Реверсивная (20r20) несоосная 24-х ступенчатая вально-планетарная коробка передач типа 24r28

Реверсивная (20r20) несоосная 24-х ступенчатая вально-планетарная коробка передач типа 24r28

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к транспортному машиностроению, к трансмиссии транспортных машин, к НТС (наземные транспортные системы), в том числе 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 реверсивной (20R20) 24-ступенчатой МКП (многоступенчатой коробке передач) является коробка передач по патенту RU №2047506 С1 (Бюл. №31 от 10.11.1995. Автор Некрасов В.И.).

Вально-планетарная коробка передач 22R6 по патенту RU №2047506 С1 состоит из несоосного двухвального четырехступенчатого агрегата и простого трехзвенного ПМ (планетарного механизма), работающего в шести режимах: медленная передача U^b_ah=К+1; замедляющая передача U^a_ah=(К+1)/К; прямая передача U=1,0; ускоряющая передача U^a_hb=К/(К+1), быстрая передача U^b_ah=1/(К+1) и передача заднего хода U^h_ab=-К (знак «минус» указывает на изменение направления вращения выходного звена по сравнению с входным звеном). Шесть шестерен, три звена ПМ (солнечная шестерня, эпициклическое колесо и водило с сателлитами) и шесть муфт переключения обеспечивают 22 передачи переднего хода и 6 передач заднего хода.

Недостаток описанного трансмиссионного агрегата заключается в отсутствии реверсивного режима работы, необходимого для СДМ и других машин.

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

Поставленная задача решается за счет ряда шестерен заднего хода.

Достижение технического результата обеспечивается тем, что реверсивная несоосная вально-планетарная коробка передач содержит корпус, в его опорах параллельно расположены валы, на которых свободно установлены три пары шестерен переднего хода с зубчатыми венцами, на вторичном валу между зубчатыми венцами корпуса коробки передач и блока из двух шестерен закреплен зубчатый венец с трехпозиционной муфтой переключения, также на этом валу закреплена солнечная шестерня планетарного механизма, которая сателлитами, установленными на осях водила, зацеплена с эпициклическим колесом, входной и выходной коаксиальные валы корпуса этого колеса оснащены зубчатыми венцами, рядом с ними расположены зубчатые венцы трубчатых валов водила и зубчатые венцы вторичного вала, соосно вторичному валу установлен выходной вал с зубчатым венцом и трехпозиционной муфтой переключения, при этом на стенке корпуса на выходе планетарного механизма расположен зубчатый венец с муфтой остановки эпициклического колеса, соосно первичному валу, с закрепленными на нем шестерней второго ряда и зубчатым венцом, установлены входной вал с зубчатым венцом и двухпозиционной муфтой переключения, а также дополнительный вал с двумя закрепленными на нем ведущими шестернями третьего ряда и заднего хода, ведомая шестерня третьего ряда закреплена на трубчатом валу, расположенном на вторичном валу, ведущая шестерня заднего хода через промежуточную шестерню с валом зацеплена с ведомой шестерней, закрепленной на коаксиальном валу, расположенном на трубчатом валу ведомой шестерни третьего ряда, оба вала оснащены зубчатыми венцами и муфтой переключения на промежуточный многосекционный зубчатый венец с трехпозиционной муфтой переключения на звенья планетарного механизма, между шестернями второго и третьего рядов установлена сдвоенная муфта переключения, расположенная на двух противоположно развернутых зубчатых венцах.

На фиг. 1 показана кинематическая схема реверсивной несоосной вально-планетарной МКП (многоступенчатой коробки передач) типа 24R28 (24 передачи переднего хода и 28 передач заднего хода), состоящей из простого трехзвенного ПМ (планетарного механизма), шести шестерен переднего хода, свободно установленных на двух параллельно расположенных валах, и ряда шестерен заднего хода, установленных позади шестерен переднего хода. В нижней части в окружностях показаны: номера пар шестерен переднего хода (1, 2 и 3) и обозначение ряда шестерен заднего хода «R» для таблицы лучевой диаграммы фиг. 2. Муфты А, В, С, D, Е, F и G показаны в различных состояниях.

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 (lqU), при этом луч, характеризующий величину передаточного числа, не изменяет своей величины. Точка 0 на средней горизонтали обозначает вход крутящего момента в МКП, из этой точки выходят три луча 2, 1 и 3, соответствующие величинам передаточных чисел пар шестерен: U₁=3,2; lq3,2=0,505; U₂=1,4; lq1,4=0,146; U^*₂=1/1,4=0,714; lq0,714=-0,146; U₃=U_R=1,8; lq1,8=0,255; U^*₃=1/1,8=0,555; lq0,556=-0,255. U₁U^*₂U₃=3,2×0,714×1,8=4,11; lq4,11=0,614.

От второй сверху горизонтали к верхней горизонтали направлены четыре группы лучей и от второй снизу к нижней горизонтали также четыре группы лучей. Эти лучи характеризуют величины передаточных чисел ПМ (планетарного механизма) с внутренним параметром К=1,62. К=Z_b/Z_a - внутренний параметр ПМ, равный отношению числа зубьев эпициклического колеса к числу зубьев солнечной шестерни. К=1,62 обеспечивает равные интервалы на выходе лучей - на верхней и нижней шкалах.

