НЕСООСНАЯ 24-Х СТУПЕНЧАТАЯ ВАЛЬНО-ПЛАНЕТАРНАЯ КОРОБКА ПЕРЕДАЧ
NON-AXIAL 24-SPEED PLANETARY SHAFT GEARBOX

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-х ступенчатой МКП (многоступенчатой коробке передач) является коробка передач по патенту RU №2177882 С2 (Бюл. №1 от 10.01.2002. Автор Некрасов В.И.).
b
a
a
h
ah
bh
hb
ba
Вально-планетарная коробка передач 16R4 по патенту RU №2177882 состоит из несоосного двухвального четырехступенчатого агрегата и простого трехзвенного ПМ (планетарного механизма), работающего в пяти режимах: медленная передача U=К+1; замедляющая передача U=(К+1)/К; прямая передача U=1,0; ускоряющая передача U=К/(К+1) и передача заднего хода U=-К. Шесть шестерен, пять муфт переключения (одна из них сдвоенная) и три звена ПМ (солнечная шестерня, эпициклическое колесо и водило с сателлитами), обеспечивают 16 передач переднего хода и 4 передачи заднего хода.
Недостаток описанного трансмиссионного агрегата заключаются в значительном продольном габарите.
Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в расширении компоновочных и эксплуатационных возможностей транспортного средства.
Поставленная задача решается за счет уплотнения компоновки МКП и работы ПМ не только в редукторных, но и суммирующих режимах, когда крутящий момент поступает на два звена и снимается с третьего звена.
Достижение технического результата обеспечивается тем, что несоосная вально-планетарная коробка передач содержит простой трехзвенный планетарный механизм, на входе планетарного механизма на двух параллельно расположенных валах свободно установлены три пары шестерен прямого хода с зубчатыми венцами, на вторичном валу закреплена солнечная шестерня и свободно установлен блок из двух шестерен прямого хода, над блоком шестерен на входном валу закреплен зубчатый венец с трехпозиционной муфтой переключения, при этом блок дополнен ведомой шестерней заднего хода, на блоке шестерен расположен трехпозиционный зубчатый венец, рядом с ним расположены зубчатые венцы, которые закреплены: на вторичном валу, на трубчатом валу водила, на аксиальном валу эпициклического колеса; далее расположен трехпозиционный зубчатый венец, закрепленный на ведомой шестерне третьего ряда, между этими зубчатыми венцами установлена многопозиционная муфта переключения, на вторичном валу между зубчатыми венцами корпуса коробки передач и блока шестерен также закреплен зубчатый венец с трехпозиционной муфтой переключения, на входном валу между шестернями второго и третьего рядов закреплен зубчатый венец с пятипозиционной муфтой переключения для выборочного соединения с зубчатыми венцами: четырехпозиционным трубчатого вала шестерни второго ряда и трехпозиционным ведущей шестерни третьего ряда, на валу водила, установленном в опоре зубчатого венца выходного вала, закреплен зубчатый венец с трехпозиционной муфтой переключения, рядом с ним закреплены зубчатые венцы на трубчатом валу эпициклического колеса и на корпусе коробки передач с муфтой переключения, ведущая шестерня заднего хода свободно установлена рядом с зубчатым венцом входного вала и зацеплена с шестерней блока, установленной на оси заднего хода, на блоке также закреплена шестерня, зацепленная с ведомой шестерней блока из трех шестерен вторичного вала.
На фиг. 1 показана кинематическая схема несоосной вально-планетарной МКП (многоступенчатой коробки передач), типа 24R10 (24 передачи переднего хода и 10 передач заднего хода), состоящей из простого трехзвенного ПМ (планетарного механизма), шести шестерен переднего хода, свободно установленных на двух параллельно расположенных валах, и двух рядов шестерен заднего хода, установленных впереди шестерен переднего хода. В нижней части в окружностях показаны: обозначение шестерен заднего хода «R» и номера пар шестерен (I, II и III) для таблицы лучевой диаграммы фиг. 2. Муфты А, В, С, D, Е и F показаны в различных состояниях.
1
2
3
R
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 КII, KI и KIII, соответствующие величинам передаточных чисел пар шестерен: U=1,32; lq 1,32=0,12; U=1/1,32=0,76; lq 0,76=-0,12; U=2,29; lq 2,29=0,36; U=3,0; lq 3,0=0,477.
b
a
ah
bh
пр
hb
b
a
a
От средней горизонтали четыре группы лучей направлены к верхней горизонтали и две группы - к нижней горизонтали. Эти лучи характеризуют величины передаточных чисел ПМ (планетарного механизма) с внутренним параметром К=5,0. К=Z/Z - внутренний параметр ПМ, равный отношению числа зубьев эпициклического колеса к числу зубьев солнечной шестерни. Четыре пологих луча, направленных направо вверх указывают на замедляющий режим работы, передаточное число значительно больше единицы, U=К+1=6,0; lq 6,0=0,78. Четыре крутых луча, также направленных направо вверх, указывают на незначительный замедляющий режим работы, передаточное число незначительно больше единицы, U=(К+1)/К=6,0/5,0=1,2; lq 1,2=0,08. Четыре вертикальных луча, указывают на прямую передачу, передаточное число равно единице, U=1,0; lq 1,0=0,0. Четыре крутых луча, направленных налево вверх, указывают на ускоряющий режим работы, передаточное число незначительно меньше единицы, U=К/(К+1)=5,0/6,0=0,833; lq 0,833=-0,08.
b
ah
Где: U - передаточное число, например, для 1-й передачи U: индекс вверху указывает на остановленное звено ПМ, «b» - эпициклическое колесо, индексы внизу «ah» - звенья входа (солнечная шестерня) и выхода (водило) потока мощности.
4п
Пунктирными линиями показаны суммирующие передачи, когда крутящий момент подается на два звена, а снимается с третьего. Например, вверху справа lq U=0,826: вход на солнечную шестерню (а) от первой пары шестерен, на водило (h) - через все три пары шестерен, выход на эпициклическое колесо (b).
Работа двух рядов шестерен заднего хода условно показана пологой пунктирной линией от т. 0 направо вверх к средней горизонтали и первому пучку лучей, аналогичных ранее рассмотренным и направленным к нижней горизонтали, затем лучи два и три к второму пучку лучей.
