Патент на изобретение №2313020

(54) ЦЕНТРАЛЬНОЕ ОПОРНОЕ ЗВЕНО ДЛЯ ПЛАНЕТАРНОЙ КОРОБКИ ПЕРЕДАЧ

(57) Реферат:

Изобретение относится к области автотранспортного машиностроения и касается конструкции элементов ступенчатой планетарной коробки передач. Центральное опорное звено содержит корпус (26), установленный в картере коробки передач и выполненный в виде кольца. На одной стороне кольца выполнена кольцевая проточка (28) для опирания тарельчатой пружины и центрирующее глухое отверстие (29) для установки соседней детали. На другой стороне кольца выполнены две кольцевые концентрические полости (30, 31) меньшего и большего диаметра. В концентрической полости (30) поверхность стенки, расположенная ближе к продольной оси корпуса, выполнена гладкой, а расположенная дальше от продольной оси корпуса – ступенчатой. Поверхность первой ступени с меньшим диаметром выполнена гладкой. Поверхность второй ступени имеет шлицы и каналы для установки стопорных колец. У концентрической полости (31) поверхность стенки меньшего диаметра выполнена гладкой, а на поверхности стенки большего диаметра выполнены шлицы. Кольцо имеет повторяющиеся через равные расстояния по окружности сквозные четырехугольной формы сквозные отверстия (38), конические в направлении проточки (28). В боковой поверхности (37) кольца выполнен канал (27) подачи масла, сообщеннный с концентрической полостью (30). Такое выполнение уменьшает осевые габариты конструкции. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области автотранспортного машиностроения и касается конструкции элементов ступенчатой планетарной коробки передач, которая может быть использована в автоматических трансмиссиях, управляемых с помощью электронного блока и гидравлики и предназначенных для транспортных средств.

В состав автоматической трансмиссии входит гидродинамический преобразователь крутящего момента (гидротрансформатор), в котором кинетическая энергия рабочей жидкости используется для передачи крутящего момента от коленчатого вала двигателя на входное звено коробки передач. Далее расположена, как правило, коробка передач планетарного типа, обеспечивающая изменение крутящего момента на движителе и его частоты вращения. Коробка передач планетарного типа состоит из планетарных рядов и фрикционных элементов управления. Фрикционные элементы управления по своему назначению делятся на две группы: тормоза и муфты. Фрикционные муфты соединяют элементы планетарного механизма между собой. Фрикционные тормоза соединяют элементы планетарного механизма с картером коробки передач. В картере также устанавливается центральное опорное звено. Центральное опорное звено устанавливается таким образом, что, не имея возможности совершать перемещения в какой-либо плоскости, становится элементом картера коробки передач.

Центральное опорное звено предназначено для обеспечения подвода масла к фрикционным тормозам, организации опоры звеньев планетарного редуктора в осевом и радиальном направлениях, установки поршней фрикционных тормозов и соединения фрикционных дисков фрикционных тормозов с картером коробки передач, организации каналов системы смазки. К тому же в центральном опорном звене технологически проще выполнить масляные каналы, нарезать шлицы для крепления фрикционных дисков фрикционных тормозов, чем непосредственно в самом картере.

В настоящее время в планетарные коробки передач, используемые для транспортных средств и обеспечивающие пять или шесть передач переднего хода и одну передачу заднего хода, включают в себя три планетарных ряда, пять или шесть фрикционных элементов управления. При этом важную роль играет компоновочное расположение фрикционных элементов управления, т.к. это влияет на такие характеристики коробок передач, как скорости вращения фрикционных дисков относительно друг друга, управляющее давление в системе управления переключением передач, что, в свою очередь, оказывает влияние на долговечность коробки передач, мощность двигателя, которую потребляет масляный насос. Поэтому в картере коробки передач соосно с входным звеном устанавливается центральное опорное звено. При этом не используются все возможности, которые предоставляет данный элемент конструкции коробок передач. Поэтому многие элементы, которые могли бы быть размещены на центральном опорном звене, выполняются либо непосредственно на внутренней поверхности картера коробки передач, что технологически усложняет конструкцию, делая ее более сложной и, как следствие, более дорогой, либо увеличивая количество деталей в конструкции, усложняя процесс сборки и увеличивая габаритные показатели коробки передач.

Известно центральное опорное звено для планетарной коробки передач, содержащее корпус, жестко установленный в картере коробки передач соосно входному валу коробки передач, выполненный в виде кольца, от боковой поверхности которого, перпендикулярно оси вращения, выполнен канал подачи масла (JP, №2-275149, F16H 3/44, опубл. 09.11.1990).