Четыре пологих луча, направленных направо вверх, указывают на замедляющий режим работы, передаточное число значительно больше единицы, U^b_ah=К+1=2,62; lq2,62=0,42. Четыре крутых луча, также направленных направо вверх, указывают на замедляющий режим работы, передаточное число больше единицы, U^a_bh=(К+1)/К=2,62/1,62=1,62; lq1,62=0,21. Четыре вертикальных луча, указывают на прямую передачу, передаточное число равно единице, U_пр=1,0; lq1,0=0,0. Четыре крутых луча, направленных налево вверх, указывают на ускоряющий режим работы, передаточное число меньше единицы, U^a_hb=К/(К+1)=1,62/2,62=0,62; lq0,62=-0,21. Четыре пологих луча, направленных налево вверх, указывают на скорый режим работы, передаточное число значительно меньше единицы U^b_ha=1/(К+1)=1/2,62=0,38; lq0,38=-0,42. Для передач заднего хода на нижней горизонтали получили зеркальное отображение лучей передач переднего хода, 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 и штрихпунктирными линиями показаны суммирующие передачи, когда крутящий момент подается на два звена, а снимается с третьего. Например, на фиг. 2 внизу справа lqU_2∑h=1,5 (лучи не до конца): вход на солнечную шестерню (а) от первой пары шестерен, на эпициклическое колесо (b) - через 1-ю, 2-ю пары шестерен и ряд шестерен заднего хода R, выход - на водило (h). 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, соосно ему установлены первичный вал 3 и дополнительный вал 4. Параллельно им установлен вторичный вал 5, который является валом привода солнечной шестерни ПМ, соосно ему установлен выходной вал 6. На входном валу 2 закреплен зубчатый венец 7 с муфтой переключения 8 (А) для выборочного соединения с зубчатым венцом 9, закрепленным на первичном валу 3, и зубчатым венцом 10 трубчатого вала 11,на котором закреплена ведущая шестерня 12, зацепленная с ведомой шестерней 13 первого ряда. На первичном валу 3 закреплена шестерня второго ряда 14, зацепленная с шестерней 15, которая образует блок шестерен 13-15, закрепленных на трубчатом валу 16, свободно установленном на вторичном валу 5.

Ведущая шестерня третьего ряда 17 закреплена на дополнительном валу 4 и зацеплена с ведомой шестерней 18, закрепленной на трубчатом валу 19, на выходе вала 19 закреплен зубчатый венец 20. Ведущая шестерня заднего хода 21 через промежуточную шестерню 22, закрепленную на валу 23, зацеплена с ведомой шестерней заднего хода 24, которая закреплена на коаксиальном валу 25 с зубчатым венцом 26. На шестернях 14 и 19 расположены зубчатые венцы 27 и 28. Напротив них на шестернях 17 и 15 расположены зубчатые венцы 29 и 30 увеличенной ширины. На этих зубчатых венцах установлены сдвоенные муфты переключения 31 и 32 (В), взаимосвязанные ползуном 33.

На входе вторичного вала 5 закреплен зубчатый венец 34 с установленной на нем трехпозиционной муфтой переключения 35 (С). Рядом с зубчатым венцом 34 установлены зубчатые венцы: 36 - на корпусе 1 МКП и 37 - на шестерне 13 (блоке шестерен 13-15). В средней части вторичного вала 5 свободно установлен трубчатый многосекционный зубчатый венец 38 с расположенными на нем двухпозиционной входной муфтой переключения 39 (D) и трехпозиционной муфтой переключения 40 (Е) на звенья планетарного механизма. Солнечная шестерня 41 (а) ПМ (планетарного механизма) закреплена на вторичном валу 5 и зацеплена с сателлитами 42 на валах 43, установленных в водиле 44 (h). Водило 44 (h) закреплено на трубчатых валах: входном 45 с зубчатым венцом 46 и выходном 47 с зубчатым венцом 48. Рядом с зубатыми венцами 46 и 48 на вторичном валу 5 закреплены зубчатые венцы 49 входа крутящего момента на солнечную шестерню 41 (а) и 50 - выхода крутящего момента. Сателлиты 42 зацеплены с эпициклическим колесом 51 (b), расположенным в корпусе 52, которое закреплено на коаксиальных валах: входном 53 с зубчатым венцом 54 и выходном 55 с зубчатым венцом 56. На выходе ПМ на стенке корпуса 1 закреплен зубчатый венец 57 с расположенной на нем муфтой 58 (F) остановки эпициклического колеса 51 (b). На выходном валу 6 закреплен трехпозиционный зубчатый венец 59 с расположенной на нем муфтой переключения 60 (G).

Работа МКП осуществляется следующим образом.

Муфта А (8): в правом (П) положении соединяет зубчатый венец 7 входного вала 2 с зубчатым венцом 10 трубчатого вала 11 ведущей шестерни 12 первого ряда (верхний вид); в левом (Л) положении соединяет зубчатый венец 7 входного вала 2 с зубчатым венцом 9 первичного вала 3 (нижний вид); в нейтральном (Н) положении правый венец муфты 8 расположен между зубчатыми венцами 9-10.