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 установлены вал водила 4 и выходной вал 5. На входном валу 2 свободно установлены отдельные шестерни переднего хода 6, 7, 8 и ведущая шестерня заднего хода 9, а на вторичном валу 3 свободно установлены блок из трех шестерен 10-12 и отдельная шестерня 13. Ведомая шестерня заднего хода 10, через блок шестерен заднего хода 14-15, установленных на оси 16, зацеплена с ведущей шестерней заднего хода 9. Шестерни первого и второго рядов 11 и 12 зацеплены соответственно с шестернями 6 и 7 входного вала 2, а отдельная ведомая шестерня третьего ряда 13 зацеплена с шестерней 8 входного вала 2. На первом зубчатом венце 17, закрепленном на входном валу 2 между отдельными шестернями 9 и 6, с зубчатыми венцами 18 и 19, установлена трехпозиционная муфта 20 (А) входного вала 2. Также на входном валу 2 между шестернями 7 второго и 8 третьего рядов закреплен второй зубчатый венец 21 с пятипозиционной муфтой переключения 22 (В), имеющей слева широкий зубчатый венец, для выборочного соединения с четырехпозиционным зубчатым венцом 23 трубчатого вала 24 шестерни 7 второго ряда и с трехпозиционным зубчатым венцом 25 трубчатого вала 26 ведущей шестерни 8 третьего ряда. На вторичном валу закреплена солнечная шестерня 27 (а), которая зацеплена с сателлитами 28, установленными на осях 29 водила 30 (h). На входе водила 30 закреплен трубчатый вал 31 с зубчатым венцом 32, а на выходе водила - вал 4. Сателлиты 28 также зацеплены с эпициклическим колесом 33 (b). На входе корпуса 34 эпициклического колеса 33 (b) закреплен аксиальный вал 35 с зубчатым венцом 36, а на выходе корпуса 34 - трубчатый вал 37 с зубчатым венцом 38, расположенным рядом с зубчатым венцом 39 корпуса 1 и муфтой 40 остановки эпициклического колеса 33 (b). На валу 4 водила 30 закреплен зубчатый венец 41, а на выходном валу 5 - трехпозиционный зубчатый венец 42, на нем установлена трехпозиционная муфта 43 (F) выходного вала 5. На блоке шестерен 10-12 вторичного вала 3 со стороны шестерни 12 расположен трехпозиционный зубчатый венец 44, рядом с ним расположены зубчатые венцы, которые закреплены: 45 - на вторичном валу 3, 32 - на трубчатом валу 31 водила 30, 36 - на аксиальном валу 35 корпуса 34 эпициклического колеса 33 (b); далее расположен трехпозиционный зубчатый венец 46, закрепленный на ведомой шестерне 13 третьего ряда, между этими зубчатыми венцами установлена многопозиционная муфта переключения 47 (D), на вторичном валу 3 между зубчатыми венцами 48 корпуса 1 коробки передач и 49 ведомой шестерни заднего хода 10 также закреплен зубчатый венец 50 с трехпозиционной муфтой переключения 51 (С).
Работа МКП осуществляется следующим образом.
Муфта А (20): в правом (П) положении соединяет зубчатый венец 17 входного вала 2 с зубчатым венцом 18 ведущей шестерни 6 первого ряда (верхний вид); в нейтральном (Н) положении расположена на зубчатом венце 17; в левом (Л) положении соединяет зубчатый венец 17 входного вала 2 с зубчатым венцом 19 ведущей шестерни заднего хода 9 (нижний вид).
Муфта В (22): в 1-м положении «а» соединяет зубчатый венец 23 трубчатого вала 24 верхней шестерни 7 второго ряда (верхний левый вид) с зубчатым венцом 21 входного вала 2; во 2-м положении «b» - обеспечивается нейтральное (Н) состояние, когда правый венец муфты находится между зубчатыми венцами 21 и 25, а левый - в левой части зубчатого венца 23 (нижний вид слева); в 3-м положении «с» (верхний средний вид) соединяет зубчатый венец 23 трубчатого вала 24 верхней шестерни 7 второго ряда с зубчатым венцом 25 трубчатого вала 26 ведущей шестерни 8 третьего ряда; в 4-м положении «d» муфта соединяет зубчатые венцы 23 трубчатого вала 24 шестерни 7 и 25 трубчатого вала 26 шестерни 8 с зубчатым венцом 21 входного вала 2 (нижний вид справа); в 5-м положении «е» муфта соединяет зубчатые венцы 21 входного вала 2 и 25 трубчатого вала 26 шестерни 8 (верхний вид справа).
Муфта С (51): в левом (Л) положении соединяет зубчатый венец 50 вторичного вала 3 с зубчатым венцом 48 корпуса 1 МКП (нижний вид); в нейтральном (Н) положении расположена на зубчатом венце 50; в правом (П) положении соединяет зубчатый венец 50 вторичного вала 3 с зубчатым венцом 49 (верхний вид) нижней ведомой шестерни заднего хода 10 (с блоком шестерен 10-12).
Муфта D (47): в 1-м положении «а» соединяет зубчатые венцы 44 нижней шестерни 12 второго ряда (блок шестерен 10-12) и 45 вторичного вала 3 (верхний вид слева); во 2-м и 4-м положениях обеспечивается нейтральное (Н) состояние, когда правый зубчатый венец муфты находится между зубчатыми венцами 45 и 32, а также 32 и 36; в 3-м положении «Ь» (нижний левый вид) соединяет зубчатые венцы 44 нижней шестерни 12 второго ряда и 32 трубчатого вала 31 водила 30 (h); в 5-м положении «с» муфта соединяет зубчатые венцы 44 нижней шестерни 12 второго ряда и 36 аксиального вала 35 корпуса 34 эпициклического колеса 33 (средний верхний вид); в 6-м положении «d» соединяет зубчатый венец 46 ведомой шестерни 13 третьего ряда с зубчатым венцом 45 вторичного вала 3 (нижний средний вид) и с солнечной шестерней 27 (а); в 7-м положении «е» соединяет зубчатый венец 46 ведомой шестерни 13 третьего ряда с зубчатым венцом 32 трубчатого вала 31 водила 30 (верхний правый вид); в 8-м положении «f» соединяет зубчатый венец 46 ведомой шестерни 13 третьего ряда с зубчатым венцом 36 аксиального вала 35 корпуса 34 эпициклического колеса 33 (нижний вид справа).
Муфта Е (40): в правом (П) положении соединяет зубчатый венец 39 корпуса 1 МКП с зубчатым венцом 38 трубчатого вала 37 корпуса 34 эпициклического колеса 33 (нижний вид); в выключенном, нейтральном (Н) положении расположена на зубчатом венце 39 (верхний вид).
Муфта F (43): в левом (Л) положении соединяет зубчатый венец 38 трубчатого вала 37 корпуса 34 эпициклического колеса 33 с зубчатым венцом 42 выходного вала 5 (верхний вид); в нейтральном (Н) положении левый венец муфты находится между зубчатыми венцами 38 и 41 (нижний левый вид); в правом (П) положении соединяет зубчатый венец 41 вала 4 водила 30 (h) с зубчатым венцом 42 выходного вала 5 (нижний правый вид).
1 передача
b
ah
На лучевой диаграмме (фиг.2) этой передаче принадлежат: крутой луч KI из т. 0 направо вверх к средней горизонтали, затем крутой луч КII направо вниз, далее пологий луч КIII направо вверх к средней горизонтали, затем пологий луч U=K+1 к т. 1g на верхней горизонтали.
b
ah
Муфты А, Е и F находятся в правом (П) положении, муфта В - в положении 3 «с», муфта С - в нейтральном (Н), муфта D - в положении 6 «d», (таблица над фиг. 2 справа). В работу включены I-я, II-я, III-я пары шестерен и ПМ в режиме U=К+1.
От приводного двигателя по входному валу 2 (фиг. 1), по зубчатому венцу 17 и муфте 20 (А) крутящий момент поступает на I-ю пару шестерен (6-11), по трубчатому валу блока на II-ю пару шестерен (12-7), по трубчатому валу 24, зубчатому венцу 23, по муфте 22 (В), по зубчатому венцу 25 (верхний средний вид), по трубчатому валу 26 на III-ю пару шестерен (8-13), по зубчатому венцу 46, муфте 47 (D - нижний средний вид) на зубчатый венец 45 и вторичный вал 3, далее на солнечную шестерню 27 (а) ПМ. Эпициклическое колесо 33 (b) корпусом 34, трубчатым валом 37, зубчатым венцом 38, муфтой 40 (Е - нижний вид) зафиксировано относительно зубчатого венца 39 корпуса 1 МКП. Солнечная шестерня 27 (а) вращает сателлиты 28, которые, обкатываясь по остановленному эпициклическому колесу 33 (b), вращают водило 30 (h), вал 4, зубчатый венец 41, муфту F (43 - нижний правый вид), зубчатый венец 42 и выходной вал 5 МКП с низкой частотой вращения и увеличенным крутящим моментом.