Недостаток данного центрального опорного звена заключается в том, что оно не рассматривается как элемент, в котором можно было бы разместить часть управляющих элементов системы управления включением муфт и элементов самих муфт.

Настоящее изобретение направлено на решение технической задачи, связанной с получением конструкции центрального опорного звена, оснащенного позиционными местами размещения управляющих элементов муфт и самих муфт и обеспечивающего подачу масла под давлением во фрикционные элементы управления.

Достигаемый при этом технический результат заключается в увеличении долговечности коробки передач и динамических характеристик транспортного средства за счет снижения требований к уплотнительным элементам коробки передач, упрощения процесса сборки, уменьшения отбора мощности на работу масляного насоса, уменьшения осевых габаритов планетарной коробки передач.

Указанный технический результат достигается тем, что центральное опорное звено для планетарной коробки передач, содержащее для планетарной коробки передач, содержащее корпус, жестко установленный в картере коробки передач соосно с входным валом коробки передач и выполненный в виде кольца, в боковой поверхности корпуса которого перпендикулярно продольной оси выполнен канал подачи масла, отличающийся тем, что на одной стороне кольца выполнена кольцевая проточка для опирания тарельчатой пружины и центрирующее глухое отверстие для установки соседней детали, а с другой стороны в кольце вокруг сквозного внутреннего осевого отверстия выполнены две кольцевые концентрические полости, при этом у концентрической полости меньшего диаметра поверхность стенки, расположенной ближе к продольной оси корпуса, выполнена гладкой и уже, чем поверхность стенки этой полости, расположенной дальше от продольной оси корпуса, которая выполнена ступенчатой и поверхность первой ступени которой, имеющей меньший диаметр, выполнена гладкой, а на поверхности второй ступени которой, выполненной большего диаметра, выполнены шлицы, в начале и конце которых выполнены каналы для установки стопорных колец, у концентрической полости большего диаметра поверхность стенки меньшего диаметра выполнена гладкой, а на поверхности стенки большего диаметра выполнены шлицы, кольцо имеет повторяющиеся через равные расстояния по окружности и на равном расстоянии от продольной оси корпуса сквозные четырехугольной формы сквозные отверстия, выполненные коническими в направлении проточки для опирания тарельчатой пружины, а канал подачи масла сообщен с концентрической полостью меньшего диаметра.

Указанные признаки являются существенными и взаимосвязаны между собой с образованием устойчивой совокупности существенных признаков, достаточной для получения требуемого технического результата.

Оснащение центрального опорного звена на боковой поверхности со стороны канала подачи масла во впадинах шлицов сквозных прорезей позволяет организовать слив масло из фрикционного тормоза.

Настоящее изобретение поясняется конкретным примером, который, однако, не является единственно возможным, но наглядно демонстрирует возможность достижения требуемого технического результата приведенной совокупностью признаков.

Сущность предлагаемого технического решения поясняется чертежами, где

на фиг.1 – кинематическая схема гидромеханической коробки передач для автоматической трансмиссии транспортного средства, реализующей шесть передач переднего хода и одну передачу заднего хода;

фиг.2 – центральное опорное звено, вид в аксонометрии;

фиг.3 – продольный разрез центрального опорного звена;

фиг.4 – сечение центрального опорного звена по сквозным четырехугольной формы отверстиям.

Настоящее изобретение касается конструкции центрального опорного звена, используемого в качестве базовой детали для планетарной коробки передач, кинематическая схема которой приведена на фиг.1.

Гидромеханическая коробка передач, реализующая шесть передач переднего хода и одну передачу заднего хода, содержит картер 1, гидротрансформатор 2, входное звено 3, выходное звено 4 и планетарный редуктор, в состав которого входят планетарные ряды, две фрикционные муфты и три фрикционных тормоза. Планетарный редуктор состоит из трех планетарных рядов. Первый планетарный ряд состоит из солнечной шестерни 5, водила 6 сателлитов и коронной шестерни 7. Второй планетарный ряд состоит из солнечной шестерни 8, водила 9 сателлитов и коронной шестерни 10. Третий планетарный ряд состоит из солнечной шестерни 11 водила 12 сателлитов и коронной шестерни 13. Входное звено 3 соединяется фрикционной муфтой 14 со связанными между собой водилом 6 первого планетарного ряда, и водилом 9 второго планетарного ряда, и фрикционной муфтой 15 с солнечной шестерней 5 первого планетарного ряда. Солнечная шестерня 8 второго планетарного ряда связана с входным звеном 3.