Сдвоенная муфта В (31-32) с ползуном 33: в левом (Л) положении соединяет зубчатый венец 27 верхней шестерни 12 второго ряда с зубчатым венцом 29 увеличенной ширины ведущей шестерни 17 третьего ряда (верхний левый вид), при этом зубчатые венцы 30 шестерни 15 и 28 шестерни 18 разъединены. В правом (П) положении соединяет зубчатый венец увеличенной ширины 30 нижней шестерни 15 второго ряда с зубчатым венцом 28 шестерни 18 третьего ряда, при этом зубчатые венцы 27 шестерни 14 и 29 шестерни 17 разъединены.

Муфта С (35): в левом (Л) положении соединяет зубчатый венец 34 вторичного вала 5 с зубчатым венцом 36 корпуса 1 МКП и останавливает солнечную шестерню 41 (а); в нейтральном (Н) положении расположена на зубчатом венце 34; в правом (П) положении соединяет зубчатый венец 34 вторичного вала 5 с зубчатым венцом 37 нижней ведомой шестерни 13 (с блоком шестерен 13-15).

Муфта D (39) - реверс: в левом (Л) положении соединяет зубчатый венец 26 коаксиального вала 25 ведомой шестерни заднего хода 24 с трубчатым многосекционным зубчатым венцом 38; в правом (П) положении соединяет зубчатый венец 20 трубчатого вала 19 ведомой шестерни 18 третьего ряда с трубчатым многосекционным зубчатым венцом 38; нейтральное (Н) состояние обеспечивается, когда левый зубчатый венец муфты 39 находится между зубчатыми венцами 26 и 20.

Муфта Е (40): в левом (Л) положении соединяет трубчатый многосекционный зубчатый венец 38 с зубчатым венцом 49 вторичного вала 5 привода солнечной шестерни 41 (а); в среднем (С) положении соединяет трубчатый многосекционный зубчатый венец 38 с зубчатым венцом 46 входного трубчатого вала 45 водила 44 (h); в правом (П) положении соединяет трубчатый многосекционный зубчатый венец 38 с зубчатым венцом 54 входного коаксиального вала 53 корпуса 52 эпициклического колеса 51 (b). В нейтральном (Н) положении правый венец муфты расположен между зубчатыми венцами 49-46 или 46-54.

Муфта F (58): в левом положении (около стенки корпуса 1) находится в выключенном (В) состоянии; в правом (П) положении соединяет зубчатый венец 57 корпуса 1 с зубчатым венцом 56 выходного коаксиального вала 55 корпуса 52 эпициклического колеса 51 (b).

Муфта G (60) в левом (Л) положении соединяет зубчатый венец 56 выходного коаксиального вала 55 корпуса 52 эпициклического колеса 51 (b) с зубчатым венцом 59 выходного вала 6; в среднем (С) положении соединяет зубчатый венец 48 выходного трубчатого вала 47 водила 44 (h) с зубчатым венцом 59 выходного вала 6; в правом (П) положении соединяет зубчатый венец 50 вторичного вала 5 с зубчатым венцом 59 выходного вала 6. Нейтральное (Н) состояние соответствует положению левого венца муфты 60 между зубчатыми венцами 56-48 или 48-50.

Передачи переднего хода:

(однопоточные - без суммирующих режимов)

1 передача

На лучевой диаграмме (фиг. 2) этой передаче принадлежат: пологий луч 1 из т.0 на средней горизонтали направо вверх к второй сверху горизонтали, затем крутой луч 2 налево вниз, далее крутой луч 3 направо вверх к второй горизонтали, затем пологий луч U^b_ah к т. 1g на верхней горизонтали.

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

От входного вала 2 (фиг. 1) по зубчатому венцу 7 и муфте 8 (А) крутящий момент поступает на 1-ю пару шестерен (12-13), по трубчатому валу 16 блока на 2-ю пару шестерен (15-14), по верхней муфте 31 (В) на 3-ю пару шестерен (17-18), по трубчатому валу 19, зубчатому венцу 20, муфте 39 (D) на многосекционный зубчатый венец 38, по муфте 40 (Е) на вторичный вал 5, далее на солнечную шестерню 41 (а) ПМ. Эпициклическое колесо 51 (b) корпусом 52, выходным коаксиальным валом 55, зубчатым венцом 56, муфтой 58 (F) зафиксировано относительно зубчатого венца 57 корпуса 1 МКП. Солнечная шестерня 41 (а) вращает сателлиты 42, которые, обкатываясь по остановленному эпициклическому колесу 51 (b), вращают водило 44 (h), выходной трубчатый вал 47, зубчатый венец 48, муфту 60 (G) (верхний правый вид), зубчатый венец 59 и выходной вал 6 МКП с низкой частотой вращения и увеличенным крутящим моментом.

Передаточное число 1-й передачи МКП

u_1g=U₁U^*₂U₃U^b_ah=3,2×0,714×1,8×2,62=10,78; lq10,78=1,03.

2 передача

На лучевой диаграмме этой передаче принадлежат: пологий луч 1 из т. 0 направо вверх, далее пологий луч U^b_ah к т. 2g на верхней горизонтали.

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

От входного вала 2 по зубчатому венцу 7 и муфте 8 (А) крутящий момент поступает на 1-ю пару шестерен (12-13), по трубчатому валу 16 блока, по зубчатому венцу 30, нижней муфте 32 (В) на зубчатый венец 28, трубчатый вал 19, далее как на 1-й передаче.

