Несоосная 24-х ступенчатая вально-планетарная коробка передач 24 r8

Несоосная 24-х ступенчатая вально-планетарная коробка передач 24 r8

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к транспортному машиностроению, к трансмиссии транспортных машин, к НТС (наземные транспортные системы), в том числе, автомобили-тягачи автопоездов, СДМ (строительные и дорожные машины), тракторы, наземная техника специального назначения и др.

Известны агрегаты трансмиссии - коробки передач (КП) со ступенчатым изменением передаточных чисел, содержащие шестерни, валы, опоры, устройства переключения передач, применяемые на отечественных и зарубежных автомобилях (Осепчугов В.В., Фрумкин А.К. Автомобиль: Анализ конструкций, элементы расчета. - М.: Машиностроение, 1989. - 304 с.).

Эти агрегаты конструктивно сложны и металлоемки.

Наиболее близкой к предлагаемой 24-ступенчатой МКП (многоступенчатой коробке передач) является коробка передач по патенту RU №2047506 С1 (Бюл. №31 от 10.11.1995. Авторы Некрасов В.И. и Терехов А.С.).

Вально-планетарная коробка передач 22R6 по патенту RU №2047506 состоит из несоосного двухвального четырехступенчатого агрегата и простого трехзвенного ПМ (планетарного механизма), работающего в пяти редукторных режимах переднего хода: медленная передача U^b_ah=K+1; замедляющая передача U^a_bh=(К+1)/К; прямая передача U=1,0; ускоряющая передача U^a_hb=К/(K+1); быстрая передача U^b_ha=1/(K+1) и передача заднего хода U^h_ab=-К. ПМ используется также в суммирующих режимах, когда крутящий момент подается на два звена, а снимается с третьего, причем две суммирующие передачи (а+h) используются для очень медленного заднего хода. Шесть шестерен, шесть муфт переключения и три звена ПМ (солнечная шестерня, эпициклическое колесо и водило с сателлитами) обеспечивают 22 передачи переднего хода и 6 передач заднего хода.

Недостатки описанного трансмиссионного агрегата заключаются в неполном использовании возможностей ПМ, смещении суммирующих передач в область заднего хода, сложности компоновки ПМ из-за малого диаметра сателлитов.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в расширении компоновочных и эксплуатационных возможностей транспортного средства.

Поставленная задача решается за счет установки зубчатого венца и муфты на выходе ПМ для выборочной остановки одного из двух звеньев ПМ, изменении внутреннего параметра ПМ, что смещает суммирующие передачи в область переднего хода и увеличивает число передач переднего хода.

Достижение технического результата обеспечивается тем, что несоосная вально-планетарная коробка передач содержит простой трехзвенный планетарный механизм, состоящий из водила, которое закреплено на входном и выходном трубчатых валах с зубчатыми венцами, на осях водила установлены сателлиты, которые зацеплены с солнечной шестерней, закрепленной на вторичном валу, и с эпициклическим колесом, корпус которого закреплен на входном и выходном коаксиальных валах с зубчатыми венцами; впереди планетарного механизма на двух параллельно расположенных валах свободно установлены три пары шестерен с зубчатыми венцами, на каждом валу две шестерни объединены в блоки, зубчатые венцы с муфтами переключения закреплены на входном и вторичном валах между блоком и отдельной шестерней, на вторичном валу: между зубчатыми венцами корпуса коробки передач и блока шестерен; между зубчатыми венцами трубчатого вала на выходе трех пар шестерен и на входном трубчатом валу водила, на входном коаксиальном валу корпуса эпициклического колеса; перед зубчатым венцом выходного вала; при этом на выходе планетарного механизма на стенке корпуса закреплен зубчатый венец с муфтой переключения для выборочного соединения с зубчатыми венцами выходного трубчатого вала водила или выходного коаксиального вала корпуса эпициклического колеса.

На фиг. 1 показана кинематическая схема несоосной вально-планетарной МКП (многоступенчатой коробки передач), типа 24R8 (24 передачи переднего хода и 8 передач заднего хода), состоящей из простого трехзвенного ПМ (планетарного механизма), шести шестерен, свободно установленных на двух параллельно расположенных валах. В нижней части показаны номера пар шестерен (1, 2 и 3) для таблицы лучевой диаграммы фиг. 2.

На фиг. 2 изображена лучевая диаграмма передаточных чисел, обеспечиваемых МКП, приведенной на фиг. 1. Величины передаточных чисел (U) на средней горизонтальной шкале приведены: вверху неравномерная шкала - в натуральном виде, внизу - равномерная логарифмическая шкала (lq U), при этом луч, характеризующий величину передаточного числа, не изменяет своей величины. Точка 0 на нижней горизонтали обозначает вход крутящего момента в МКП, из этой точки выходят три луча 2, 1 и 3, соответствующие величинам передаточных чисел пар шестерен: U₁=2,3; lq 2,3=0,362; U₂=1,37; lq 1,37=0,137; U_`2=1/1,37=0,73; lq 0,73=-0,137; U₃=3,8; lq 3,8=0,58.