Солнечная шестерня 5 первого планетарного ряда соединяется с картером 1 коробки передач фрикционным тормозом 16. Фрикционный тормоз 17 соединяет с картером 1 коробки передач связанные между собой водило 6 первого планетарного ряда и водило 9 второго планетарного ряда. Фрикционный тормоз 18 соединяет с картером 1 коробки передач солнечную шестерню 11 третьего планетарного ряда.

В картере коробки передач установлено центральное опорное звено 19 и бустер 25, в котором установлен поршень 24, который сжимает фрикционные диски фрикционного тормоза 17, проходя сквозь сквозные отверстия, выполненные в центральном опорном звене 19. Фрикционные диски фрикционного тормоза 18 сжимаются поршнем 20, установленным в картере 1 коробки передач. В центральном опорном звене, в части, ближней к оси входного и выходного звена, установлен поршень 21, сжимающий фрикционные диски фрикционного тормоза 16. Фрикционные диски фрикционной управляемой муфты 14 сжимаются поршнем 22, установленным в барабане, жестко связанном с входным звеном 3. Фрикционные диски фрикционной управляемой муфты 15 сжимаются поршнем 23, установленным в барабане, жестко связанном с солнечной шестерней 5 первого планетарного ряда.

Центральное опорное звено 19 для планетарной коробки передач представляет собой корпус 26 в виде кольца, жестко установленный в картере 1 коробки передач соосно с входным валом 3 коробки передач и в боковой поверхности корпуса которого перпендикулярно продольной оси выполнен канал 27 подачи масла. На одной стороне кольца выполнена кольцевая проточка 28 для опирания тарельчатой пружины и центрирующее глухое отверстие 29 для установки соседней детали. С другой стороны в кольце вокруг сквозного внутреннего осевого отверстия выполнены две кольцевые концентрические полости. У концентрической полости 30 меньшего диаметра поверхность стенки 32, расположенной ближе к продольной оси корпуса, выполнена гладкой и уже, чем поверхность стенки этой полости, расположенной дальше от продольной оси корпуса 26, которая выполнена ступенчатой и поверхность первой ступени 33 которой, имеющей меньший диаметр, выполнена гладкой. На поверхности второй ступени, выполненной большего диаметра, выполнены шлицы 34, в начале и конце которых выполнены каналы для установки стопорных колец, у концентрической полости 31 большего диаметра поверхность стенки меньшего диаметра 35 выполнена гладкой, а на поверхности стенки большего диаметра выполнены шлицы 36.

Кольцо имеет повторяющиеся через равные расстояния по окружности и на равном расстоянии от продольной оси корпуса сквозные четырехугольной формы сквозные отверстия 38, выполненные коническими в направлении проточки 28 для опирания тарельчатой пружины, а канал подачи масла 27 сообщен с концентрической полостью 30 меньшего диаметра.

Кроме того, на боковой поверхности 37 со стороны канала подачи масла 27 во впадинах шлицов 36 выполнены сквозные проточки 39 для слива масла.

С указанным центральным суппортом можно получить новую коробку передач меньших осевых габаритов и большей эксплуатационной долговечностью, которая позволяет обеспечить шесть передач переднего хода и одну передачу заднего хода. Ниже рассматриваются режимы работы коробки передач, задействующие центральное опорное звено и элементы, расположенные в нем.

На первой передаче переднего хода, за счет сжатия поршнем 20, установленным в картере 1 коробки передач, фрикционных дисков включаются тормоз 18 и за счет сжатия поршнем 24 фрикционных дисков включаются тормоз 17. Крутящий момент с входного звена 3 через солнечную шестерню 8 второго планетарного ряда передается на коронную шестерню 10 второго планетарного ряда и связанную с ним коронную шестерню 13 третьего планетарного ряда, а с нее на водило 12 третьего планетарного ряда и связанное с ним выходное звено 4.

При переключении на вторую передачу переднего хода тормоз 17 выключается и за счет сжатия поршнем 21, установленным в центральном опорном звене 19, фрикционных дисков включается тормоз 16, тормоз 18 остается включенным. Крутящий момент с входного звена 3 через солнечную шестерню 8 второго планетарного ряда передается на водило 9 второго планетарного ряда, а с нее через коронную шестерню 10 второго планетарного ряда и связанную с ней коронную шестерню 13 третьего планетарного ряда передается на водило 12 третьего планетарного ряда, где разделяется и передается на связанное с водилом 12 третьего планетарного ряда выходное звено 4, а также через коронную шестерню 7 первого планетарного ряда передается на водило 6 первого планетарного ряда и связанное с ним водило 9 второго планетарного ряда, где объединяется с потоком крутящего момента с солнечной шестерни 8 второго планетарного ряда.

