким образом заявляемая бесступенчатая коробка передач (ее варианты) решает поставленную задачу и соответствует критериям «нoвизнa» и «изoбpeтaтeльcкий ypoвeнь».

ЛУЧШИЙ ВАРИАНТ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Изобретение иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 изображена общая схема первого варианта; на фиг. 2 - кинематическая схема фиг. 1 ; на фиг. 3 - общая схема второго варианта; на фиг. 4 - общая схема третьего варианта; на фиг. 5

- кинематическая схема двухзвенного планетарного дифференциала с асимметричным и симметричным звеньями; на фиг. 6 — кинематическая схема двухзвенного планетарного дифференциала с двумя асимметричными звеньями; на фиг. 7 - кинематическая схема двухзвенного планетарного механизма с двумя различными типами звеньев; на фиг. 8 - схема с последовательно агрегатированными двухзвенными планетарньми дифференциалами; на фиг. 9 - схема с параллельно агрегатированными двухзвенными планетарными дифференциалами.

Бесступенчатая коробка передач (фиг.l) состоит из установленных соосно в корпусе 1 ведущего 2, промежуточного 3 и выходного 4 валов. Промежуточный вал 3 имеет шестерни 5 и 6, которые кинематически связаны соответственно с первым 7 и вторым 8 комплектами сателлитов, взаимодействующих соответственно с ведущим 2 и выходным 4 валами и барабаном 9, имеющим на внутренней стороне два ряда зубчатых дорожек 10, 11 и установленным на одной оси с валами. Валы 2 и 4 выполнены с возможностью осуществления функции водила. Данный механизм представляет собой двухзвенную систему планетарных дифференциалов,

установленных относительно друг друга на 180°.

Кинематическая схема, иллюстрирующая работу устройства по фиг.l, показана на фиг.2, в соответствии с которой устройство работает следующим образом. При подаче мощности в коробку передач ведущий вал - водило 2 своим вращением приводит в движение через первый комплект сателлитов 7 и зубчатую дорожку 10, находящихся в постоянном зацеплении, барабан 9 и промежуточный вал 3. Зубчатая дорожка 11 входит в постоянное зацепление со вторым комплектом сателлитов 8, при этом выходной вал - водило 4 начинает вращаться и выдает мощность из коробки передач. При нагрузке на вал 4 происходит снижение скорости барабана 9 и, как следствие, увеличение скорости промежуточного вала 3.

Это обусловлено различными диаметрами шестерен 5 и 6, так как шестерня 6 со стороны выходного вала - водила 4 имеет меньший диаметр, чем шестерня 5 со стороны ведущего вала - водила 2. Соотношения диаметров шестерней 5 и 6, а также шестерней комплектов сателлитов зависят от рабочих условий.

Например, для коробки передач с пределами передаточных отношений 1:1 - 1 :4 соотношение диаметров шестерней 6 и 5 будет 1 :8.

В случае снятия нагрузки с выходного вала - водила 4 обороты увеличиваются и нагрузка равномерно передается через первый комплект сателлитов 7 и зубчатую дорожку 10 на барабан 9 и промежуточный вал 3, приводя всю систему валов во вращение с одной скоростью, то есть соблюдается условие передачи 1 :1.

Во втором варианте (фиг.З) бесступенчатая коробка передач состоит из установленных соосно в корпусе 1 ведущего 2, промежуточного 3 и выходного 4 валов. Промежуточный вал 3 имеет шестерни 5 и 6, которые кинематически связаны соответственно с первым 7 и вторым 8 комплектами сателлитов, взаимодействующих соответственно с ведущим 1 и выходным 4 валами и барабаном 9, имеющим на внутренней стороне два ряда зубчатых дорожек 10, 11 и установленным на одной оси с валами. Валы 2 и 4 выполнены с возможностью осуществления функции водила. Данный механизм представляет собой

двухзвенную систему планетарных дифференциалов, установленных относительно друг друга на 180°. Между корпусом 1 и барабаном 9 установлено тормозное устройство 12, а на ведущем 2 и выходном 4 валах - водилах - тормозные устройства 13, которые могут быть использованы при ручном регулировании.

Работа устройства по фиг. 3 осуществляется следующим образом.