От средней горизонтали четыре пучка по пять лучей направлены к верхней горизонтали и два луча - к нижней горизонтали. Эти лучи характеризуют величины передаточных чисел ПМ (планетарного механизма) с внутренним параметром К=5,4. К=Z_b/Z_a - внутренний параметр ПМ, равный отношению числа зубьев эпициклического колеса к числу зубьев солнечной шестерни. Четыре пологих луча, направленных направо вверх, указывают на медленный режим работы, передаточное число значительно больше единицы, U^b_ah=К+1=6,4; lq 6,4=0,806. Четыре крутых луча, также направленных направо вверх, указывают на замедляющий режим работы, передаточное число незначительно больше единицы, U^a_bh=(К+1)/К=6,4/5,4=1,185; lq 1,185=0,074. Четыре вертикальных луча указывают на прямую передачу, передаточное число равно единице, U_пр=1,0; lq 1,0=0,0. Четыре крутых луча, направленных налево вверх, указывают на ускоряющий режим работы, передаточное число незначительно меньше единицы, U^a_hb=К/(К+1)=5,4/6,4=0,844; lq 0,844=-0,074. Четыре пологих луча, направленных налево вверх, указывают на быстрый режим работы, передаточное число значительно меньше единицы, U^b_ha=1/(К+1)=1/6,4=0,156; lq 0,156=-0,806.

Где: U - передаточное число, например, для 1-й передачи U^b_ah: индекс вверху указывает на остановленное звено ПМ, «b» - эпициклическое колесо, индексы внизу «ah» - звенья входа (солнечная шестерня) и выхода (водило) потока мощности.

Пунктирными линиями показаны суммирующие передачи, когда крутящий момент подается на два звена, а снимается с третьего. Например, вверху справа lq U_4п=0,98: вход на солнечную шестерню (а) от первой пары шестерен, на водило (h) - через все три пары шестерен, выход на эпициклическое колесо (b).

Над и под диаграммой приведены таблицы с номерами передач, положениями муфт переключения при этих передачах, включенные пары шестерен и состояния ПМ.

В опорах корпуса 1 МКП (фиг. 1) расположен входной вал 2, параллельно ему установлены вторичный вал 3, который является валом привода солнечной шестерни ПМ, соосно ему установлен выходной вал МКП 4. На входном валу 2 свободно установлены три шестерни 5, 6 и 7, шестерни 6 и 7 объединены в блок трубчатым валом 8. На вторичном валу 3 свободно установлены три шестерни 9, 10 и 11, шестерни 9 и 10 объединены в блок трубчатым валом 12. Шестерни 5, 6 и 7 входного вала 2 зацеплены соответственно с шестернями 9, 10 и 11 вторичного вала 3. На входном валу 2 между шестернями 5 и 6 закреплен зубчатый венец 13, на нем установлена трехпозиционная муфта 14 (А) для выборочного соединения с зубчатыми венцами 15 или 16 шестерен 5 и 6 соответственно. На входе вторичного вала 3 закреплен зубчатый венец 17, на нем установлена трехпозиционная муфта 18 (В) для выборочного соединения с зубчатыми венцами 19 или 20 шестерни 9 и корпуса 1 соответственно. На шестерне 10 расположен зубчатый венец 21, а на шестерне 11 - зубчатый венец 22, между ними зубчатый венец 23, закрепленный на трубчатом валу 24 с трехпозиционным зубчатым венцом 25. На входе трубчатого вала 24 на зубчатом венце 23 установлена трехпозиционная муфта 26 (С) для выборочного соединения с зубчатыми венцами 21 или 22 шестерен 10 и 11 соответственно. На выходе трубчатого вала 24 на трехпозиционном зубчатом венцом 25 установлена муфта 27 (D). В средней части вторичного вала 3 закреплена солнечная шестерня 28 (а), которая зацеплена с сателлитами 29, установленными на осях 30 водила 31 (h). На входе водила 31 закреплен входной трубчатый вал 32 с зубчатым венцом 33, а на выходе водила - выходной трубчатый вал 34 с зубчатым венцом 35. Сателлиты 29 также зацеплены с эпициклическим колесом 36 (b). На входе корпуса 37 эпициклического колеса 36 (b) закреплен входной коаксиальный вал 38 с зубчатым венцом 39, а на выходе корпуса 37 - выходной коаксиальный вал 40 с зубчатым венцом 41. На вторичном валу 3 между зубчатыми венцами 25 и 33 закреплен зубчатый венец 42 входа солнечной шестерни 28 (а), а за зубчатым венцом 35 закреплен зубчатый венец 43 выхода солнечной шестерни. На стенке корпуса 1 на опоре входного коаксиального вала 38 закреплен зубчатый венец 44 с муфтой 45 (Е), а на опоре выходного коаксиального вала 40 - зубчатый венец 46 с муфтой 47 (F) для выборочной остановки водила 31 (h) или эпициклического колеса 36 (b). На выходном валу 4 закреплен трехпозиционный зубчатый венец 48 с муфтой 49 (G) выхода крутящего момента.

Работа МКП осуществляется следующим образом.

Муфта А (14): в левом (Л) положении соединяет зубчатый венец 13 входного вала 2 с зубчатым венцом 15 ведущей шестерни 5 первого ряда, в правом (П) положении соединяет зубчатый венец 13 входного вала 2 с зубчатым венцом 16 шестерни 6 второго ряда шестерен, в нейтральном (Н) положении расположена на зубчатом венце 13.

Муфта В (18): в левом (Л) положении соединяет зубчатый венец 17 вторичного вала 3 с зубчатым венцом 20 корпуса 1 МКП, в нейтральном (Н) положении расположена на зубчатом венце 17, в правом (П) положении соединяет зубчатый венец 17 вторичного вала 3 с зубчатым венцом 19 нижней ведомой шестерни 9 (с блоком шестерен 9-10).

Муфта С (26): в левом (Л) положении соединяет зубчатый венец 23 трубчатого вала 24 с зубчатым венцом 21 шестерни 10, в нейтральном (Н) положении расположена на зубчатом венце 23, в правом (П) положении соединяет зубчатый венец 23 с зубчатым венцом 22 нижней ведомой шестерни 11.

