Планетарная коробка передач
Техническое решения относится к транспортному машиностроению и может быть использовано в качестве трансмиссий автомобилей. Планетарная коробка передач содержит корпус 1, входной вал 2, промежуточный вал 3 и выходной вал 4, с которыми кинематически соединены фрикционные муфты 5-6 и фрикционные тормозы 7-9 для избирательного соединения планетарных рядов 10-13 с валами 2-4 и между собой при включении ступеней коробки передач. Планетарный ряд 13, передающий крутящий момент на выходной вал 4 на ступени заднего хода, содержит коронную шестерню 14 с зубьями 15. В планетарную коробку передач введена зубчатая муфта 16 для включении ступени заднего хода при ее перемещении до соединения с зубьями 15 коронной шестерни 14. Применение зубчатой муфты 16 для включения ступени заднего хода снижает потери мощности в планетарной коробке передач, уменьшает момент инерции на коронной шестерне 14 и массу коробки передач. Фиг.1
Техническое решение относится к транспортному машиностроению и может быть использовано в качестве трансмиссий самоходных машин, например,автомобилей.
Известны планетарные коробки передач, содержащие соосные входной, помежуточный и выходной валы, кинематически соединяемые между собой на различных ступенях коробки передач с помощью элементов из фрикционных муфт и планетарных рядов, которые содержат солнечные шестерни, сателлиты и коронные шестерни, избирательно соединяемые фрикционными тормозами с корпусом коробки передач. Например, планетарная коробка передач по патенту US 
5376056. В этом патенте каждая ступень коробки передач включается двумя элементами.
Известна также кинематическая схема планетарной коробки передач БелАЗ-7516 (Автомобильная промышленность, 2010, 6), каждая ступень которой также включается двумя элементами. Отличительной особенностью этой коробки передач является включение коронной шестерни планетарного ряда ступени заднего хода фрикционным тормозом, при этом коронная шестерня не имеет кинематических связей с элементами других ступеней.
Аналогичную кинематическую схему имеет планетарная коробка передач фирмы «Allison» модели CLBT-5860. К основным характеристикам планетарной коробки передач относятся следующие показатели.
1. КПД на каждой ступени коробки передач.
2. Величина крутящих моментов на включаемом элементе коробки передач.
3. Скорости буксования в выключенных фрикционных муфтах и тормозах.
Наибольший крутящий момент получается на фрикционном тормозе планетарного редуктора заднего хода, который превышает подводимый к коробке передач крутящий момент в 3,5-5 раз. Это требует применения в тормозе планетарной передачи заднего хода большого числа фрикционных дисков (5-9). При этом относительные скорости скольжения дисков этого фрикционного тормоза на высших ступенях коробки передач, которые используются наиболее продолжительно, в 3-4 раза превышают частоту вращения входного вала коробки передач.
Поэтому фрикционный тормоз ступени заднего хода имеет большие габариты и массу, а также вносит существенные потери мощности, что снижает КПД коробки передач. Вращающиеся фрикционные диски тормоза заднего хода имеют большой момент инерции, что негативно сказывается на крутильной схеме планетарной коробки передач.
Задачей настоящего технического решения является снижение потерь мощности и массы планетарной коробки передач, а также упрощение ее конструкции. Это достигается тем, что включение ступени заднего хода выполняется зубчатой муфтой, имеющей возможность соединения коронной шестерни планетарного ряда заднего хода с корпусом коробки передач.
На фиг.1 - приведена кинематическая схема планетарной коробки передач; на фиг.2 - таблица включений элементов коробки передач на различных ступенях.
Панетарная коробка передач содержит корпус 1, входной вал 2, промежуточный вал 3 и выходной вал 4, с которыми кинематически соединены фрикционные муфты 5-6 и фрикционные тормозы 7-9 для избирательного соединения планетарных рядов 10-13 с валами 2-4 и между собой при включении ступеней коробки передач. Каждый планетарный ряд содержит солнечное колесо, сателлиты и коронную шестерню. Планетарный ряд 13, передающий крутящий момент на выходной вал 4 на ступени заднего хода, содержит коронную шестерню 14, снабженную зубьями 15. В планетарной коробке передач введена зубчатая муфта 16, перемещаемая в осевом направлении и имеющая возможность передачи крутящего момента на корпус 1. Входной вал 2 кинематически приводится во вращение от коленчатого вала двигателя машины.
В нейтральном положении фрикционный тормоз 7 выключен, поэтому вращение с первичного вала 2 на промежуточный вал 3 и выходной вал 4 не передается.
Передача заднего хода включается при перемещении влево зубчатой муфты 16 до ее соединения с зубьями 15 на коронной шестерне 14 планетарного ряда 13. В результате чего коронная шестерня 14 соединяется с корпусом коробки передач 1. Движение машины задним ходом начнется только после включения фрикционного тормоза 7 планетарного ряда 10.
На всех ступенях переднего хода зубчатая муфта 16 отводится вправо от коронной шестерни 14, поэтому коронная шестерня 14 свободно вращается, не создавая потерь в планетарной коробке передач.
Применение зубчатой муфты 16 для включения ступени заднего хода, взамен традиционного фрикционного тормоза, снижает потери мощности в планетарной коробке передач, уменьшает момент инерции на коронной шестерне 14 и массу коробки передач.
Планетарная ступенчатая коробка передач, содержащая соосные входной, промежуточный и выходной валы, кинематически соединяемые между собой на различных ступенях с помощью элементов из фрикционных муфт и планетарных рядов, состоящих из солнечных шестерен, сателлитов и коронных шестерен, избирательно соединяемых фрикционными тормозами с корпусом коробки передач, при этом ступень заднего хода коробки передач включается двумя элементами, а коронная шестерня планетарного ряда заднего хода не содержит кинематических связей с элементами других ступеней, отличающаяся тем, что введена зубчатая муфта с возможностью соединения на ступени заднего хода коронной шестерни планетарного ряда с корпусом коробки передач.