Передаточное число I-й передачи МКП
1п
1
2
3
ah
b
U=UUUU=1,32×1,32×2,29×6,0=24,0; lq 24,0=1,38
2 передача
b
ah
На лучевой диаграмме этой передаче принадлежат: пологий луч КIII из т. 0 направо вверх к средней горизонтали, далее пологий луч U к т. 2g на верхней горизонтали.
b
ah
Переключаем: муфту А в нейтральное (Н) положение, муфту В - в положение 5 «е» - верхний вид справа, в работе только 3-я пара шестерен и ПМ в режиме U=К+1.
От входного вала 2 по зубчатому венцу 21 и муфте 22 (В) крутящий момент поступает на зубчатый венец 25, трубчатый вал 26, на III-ю пару шестерен (8-13), далее как на 1-й передаче.
Передаточное число 2-й передачи МКП
2п
3
ah
b
U=UU=2,29×6,0=13,74; lq 13,74=1,14
3 передача
b
ah
На лучевой диаграмме этой передаче принадлежат: крутой луч KI из т.0 направо вверх к средней горизонтали, далее пологий луч U к т. 3g на верхней горизонтали.
b
ah
Возвращаем муфту А в правое положение, переключаем: муфту В в нейтральное (Н) положение, муфту С в правое (П) положение, муфту D в нейтральное (Н) положение 2 или 4 - работают I-я пара шестерен и ПМ в режиме U=К+1. Привод на вторичный вал 3 возможен также муфтой D в 1-м положении «а», муфту С можно переключить в нейтральное (Н) положение.
От входного вала 2 по зубчатому венцу 17 и муфте 20 (А) крутящий момент поступает на 1-ю пару шестерен (6-11), по трубчатому валу блока шестерен на шестерню 10, зубчатый венец 49, по муфте С (51) на зубчатый венец 50 (верхний вид), на вторичный вал 3, на солнечную шестерню 27 (а) ПМ, далее как на 1-й передаче.
Передаточное число 3-й передачи МКП
3п
1
ah
b
U=UU=1,32×6,0=7,9; lq 7,9=0,9
4 передача
На лучевой диаграмме эта передача представлена двумя пунктирными лучами к т.4g на верхней горизонтали: один из окончания луча KI, второй -после трех лучей: KI, KII и KIII. ПМ работает в суммирующем режиме (а+h).
Возвращаем муфту В в 3-е «с» положение. Переключаем- муфту D в 7-е положение «е», муфту Е - в нейтральное (Н) положение, муфту F - в левое (Л) положение.
От входного вала 2 по зубчатому венцу 17 и муфте 20 (А) крутящий момент поступает на I-ю пару шестерен (6-11), по муфте С (51) на вторичный вал 3 и солнечную шестерню 27 (а); затем до III-й пары шестерен как на 1-й передаче, от шестерни 13 по зубчатому венцу 46, муфте D (47) на зубчатый венец 32 (верхний правый вид), трубчатый вал 31 и водило 30 (h); от солнечной шестерни 27 (а) и водила 30 (h) сателлитами 28 усилия передаются на эпициклическое колесо 33 (b), корпус 34, трубчатый вал 37, зубчатый венец 38, муфтой F (43) на зубчатый венец 42 и выходной вал 5.
b
bh
h
ba
a
h
а
a
h
Суммирующие возможности ПМ для нашего случая описываются зависимостью n=Un+Un=n(K+1)K-n/K;
a
h
b
где n, n, n - частота вращения солнечной шестерни, водила и эпициклического колеса в об/мин.
вх
2
а
2
1
h
2
1
2
3
Условно примем n=n=1000 об/мин. В этом случае частота вращения солнечной шестерни n=n/U=1000/1,32=757,6 об/мин; частота вращения водила n=n/UUU=1000/(1,32×1,32×2,29)=250,6 об/мин.
Частота вращения эпициклического колеса 34 (b) и выходного вала 5 составит
b
h
a
n=n(K+1)/K-n/K=250,6 (6/5)-757,6/5=300,7-151,5=149,2 об/мин;
Передаточное число 4-й передачи МКП
4п
2
b
u=n/n=1000/149,2=6,7; lq 6,7=0,826.
5 передача
a
bh
На лучевой диаграмме (фиг. 2) этой передаче принадлежат: крутой луч KI из т. 0 направо вверх к средней горизонтали, затем крутой луч КП направо вниз, далее пологий луч KIII направо вверх к средней горизонтали, затем крутой луч U=(К+1)/К=6,0/5,0=1,2 направо вверх к т. 5g на верхней горизонтали.
По сравнению с 4-й передачей переключаем муфты: С из правого положения в левое (Л), D из 7-го положения в 8-е, F из левого положения в правое (П).
Солнечная шестерня 27(a) остановлена вторичным валом 3, зубчатым венцом 50, муфтой С (51) относительно зубчатого венца 48 корпуса 1. От входного вала 2 до ведомой шестерни 13 третьего ряда и зубчатого венца 46 крутящий момент поступает как на 1-й передаче, муфтой D на зубчатый венец 36 (нижний вид справа), на аксиальный вал 35, корпус 34 и на эпициклическое колесо 33 (b), сателлитами 28 на оси 29 и водило 30 (h), вал 4, далее как на 1-й, 2-й и 3-й передачах.
Передаточное число 5-й передачи МКП
5п
1
2
3
bh
a
u=UUUU=1,32×1,32×2,29×(6,0/5,0)=4,8; lq 4,8=0,68
6 передача
b
ah
На лучевой диаграмме этой передаче принадлежат: крутой луч КИ из т. 0 налево вверх к средней горизонтали, далее пологий луч U к т. 6g на верхней горизонтали.
По сравнению с 3-й передачей переключаем муфту А в нейтральное (Н) положение, а муфту В в 1-е положение - вместо I-й пары шестерен включаем в работу II-ю пару шестерен.
От входного вала 2 по зубчатому венцу 21 и муфте 22 (В) крутящий момент поступает на II-ю пару шестерен 7-12, по зубчатому венцу 44, муфте С (51) (верхний вид) на зубчатый венец 50, далее как на 3-й передаче.
Передаточное число 6-й передачи МКП
6п
2
ah
b
U=UU=(1/1,32)×6,0=4,55; lq 4,55=0,66
7 передача
На лучевой диаграмме этой передаче принадлежат: крутой луч KI из т. 0 направо вверх к средней горизонтали, затем крутой луч KII направо вниз, далее пологий луч KIII направо вверх к средней горизонтали, затем вертикальный луч U=1,0 вверх к т. 7g на верхней горизонтали.
По сравнению с 5-й передачей переключаем муфту С в нейтральное (Н) положение. Можно передать крутящий момент по корпусу эпициклического колеса или по водилу - муфта D в 7-м положении, муфта Е в выключенном, нейтральном (Н), левом (Л) положении.
От входного вала 2 до ведомой шестерни 13 и зубчатого венца 46 крутящий момент поступает как на 1-й и 5-й передачах, муфтой D (верхний правый вид) на зубчатый венец 32, на трубчатый вал 32, водило 30, вал 4, зубчатый венец 41, муфту 43, зубчатый венец 42 и выходной вал 5.
Передаточное число 7-й передачи МКП
7п
1
2
3
бл
U=UUUU.=1,32×1,32×2,29=4,0; lq 4,0=0,6.