Муфта D (27): в левом (Л) положении соединяет зубчатый венец 25 трубчатого вала 24 с зубчатым венцом 42 вторичного вала 3 привода солнечной шестерни 28 (а) ПМ, в среднем (С) положении соединяет зубчатый венец 25 трубчатого вала 24 с зубчатым венцом 33 входного трубчатого вала 32 водила 31 (h) ПМ, в правом (П) положении соединяет зубчатый венец 25 с зубчатым венцом 39 входного коаксиального вала 38 корпуса 37 эпициклического колеса 36 (b) ПМ; в нейтральном положении правый венец муфты 27 расположен между зубчатыми венцами 42-33 или 33-39.

Муфта Е (45): в левом (Л) положении соединяет зубчатый венец 44 с зубчатым венцом 33 входного трубчатого вала 32 водила 31 (h); в правом (П) положении соединяет зубчатый венец 44 с зубчатым венцом 39 коаксиального входного вала 38 корпуса 37 эпициклического колеса 36 (b); в нейтральном (Н) положении расположена между зубчатыми венцами 33 и 39, в выключенном (В) - прижата к стенке корпуса 1.

Муфта F (47): в левом (Л) положении соединяет зубчатый венец 46 с зубчатым венцом 41 выходного коаксиального вала 40 корпуса 37 эпициклического колеса 36 (b); в правом (П) положении соединяет зубчатый венец 46 с зубчатым венцом 35 выходного трубчатого вала 34 водила 31 (h); в нейтральном (Н) положении расположена между зубчатыми венцами 35 и 41, в выключенном (В) - прижата к стенке корпуса 1.

Муфта G (49): в левом (Л) положении соединяет зубчатый венец 48 выходного вала МКП 4 с зубчатым венцом 41 выходного коаксиального вала 40 корпуса 37 эпициклического колеса 36 (b); в среднем (С) положении соединяет зубчатый венец 48 с зубчатым венцом 35 выходного трубчатого вала 34 водила 31 (h); в правом (П) положении соединяет зубчатый венец 48 с зубчатым венцом 43 выхода солнечной шестерни 28 (а) ПМ; в нейтральном (Н) положении расположена между зубчатыми венцами 43-35 или 35-41.

Лучевая диаграмма (фиг. 2) с равными интервалами между 5-й и 21-й передачами (без суммирующих передач) соблюдается при условии: число передач n=4; число равных отрезков на лучевой диаграмме z=4×3-1=11; внутренний параметр ПМ К=5,4.

lq 6,4=11 lq (6,4/5,4); 0,806=11×0,0738=0,812 ≈ 0,806.

Три пары шестерен, свободно установленные на валах, обеспечивают четыре передачи. Первая передача образуется при последовательном включении всех трех пар шестерен. На лучевой диаграмме эта передача представлена тремя лучами: от точки 0 на нижней горизонтали луч 1 направо вверх к средней горизонтали, далее луч 2 в ускоряющем режиме налево вниз к нижней горизонтали, затем пологий луч 3 направо вверх к средней горизонтали.

Передаточное число этой передачи U_1п=U₁U`₂U₃=2,3×(1/1,37)×3,8=6,4; lq 6,4=0,806.

Луч 3 представляет вторую передачу. U_2п=U₃=3,8; lq 3,8=0,58.

Луч 1 соответствует третьей передаче. U_3п=U₁=2,3; lq 2,3=0,36.

Луч 2 соответствует четвертой передаче. U_4п=U₂=1,37; lq 1,37=0,137.

На 1-й передаче муфта А находится в левом положении, муфта В - в нейтральном, муфта С - в правом. Для 2-й передачи переключаем муфту А в правое положение. Для 3-й передачи возвращаем муфту А в левое положение, муфту С переключаем в левое положение. Для 4-й передачи переключаем муфту А в правое положение, муфта С остается в левом положении.

ПМ обеспечивает пять передач переднего хода и две передачи заднего хода.

Первая передача ПМ соответствует состоянию U_ah^b=К+1. Эпициклическое колесо (b) остановлено муфтой Е в правом (П) положении и продублировано муфтой F в левом (Л) положении. Крутящий момент поступает на солнечную шестерню (а) от муфты D в левом (Л) положении. Выход крутящего момента от водила (h) муфтой G в среднем (С) положении.

Вторая передача ПМ соответствует состоянию U_bh^a=(К+1)/К. Остановлена солнечная шестерня (а) муфтой В в левом положении, вход на эпициклическое колесо (b) от муфты D в правом положении, выход с водила (h) муфтой G в среднем положении. Муфты Е и F в выключенном (В) положении - около стенки корпуса 1. Муфта F может находиться в нейтральном (Н) положении.

Третья передача ПМ с U=1 обеспечивается при передаче крутящего момента по одному из звеньев ПМ, например по водилу (h). Вход на водило муфтой D в среднем (С) положении, выход с водила (h) муфтой G в среднем (С) положении. Муфты В, Е и F в нейтральном положении.

Четвертая передача ПМ соответствует состоянию U_hb^а=К/(К+1). Остановлена солнечная шестерня (а) муфтой В в левом (Л) положении, вход на водило (h) муфтой D в среднем (С) положении, выход с эпициклического колеса (b) муфтой G в левом (Л) положении. Муфты Е и F в выключенном (В) положении - около стенки корпуса 1. Муфта Е может находиться в нейтральном (Н) положении.

