Автоматическая передача б. кочеткова

09152 А СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИК Н ЗЗ/14(505 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССРПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ АВТО 2 О ВЭЛ ез ин ОРЫЙ о ом, а есом анизм колес водил у, что ение пред одном ки вы(57) Изобретение отностроению, Целью изобрасширение диапазонареддточного Отношения ство СССРЙа, 1988.ПЕРЕДАЧАсится к машиноретения являетсярегулирования пеВращение с входкот вал кол ме ное на вал ме а 1 к выходному валу 2 передается ерционную муфту 3, ведущий вал 13 кинематически сВязан с Входным ведомый вал 8 - с центральным 7 дифференциала, а также через 5 свободного хода 5 и центральо 9 дифференциала и суммируется е 6, установленном на выходном обеспечивает автоматическое изпередаточного отношения в 4 мироелах в зависимости от нагрузки на валу 2, 4 ил.Изобретение. относится к машиностроению и может быть использовано в транспортном машиностроении и станкостроении,Известен автоматический привод. содержащий входной и выходной валы, передачу с регулируемым передаточным отношением и дифференциал, водило которого установлено на входном валу, а центральные колеса дифференциала кинематически связаныс передачей с регулируемым передаточным отношением и выходным. валом, в качестве передачи с регулируемым передаточным отношением использована инерционная муфта, а привод снабжен двумя механизмами свободного хода, ведущие обоймы которых установлены на валу одного из центральных колес, ведомая обойма одного из механизмов свободного хода установлена на валу второго центрального колеса, а ведомая обойма другого включена в кинематическую связь первого центрального колеса с выходным валом,Известна автоматическая передача, содержащая входной и выходной .валы, инерционнуюмуфтуидифференциал,минематически связанные между собой, и механизм свободного хода, ведомая обойма которого кинематически связана с выходным валом, ведомое звено инерционной муфты выполнено полым, через него пропущен входной вал, на нем последовательно установлены ведущее звено инерционной муфты и ведущая обойма механизма свободного хода, у дифференциала водило кинематически связано с входным валом, одно центральное колесо - с выходным звеном инерционноймуфты, а второе - с выходным валом.Известна также автоматическая передача, содержащая параллельные входной и выходной валы,.инерционную муфту; дифференциал, водило которого установлено на входном валу, а центральные колеса кинематически связаны с инерционной муфтой и выходным валом,.и три механизма свободного хода, ведущая обойма первого из которых кинематически связана с одним из центральных колес, а ведомая - с выходным валом, ведущая .и ведомая обоймы второго механизма свободного хода установлены соответственно на двух звеньях дифференциала, ведущая обойме третьего механизма свободного хода установлена на водиле, а ведомая кинематически связана с выходным валом; все элементы передачи размещены соосно входному и выходному валам, каждая кинематическая связь представляет собой йару зубчатых колес. У этой автоматической передачи режимработы с наивысшим передаточным отно-.шением имеет фиксированное значение, затрудняющее плавный пуск рабочей маши 5 ны., и частота вращения выходного вала неможет превышать частоту вращения выходного вала, что в совокупности ограничиваетдиапазон регулирования передаточного отношения,0 Целью изобретения. является расширение диапазона регулирования передаточного отношения от неограниченно большогодо меньшего единицы.Поставленная цель достигается тем, что18 в автоматической передаче, содержащейвходной и выходной валы, инерционнуюмуфту, дифференциал, центральные колесакоторого кинематически связаны с инерци онной муфтой, механизмы свободного хода,20 ведущая и ведомая обоймы первого иэ которых установлены соответственно на валахпервого и второго центральных колес, а ведущая обойма второго механизма свободного хода установлена на входном валу,25 водило дифференциала размещено на выходном валу, ведущий вал инерционноймуфты кинематически связан с входным валом, ведомый вал соединен с центральнымколесом дифференциала, а ведомая обоймаЗО второго механизма свободного хода кинематически связана со вторым центральнымколесом дифференциала,Автоматическая передача имеет три режима работы (при втором конструктивномЗБ варианте - четыре режима) при использовании только одной инерционной муфты. Первый