8 передача
На лучевой диаграмме эта передача представлена двумя пунктирными лучами к т. 8g на верхней горизонтали: один из окончания луча КII, второй - луча КIII. ПМ работает в суммирующем режиме (а+h).
По сравнению с 4-й передачей переключаем муфту А в нейтральное (Н) положение, муфту В в 4-е положение.
От входного вала 2 по зубчатому венцу 21 и муфте 22 (В) (нижний вид справа) крутящий момент от левого венца поступает на II-ю пару шестерен (7-12), по муфте С (51) на вторичный вал 3 и солнечную шестерню 27 (а); второй поток мощности также от зубчатого венца 21 по правому венцу муфты 22 (В) поступает на зубчатый венец 25, трубчатый вал 26 и на 3-ю пару шестерен (8-13), от шестерни 13 по зубчатому венцу 46, муфте D (47) на зубчатый венец 45 (нижний средний вид), далее как на 4-й передаче.
b
bh
h
ba
a
h
а
a
h
Суммирующие возможности ПМ для нашего случая описываются зависимостью: n=Un+Un=n(K+1)/K-n/K;
а
h
b
где n, n, n - частота вращения солнечной шестерни, водила и эпициклического колеса в об/мин.
вх
2
а
2
2
h
2
3
Условно примем n=n=1000 об/мин. В этом случае частота вращения солнечной шестерни n=n/U=1000/(1/1,32)=1320 об/мин; частота вращения водила n=n/U=1000/2,29=436,7 об/мин.
Частота вращения эпициклического колеса 33 (b) и выходного вала 5 составит
b
h
а
n=n(K+1)/K-n/K=436,7 (6/5)-1320/5=524-264=260 об/мин;
Передаточное число 8-й передачи МКП
8п
2
b
u=n/n=1000/260=3,85; lq 3,85=0,585.
9 передача
a
hb
На лучевой диаграмме этой передаче принадлежат: крутой луч KI из т. 0 направо вверх к средней горизонтали, затем крутой луч KII направо вниз, далее пологий луч KIII направо вверх к средней горизонтали, затем крутой луч U=К/(К+1)=5,0/6,0=0,833 налево вверх к т. 9g на верхней горизонтали.
По сравнению с 5-й передачей переключаем муфты: D из 8-го положения в 7-е, F из правого положения в левое (Л).
Солнечная шестерня 27(a) остановлена вторичным валом 3, зубчатым венцом 50, муфтой С (51) относительно зубчатого венца 48 корпуса 1. От входного вала 2 до ведомой шестерни 13 и зубчатого венца 46 крутящий момент поступает как на 1-й и 5-й передачах, муфтой D (верхний вид справа) на зубчатый венец 32, на трубчатый вал 31, водило 30 (h), оси 29, сателлитами 28 на эпициклическое колесо 33 (b), корпус 34, трубчатый вал 37, зубчатый венец 38, муфтой F (43) на зубчатый венец 42 и выходной вал 5.
Передаточное число 9-й передачи МКП
9п
1
2
3
hb
a
U=UUUU=1,32×1,32×2,29×(5,0/6,0)=3,32; lq 3,32=0,52
10 передача
На лучевой диаграмме эта передача представлена двумя пунктирными лучами к т. 10g на верхней горизонтали: один из окончания луча R, второй - после луча KIII. ПМ работает в суммирующем режиме (а+b).
По сравнению с 4-й передачей переключаем муфту А в левое (Л) положение, муфту В в 5-е, муфту D в 8-е, муфту F в правое (П) положение.
От входного вала 2 по зубчатому венцу 17 и муфте 20 (А) крутящий момент поступает на шестерни заднего хода (9-16 и 15-10), по муфте С (51) на вторичный вал 3 и солнечную шестерню 27 (а); второй поток мощности по муфте 22 (В) (верхний правый вид) поступает на III-ю пару шестерен (8-13), от шестерни 13 по зубчатому венцу 46, муфте D (47) на зубчатый венец 36 (нижний правый вид), аксиальный вал 35, корпус 34 и на эпициклическое колесо 33 (b), от солнечной шестерни 27 (а) и эпициклического колеса 33 (b) сателлитами 28 усилия передаются на оси 29, водило 30 (h), вал 4, зубчатый венец 41, муфтой F (43) на зубчатый венец 42 и выходной вал 5.
h
ha
a
hb
b
a
b
b
a
Суммирующие возможности ПМ для нашего случая описываются зависимостью: n=Un+Un=n/(K+1)+(n K)/(K+1);
а
h
b
где n, n, n - частота вращения солнечной шестерни, водила и эпициклического колеса в об/мин.
вх
2
a
2
R
b
2
3
Условно примем n=n=1000 об/мин. В этом случае частота вращения солнечной шестерни n=n/U=1000/3=-333,3 об/мин; знак «минус» указывает на изменение направления вращения; частота вращения эпициклического колеса n=n/U=1000/2,29=436,7 об/мин.
h
Частота вращения водила n и выходного вала 5 составит
h
a
b
n=n/(K+1)+(nK)/(K+1)=-333,3/6,0+436,7(5/6)=-55,56+363,8=308,2 об/мин
Передаточное число 10-й передачи МКП
10п
2
h
u=n/n=1000/308,2=3,24; lq 3,24=0,511.
11 передача
На лучевой диаграмме эта передача представлена двумя пунктирными лучами к т. 11g на верхней горизонтали: один из окончания луча KI, второй - после лучей KI-KII-KIII. ПМ работает в суммирующем режиме (а+b).
По сравнению с 10-й передачей переключаем муфту А в правое (П) положение, муфту В в 3-е положение.
От входного вала 2 по зубчатому венцу 17 и муфте 20 (А) крутящий момент поступает на 1-ю пару шестерен (6-11), по муфте С (51) на вторичный вал 3 и солнечную шестерню 27 (а); второй поток мощности по трубчатому валу блока поступает на II-ю пару шестерен (12-7), трубчатым валом 24 на зубчатый венец 23, по муфте 22 (В) (верхний средний вид) поступает на III-ю пару шестерен (8-13), от шестерни 13 по зубчатому венцу 46, муфте D (47) на зубчатый венец 36 (нижний правый вид), аксиальный вал 35, корпус 34 и на эпициклическое колесо 33 (b), от солнечной шестерни 27 (а) и эпициклического колеса 33 (b) сателлитами 28 усилия передаются на оси 29, водило 30 (h), вал 4, зубчатый венец 41, муфтой F (43) на зубчатый венец 42 и выходной вал 5.
h
ha
а
hb
b
a
b
b
a
Суммирующие возможности ПМ для нашего случая описываются зависимостью: n=Un+Un=n/(K+1)+(n K)/(K+1);
а
h
b
где n, n, n - частота вращения солнечной шестерни, водила и эпициклического колеса в об/мин.
вх
2
а
2
1
Условно примем n=n=1000 об/мин. В этом случае частота вращения солнечной шестерни n=n/U=1000/1,32=757,6 об/мин; частота вращения эпициклического колеса
b
2
1
2
3
n=n/UUU=1000/(1,32×1,32×2,29)=250,6 об/мин.
h
Частота вращения водила n и выходного вала 5 составит
h
a
b
n=n/(K+1)+(nK)/(K+1)=757,6/6,0+250,6(5/6)=126,3+208,7=335 об/мин
Передаточное число 11-й передачи МКП
11п
2
h
u=n/n=1000/335=3; lq 3=0,475.