Пятая передача ПМ соответствует состоянию U_ha^b=1/(К+1). Эпициклическое колесо (b) остановлено муфтой Е в правом (П) положении и продублировано муфтой F в левом (Л) положении. Крутящий момент поступает на водило (h) муфтой D в среднем (С) положении. Выход крутящего момента от солнечной шестерни (а) муфтой G в правом (П) положении.

Медленный задний ход ПМ U_ab^h=-К. Водило (h) остановлено муфтой Е в левом (Л) положении. Крутящий момент поступает на солнечную шестерню (а) от муфты D в левом (Л) положении. Выход крутящего момента от эпициклического колеса (b) муфтой G в левом (Л) положении. Муфта F в выключенном (В) положении около стенки корпуса 1.

Ускоренный задний ход ПМ U_ba^h=-1/К. Водило (h) остановлено муфтой F в среднем (С) положении. Крутящий момент поступает на эпициклическое колесо (b) от муфты D в правом (П) положении. Выход крутящего момента от солнечной шестерни (а) муфтой G в правом (П) положении. Муфта Е в выключенном (В) положении около стенки корпуса 1.

1 передача

Первая передача МКП на лучевой диаграмме (фиг. 2) показана лучами: 1 от точки 0 вверх направо, затем луч 2 налево вниз, далее луч 3 направо вверх и луч U_ah^b к точке 1 на верхней горизонтали.

Муфты A, D и F находятся в левом (Л) положении, муфта В - в нейтральном положении, муфты С и Е - в правом (П), муфта G - в среднем (С) положении, (таблица на фиг. 2 справа вверху). В работу включены 1-я, 2-я, 3-я пары шестерен и ПМ в режиме U^b_ah=К+1.

Эпициклическое колесо 36 (b) остановлено муфтой Е (45) (фиг. 1). От входного вала 2 муфтой А (14) в левом (Л) положении крутящий момент от зубчатого венца 13 поступает на зубчатый венец 15, 1-ю пару шестерен 5-9, по трубчатому валу 12 нижнего блока шестерен на 2-ю пару шестерен 10-6, далее по трубчатому валу 8 верхнего блока шестерен на 3-ю пару шестерен 7-11, по муфте С (26) от зубчатого венца 22 на зубчатый венец 23, на трубчатый вал 24 с трехпозиционным зубчатым венцом 25, от него муфтой D (27) на зубчатый венец 42 вторичного вала 3 привода солнечной шестерни 28 (а). Солнечная шестерня 28 вращает сателлиты 29, которые, обкатываясь по остановленному эпициклическому колесу 36 (b), вращают водило 31 (h), трубчатый выходной вал 34, зубчатый венец 35, муфту G (49), зубчатый венец 48 и выходной вал 4 с уменьшенной частотой вращения и увеличенным крутящим моментом.

Передаточное число 1-й передачи МКП

u_1п=U₁ U`₂ С₃U^b_ah=2,3×(1/1,37)×3,8×6,4=40,83; lq 40,83=1,61.

2 передача

На лучевой диаграмме этой передаче принадлежат: пологий луч 3 из т. 0 направо вверх к средней горизонтали, далее пологий луч U^b_ah к т. 2 на верхней горизонтали.

Переключаем муфту А в правое (П) положение, в работе только 3-я пара шестерен и ПМ в режиме U^b_ah=K+1.

От входного вала 2 по зубчатому венцу 13 и муфте А (14) крутящий момент поступает на зубчатый венец 16, корпус шестерни 6, трубчатый вал 8, на 3-ю пару шестерен 7-11, далее как на 1-й передаче.

Передаточное число 2-й передачи МКП

u_2п=U₃U^b_ah=3,8×6,4=24,32; lq 24,32=1,386.

3 передача

На лучевой диаграмме этой передаче принадлежат: крутой луч 1 из т. 0 направо вверх к средней горизонтали, далее пологий луч U^b_ah к т. 3 на верхней горизонтали.

Возвращаем муфту А в левое (Л) положение, переключаем: муфту В в правое (П) положение, муфту С в левое (Л) положение, работают 1-я пара шестерен и ПМ в режиме U^b_ah=K+1. Привод на вторичный вал 3 возможен также муфтой D в левом (Л) положении.

От входного вала 2 по зубчатому венцу 13 и муфте А (14) крутящий момент поступает на зубчатый венец 15 и на 1-ю пару шестерен 5-9, по трубчатому валу 12 блока шестерен на шестерню 10, зубчатый венец 21, по муфте С (26) на зубчатый венец 23, далее как на 1-й передаче.

Передаточное число 3-й передачи МКП

u_3п=U₁ U^b_ah=2,3×6,4=14,72; lq 14,72=1,168.

4 передача суммирующая «а+h»

На лучевой диаграмме эта передача представлена двумя пунктирными лучами к т. 4 на верхней горизонтали: один из окончания луча 1, второй - после трех лучей: 1, 2 и 3. ПМ работает в суммирующем режиме (а+h).

Переключаем муфту С в правое (П) положение, муфту D - в среднее (С) положение, муфту Е - в нейтральное (Н), муфту F - в выключенное (В) положение, муфту G - в левое (Л) положение.