Передаточное число 2-й передачи МКП

u_2g=U₁U^b_ah=3,2×2,62=8,38; lq8,38=0,92.

3 передача

На лучевой диаграмме этой передаче принадлежат: лучи 1-2-3 как на 1-й передаче, затем крутой луч U^a_bh к т. 3g на верхней горизонтали.

Возвращаем муфту В в левое (Л) положение, переключаем: муфту С в левое (Л) положение, муфту Е в правое (П) положение, муфту F - выключенное (В).

В работу включены 1-я, 2-я, 3-я пары шестерен и ПМ в режиме U^a_bh=(К+1)/К.

Солнечная шестерня 41 (а) остановлена по вторичному валу 5, зубчатому венцу 34, муфтой 35 (С) на зубчатый венец 36 корпуса 1 МКП. От входного вала 2 до многосекционного зубчатого венца 38 крутящий момент поступает как на 1-й передаче, далее муфтой 40 (Е) на зубчатый венец 54, входной коаксиальный вал 53, корпус 52, эпициклическое колесо 51 (b), сателлитами 42 и валами 43 на водило 44 (h), затем как на предыдущих передачах.

Передаточное число 3-й передачи МКП

u_3g=U₁U^*₂U₃U^a_bh=3,2×0,714×1,8×2,62/1,62=6,65; lq6,65=0,82.

4 передача

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

Возвращаем муфту В в правое (П) положение.

В работе только 1-я пара шестерен и ПМ в режиме U^a_bh=(К+1)/К.

От входного вала 2 до многосекционного зубчатого венца 38 крутящий момент поступает как на 2-й передаче, далее как на 3-й передаче.

Передаточное число 4-й передачи МКП

u_4g=U₁U^a_bh=3,2×2,62/1,62=5,18; lq5,18=0,71.

5 передача

На лучевой диаграмме этой передаче принадлежат: крутой луч 3 из т. 0 направо вверх, далее пологий луч U^b_ah к т. 5g на верхней горизонтали.

Переключаем муфты: А, В и Е в левое (Л) положение, муфту F - в правое (П).

В работе 3-я пара шестерен и ПМ в режиме U^b_ah=К+1.

От входного вала 2 по зубчатому венцу 7 и муфте 8 (А) крутящий момент поступает на зубчатый венец 9, первичный вал 3, по корпусу шестерни 14 и зубчатому венцу 27, по верхней муфте 31 (В) на 3-ю пару шестерен (12-13), далее как на 1-й передаче.

Передаточное число 5-й передачи МКП

u_5g=U₃U^b_ah=1,8×2,62=4,72; lq4,72=0,67.

6 передача

На лучевой диаграмме этой передаче принадлежат: лучи 1-2-3 как на 1-й и 3-й передачах, затем вертикальный луч U=1 к т. 6g на верхней горизонтали.

По сравнению с 1-й передачей переключаем муфту Е в среднее (С) положение, муфту F - в выключенное (В). В работу включены 1, 2 и 3-я пары шестерен, ПМ в режиме прямой передачи.

От входного вала 2 до многосекционного зубчатого венца 38 крутящий момент поступает как на 1-й передаче, далее по водилу на выходной вал как на предыдущих передачах.

Передаточное число 6-й передачи МКП

u_6g=U₁U^*₂U₃U_пр=3,2×0,714×1,8×1,0=4,11; lq4,11=0,61.

7 передача

На лучевой диаграмме этой передаче принадлежат: крутой луч 2 из т. 0 направо вверх к средней горизонтали, затем пологий луч U^b_ah к т. 7g на верхней горизонтали.

По сравнению с 5-й передачей переключаем муфту В в правое (П) положение.

В работе 2-я пара шестерен и ПМ в режиме U^b_ah=К+1.

От входного вала 2 по входному валу 2 по зубчатому венцу 7 и муфте 8 (А) крутящий момент поступает на зубчатый венец 9, первичный вал 3, на 2-ю пару шестерен (14-15), по зубчатому венцу 30, нижней муфте 32 (В), далее как на 1-й, 2-й и 5-й передачах.

Передаточное число 7-й передачи МКП

u_7g=U₂U^b_ah=1,4×2,62=3,67; lq3,67=0,56.

8 передача

На лучевой диаграмме этой передаче принадлежат: пологий луч 1 из т. 0 на средней горизонтали направо вверх к второй сверху горизонтали, затем вертикальный луч U=1 к т. 8g на верхней горизонтали.

По сравнению с 6-й передачей переключаем муфту В в правое (П) положение. В работу включены 1-я пара шестерен и ПМ в режиме прямой передачи.

От входного вала 2 до многосекционного зубчатого венца 38 крутящий момент поступает как на 2-й и 4-й передачах, далее по водилу - на выходной вал как на 6-й передаче.

Передаточное число 8-й передачи МКП

u_8g=U₁U_пр=3,2×1,0=3,2; lq3,2=0,505.

9 передача

На лучевой диаграмме этой передаче принадлежат: крутой луч 3 из т. 0 направо вверх, далее крутой луч U^a_bh к т. 9g на верхней горизонтали.

По сравнению с 3-й передачей переключаем муфту А в левое (Л) положение. В работе 3-я пара шестерен и ПМ в режиме U^a_bh=(К+1)/К.