12 передача
a
bh
На лучевой диаграмме этой передаче принадлежат: пологий луч KIII направо вверх к средней горизонтали, затем крутой луч U=(К+1)/К=6,0/5,0=1,2 направо вверх к т. 12g на верхней горизонтали.
По сравнению с 5-й передачей переключаем муфты А и С в нейтральное (Н) положение, муфту В в 5-е положение.
Солнечная шестерня 27(a) остановлена вторичным валом 3, зубчатым венцом 50, муфтой С (51) относительно зубчатого венца 48 корпуса 1. От входного вала 2 до ведомой шестерни 13 и зубчатого венца 46 крутящий момент поступает как на 2-й передаче, далее как на 5-й передаче.
Передаточное число 12-й передачи МКП
12п
3
bh
a
u=UU=2,29×(6,0/5,0)=2,75; lq 2,75=0,44
13 передача
На лучевой диаграмме эта передача представлена двумя пунктирными лучами к т. 13g на верхней горизонтали: один из окончания луча KI, второй - луча KIII. ПМ работает в суммирующем режиме (а+h).
По сравнению с 4-й передачей переключаем муфту В в 5-е положение.
От входного вала 2 по зубчатому венцу 17 и муфте 20 (А) крутящий момент поступает на I-ю пару шестерен (6-11) по муфте С (51) на вторичный вал 3 и солнечную шестерню 27 (а), как на 4-й и 10-й передачах; второй поток мощности от зубчатого венца 21 по муфте 22 (В) поступает на зубчатый венец 25 трубчатого вала 26 (верхний правый вид), на III-ю пару шестерен (8-13), от шестерни 13 по зубчатому венцу 46, муфте D (47) на зубчатый венец 32, трубчатый вал 31 и водило 30 (h); от солнечной шестерни 27 (а) и водила 30 (h) сателлитами 28 усилия передаются на эпициклическое колесо 33 (b), корпус 34, трубчатый вал 37, зубчатый венец 38, муфтой F (43) на зубчатый венец 42 и выходной вал 5.
b
bh
h
ba
a
h
a
a
h
Суммирующие возможности ПМ для нашего случая описываются зависимостью: n=Un+Un=n(K+1)/K-n/K;
а
h
b
где n, n, n - частота вращения солнечной шестерни, водила и эпициклического колеса в об/мин.
вх
2
а
2
1
h
2
3
Условно примем n=n=1000 об/мин. В этом случае частота вращения солнечной шестерни n=n\U=1000/1,32=757,6 об/мин; частота вращения водила n=n/U=1000/2,29=436,7 об/мин.
Частота вращения эпициклического колеса 33 (b) и выходного вала 5 составит
b
h
a
n=n(K+1)/K-n/K=436,7(6/5)-757,6/5=524-151,5=372,5 об/мин;
Передаточное число 13-й передачи МКП
13п
2
b
u=n/n=1000/372,5=2,68; lq 2,68=0,43.
14 передача
(b-b)
На лучевой диаграмме эта передача представлена лучом KIII, далее вертикальный луч U к т. 14g на верхней горизонтали.
По сравнению с 13-й передачей переключаем муфты А и С в нейтральное (Н) и муфту D в 8-е положение.
От входного вала 2 до эпициклического колеса 33 крутящий момент поступает как на 12-й передаче, далее по корпусу 34, по трубчатому валу 37, затем как на 9-й передаче.
Передаточное число 14-й передачи МКП
14п
3
(b-b)
u=U×U=2,29×1,0=2,29; lq 2,29=0,36.
15 передача
На лучевой диаграмме эта передача представлена двумя пунктирными лучами к т. 15g на верхней горизонтали: один из окончания луча KI, второй - луча KIII. ПМ работает в суммирующем режиме (а+b).
По сравнению с 11-й передачей переключаем муфту В из 3-го в 5-е положение - отключаем II-ю пару шестерен.
От входного вала 2 по зубчатому венцу 17 и муфте 20 (А) крутящий момент поступает на I-ю пару шестерен (6-11), по муфте С (51) на вторичный вал 3 и солнечную шестерню 27 (а); второй поток мощности от зубчатого венца 21 входного вала 2 по муфте 22 (В) поступает на III-ю пару шестерен (8-13), от шестерни 13 по зубчатому венцу 46, муфте D (47) на зубчатый венец 36, аксиальный вал 35, корпус 34 и на эпициклическое колесо 33 (b), от солнечной шестерни 27 (а) и эпициклического колеса 33 (b) сателлитами 28 усилия передаются оси 29, водило 30 (h), вал 4 и муфтой F (43) на зубчатый венец 42 и выходной вал 5.
h
ha
a
hb
b
a
b
b
a
Суммирующие возможности ПМ для нашего случая описываются зависимостью: n=U/n+Un=n/(K+1)+(nK)/(K+1);
а
h
b
где n, n, n - частота вращения солнечной шестерни, водила и эпициклического колеса в об/мин.
2
a
2
1
b
2
3
Условно примем n=1000 об/мин. В этом случае частота вращения солнечной шестерни n=n/U=1000/1,32=757,6 об/мин; частота вращения эпициклического колеса n=n/U=1000/2,29=436,7 об/мин.
h
Частота вращения водила n и выходного вала 5 составит
h
a
b
n=n/(K+1)+(nK)/(K+1)=757,6/6,0+436,7(5/6)=126,3+363,8=490 об/мин
Передаточное число 15-й передачи МКП
15п
2
h
u=n/n=1000/490=2,04; lq 2,04=0,31.
16 передача
a
hb
На лучевой диаграмме эта передача представлена лучом KIII, далее крутой луч U=К/(К+1)=5,0/6,0=0,833 налево вверх к т. 16g на верхней горизонтали.
a
hb
По сравнению с 9-й передачей переключаем муфту А в нейтральное (Н) положение, а муфту В из 3-го положения в 5-е. Включены III-я пара шестерен и ПМ в режиме U.
Солнечная шестерня 27(a) остановлена вторичным валом 3, зубчатым венцом 50, муфтой С (51) относительно зубчатого венца 48 корпуса 1. От входного вала 2 крутящий момент поступает на III-ю пару шестерен как на 9-й передаче, далее как на предыдущей передаче.
Передаточное число 16-й передачи МКП
16п
3
hb
a
u=U×U=2,29×0,833=1,9; lq 1,9=0,28.
17 передача
На лучевой диаграмме эта передача представлена двумя пунктирными лучами к т. 17g на верхней горизонтали: один из окончания луча KII, второй - луча KIII. ПМ работает в суммирующем режиме (а+b).
По сравнению с 15-й передачей переключаем муфту А в нейтральное (Н) положение, муфту В - в 4-е, муфту F в правое (П) положение - вместо I-й включаем II-ю пару шестерен.
От входного вала 2 по зубчатому венцу 21 и муфте 22 (В) крутящий момент поступает на II-ю (7-12) и III-ю (8-13) пары шестерен, по муфте С (51) на вторичный вал 3 и солнечную шестерню 27 (а); далее второй и суммарный потоки мощности передаются как на 15-й передаче.
h
ha
a
hb
b
а
b
b
a
Суммирующие возможности ПМ для нашего случая описываются зависимостью: n=Un+Un=n/(K+1)+(n K)/(K+1);
2
а
2
2
b
2
3
Условно примем n=1000 об/мин. В этом случае частота вращения солнечной шестерни n=n/U=1000/0,76=1320 об/мин; частота вращения эпициклического колеса n=n/U=1000/2,29=436,7 об/мин.
h
h
a
b
Частота вращения водила n и выходного вала 5 составит n=n/(K+1)+(nK)/(K+1)=1320/6,0+436,7(5/6)=220+363,8=583,8 об/мин
Передаточное число 17-й передачи МКП
17п
2
h
u=n/n=1000/583,8=1,71; lq 1,71=0,234.