и третий режимы работы являютсявариаторными, т,е. позволяют плавно изменять в определенных пределах угловую ско 40 рость выходного вала в заисиоси отнагрузки, что существенно улучшает эксплуатационные характеристики по сравнениюсо ступенчатыми коробками передач, Первый конструктивный вариант передачи по зволяет передавать момент в вариаторномрежиме при сколь угодно малой угловой скорости. выходного вала и даже при полной его остановке под действием приложенной нагрузки, что является нормальным режимомработы, При этом не допускается перегруз 50 ка двигателя, поскольку инерционная муфта имеет верхний предел передаваемой мощности. Автоматическая передача упрощает управление рабочей машиной, обеспечивает плавную нагрузку на двигатель. 8 свя 55 зи с наличием двух вариаторных режимовработы в ней отсутствуют ограничения по величине передаточных отношений применяемых дар колес. Это поэволяетобеспечить автоматическое регулиоование величиныпередаваемого момента в широких пределах,На фиг.1 изображена автоматическаяпередача; на фиг.2 - вариант конструкцииавтоматической передачи; на фиг.З и 4 -инерционная муфта в двух проекциях соответственно.Автоматическая передача (фиг 1) содержит параллельные входной 1 и выходной 2 валы, инерционную муфту 3,механизмы свободного хода (МСХ) 4,5 идифференциал, водило 6 которого установлено на выходном валу 2, первое центральное колесо 7 дифференциала соединено сведомым валом 8 инерционной муфты, второе центральное колесо 9 кинематическисвязано посредством полого вала 10, парыколес 11,12 и механизма свободного хода 5с входным валом 1, Ведущий вал 13 инерционной муфты 3 кинематически связан,свходным валом 1 при помощи пары колес 14и 15, Ведомый вал 8 инерционной муфты иполый вал 10 связывает МСХ 4, ведущаяобойма которого установлена на ведомомвалу 8 инерционной муфты, а ведомая - наполом валу 10. Передаточное отношение пары колес 11 и 12 больше, чем у пары колес14 и 15,В конструктивном варианте на фиг.2применяется дополнительная пара колес 16и 17 с наибольшим передаточным отношением по сравнению с другими парами колес,которая через третий МСХ 18 кинематически связывает выходной вал 2 с входнымвалом 1. Ведущая обойма МСХ 18 установлена на входном валу 1, а ведомая - наколесе 16,В автоматической передаче могут применяться любые инерционные муфты, допускающие вращение ведущего и ведомоговалов с различными частотами и передающие момент, величина которого определяется частотой вращения этих валовотносительно друг друга,Инерционная муфта, изображенная нафиг.3 и 4, включает закрепленное на ведущем валу 13 водило 19 в виде равномернорасположенных по окружности одинаковыхпо длине радиальных выступов, с концамикоторых при помощи ведущих шатунов 20шарнирно соединяются инерционные грузы21, Ведомый вал 8 несет кривошип 22, нашипе 23 которого располагается с воэможностью свободного вращения шарнирныйблок 24, Шарнирный блок представляет собой диск с центральным отверстием с подшипником, внутренняя обойма которогонасажена на шип. Вокругцентрального отверстия шарнирного блока установленышарниры 25 ведомых шатунов 26, Каждый35отключен МСХ 4). Режим работы является на выходной вал при полной его неподвиж 40 редаточным отношением осуществляется при одновременном включении первого и 50 второго потоков мощности (включен МСХ 5,55 5 10152025 30 иэ ведомых шатунов связан при помощи своего шарнира с шарнирным блоком 24. На концах ведомых шатунов 26 закреплены инерционные грузы 21. Инерционными грузами могут быть массивные оконечности шатунов. Каждый инерционный груз несет ось 27, которая шарнирно связывает концы ведущего 20 и ведомого 26 шатунов, Суммарная длина плеча радиального выступа водила 19 и ведущего шатуна 20 больше суммарной длины плеча кривошипа 22 и соединенного с ним через шарнирный блок 24ведомого шатуна 26. Кривошип имеет противовес 28,Автоматическая передача работает следующим образом.Развиваемый в инерционной муфте момент определяется изменением момента количества движения инерционных грузов 21 при изменении частоты их вращения и радиуса расположения грузов относительно оси муфты. Частота вращения ведомого вала 8 находится в обратной зависимости отнагрузки.Автоматическая передача в основном конструктивном варианте (фиг.1) имеет четыре потока мощности, которые или комбинации которых обеспечивают работу в трех режимах, Эти потоки ниже показаны индексами деталей и узлов, входящих в каждый поток в последовательности от входного вала 1 к выходному валу 2. Первый поток 1, 5, 11, 12, 10, 9, 6, 2, Второй поток 1,14,15,13,3,8,7,6,2.