От входного вала 2 по зубчатому венцу 13 и муфте А (14) крутящий момент поступает на 1-ю пару шестерен 5-9, по муфте В (18) на зубчатый венец 17, на вторичный вал 3 и солнечную шестерню 28 (а); второй поток до 3-й пары шестерен как на 1-й передаче, от шестерни 11 по зубчатому венцу 22, муфте С (26) на зубчатый венец 23, трубчатый вал 24, зубчатый венец 25, по муфте D (27) на зубчатый венец 33, входной трубчатый вал 32 и водило 31 (h); от солнечной шестерни 28 (а) и водила 31 (h) сателлитами 29 усилия передаются на эпициклическое колесо 36 (b), корпус 37, коаксиальный выходной вал 40, зубчатый венец 41, муфтой G (49) на зубчатый венец 48 и выходной вал МКП 4.

Суммирующие возможности ПМ для нашего случая описываются зависимостью n_b=U_bh^a n_h+U_ba^h n_а=n_h (К+1)/К - n_a/К;

где n_а, n_h, n_b - частота вращения солнечной шестерни, водила и эпициклического колеса в об/мин.

Условно примем n_вх=n₂=1000 об/мин. В этом случае частота вращения солнечной шестерни n_а=n₂/U₁=1000/2,3=434,8 об/мин; частота вращения водила n_h=n₂/U₁ U`₂ U₃=1000/(2,3×0,73×3,8)=1000/6,4=156,25 об/мин.

Частота вращения эпициклического колеса 36 (b) и выходного вала МКП 4 составит

n_b=n_h(К+1)/K-n_a/K=156,25 (6,4/5,4)-434,8 /5,4=185,2-80,52=

=104,68 об/мин;

Передаточное число 4-й передачи МКП

u_4п=n₂/n_b=1000/104,68=9,55; lq 9,55=0,98.

5 передача

На лучевой диаграмме этой передаче принадлежат: крутой луч 2 из т. 0 направо вверх к средней горизонтали, далее пологий луч U^b_ah к т. 5 на верхней горизонтали.

По сравнению с 3-й передачей переключаем муфту А в правое (П) положение - вместо 1-й пары шестерен включаем в работу 2-ю пару шестерен.

От входного вала 2 по зубчатому венцу 13 и муфте А (14) крутящий момент поступает на 2-ю пару шестерен 6-10, по зубчатому венцу 21, муфте С (26) на зубчатый венец 23, далее как на 3-й передаче.

Передаточное число 5-й передачи МКП

u_5п=U₂U^b_аh=1,37×6,4=8,77; lq 8,77=0,94.

6 передача

На лучевой диаграмме этой передаче принадлежат: крутой луч 1 из т. 0 направо вверх к средней горизонтали, затем крутой луч 2 налево вниз, далее пологий луч 3 направо вверх к средней горизонтали, затем крутой луч U^a_bh=(К+1)/К=6,4/5,4=1,185 направо вверх к т. 6 на верхней горизонтали.

По сравнению с 1-й передачей переключаем муфты: В из нейтрального в левое (Л), D из левого в правое (П) положение, Е - из правого в выключенное (В), F из левого положения в нейтральное (Н).

Солнечная шестерня остановлена муфтой В (18), замкнувшей зубчатые венцы 17 вторичного вала 3 и 20 корпуса 1. От входного вала 2 до ведомой шестерни 11 третьего ряда и зубчатого венца 25 крутящий момент поступает как на 1-й передаче, муфтой D на зубчатый венец 39, на коаксиальный входной вал 38, корпус 37 и на эпициклическое колесо 36 (b), сателлитами 29 на оси 30 и водило 31 (h), далее как на 1-й, 2-й и 3-й передачах.

Передаточное число 6-й передачи МКП

u_6п=U₁ U`₂U₃U^a_bh=2,3×0,73×3,8×(6,4/5,4)=7,58; lq 7,58=0,88.

7 передача

На лучевой диаграмме этой передаче принадлежат: крутой луч 1 из т. 0 направо вверх к средней горизонтали, затем крутой луч 2 налево вниз, далее пологий луч 3 направо вверх к средней горизонтали, затем вертикальный луч U=1,0 вверх к т. 7 на верхней горизонтали.

По сравнению с 6-й передачей переключаем муфту D в среднее (С) положение. Можно передать крутящий момент по одному из звеньев ПМ: валу солнечной шестерни, корпусу эпициклического колеса или по водилу.

От входного вала 2 до ведомой шестерни 11 и зубчатого венца 25 крутящий момент поступает как на 1-й и 3-й передачах, муфтой D на зубчатый венец 33, на входной трубчатый вал 32, водило 31, далее как на 1-й, 2-й, 3-й, 5-й и 6-й передачах.

Передаточное число 7-й передачи МКП

u_7п=U₁U`₂ U₃ U_пр.=2,32×0,73×3,8×1=6,4; lq 6,4=0,806.

8 передача суммирующая «а+h»

На лучевой диаграмме эта передача представлена двумя пунктирными лучами к т. 8 на верхней горизонтали: один из окончания луча 2, второй - луча 3. ПМ работает в суммирующем режиме (а+h).

По сравнению с 4-й передачей переключаем муфту А в правое (П) положение.

От входного вала 2 по зубчатому венцу 13 и муфте А (14) крутящий момент поступает на зубчатый венец 16, 2-ю пару шестерен 6-10, по муфте В (18) на зубчатый венец 17, на вторичный вал 3 и солнечную шестерню 28 (а); второй поток от шестерни 6 по трубчатому валу 8 на 3-ю пару шестерен 7-11, от шестерни 11 по зубчатому венцу 22, муфте С (26) на зубчатый венец 23, трубчатый вал 24, зубчатый венец 25, по муфте D (27) на зубчатый венец 33, входной трубчатый вал 32 и водило 31 (h); далее как на 4-й передаче.