18 передача
На лучевой диаграмме эта передача представлена двумя пунктирными лучами к т. 18g на верхней горизонтали: один из окончания луча R (задний ход), второй - луча KIII. ПМ работает в суммирующем режиме (а+h).
По сравнению с 13-й передачей переключаем муфту А в левое (Л) положение.
От входного вала 2 по зубчатому венцу 17 и муфте 20 (А) крутящий момент поступает на пары шестерен заднего хода (9-16 и 15-10), по муфте С (51) на вторичный вал 3 и солнечную шестерню 27 (а), далее второй и суммарный потоки мощности поступают как на 13-й передаче.
b
bh
h
ba
а
h
a
a
h
Суммирующие возможности ПМ для нашего случая описываются зависимостью: n=Un+Un=n(K+1)/K-n/K;
вх
2
a
2
R
h
2
3
Условно примем n=n=1000 об/мин. В этом случае частота вращения солнечной шестерни n=n/U=1000/3,0=333,3 об/мин; частота вращения водила n=n/U=1000/2,29=436,7 об/мин.
Частота вращения эпициклического колеса 33 (b) и выходного вала 5 составит
b
h
a
n=n(K+1)/K-n/K=436,7(6/5)-333,3/5=524-66,67=590,7 об/мин;
Передаточное число 18-й передачи МКП
18п
2
b
u=n/n=1000/590,7=1,69; lq 1,69=0,229.
19 передача
a
bh
На лучевой диаграмме этой передаче принадлежат: крутой луч KI направо вверх к средней горизонтали, затем крутой луч U=(К+1)/К=6,0/5,0=1,2 направо вверх к т. 19g на верхней горизонтали.
По сравнению с 12-й передачей переключаем муфту А в правое (П) положение, муфту В в нейтральное (Н), муфту D из 8-го положения в 5-е, вместо III-й пары шестерен включаем в работу I-ю пару шестерен.
Солнечная шестерня 27(a) остановлена вторичным валом 3, зубчатым венцом 50, муфтой С (51) относительно зубчатого венца 48 корпуса 1. От входного вала 2 по зубчатому венцу 17 и муфте 20 (А) крутящий момент поступает на первую пару шестерен 6-11, затем как на 5-й и 12-й передачах. Передаточное число 19-й передачи МКП
19п
1
bh
a
u=U×U=1,32×1,2=1,584; lq 1,584=0,2.
20 передача
(h-h)
На лучевой диаграмме эта передача представлена лучом KI, далее вертикальный луч U к т. 20g на верхней горизонтали.
По сравнению с 14-й передачей переключаем муфту А в правое (П) положение, муфту В в нейтральное (Н), муфту D из 8-го положения в 3-е, муфту F из левого положения в правое (П).
От входного вала 2 до водила 30 крутящий момент поступает от входного вала 2 по муфте А на I-ю пару шестерен, затем по зубчатому венцу 44, муфте D на зубчатый венец 32, трубчатый вал 31 и на водило 30, затем по валу 4 как на 7-й передаче.
Передаточное число 20-й передачи МКП
20п
1
(h-h)
U=U×U=1,32×1,0=1,32; lq 1,32=0,12.
21 передача
а
hb
На лучевой диаграмме эта передача представлена лучом KI, далее крутой луч U=К/(К+1)=5,0/6,0=0,833 налево вверх к т. 21g на верхней горизонтали.
а
hb
По сравнению с 16-й передачей переключаем муфту А в правое (П) положение, муфту В из 5-го положения в нейтральное (Н), муфту D из 7-го положения в 3-е. Включены I-я пара шестерен и ПМ в режиме U.
Солнечная шестерня 27(a) остановлена вторичным валом 3, зубчатым венцом 50, муфтой С (51) относительно зубчатого венца 48 корпуса 1. От входного вала 2 крутящий момент поступает на I-ю пару шестерен как на 13-й передаче, далее как на 16-й передаче.
Передаточное число 21-й передачи МКП
21п
1
hb
a
U=U×U=1,32×0,833=1,1; lq 1,1=0,041.
22 передача
a
bh
На лучевой диаграмме этой передаче принадлежат: крутой луч КII налево вверх к средней горизонтали, затем крутой луч U=(К+1)/К=6,0/5,0=1,2 направо вверх к т. 22g на верхней горизонтали.
По сравнению с 19-й передачей переключаем муфту А в нейтральное (Н) положение, муфту В в 1-е положение - вместо 1-й пары шестерен включаем в работу II-ю пару шестерен.
Солнечная шестерня 27(a) остановлена вторичным валом 3, зубчатым венцом 50, муфтой С (51) относительно зубчатого венца 48 корпуса 1. От входного вала 2 по зубчатому венцу 21 и муфте 22 (В) крутящий момент поступает на вторую пару шестерен 7-12, затем как на 19-й передаче. Передаточное число 22-й передачи МКП
22п
2
bh
a
U=U×U=(1/1,32)×1,2=0,91; lq 0,91=-0,04.
23 передача
(h-h)
На лучевой диаграмме эта передача представлена лучом KII, далее вертикальный луч U к т. 23g на верхней горизонтали.
По сравнению с 21-й передачей переключаем муфту А в нейтральное (Н) положение, муфту В в 1-е положение - вместо I-й пары шестерен включаем в работу II-ю пару шестерен.
От входного вала 2 до водила 30 крутящий момент поступает от входного вала 2 по муфте В на II-ю пару шестерен, затем как на 20-й передаче.
Передаточное число 24-й передачи МКП
23п
1
(h-h)
U=U×U=(1/1,32)×1,0=0,758; lq 0,758=-0,12.
24 передача
a
hb
На лучевой диаграмме эта передача представлена лучом KII, далее крутой луч U=К/(К+1)=5,0/6,0=0,833 налево вверх к т. 24g на верхней горизонтали.
a
hb
По сравнению с 21-й передачей переключаем муфту А в нейтральное (Н) положение, муфту В в 1-е положение - вместо I-й пары шестерен включаем в работу II-ю пару шестерен. Включены II-я пара шестерен и ПМ в режиме U.
Солнечная шестерня 27(a) остановлена вторичным валом 3, зубчатым венцом 50, муфтой С (51) относительно зубчатого венца 48 корпуса 1. От входного вала 2 крутящий момент поступает на II-ю пару шестерен как на предыдущих передачах, далее как на 21-й передаче.
Передаточное число 24-й передачи МКП
24п
2
hb
a
U=U×U=(1/1,32)×0,833=0,63; lq 0,63=-0,2.
1R - 1-я передача заднего хода
b
ah
На лучевой диаграмме (фиг. 2) этой передаче принадлежат: пологий пунктирный луч R, условно отражающий шестерни заднего хода, из т. 0 направо вверх к средней горизонтали, затем крутой луч KII направо вниз, затем пологий луч KIII направо вверх к средней горизонтали, далее пологий луч U=K+1 к т. 1R на нижней горизонтали.
b
ah
Муфта А находится в левом (Л) положении, муфта В в 3-м положении, С - в нейтральном (Н), муфта D - в 6-м положении, муфты Е и F - в правом (П) положении. В работу включены пары шестерен заднего хода, II-я и III-я пары шестерен переднего хода и ПМ в режиме U=К+1.