Третий поток 1, 5, 11, 12, 10, 4, (8+10),(8+10), (7+9), 6, 2,Последовательность включения или отключения этих потоков мощности с переходом на соответствующие режимы работы находится в зависимости от относительной частоты вращения входного 1 и выходного 2 валов, что определяется нагрузкой на выходном валу и производится автоматически при помощи МСХ 4 и МСХ 5. Первый режим работы с наивысшим певариаторным, т.е, частота вращения выходного, вала 2 плавно меняется в обратной зависимости от нагрузки. При этом максимальный по величине момент передается ности. Это обусловлено возможностью вращения центральных колес 7 и 9 в противоположных направлениях, что приводит к вращению в прОтивоположных направлени 1709152ях также ведущего 13 и ведомого валов инерционной муфты и передаче в связи с этим при помощи муфты максимального по величине момента. При уменьшении нагрузки на выходном валу 2 его угловая скорость увеличивается, что приводит к замедлению вращения центрального колеса 7, его остановке и последующему вращению в одном направлении с центральным колесом 9, Когда частота вращения ведомого вала 8 и центрального колеса 7 возрастет до частоты вращения полого вала 10 и центрального колесэ 9, включится МСХ 4 и произойдет переход на второй режим работы. При этом дифференциал, валы 8 и 10 которого образованы при помощи МСХ 4, будет вращаться как единая деталь.При втором режиме работы частота вращения выходного вала 2, а соответственно и передаваемый момент, будет определяться принятым передаточным отношением пары колес 11 и 12. Применяемые пары колес 11,12 и 14,15 обеспечивают вращение полого вала 10 и центрального колеса 9.с меньшей угловой скоростью по сравнению с угловой скоростью ведущего вала 13 инерционной муфты, что обеспечивает возможность включения МСХ 4 ипоследовательного перехода на второй и третий режимы работы. Вследствие этого при уменьшении нагрузки ведомый вал 8 инерционной муфты увеличивает угловую скорость с одновременным повышением частоты вращения сблокировэнного дифференциала, Это приводит к отключению МСХ 5, Произойдет переход на третий режим работы.При третьем режиме работы МСХ 5 отключен; а МСХ 4 включен и блокирует оба вала 8 и 10 дифференциала, Выходной вал вращается с одинаковой угловой скоростью с ведомым валом 8 инерционной муфты, В связи с этим третий режим работы опреде. ляется условиями работы инерционной муфты и является, вариаторным.Автоматическая передача по второму конструктивному варианту (фиг,2) имеет дополнительную пару колес 1 б.и 17, которая вводит в автоматическую передачу допол 5 10 15,работы. В дальнейшем автоматическая передача по второму конструктивному вариан ту будет работать так же, как и указанный 25 30 35 40 45 нительный поток мощности: 1, 18, 16, 17, 2. Этот поток мощности благодаря передаточному отношению пары колес 16,17 обеспечивает режим работы с передачей на выходной вал 2 наибольшего по величину вращающего момента. Одновременно функционируют первый и второй потоки мощности. МСХ 5 и МСХ 18 включены, МСХ 4 отключен. Режим работы имеет фиксированное по величине передаточное отношение. При снижении нагрузки на выходном валу 2 (или увеличении передаваемой мощности через входной вал 1) увеличивается его угловая скорость под действием первого и второго. потоков мощности, что приводит к отключению МСХ 18, Произойдет переход на укаэанный первый вариаторный режим основной конструктивный вариант.При уменьшении нагрузки на выходном валу 2 произойдет последовательный переход на режимы работы в обратной последовательности по сравнению с описанной,Формула изобретения Автоматическая передача, содержащая входной и выходной валы, инерционную муфту, дифференциал, центральные колеса которого кинематически связаны с инерционной муфтой, механизмы свободного хода, ведущая и ведомая обоймы первого из которых установлены соответственно на первом и втором центральных колесах дифференциала, а ведущая обойма второго механизма свободного хода установлена на входном валу, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью расширения диапазона регулирования передаточного отношения. водило дифференциала размещено на выходном валу, ведущий вал инерционной муфты кинематически связан с входным валом, ведомый соединен с центральным колесом дифференциала, а ведомая обойма второго механизма свободного хода кинематически связана с вторым центральным колесом дифференциала,передаваемого момента в широких пределах,На фиг.1 изображена автоматическаяпередача; на фиг.2 - вариант конструкцииавтоматической передачи; на фиг.