Суммирующие возможности ПМ для нашего случая описываются зависимостью: n_b=U_bh^a n_h+U_ba^h n_а=n_h (К+1)/К - n_a/К;

где n_а, n_h, n_b - частота вращения солнечной шестерни, водила и эпициклического колеса в об/мин.

Условно примем n_вх=n₂=1000 об/мин. В этом случае частота вращения солнечной шестерни n_а=n₂/U₂=1000/1,37=729,93 об/мин; частота вращения водила n_h=n₂/U₃=1000/3,8=263,16 об/мин.

Частота вращения эпициклического колеса 36 (b) и выходного вала МКП 4 составит

n_b=n_h (К+1)/К - n_а/К=263,16 (6,4/5,4) - 729,93/5,4=311,84 - 135,17=176,67 об/мин;

Передаточное число 8-й передачи МКП

u_8п=n₂/n_b=1000/176,67=5,66; lq 5,66=0,753.

9 передача

На лучевой диаграмме этой передаче принадлежат: крутой луч 1 из т. 0 направо вверх к средней горизонтали, затем крутой луч 2 налево вниз, далее пологий луч 3 направо вверх к средней горизонтали, затем крутой луч U^a_hb=К/(К+1)=5,4/6,4=0,844 налево вверх к т. 9 на верхней горизонтали.

По сравнению с 6-й передачей переключаем муфты: D из правого положения в среднее (С), G - из среднего положения в левое (Л).

Солнечная шестерня остановлена муфтой В (18), замкнувшей зубчатые венцы 17 вторичного вала 3 и 20 корпуса 1. От входного вала 2 до ведомой шестерни 11 и зубчатого венца 25 крутящий момент поступает как на 6-й передаче, муфтой D на зубчатый венец 33, на входной трубчатый вал 32, водило 31 (h), оси 30, сателлитами 29 на эпициклическое колесо 36 (b), корпус 37, коаксиальный выходной вал 40, зубчатый венец 41, муфтой G (49) на зубчатый венец 48 и выходной вал МКП 4.

Передаточное число 9-й передачи МКП

u_9п=U₁ U`₂ U₃U^a_hb=2,3×0,73x3,8×(5,4/6,4)=5,4; lq 5,4=0,733.

10 передача суммирующая «а+b»

На лучевой диаграмме эта передача представлена двумя пунктирными лучами к т. 10 на верхней горизонтали: один из окончания луча 1, второй - после лучей 1-2-3. ПМ работает в суммирующем режиме (а+b).

По сравнению с 8-й передачей переключаем муфту А в левое (Л) положение, муфту D в правое (П) положение, муфту Е в выключенное (В), а муфту G в среднее (С) положение.

От входного вала 2 по зубчатому венцу 13 и муфте А (14) крутящий момент поступает на шестерни первого ряда 5-9, по муфте В (18) на вторичный вал 3 и солнечную шестерню 28 (а); второй поток мощности по трубчатому валу 12, второй паре шестерен 10-6 поступает на 3-ю пару шестерен 7-11, от шестерни 11 по зубчатому венцу 22, муфте С (26) на зубчатый венец 23, трубчатый вал 24, зубчатый венец 25, муфте D (27) на зубчатый венец 39, входной коаксиальный вал 38, корпус 37 и на эпициклическое колесо 36 (b), от солнечной шестерни 28 (а) и эпициклического колеса 36 (b) сателлитами 29 усилия передаются на оси 30, водило 31 (h), выходной трубчатый вал 34, зубчатый венец 35, муфтой G (49) на зубчатый венец 48 и выходной вал 4.

Суммирующие возможности ПМ для нашего случая описываются зависимостью: n_h=U_hа^b n_а+U_hb^а n_b=n_a/(K+1)+(n_b К)/(К+1);

где n_а, n_h, n_b - частота вращения солнечной шестерни, водила и эпициклического колеса в об/мин.

Условно примем n_вх=n₂=1000 об/мин. В этом случае частота вращения солнечной шестерни n_а=n₂/U₁=1000/2,3=434,8 об/мин; частота вращения эпициклического колеса n_b=n₂/U₁ U`₂ U₃=1000/6,4=156,25 об/мин.

Частота вращения водила n_h и выходного вала МКП 4 составит

n_h=n_a/(K+1)+(n_bК)/(К+1)=434,8/6,4+156,25(5,4/6,4)=67,94+131,88=

=199,82 об/мин

Передаточное число 10-й передачи МКП

u_10п=n₂/n_h=1000/199,82=5,0; lq 5,0=0,7.

11 передача

На лучевой диаграмме этой передаче принадлежат: пологий луч 3 направо вверх к средней горизонтали, затем крутой луч U^a_bh=(К+1)/К=6,4/5,4=1,185 направо вверх к т. 11 на верхней горизонтали.

По сравнению с 6-й передачей переключаем муфту А в правое (П) положение.

От входного вала 2 до ведомой шестерни 11 и зубчатого венца 25 крутящий момент поступает как на 2-й передаче, далее как на 6-й передаче.

Передаточное число 11-й передачи МКП

u_11п=U₃ U^a_bh=3,8×(6,4/5,4)=4,5; lq 4,5=0,654.

12 передача

На лучевой диаграмме эта передача представлена лучом 3, далее вертикальный луч U=1,0 к т. 12 на верхней горизонтали.

По сравнению с 7-й передачей переключаем муфту А правое (П) положение.

От входного вала 2 до зубчатого венца 25 крутящий момент поступает как на 11-й передаче, затем как на 7-й передаче. Передаточное число 12-й передачи МКП

u_12п=U_3x U_пр=3,8×1,0=3,8; lq 3,8=0,58.