От приводного двигателя по входному валу 2 (фиг. 1), по зубчатому венцу 17 и муфте 20 (А) крутящий момент поступает на пары шестерен заднего хода 9-16 и 15-10, по трубчатому валу блока на II-ю пару шестерен (12-7), по трубчатому валу 24, по зубчатому венцу 23, по муфте 21 (В) на зубчатый венец 25, трубчатый вал 26, на III-ю пару шестерен (8-13), по зубчатому венцу 46, муфте 47 (D) на зубчатый венец 45 и вторичный вал 3, далее на солнечную шестерню 27 (а) ПМ. Эпициклическое колесо 33 (b) корпусом 34, трубчатым валом 37, зубчатым венцом 38, муфтой 40 (Е) зафиксировано относительно зубчатого венца 39 корпуса 1 МКП. Солнечная шестерня 27 (а) вращает сателлиты 28, которые, обкатываясь по остановленному эпициклическому колесу 33 (b), вращают водило 30 (h), вал 4, зубчатым венцом 41, муфтой F (43) на выходной вал 5 МКП с низкой частотой вращения и увеличенным крутящим моментом в направлении противоположном входному валу.
Передаточное число 1-й передачи заднего хода 1R МКП
1R
R
2
3
ah
b
u=UUUU=-(3,0×1,32×2,29×6,0)=-54,4; lq 54,4=1,74
b
ah
2R - 2-я передача заднего хода На лучевой диаграмме этой передаче принадлежат: пологий пунктирный луч R, условно отражающий шестерни заднего хода, из т. 0 направо вверх к средней горизонтали, далее пологий луч U=К+1 к т. 2R на нижней горизонтали.
b
ah
По сравнению с 1-й передачей заднего хода переключаем муфты В и D в нейтральное (Н) положение, муфту С в правое (П) положение - выключили из работы пары шестерен переднего хода. В работу включены пары шестерен заднего хода и ПМ в режиме U=К+1.
От приводного двигателя по входному валу 2, по зубчатому венцу 17 и муфте 20 (А) крутящий момент поступает на пары шестерен заднего хода 9-16 и 15-10, по трубчатому валу блока, по зубчатому венцу 49, муфте 51 (С) на зубчатый венец 50 и вторичный вал 3, далее как на предыдущей передаче.
Передаточное число 2-й передачи заднего хода 2R МКП
2R
R
ah
b
U=UU=-3,0×6,0=-18,0; lq 18,0=1,255
3R - 3-я передача заднего хода На лучевой диаграмме эта передача представлена двумя пунктирными лучами к т.3R на нижней горизонтали: один из окончания луча R, второй - лучей R-2-3. ПМ работает в суммирующем режиме (а+h).
По сравнению со 2-й передачей заднего хода переключаем муфту В в 3-е положение, муфту D в 7-е, муфту Е в нейтральное (Н) положение, муфту F в левое (Л) положение.
От входного вала 2 по зубчатому венцу 17 и муфте 20 (А) (нижний вид слева) крутящий момент поступает на пары шестерен заднего хода (9-16 и 15-10), по муфте С (51) на вторичный вал 3 и солнечную шестерню 27 (а); второй поток мощности по трубчатому валу блока на II-ю пару шестерен (12-7), по трубчатому валу 24, по зубчатому венцу 23, по муфте 22 (В) на зубчатый венец 25 (верхний средний вид), трубчатый вал 26, на III-ю пару шестерен (8-13), по зубчатому венцу 46, муфте 47 (D) на зубчатый венец 32 (верхний правый вид), трубчатый вал 31, водило 30 и оси 29. Сателлитами 28 усилия от солнечной шестерни 27 и водила 30 передаются на эпициклическое колесо 33, корпус 34, трубчатый вал 37 и зубчатый венец 38, муфтой F на зубчатый венец 42 и выходной вал 5.
b
bh
h
ba
h
a
а
h
а
Суммирующие возможности ПМ для нашего случая описываются зависимостью: n=Un+Un=n(K+1)/K-n/K;
вх
2
a
2
R
h
2
R
2
3
Условно примем n=n=1000 об/мин. В этом случае частота вращения солнечной шестерни n=n/U=1000/(-3)=-333,3 об/мин; частота вращения водила n=n/UUU=1000/(-3×1,32×2,29)=-110,25 об/мин.
Частота вращения эпициклического колеса 33 (b) и выходного вала 5 составит
b
h
а
n=n(K+1)/K-n/K=-110,25(6/5)-(-333,3/5)=-132,3+66,67=-65,63 об/мин;
Передаточное число 3-й передачи заднего хода 3R МКП
3R
2
b
u=n/n=1000/-65,63=-15,237; lq 15,237=1,183.
4R - 4-я передача заднего хода
а
bh
На лучевой диаграмме этой передаче принадлежат: пологий пунктирный луч R, условно отражающие шестерни заднего хода, из т. 0 направо вверх к средней горизонтали, затем крутой луч КII направо вниз, далее пологий луч KIII направо вверх к средней горизонтали, затем крутой луч U=(К+1)/К=6,0/5,0=1,2 направо вниз к т. 4R на нижней горизонтали.
По сравнению с передачей 1R переключаем муфты: С - из нейтрального (Н) положения в левое (Л) положение, D - из 6-го в 8-е положение, Е из правого (П) положения в нейтральное (Н) положение.
а
bh
В работу включены пары шестерен заднего хода, II-я и III-я пары шестерен переднего хода и ПМ в режиме U=(К+1)/К.
Солнечная шестерня 27 (а) вторичным валом 3, зубчатым венцом 50 зафиксирована муфтой С (51) относительно зубчатого венца 48 корпуса 1 МКП. От приводного двигателя по входному валу 2 до зубчатого венца 46 шестерни 13 крутящий момент передается как на 1-й передаче заднего хода, затем по муфте 47 (D) на зубчатый венец 36 и аксиальный вал 37, корпус 34, эпициклическое колесо 33 (b), которое вращает сателлиты 28, они, обкатываясь по остановленной солнечной шестерне 27, вращают водило 30 (h), далее как на 1-й передаче заднего хода.
Передаточное число 4-й передачи заднего хода 1R МКП
4R
R
2
3
bh
a
u=UUUU=-3,0×1,32×2,29×1,2=-10,9; lq 10,9=1,04
5R - 5-я передача заднего хода
На лучевой диаграмме этой передаче принадлежат: пологий пунктирный луч R, условно отражающие шестерни заднего хода, из т. 0 направо вверх к средней горизонтали, затем крутой луч KII направо вниз, далее пологий луч KIII направо вверх к средней горизонтали, затем вертикальный луч вниз к т. 5R на нижней горизонтали.
По сравнению с передачей 4R переключаем муфты: С из левого в нейтральное (Н), D - из 8-го в 7-е положение.
От приводного двигателя до зубчатого венца 46 шестерни 13 крутящий момент поступает как на предыдущей передаче, далее по зубчатому венцу 46, муфте 47 (D) на зубчатый венец 32, трубчатый вал 31, водило 30 (h), вал 4, далее зубчатым венцом 41, муфтой F (43) на зубчатый венец 42 и выходной вал 5 МКП.
Передаточное число 5-й передачи заднего хода 5R МКП
5R
R
2
3
hh
u=UUUU=-3,0×1,32×2,29×1,0=-9,07; lq 9,07=0,96
a
hb
6R - 6-я передача заднего хода На лучевой диаграмме этой передаче принадлежат: пологий пунктирный луч R, условно отражающие шестерни заднего хода, из т. 0 направо вверх к средней горизонтали, затем крутой луч KII направо вниз, далее пологий луч KIII направо вверх к средней горизонтали, затем крутой луч U=К/(К+1)=5,0/6,0=0,833 налево вниз к т. 6R на нижней горизонтали.