З и 4 -инерционная муфта в двух проекциях соответственно.Автоматическая передача (фиг 1) содержит параллельные входной 1 и выходной 2 валы, инерционную муфту 3,механизмы свободного хода (МСХ) 4,5 идифференциал, водило 6 которого установлено на выходном валу 2, первое центральное колесо 7 дифференциала соединено сведомым валом 8 инерционной муфты, второе центральное колесо 9 кинематическисвязано посредством полого вала 10, парыколес 11,12 и механизма свободного хода 5с входным валом 1, Ведущий вал 13 инерционной муфты 3 кинематически связан,свходным валом 1 при помощи пары колес 14и 15, Ведомый вал 8 инерционной муфты иполый вал 10 связывает МСХ 4, ведущаяобойма которого установлена на ведомомвалу 8 инерционной муфты, а ведомая - наполом валу 10. Передаточное отношение пары колес 11 и 12 больше, чем у пары колес14 и 15,В конструктивном варианте на фиг.2применяется дополнительная пара колес 16и 17 с наибольшим передаточным отношением по сравнению с другими парами колес,которая через третий МСХ 18 кинематически связывает выходной вал 2 с входнымвалом 1. Ведущая обойма МСХ 18 установлена на входном валу 1, а ведомая - наколесе 16,В автоматической передаче могут применяться любые инерционные муфты, допускающие вращение ведущего и ведомоговалов с различными частотами и передающие момент, величина которого определяется частотой вращения этих валовотносительно друг друга,Инерционная муфта, изображенная нафиг.3 и 4, включает закрепленное на ведущем валу 13 водило 19 в виде равномернорасположенных по окружности одинаковыхпо длине радиальных выступов, с концамикоторых при помощи ведущих шатунов 20шарнирно соединяются инерционные грузы21, Ведомый вал 8 несет кривошип 22, нашипе 23 которого располагается с воэможностью свободного вращения шарнирныйблок 24, Шарнирный блок представляет собой диск с центральным отверстием с подшипником, внутренняя обойма которогонасажена на шип. Вокругцентрального отверстия шарнирного блока установленышарниры 25 ведомых шатунов 26, Каждый35отключен МСХ 4). Режим работы является на выходной вал при полной его неподвиж 40 редаточным отношением осуществляется при одновременном включении первого и 50 второго потоков мощности (включен МСХ 5,55 5 10152025 30 иэ ведомых шатунов связан при помощи своего шарнира с шарнирным блоком 24. На концах ведомых шатунов 26 закреплены инерционные грузы 21. Инерционными грузами могут быть массивные оконечности шатунов. Каждый инерционный груз несет ось 27, которая шарнирно связывает концы ведущего 20 и ведомого 26 шатунов, Суммарная длина плеча радиального выступа водила 19 и ведущего шатуна 20 больше суммарной длины плеча кривошипа 22 и соединенного с ним через шарнирный блок 24ведомого шатуна 26. Кривошип имеет противовес 28,Автоматическая передача работает следующим образом.Развиваемый в инерционной муфте момент определяется изменением момента количества движения инерционных грузов 21 при изменении частоты их вращения и радиуса расположения грузов относительно оси муфты. Частота вращения ведомого вала 8 находится в обратной зависимости отнагрузки.Автоматическая передача в основном конструктивном варианте (фиг.1) имеет четыре потока мощности, которые или комбинации которых обеспечивают работу в трех режимах, Эти потоки ниже показаны индексами деталей и узлов, входящих в каждый поток в последовательности от входного вала 1 к выходному валу 2. Первый поток 1, 5, 11, 12, 10, 9, 6, 2, Второй поток 1,14,15,13,3,8,7,6,2.Третий поток 1, 5, 11, 12, 10, 4, (8+10),(8+10), (7+9), 6, 2,Последовательность включения или отключения этих потоков мощности с переходом на соответствующие режимы работы находится в зависимости от относительной частоты вращения входного 1 и выходного 2 валов, что определяется нагрузкой на выходном валу и производится автоматически при помощи МСХ 4 и МСХ 5. Первый режим работы с наивысшим певариаторным, т.е, частота вращения выходного, вала 2 плавно меняется в обратной зависимости от нагрузки. При этом максимальный по величине момент передается ности. Это обусловлено возможностью вращения центральных колес 7 и 9 в противоположных направлениях, что приводит к вращению в прОтивоположных направлени