13 передача

На лучевой диаграмме эта передача представлена лучом 3, далее крутой луч U^a_hb=K/(К+1)=5,4/6,4=0,844 налево вверх к т. 13 на верхней горизонтали.

По сравнению с 9-й передачей переключаем муфту А в правое (П) положение. Включены 3-я пара шестерен и ПМ в режиме U^a_hb.

От входного вала 2 крутящий момент поступает на 3-ю пару шестерен как на 11-й передаче, далее как на 9-й передаче.

Передаточное число 13-й передачи МКП

u_13п=U_3x U^a_hb=3,8×0,844=3,21; lq 3,21=0,506.

14 передача суммирующая «а+b»

На лучевой диаграмме эта передача представлена двумя пунктирными - лучами к т. 14 на верхней горизонтали: один из окончания луча 2, второй - луча 3. ПМ работает в суммирующем режиме (а+b).

По сравнению с 10-й передачей переключаем муфту А в правое (П) положение.

От входного вала 2 по зубчатому венцу 13 и муфте А (14) крутящий момент поступает на 2-ю пару шестерен 6-10, по муфте В (18) на вторичный вал 3 и солнечную шестерню 28 (а); второй поток мощности по трубчатому валу 8 поступает на 3-ю пару шестерен 7-11, от шестерни 11 по зубчатому венцу 22, муфте С (26) на трубчатый вал 24, на зубчатый венец 25, далее как на 10-й передаче.

Суммирующие возможности ПМ для нашего случая описываются зависимостью: n_h=U_ha^b n_a+U_hb^a n_b=n_a/(K+1)+(n_b К)/(К+1);

где n_а, n_h, n_b - частота вращения солнечной шестерни, водила и эпициклического колеса в об/мин.

Условно примем n₂=1000 об/мин. В этом случае частота вращения солнечной шестерни n_а=n₂/U₂=1000/1,37=729,93 об/мин; частота вращения эпициклического колеса n_b=n₂/U₃=1000/3,8=263,16 об/мин.

Частота вращения водила n_h и выходного вала 4 составит

n_h=n_a/(K+1)+(n_bК)/(К+1)=729,93/6,4+263,16(5,4/6,4)=114,05+222,1=

=336,15 об/мин.

Передаточное число 14-й передачи МКП

u_14п=n₂/n_h=1000/336,15=2,975; lq2,975=0,473.

15 передача

На лучевой диаграмме этой передаче принадлежат: крутой луч 1 направо вверх к средней горизонтали, затем крутой луч U^a_bh=(К+1)/К=6,4/5,4=1,185 направо вверх к т. 15 на верхней горизонтали.

По сравнению с 11-й передачей переключаем муфты А и С в левое (Л) положение, вместо 3-й пары шестерен включаем в работу 1-ю пару шестерен.

От входного вала 2 по зубчатому венцу 13 и муфте А (14) крутящий момент поступает на первую пару шестерен 5-9, затем как на 11-й передаче. Передаточное число 15-й передачи МКП

u_15п=U_1x U^a_bh=2,3×1,185=2,726; lq 2,726=0,435.

16 передача

На лучевой диаграмме эта передача представлена лучом 1, далее вертикальный луч U_пр к т. 16 на верхней горизонтали.

По сравнению с 12-й передачей переключаем муфту А в левое (Л) положение.

От входного вала 2 крутящий момент поступает по муфте А (14) на 1-ю пару шестерен 5-9, затем по трубчатому валу 12, зубчатому венцу 21, муфте С (26) на зубчатый венец 23, затем как на 12-й передаче.

Передаточное число 16-й передачи МКП

u_16п=U_1x U_пр=2,3×1,0=2,3; lq 2,3=0,362.

17 передача

На лучевой диаграмме эта передача представлена лучом 1, далее крутой луч U^a_hb=К/(К+1)=5,4/6,4=0,844 налево вверх к т. 17 на верхней горизонтали.

По сравнению с 13-й передачей переключаем муфты А и С в левое (Л) положение. Включены 1-я пара шестерен и ПМ в режиме U^a_hb.

От входного вала 2 крутящий момент поступает на 1-ю пару шестерен как на 16-й передаче, далее как на 13-й передаче.

Передаточное число 17-й передачи МКП

u_17п=U_1x U^a_hb=2,3×0,844=1,94; lq 1,94=0,288.

18 передача

На лучевой диаграмме этой передаче принадлежат: крутой луч 2 направо вверх к средней горизонтали, затем крутой луч U^a_bh=(К+1)/К=6,4/5,4=1,185 направо вверх к т. 18 на верхней горизонтали.

По сравнению с 15-й передачей переключаем муфту А в правое (П) положение, вместо 1-й пары шестерен включаем в работу 2-ю пару шестерен.

От входного вала 2 по зубчатому венцу 13, муфте А (14) крутящий момент поступает на вторую пару шестерен 6-10, затем как на 15-й передаче.

Передаточное число 18-й передачи МКП

u_18п=U_2x U^a_bh=1,37×1,185=1,623; lq 1,623=0,21.

19 передача

На лучевой диаграмме эта передача представлена лучом 2, далее вертикальный луч U_пр к т. 19 на верхней горизонтали.

По сравнению с 16-й передачей переключаем муфту А (14) в правое (П) положение, вместо 1-й пары шестерен включаем в работу 2-ю пару шестерен.

От входного вала 2 до зубчатого венца 25 крутящий момент как на 18-й передаче, затем как на 16-й передаче.

Передаточное число 19-й передачи МКП

u_19п=U_2xU_пр=1,37×1,0=1,37; lq 1,37=0,137.