На передаче заднего хода за счет сжатия поршнем 23 фрикционных дисков включается муфта 15 и за счет сжатия поршнем 24, установленным в бустере 25, фрикционных дисков включается тормоз 17. Крутящий момент с входного звена 3 через включенную фрикционную муфту 15 передается на солнечную шестерню 5 первого планетарного ряда, а с нее через водило 6 первого планетарного ряда передается на коронную шестерню 7 первого планетарного ряда и связанное с ним водило 12 третьего планетарного ряда, связанное непосредственно с выходным звеном 4.

Расположение поршня, сжимающего фрикционные диски фрикционного тормоза, который связывает солнечную шестерню первого планетарного ряда с картером коробки передач, в центральном опорном звене в части, ближней к оси вращения входного вала коробки передач, а поршня, сжимающего фрикционные диски фрикционного тормоза, который связывает водило первого планетарного ряда с картером коробки передач, в бустере, жестко связанном с картером коробки передач и расположенном в стороне, противоположной планетарному редуктору относительно центрального опорного звена, и сжимающего фрикционные диски, проходя через отверстия, выполненные в центральном опорном звене, позволило упростить процесс подачи управляющего давления к поршням, сжимающим фрикционные диски фрикционных тормозов.

Расположение поршня, сжимающего фрикционные диски фрикционного тормоза, который связывает солнечную шестерню первого планетарного ряда с картером коробки передач, в поршне, сжимающем фрикционный тормоз, связывающий водило первого планетарного ряда с картером коробки передач, который установлен в центральном опорном звене, позволило уменьшить осевой габарит коробки передач.

Расположение поршня, сжимающего фрикционные диски фрикционного тормоза, который связывает водило первого планетарного ряда с картером коробки передач, радиально над поршнем, сжимающим фрикционные диски фрикционного тормоза, связывающего солнечную шестерню первого планетарного ряда с картером коробки передач, и установление их в центральном опорном звене позволило уменьшить осевой габарит коробки передач.

Выполнение на боковой поверхности со стороны канала подачи масла во впадинах шлицов в центральном опорном звене сквозных проточек для слива масла позволяет упростить процесс перетекания масла.

Настоящее изобретение позволяет в планетарных коробках передач существенно уменьшить осевой габарит и упростить систему управления за счет организации части управляющих элементов в центральном опорном звене.

Настоящее изобретение промышленно применимо, так как для его реализации не требуется специальной новой технологии и специального оборудования, кроме тех, что используются в машиностроении в производстве редукторов, в том числе и планетарных.

Формула изобретения

1. Центральное опорное звено для планетарной коробки передач, содержащее корпус, жестко установленный в картере коробки передач соосно с входным валом коробки передач и выполненный в виде кольца, в боковой поверхности корпуса которого перпендикулярно продольной оси выполнен канал подачи масла, отличающееся тем, что на одной стороне кольца выполнена кольцевая проточка для опирания тарельчатой пружины и центрирующее глухое отверстие для установки соседней детали, а с другой стороны в кольце вокруг сквозного внутреннего осевого отверстия выполнены две кольцевые концентрические полости, при этом у концентрической полости меньшего диаметра поверхность стенки, расположенной ближе к продольной оси корпуса, выполнена гладкой и уже, чем поверхность стенки этой полости, расположенной дальше от продольной оси корпуса, которая выполнена ступенчатой и поверхность первой ступени которой, имеющей меньший диаметр, выполнена гладкой, а на поверхности второй ступени которой, выполненной большего диаметра, выполнены шлицы, в начале и конце которых выполнены каналы для установки стопорных колец, у концентрической полости большего диаметра поверхность стенки меньшего диаметра выполнена гладкой, а на поверхности стенки большего диаметра выполнены шлицы, кольцо имеет повторяющиеся через равные расстояния по окружности и на равном расстоянии от продольной оси корпуса сквозные четырехугольной формы сквозные отверстия, выполненные коническими в направлении проточки для опирания тарельчатой пружины, а канал подачи масла сообщен с концентрической полостью меньшего диаметра.

2. Опорное звено для планетарной коробки передач по п.1, отличающееся тем, что на боковой поверхности со стороны канала подачи масла во впадинах шлицов выполнены сквозные проточки для слива масла.

РИСУНКИ