Передача вращения через валы 2, 3 и 4 происходит как описано выше для фиг. 1. Но при приведении в действие тормоза 12 скорость, передаваемая выходному валу - водиле 4 уменьшается за счет остановки барабана 9. При полном торможении двухзвенный планетарный дифференциал превращается в планетарную передачу и выполняется высшее условие передачи. В приведенном выше примере это передаточное отношение 1:4. При ослаблении действия тормозного устройства 12 барабан 9 начинает вращаться вместе с ведущим валом - водилом 2 и скорость вала 4 увеличивается. При неполном торможении могут выполняться соотношения, например 1:1,5, 1:2, 1:2,4, 1:3,2, 1:3,7 и другие. Таким образом применение тормозного устройства 12 способствует снижению скорости и, соответственно, увеличению мощности.

В случае приведения в действие тормозных устройств 13 скорость, передаваемая выходному валу — водиле 4, повышается. При полном торможении двухзвенный планетарный дифференциал превращается в прямую передачу. Таким образом тормозные устройства 13 способствуют уменьшению разницы вращения валов 2, 3, 4 и барабана 9, обеспечивая при постепенном торможении необходимое передаточное число.

В третьем варианте (фиг.4) бесступенчатая коробка передач состоит из установленных соосно в корпусе 1 ведущего 2, промежуточного 3 и выходного 4 валов. Промежуточный вал 3 имеет шестерни 5 и 6, которые кинематически связаны соответственно с первым 7 и вторым 8 комплектами сателлитов, взаимодействующих соответственно с ведущим 1 и выходным 4 валами и барабаном 9, имеющим на внутренней стороне два ряда зубчатых дорожек 10, 11 и установленным на одной оси с валами. Валы 2 и 4 выполнены с возможностью осуществления функции водила. Данный механизм представляет собой

двухзвенную систему планетарных дифференциалов, установленных относительно друг друга на 180°. В области первого 7 и второго 8 комплекта сателлитов установлены успокоители 14, предпочтительно магнитного типа, а на ведущем 3 и выходном 4 валах - водилах установлены тормозные устройства 13 и/или успокоители 14.

Работа устройства по фиг. 4 осуществляется следующим образом.

Передача вращения через валы 2, 3, 4 происходит также как и при работе устройства по фиг. 1. Для выравнивания скоростей промежуточного вала 3 и барабана 9 используются успокоители, например, при трогании с места,. В этом случае промежуточный вал 3 имеет большую скорость по отношению к барабану 9 и первый 7 и второй 8 комплекты сателлитов, взаимодействуя с успокоителями 14, уменьшают разность скоростей промежуточного вала 3 и барабана 9.

Идентичный принцип работы успокоителей 14, установленных на ведущем 3 и выходном 4 валах — водилах. Тормозные устройства 13 на ведущем 3 и выходном 4 валах работают также как описано выше для устройства по фиг. 3.

На фиг. 5 изображена бесступенчатая коробка передач, в которой звено 15 двухзвенного планетарного дифференциала является симметричным, а звено 16 — асимметричным.

Работа устройства по фиг. 5 осуществляется также как описано выше для фиг. 1.

На фиг. 6 изображена бесступенчатая коробка передач, в которой оба звена 17 и 18 двухзвенного планетарного дифференциала являются асимметричными.

Работа устройства по фиг. 6 осуществляется аналогичным образом как и в устройстве по фиг. 1.

На фиг. 7 изображена бесступенчатая коробка передач, в которой звено 19 двухзвенного планетарного дифференциала является зубчатой передачей, а звено 20 - передачей с эластичным обручем.

Работа устройства по фиг. 7 аналогична работе устройства по фиг. 1.

Приведенные примеры не ограничивают использование любого известного типа планетарных передач.

На фиг. 8 показано последовательное агрегатирование двухзвенных планетарных дифференциалов, образующих единую коробку передач, что позволяет снизить габариты.

На фиг. 9 показано параллельное агрегатирование двухзвенных планетарных дифференциалов, образующих единую коробку передач.

Устройства, изображенные на фиг. 8 и 9, позволяют создавать различные конфигурации и расширяют возможности использования бесступенчатых коробок передач для любых типов транспортных средств.