От входного вала 2 до многосекционного зубчатого венца 38 крутящий момент поступает как на 5-й передаче, далее как на 3-й и 4-й передаче.

Передаточное число 9-й передачи МКП

u_9g=U₃U^a_bh=1,8×2,62/1,62=2,91; lq2,91=0,464.

10 передача

На лучевой диаграмме этой передаче принадлежат: лучи 1-2-3 как на 1-й, 3-й и 6-й передачах, затем крутой луч U^a_hd налево вверх к т. 10 на верхней горизонтали.

По сравнению с 4-й передачей в ПМ поменялись местами звенья входа и выхода крутящего момента. Переключаем муфты В и G в левое (Л) положение, муфту Е в среднее (С) положение.

В работу включены 1-я, 2-я, 3-я пары шестерен и ПМ в режиме U^a_hb=К/(К+1).

От входного вала 2 до многосекционного зубчатого венца 38 крутящий момент поступает как на 1-й, 3-й и 6-й передачах, далее муфтой 40 (Е) на зубчатый венец 46, входной трубчатый вал 45, на водило 44 (b), валами 43, сателлитами 42 на эпициклическое колесо 51 (b), корпус 52, выходной коаксиальный вал 55, зубчатый венец 56, муфтой 60 (G) на зубчатый венец 59 и выходной вал 6.

Передаточное число 10-й передачи МКП

u_10g=U₁U^*₂U₃U^a_hb=3,2×0,714×1,8×1,62/2,62=2,54; lq2,54=0,405.

11 передача

На лучевой диаграмме этой передаче принадлежат: крутой луч 2 из т. 0 направо вверх, далее крутой луч U^a_bh направо вверх к т. 11g на верхней горизонтали.

По сравнению с 9-й передачей переключаем муфту В в правое (П) положение. В работе 2-я пара шестерен и ПМ в режиме U^a_bh=(К+1)/К.

От входного вала 2 до многосекционного зубчатого венца 38 крутящий момент поступает как на 7-й передаче, далее как на 3-й, 4-й и 9-й передачах.

Передаточное число 11-й передачи МКП

u_11g=U₂U^a_bh=1,4×2,62/1,62=2,26; lq2,26=0,355.

12 передача

На лучевой диаграмме этой передаче принадлежат пологий луч 1 из т. 0 направо вверх, затем крутой луч U^a_hb налево вверх к т. 12g на верхней горизонтали.

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

В работу включены 1-я пара шестерен и ПМ в режиме U^a_hb=К/(К+1).

От входного вала 2 до многосекционного зубчатого венца 38 крутящий момент поступает как на 2-й, 4-й и 8-й передачах, далее как на 10-й передаче.

Передаточное число 12-й передачи МКП

u_12g=U₁U^a_hb=3,2×1,62/2,62=1,98; lq1,98=0,3.

13 передача

На лучевой диаграмме эта передача представлена лучом 3, далее вертикальный луч U_пр к т. 13g на верхней горизонтали.

По сравнению с 8-й передачей переключаем муфты А и В в левое (Л) положение.

В работу включены 3-я пара шестерен и ПМ в режиме U_пр=1,0.

От входного вала 2 до многосекционного зубчатого венца 38 крутящий момент поступает как на 5-й и 9-й передачах, далее как на 6-й и 8-й передачах. Передаточное число 13-й передачи МКП

u_13g=U₃×U_пр=1,8×1,0=1,8; lq1,8=0,255.

14 передача

На лучевой диаграмме этой передаче принадлежат: лучи 1-2-3 как на 1-й, 3-й, 6-й и 10-й передачах, затем пологий луч U^b_ha налево вверх к т. 14g на верхней горизонтали.

По сравнению с 1-й передачей в ПМ поменялись местами звенья входа и выхода крутящего момента. Переключаем муфту Е в среднее (С) положение, муфту G - в правое (П).

В работу включены 1-я, 2-я, 3-я пары шестерен и ПМ в режиме U^b_ha=1/(К+1).

От входного вала 2 до многосекционного зубчатого венца 38 крутящий момент поступает как на 1-й, 3-й, 6-й и 10-й передачах, далее муфтой 40 (Е) на зубчатый венец 46, входной трубчатый вал 45, на водило 44 (h), валами 43, сателлитами 42 на солнечную шестерню 41 (а), вторичный вал 5, зубчатый венец 50, муфтой 60 (G) на зубчатый венец 59 и выходной вал 6.

Передаточное число 14-й передачи МКП

u_14g=U₁U^*₂U₃U^b_ha=3,2×0,714×1,8×1,0/2,62=1,57; lq1,57=0,2.

15 передача

На лучевой диаграмме эта передача представлена лучом 2, далее вертикальный луч U_пр к т. 15g на верхней горизонтали.

По сравнению с 13-й передачей переключаем муфту В в правое (П) положение.

В работу включены 2-я пара шестерен и ПМ в режиме U_пр=1,0.

От входного вала 2 до многосекционного зубчатого венца 38 крутящий момент поступает как на 7-й и 11-й передачах, далее как на 6-й, 8-й и 13-й передачах.

Передаточное число 15-й передачи МКП

u_15g=U₂×U_пр=1,4×1,0=1,4; lq1,4=0,146.

