КОРОБКА ПЕРЕДАЧ …НА ЛАДОНИ

Лаборатория технического творчества СГПТУ № 33 при ленинградском объединении «Светлана» уже известна нашим читателям. Десятки оригинальных разработок, заслуживших дипломы на многих выставках, авторские свидетельства, внедренные рационализаторские предложения, дающие солидный экономический эффект, лауреатские медали — таков итог работы ЛТТ за несколько лет ее существования.

Недавняя публикация (см. «М-К» № 11 за 1977 год), где упоминалась интересная разработка ЛТТ — планетарная коробка передач любопытной конструкции, — вызвала живейший читательский интерес. Редакция получила десятки писем с просьбами дать дополнительную информацию о необычном механизме. Выполняя пожелания читателей, мы пригласили выступить на страницах журнала руководителя ЛТТ Александра Михайловича Иванова.

Нашу «планетарку» можно использовать в таких агрегатах, где другие редукторы или коробки передач при той же передаваемой мощности не могут быть использованы вообще: например, в забойных двигателях электробуров, где диаметр редуктора ограничен стандартной трубой. Оси зубчатых колес в нашей коробке передач в отличие от существующих не параллельны, а расположены под углом друг к другу. Это на первый взгляд незначительное отличие и дало возможность создать механизм с исключительно малыми габаритами.

Все планетарные ряды (ступени замедления) «планетарки» образованы из одинаковых деталей, что обеспечивает хорошую технологичность ее изготовления. Нет в ней и соосных трубчатых валов, а для включения любой передачи требуется работа только одного тормозного элемента. Количество же передач в такой коробке может быть практически любое. Мы, в частности, сделали ее в автомобильном, четырехскоростном варианте (рис. 1).

Рис. 1. Внешний вид планетарной коробки передач (модель).

Рис. 2. Кинематическая схема коробки передач:

1 — выходной вал, 2 — сателлиты третьей передачи, 3 — блок из двух центральных зубчатых колес, свободно сидящий на ведомом валу, 4 — сателлиты второй передачи, 5 — сателлиты первой передачи, 6 — сателлиты передачи заднего хода, 7 — выходной вал;

А — фрикционная коническая муфта четвертой (прямой) передачи, Б — ленточный тормоз третьей передачи, В — ленточный тормоз второй передачи, Г — ленточный тормоз первой передачи, Д — ленточный тормоз передачи заднего хода

Кинематическая схема механизма изображена на рисунке 2. Как видно, коробка обеспечивает четыре передачи переднего хода и одну заднего. Четвертая передача прямая, то есть ведущий вал при этом блокируется с ведомой фрикционной конической муфтой. Задний ход можно включить, приведя в действие ленточный тормоз Д, а три передачи переднего хода — тормозами Г, В и Б с помощью гидросистемы.

Принципиальная схема гидропривода — на рисунке 3. С его помощью любая передача включается лишь одним поворотным золотником.

Гидросистема обеспечивает переключение передач (начиная со второй) без разрыва потока мощности, то есть с некоторым перекрытием. Наличие гидроаккумулятора позволяет осуществлять быстрое, но в то же время плавное включение каждой новой передачи. Гидропривод дает возможность двигаться накатом с любой передачи. Причем каждую можно включать, минуя промежуточные. Это бывает необходимо, например, при торможении машины двигателем.

Коробка передач ЛТТ настолько универсальна, что ею можно снабдить даже такой инструмент, как электро- или пневмодрель, что существенно расширяет диапазон их применения. Так, например, становится возможным дрелью нарезать резьбы, заворачивать болты или гайки. Еще одно удобство заключается в том, что требуемая передача в такой дрели будет включаться без остановки двигателя — блокированием одного из трех тормозных барабанов ленточным тормозом. Блокировка барабана происходит плавно, работающий чувствует ее по изменению положения тормозной рукоятки. Это помогает предохранить сверло от поломки.

Крутящий момент передается на ведомый вал через сателлиты, таким образом подшипники разгружены от действия радиальных сил. Число сателлитов в каждом планетарном ряду должно быть не менее двух. Хорошие результаты дает применение пластмассовых колес с использованием зацепления Новикова. По мере трансформации крутящего момента в нашей коробке передач автоматически увеличивается контактная площадь, воспринимающая этот момент на ведомом валу. Например, на третьей передаче (при остановленном водиле 4) этот момент воспринимает только одно зубчатое колесо, жестко связанное с ведомым валом, на второй уже два колеса, а на первой три.

Рис. 3. Схема гидропривода управления коробкой передач:

1 — гидроаккумулятор, 2 — калиброванное отверстие, 3 — клапан слива, 4 — клапан перекрытия передач, 5 — распределительный золотник поворотного типа, 6 — обратные клапаны на сливных каналах, 7 — рычаг управления поворотным золотником, 8 — гидроцилиндры переключення передач;

А — трубопровод от линии насоса, Б —- трубопровод от линии слива.

Рис. 4. Дрель с планетарной коробкой передач:

1 — центральное колесо, жестко связанное с валом двигателя, 2 — сателлиты, 3 — центральное колесо третьей передачи, 4 — водило третьей передачи, сблокированное с центральным ведущим колесом второй ступени, 5 — центральное колесо второй передачи, жестко связанное с ведомым валом, 6 — водило второй передачи, сблокированное с центральным ведущим колесом первой ступени, 7 — водило первой передачи, 8 — центральное колесо первой передачи, жестко связанное с ведомым валом, 9 — ведомый вал, 10 — ленточный тормоз, 11 — ручка для блокировки водила ленточным тормозом.

При необходимости число ступеней замедления можно увеличить и даже ввести реверс.

Передаточное отношение коробки нарастает по закону геометрической прогрессии, но может корректироваться за счет угла пересечения зубчатых колес.

Если не требуется передачи больших мощностей, то коробка передач может быть образована гладкими коническими колесами с высоким коэффициентом трения. При этом придется только увеличить число сателлитов в каждом ряду, а сцепление фрикционов обеспечить поджатием пружиной. Для компенсации износа трущихся поверхностей отдельные элементы коробки передач должны иметь плавающую конструкцию.

А. ИВАНОВ, Ленинград