20 передача

На лучевой диаграмме эта передача представлена лучом 2, далее крутой луч U^a_hb=K/(К+1)=5,4/6,4=0,844 налево вверх к т. 20 на верхней горизонтали.

По сравнению с 17-й передачей переключаем муфту А в правое (П) положение, вместо 1-й пары шестерен включаем в работу 2-ю пару шестерен. Включены 2-я пара шестерен и ПМ в режиме U^a_hb.

От входного вала 2 крутящий момент поступает на 2-ю пару шестерен и до зубчатого венца 25 как на предыдущих передачах, далее как на 17-й передаче.

Передаточное число 20-й передачи МКП

u_20п=U_2x U^a_hb=1,37×0,844=1,156; lq 1,156=0,063.

21 передача

21-я передача МКП на лучевой диаграмме показана лучами: 1 от точки 0 вверх направо, затем луч 2 налево вниз, далее луч 3 направо вверх и луч U_ha^b налево вверх к точке 21 на верхней горизонтали.

По сравнению с 1-й передачей переключаем муфту D в среднее (С) положение, муфту G в правое (П) положение. В работу включены 1-я, 2-я, 3-я пары шестерен и ПМ в режиме U^b_ha=1/(К+1).

Эпициклическое колесо 36 (b) остановлено муфтой F (47) и продублировано муфтой Е (45) в правом (П) положении. От входного вала 2 муфтой А (14) в левом положении крутящий момент от зубчатого венца 13 поступает на зубчатый венец 15, 1-ю пару шестерен 5-9, по трубчатому валу 12 нижнего блока шестерен на 2-ю пару шестерен 10-6, далее по трубчатому валу 8 верхнего блока шестерен на 3-ю пару шестерен 7-11, по муфте С (26) от зубчатого венца 22 на зубчатый венец 23, на трубчатый вал 24 с трехпозиционным зубчатым венцом 25, от него муфтой D (27) на зубчатый венец 33, трубчатый входной вал 32, водило 31 (h), сателлиты 29, которые, обкатываясь по остановленному эпициклическому колесу 36 (b), вращают солнечную шестерню 28 (а), вторичный вал 3, зубчатый венец 43, муфту G (49), зубчатый венец 48 и выходной вал МКП 4 с увеличенной частотой вращения и уменьшенным крутящим моментом.

Передаточное число 21-й передачи МКП

u_21п=U₁ U^`₂ U₃ U^b_ha=2,3×(1/1,37)×3,8×1/6,4=1,0; lq 1,0=0.

22 передача

На лучевой диаграмме этой передаче принадлежат: пологий луч 3 из т. 0 направо вверх к средней горизонтали, далее пологий луч U^b_ha налево вверх к т. 22 на верхней горизонтали.

Переключаем: муфту А в правое (П) положение, в работе только 3-я пара шестерен и ПМ в режиме U^b_ha=1/(К+1).

От входного вала 2 по зубчатому венцу 13 и муфте А (14) крутящий момент поступает на зубчатый венец 16, корпус шестерни 6, трубчатый вал 8, на 3-ю пару шестерен 7-11, далее как на 21-й передаче.

Передаточное число 22-й передачи МКП

u_22п=U₃ U^b_hа=3,8×1/6,4=0,594; lq 0,594=-0,226.

23 передача

На лучевой диаграмме этой передаче принадлежат: крутой луч 1 из т. 0 направо вверх к средней горизонтали, далее пологий луч U^b_ha налево вверх к т. 23 на верхней горизонтали.

Возвращаем муфту А в левое (Л) положение, работают 1-я пара шестерен и ПМ в режиме U^b_ha=1/(К+1).

От входного вала 2 по зубчатому венцу 13 и муфте А (14) крутящий момент поступает на зубчатый венец 15 и на 1-ю пару шестерен 5-9, по трубчатому валу 12 блока шестерен на шестерню 10, зубчатый венец 21, по муфте С (26) на зубчатый венец 23, далее как на 21-й передаче.

Передаточное число 23-й передачи МКП

u_23п=U₁ U^b_hа=2,3×1/6,4=0,36; lq 0,36=-0,444.

24 передача

На лучевой диаграмме этой передаче принадлежат: крутой луч 2 из т. 0 направо вверх к средней горизонтали, далее пологий луч U^b_ha налево вверх к т. 24 на верхней горизонтали.

По сравнению с 23-й передачей переключаем муфту А в правое (П) положение - вместо 1-й пары шестерен включаем в работу 2-ю пару шестерен.

От входного вала 2 по зубчатому венцу 13 и муфте А (14) крутящий момент поступает на 2-ю пару шестерен 6-10, по зубчатому венцу 21, муфте С (26) на зубчатый венец 23, далее как на 23-й передаче.

Передаточное число 24-й передачи МКП

u_24п=U₂U^b_ha=1,37×1/6,4=0,214; lq 0,214=-0,67.

1R - 1-я передача заднего хода

Первая передача заднего хода МКП на лучевой диаграмме показана лучами: 1 от точки 0 вверх направо, затем луч 2 налево вниз, далее луч 3 направо вверх и пологий луч U^h_ab направо вниз к точке 1R на нижней горизонтали.

По сравнению с 1-й передачей переднего хода переключаем муфту Е в левое (Л) положение, муфту F в выключенное (В) положение, муфту G в левое (Л) положение, (таблица фиг. 2 справа внизу). В работу включены 1-я, 2-я, 3-я пары шестерен и ПМ в режиме U^h_ab=-К. Знак «минус»