16 передача

На лучевой диаграмме этой передаче принадлежат: пологий луч 1 из т. 0 направо вверх, затем пологий луч U^b_ha налево вверх к т. 16g на верхней горизонтали.

По сравнению с 14-й передачей переключаем муфту В в правое (П) положение.

В работу включены 1-я пара шестерен и ПМ в режиме U^b_ha=1/(К+1).

От входного вала 2 до многосекционного зубчатого венца 38 крутящий момент поступает как на 2-й, 4-й, 8-й и 12-й передачах, далее как на 14-й передаче.

Передаточное число 16-й передачи МКП

u_16g=U₁U^b_ha=3,2×1,0/2,62=1,22; lq1,22=0,087.

17 передача

На лучевой диаграмме этой передаче принадлежат средний луч 3 из т. 0 направо вверх, затем крутой луч U^a_hb налево вверх к т. 17g на верхней горизонтали.

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

В работу включены 3-я пара шестерен и ПМ в режиме U^a_hb=К/(К+1).

От входного вала 2 до многосекционного зубчатого венца 38 крутящий момент поступает как на 5-й, 9-й и 13-й передачах, далее как на 12-й передаче.

Передаточное число 17-й передачи МКП

u_17g=U₃U^a_hb=1,8×1,62/2,62=1,1; lq1,1=0,046.

18 передача

На лучевой диаграмме этой передаче принадлежат крутой луч 2 из т. 0 направо вверх, затем крутой луч U^a_hb налево вверх к т. 18g на верхней горизонтали.

По сравнению с 17-й передачей переключаем муфту В в правое (П) положение.

В работу включены 2-я пара шестерен и ПМ в режиме U^b_hb=К/(К+1).

От входного вала 2 до многосекционного зубчатого венца 38 крутящий момент поступает как на 7-й, 11-й и 15-й передачах, далее как на 17-й передаче.

Передаточное число 18-й передачи МКП

u_18g=U₂U^a_hb=1,4×1,62/2,62=0,87; lq0,87=-0,063.

19 передача

На лучевой диаграмме этой передаче принадлежат средний луч 3 из т. 0 направо вверх, затем пологий луч U^b_ha налево вверх к т. 19g на верхней горизонтали.

По сравнению с 16-й передачей переключаем муфты А и В в левое (Л) положение.

В работу включены 3-я пара шестерен и ПМ в режиме U^b_ha=1/(К+1).

От входного вала 2 до многосекционного зубчатого венца 38 крутящий момент поступает как на 5-й, 9-й, 13-й и 17-й передачах, далее как на 16-й передаче.

Передаточное число 19-й передачи МКП

u_19g=U₃U^b_ha=1,8×1,0/2,62=0,69; lq0,69=-0,163.

20 передача

На лучевой диаграмме этой передаче принадлежат крутой луч 2 из т. 0 направо вверх, затем пологий луч U^b_ha налево вверх к т. 20g на верхней горизонтали.

По сравнению с 19-й передачей переключаем муфту В в правое (П) положение. В работу включены 2-я пара шестерен и ПМ в режиме U^b_ha=1/(К+1).

От входного вала 2 до многосекционного зубчатого венца 38 крутящий момент поступает как на 7-й, 11-й, 15-й и 18-й передачах, далее как на 19-й передаче. Выходной вал 6 вращается с увеличенной частотой и меньшим крутящим моментом.

Передаточное число 20-й передачи МКП

u_20g=U₂U^b_ha=1,4×1,0/2,62=0,534; lq0,534=-0,27.

Передачи заднего хода

Передачи заднего хода обеспечиваются при переключении муфты 39 (D) из правого положения в левое (Л), при этом соединяются трубчатый промежуточный многосекционный зубчатый венец 38 с зубчатым венцом 26 коаксиального вала 25 ведомой шестерни заднего хода 24. Вместо третьего ряда шестерен 17-18 в работу включается ряд шестерен заднего хода: 21-22-24. Положения остальных муфт переключения соответствуют передачам переднего хода.

Например, 1-я передача заднего хода - 1R.

На лучевой диаграмме этой передаче принадлежат: пологий луч 1 из т. 0 на средней горизонтали направо вверх к второй сверху горизонтали, затем крутой луч 2 налево вниз, далее крутой луч R направо вниз к второй горизонтали снизу, затем луч U^b_ah к т. 1R на нижней горизонтали.

Муфты А и F находятся в правом (П) положении, муфты В, D и Е - в левом (Л) положении, муфта С - в нейтральном (Н), муфта G - в среднем (С) положении (таблица над фиг. 2 справа). В работу включены 1-я, 2-я пары шестерен, ряд шестерен заднего хода R и ПМ в режиме U^b_ah=К+1.

От входного вала 2 (фиг. 1) по зубчатому венцу 7 и муфте 8 (А) крутящий момент поступает на 1-ю пару шестерен (12-13), по трубчатому валу 16 блока на 2-ю пару шестерен (15-14), по верхней муфте 31 (В) на корпус шестерни 17, дополнительный вал 4, ряд шестерен заднего хода: 21-22-24, по коаксиальному валу 25, зубчатому венцу 26, муфте 39 (D) на многосекционный зубчатый венец 38, по муфте 40 (Е) на вторичный вал 5, далее на солнечную шестерню 41 (а) ПМ. Эпициклическое колесо 51 (b) корпусом 52, выходным коаксиальным валом 55, зубчатым венцом 56, муфтой 43 (F) зафиксировано относительно зубчатого венца 57 корпуса 1 МКП. Солнечная шестерня 41 (а) вращает сателлиты 42, которые, обкатываясь по остановленному эпициклическому колесу 51 (b), вращают водило 44 (h), выходной трубчатый вал 47, зубчатый венец 48, муфту 60 (G) (верхний правый вид), зубчатый венец 59 и выходной вал 6 МКП с низкой частотой вращения и увеличенным крутящим моментом.

Передаточное число передачи 1R МКП

u_1R=U₁U^*₂U_RU^b_ah=3,2×0,714×1,8×2,62=10,78; lq10,78=1,03 и т.д.

Передачи суммирующих режимов ∑ - двухпоточные

Передачи суммирующих режимов обеспечиваются, когда крутящий момент подается одновременно на два звена ПМ, а снимается с третьего звена. Можно осуществить два варианта. В обоих случаях один поток крутящего момента подается на солнечную шестерню 41 (а). Второй поток в первом варианте подается на водило 44 (h), а снимается с эпициклического колеса 51 (b); во втором варианте подается на эпициклическое колесо 51 (b), а снимается с водила 44 (b).

Суммирующие возможности ПМ для нашего случая описываются зависимостями:

1 вариант: n_b=U_bh^an_h+U_ba^hn_a=n_h(K+1)/K-n_a/K;

2 вариант: n_h=U_ha^bn_a+U_hb^an_b=n_a/(K+1)+(n_bK)/(K+1);

где n_a, n_h, n_b - частота вращения в об/мин: солнечной шестерни 41 (а), водила 44 (h) и эпициклического колеса 51 (b).

На солнечную шестерню 41 (а) крутящий момент можно передать по 1-й паре шестерен 12-13 или по 2-й паре шестерен 14-15.

Условно примем n_вх=n₂=1000 об/мин. В первом случае частота вращения солнечной шестерни n_a=n₂/U₁=1000/3,2=312,5 об/мин; во втором случае n_a=n₂/U₂=1000/1,4=714,3 об/мин.

Если первый поток крутящего момента подается на 1-ю пару шестерен, то второй поток крутящего момента на водило 44 (h) или эпициклическое колесо 51 (b) можно передать тремя путями: последовательно по 1-й, 2-й и 3-й парам шестерен; последовательно по 1-й, 2-й парам шестерен и ряду шестерен заднего хода, последовательно по 1-й, 3-й парам шестерен и ряду шестерен заднего хода. Если первый поток крутящего момента подается на 2-ю пару шестерен, то второй поток крутящего момента на водило 44 (b) или эпициклическое колесо 51 (b) можно передать тремя путями: по 3-й паре шестерен, по ряду шестерен заднего хода, последовательно по 2-й, 3-й парам шестерен и ряду шестерен заднего хода.

Передачи первого варианта суммирования

n_b=U_bh^an_h+U_ba^hn_a=n_h(K+1)/K-n_a/K:

1-я суммирующая передача 1∑b

На лучевой диаграмме эта передача представлена двумя пунктирными лучами к т. 1∑b (около 4-й передачи) на верхней горизонтали: один из окончания луча 1, второй - после трех лучей: 1, 2 и 3. ПМ работает в суммирующем режиме (a+h), выход на эпициклическое колесо 51 (b).

Положения муфт переключения: 8 (А), 35 (С), 39 (D) - в правом (П), 31 (В), 60 (G) - в левом (Л), 40 (Е) - в среднем (С), 58 (F) - в выключенном (В).

От входного вала 2 по зубчатому венцу 7 и муфте 8 (А) крутящий момент поступает на 1-ю пару шестерен (12-13), от зубчатого венца 37 по муфте С (35) на зубчатый венец 34, вторичный вал 5 и солнечную шестерню 41 (а); второй поток крутящего момента до 3-й пары шестерен и многосекционного зубчатого венца 38 передается как на 1-й передаче переднего хода, далее муфтой 40 (Е) на зубчатый венец 46, входной трубчатый вал 45 и водило 44 (h); от солнечной шестерни 41 (а) и водила 44 (h) сателлитами 42 усилия передаются на эпициклическое колесо 51 (b), корпус 52, выходной коаксиальный вал 55, зубчатый венец 56, муфтой 60 (G) на зубчатый венец 59 и выходной вал 6 МКП.

Условно примем n_вх=n₂=1000 об/мин. В этом случае частота вращения солнечной шестерни n_a=n₂/U₁=1000/3,2=312,5 об/мин; частота вращения водила n_h=n₂/U₁U^*₂U₃=1000/(3,2×0,714×1,8)=243,15 об/мин.

Частота вращения эпициклического колеса 51 (b) и выходного вала 6 составит n_b=n_h(K+1)/K-n_a/K=243,15(2,62/1,62)-312,5/1,62=393,25-192,9=200,35 об/мин.

Передаточное число передачи 1∑b МКП

u_1∑b=n₂/n_b=1000/200,35=4,99; lq4,99=0,7.

2-я суммирующая передача 2∑b

На лучевой диаграмме эта передача представлена двумя пунктирными лучами к т. 2∑b (около передачи 13R) на нижней горизонтали: один из окончания луча 1, второй - после трех лучей: 1, 2 и R. ПМ работает в суммирующем режиме (а+h).

По сравнению с передачей 1∑b переключаем муфту 39 (D) в левое (Л) положение - включаем реверс.

От входного вала 2 крутящий момент до ПМ поступает как на предыдущей передаче, второй поток крутящего момента до ряда шестерен заднего хода и многосекционного зубчатого венца 38 передается как на 1-й передаче заднего хода, далее как на предыдущей передаче.

Условно примем n_вх=n₂=1000 об/мин. В этом случае частота вращения солнечной шестерни n_а=n₂/U₁=1000/3,2=312,5 об/мин; частота вращения водила n_h=n₂/U₁U^*₂U_R=1000/(3,2×0,714×1,8)=-243,15 об/мин. Знак «минус» указывает на изменение направления вращения.

Частота вращения эпициклического колеса 51 (b) и выходного вала 6 составит n_b=n_h(K+1)/K-n_a/K=-243,15 (2,62/1,62)-312,5/1,62=-393,25-192,9=-586,15 об/мин.

Передаточное число передачи 2∑b МКП

u_2∑b=n₂/n_b=1000/-586,15)=-1,71; lq1,71=0,232.

3-я суммирующая передача 3∑b

На лучевой диаграмме эта передача представлена двумя пунктирными лучами к т. 3∑b (около передачи 13R) на нижней горизонтали: один из окончания луча 1, второй - после трех лучей: 1, 3 и R. ПМ работает в суммирующем режиме (а+h).

По сравнению с передачей 2∑b переключаем муфту 32 (В) в правое (П) положение.

От входного вала 2 крутящий момент до ПМ поступает как на предыдущей передаче, второй поток крутящего момента до ряда шестерен заднего хода и многосекционного зубчатого венца 38 передается как на 2-й передаче заднего хода, далее как на предыдущей передаче.

Условно примем n_вх=n₂=1000 об/мин. В этом случае частота вращения солнечной шестерни n_a=n₂/U₁=1000/3,2=312,5 об/мин; частота вращения водила n_h=n₂/U₁U^*₃U_R=1000/(3,2×0,556×1,8)=-312,5 об/мин. Знак «минус» указывает на изменение направления вращения.

Частота вращения эпициклического колеса 51 (b) и выходного вала 6 составит n_b=n_h(K+1)K-n_a/K=-312,5(2,62/1,62)-312,5/1,62=-393,25-192,9=-586,15 об/мин.

Передаточное число передачи 3∑b МКП

u_3∑b=n₂/n_b=1000/(-586,15)=-1,706; lq1,706=0,232.

4-я суммирующая передача 4∑b

На лучевой диаграмме эта передача представлена двумя пунктирными лучами к т. 4∑b (около 11-й передачи) на верхней горизонтали: один из окончания луча 2, второй - после луча 3. ПМ работает в суммирующем режиме (a+h).

По сравнению с передачей 1Σb переключаем муфты 8 (А) и 31 (В) в левое (Л) положение.

От входного вала 2 по зубчатому венцу 7 и муфте 8 (А) крутящий момент поступает на 2-ю пару шестерен (14-15), второй поток мощности от шестерни 14 по зубчатому венцу 27, муфте 31 (В) на зубчатый венец 29, далее как на передаче 1∑b.

Условно примем n_вх=n₂=1000 об/мин. В этом случае частота вращения солнечной шестерни n_а=n₂/U₂=1000/1,4=714,3 об/мин; частота вращения водила n_h=n₂/U₃=1000/1,8=555,6 об/мин.

Частота вращения эпициклического колеса 51 (b) и выходного вала 6 составит n_b=n_h(K+1)/K-n_a/K=555,6 (2,62/1,62)-714,3/1,62=898,5-440,9=457,6 об/мин.

Передаточное число передачи 4∑b МКП

u_4∑b=n₂/n_b=1000/457,6=2,19; lq2,19=0,34.

5-я суммирующая передача 5∑b

На лучевой диаграмме эта передача представлена двумя пунктирными лучами к т. 5∑b (правее передачи 19R) на нижней горизонтали: один из окончания луча 2, второй - после луча R. ПМ работает в суммирующем режиме (а+h).

По сравнению с передачей 4∑b переключаем муфту 39 (D) в левое (Л) положение.

От входного вала 2 крутящий момент до ПМ поступает как на предыдущей передаче, второй поток крутящего момента до ряда шестерен заднего хода и многосекционного зубчатого венца 38 передается как на 5-й передаче заднего хода, далее как на предыдущей передаче.

Условно примем n_вх=n₂=1000 об/мин. В этом случае частота вращения солнечной шестерни n_а=n₂/U₂=1000/1,4=714,3 об/мин; частота вращения водила n_h=n₂/U_R=1000/1,8=-555,6 об/мин.

Частота вращения эпициклического колеса 51 (b) и выходного вала 6 составит n_b=n_h(K+1)/K-n_а/K=-555,6(2,62/1,62)-714,3/1,62=-898,6-440,9=-1339,5 об/мин.

Передаточное число передачи 5∑b МКП

u_5∑b=n₂/n_b=1000/(-1339,5)=0,747; lq0,747=-0,127.

6-я суммирующая передача 6∑b

На лучевой диаграмме эта передача пре