По сравнению с передачей 4R переключаем муфты: D - из 8-го в 7-е положение, F из правого положения в левое (Л).
От приводного двигателя до зубчатого венца 46 шестерни 13 крутящий момент поступает как на предыдущих передачах, по зубчатому венцу 46, муфте 47 (D) на зубчатый венец 32, трубчатый вал 31, водило 30, осями 29 вращает сателлиты 28 относительно остановленной солнечной шестерни 27 (а), сателлиты 28 вращают эпициклическое колесо 33 (b), корпус 34, трубчатый вал 37, зубчатый венец 38, муфтой F (43) на зубчатый венец 42 и выходной вал 5 МКП.
Передаточное число передачи 6R МКП
6R
R
2
3
hb
a
u=UUUU=-3,0×1,32×2,29×0,833=-7,55; lq 7,55=0,88
7R - 7-я передача заднего хода
На лучевой диаграмме эта передача представлена двумя пунктирными лучами к т. 7R на нижней горизонтали: один из окончания луча R, второй - лучей R-KII-KIII. ПМ работает в суммирующем режиме (а+b).
По сравнению со 3-й передачей заднего хода переключаем муфту D в 8-е положение, муфту F в правое (П) положение.
От входного вала 2 до солнечной шестерни 27 (а) и до III-й пары шестерен (8-13), зубчатого венца 46 крутящий момент передается как на 3-й передаче заднего хода, далее по муфте 47 (D) на зубчатый венец 36 (верхний нижний вид), аксиальный вал 35, корпус 34, на эпициклическое колесо 33. Сателлитами 28 усилия от солнечной шестерни 27 и эпициклического колеса 33 передаются на оси 29, водило 30, вал 4, зубчатый венец 41, муфтой F на зубчатый венец 42 и выходной вал 5.
h
а
b
Суммирующие возможности ПМ для нашего случая описываются зависимостью: n=n/(K+1)+(nK)/(K+1)
вх
2
а
2
R
Условно примем n=n=1000 об/мин. В этом случае частота вращения солнечной шестерни n=n/U=1000/(-3)=-333,3 об/мин;
частота вращения эпициклического колеса 33 (b)
b
2
R
2
3
n=n/UUU=1000/(-3×1,32×2,29)=-110,25 об/мин.
h
Частота вращения водила n и выходного вала 5 составит
h
а
b
n=n/(K+1)+(nK)/(K+1)=-333,3/6,0+(-110,25)(5/6)=-55,56-91,84=-147 об/мин
Передаточное число 7-й передачи заднего хода 7R МКП
7R
2
b
u=n/n=1000/-147,4=-6,78; lq 6,78=0,83.
8R - 8-я передача заднего хода
a
bh
На лучевой диаграмме этой передаче принадлежат: пологий пунктирный луч R, условно отражающие шестерни заднего хода, из т. 0 направо вверх к средней горизонтали, затем крутой луч U=(К+1)/К=6,0/5,0=1,2 направо вниз к т. 8R на нижней горизонтали.
По сравнению с передачей 6R переключаем муфты: В в нейтральное (Н) положение, D - из 7-го в 5-е положение, F в правое (П) положение.
a
bh
В работу включены пары шестерен заднего хода и ПМ в режиме U=(K+1)/K.
Солнечная шестерня 27 (а) вторичным валом 3, зубчатым венцом 50 зафиксирована муфтой С (51) относительно зубчатого венца 48 корпуса 1 МКП. От приводного двигателя по входному валу 2, по зубчатому венцу 17, муфте 20 (А), шестернями заднего хода 9-16 и 15-10 до зубчатого венца 44 блока шестерен крутящий момент передается как на 2-й передаче заднего хода, затем по муфте 47 (D) на зубчатый венец 36 и аксиальный вал 37, корпус 34, эпициклическое колесо 33 (b), которое вращает сателлиты 28, они, обкатываясь по остановленной солнечной шестерне 27, вращают водило 30 (h), далее как на 4-й передаче заднего хода.
Передаточное число 8-й передачи заднего хода 8R МКП
8R
R
bh
a
u=UU=-3,0×1,2=-3,6; lq 3,6=0,556
9R - 9-я передача заднего хода
На лучевой диаграмме этой передаче принадлежат: пологий пунктирный луч R, условно отражающие шестерни заднего хода, из т. 0 направо вверх к средней горизонтали, затем вертикальный луч вниз к т. 9R на нижней горизонтали.
По сравнению с передачей 8R переключаем муфты: С из левого в нейтральное (Н), D - из 5-го в 3-е положение.
От приводного двигателя до зубчатого венца 44 блока шестерен крутящий момент поступает как на предыдущей передаче, по зубчатому венцу 44, муфте 47 (D) на зубчатый венец 32, трубчатый вал 31, водило 30 (h), вал 4, далее зубчатым венцом 41, муфтой F (43) на зубчатый венец 42 и выходной вал 5 МКП.
Передаточное число 9-й передачи заднего хода 9R МКП
5R
R
hh
u=UU=3,0×1,0=3,0; lq 3,0=0,477
10R - 10-я передача заднего хода
a
hb
На лучевой диаграмме этой передаче принадлежат: пологий пунктирный луч R, условно отражающие шестерни заднего хода, из т. 0 направо вверх к средней горизонтали, затем крутой луч U=К/(К+1)=5,0/6,0=0,833 налево вниз к т. 10R на нижней горизонтали.
По сравнению с передачей 9R переключаем муфты С и F в левое (Л) положение.
От приводного двигателя до зубчатого венца 44 блока шестерен крутящий момент поступает как на предыдущих передачах, по зубчатому венцу 44, муфте 47 (D) на зубчатый венец 32, трубчатый вал 31, водило 30, осями 29 вращает сателлиты 28 относительно остановленной солнечной шестерни 27 (а), сателлиты 28 вращают эпициклическое колесо 33 (b), корпус 34, трубчатый вал 37, зубчатый венец 38, муфтой F (43) на зубчатый венец 42 и выходной вал 5 МКП.
Передаточное число передачи 10R МКП
10R
R
hb
a
u=UU=3,0×0,833=2,5; lq 2,5=0,4
При изменении К - внутреннего параметра ПМ и величины передаточных чисел пар шестерен изменится распределение передаточных чисел по диапазону. Увеличив величину передаточных чисел пар шестерен можно уменьшить число ускоряющих передач, для которых передаточное число меньше единицы. Возможно перераспределение суммирующих передач, в том числе с изменением вращения выходного вала.
1
22
Получили компактный трансмиссионный агрегат с большим диапазоном передаточных чисел D=u/u=24,0/0,63=38,1; при этом создаются возможности для эксплуатации транспортного средства в самых различных условиях. Кроме того, обеспечиваются «ползучие» передачи с высокими передаточными числами, допускающими малые скорости движения, например, маневрирование при погрузочно-разгрузочных работах.
i
i+1
Малые интервалы передаточных чисел между соседними передачами q=u/u=1,2 обеспечивают удобство переключения передач.
Обозначения:
1 - корпус МКП (многоступенчатой коробки передач);
2 - входной вал;
3 - вторичный вал - вал привода солнечной шестерни ПМ (планетарного механизма);
4 - вал водила (h);
5 - выходной вал;
6, 7 и 8 - отдельные шестерни переднего хода, свободно установленные на входном валу 2;
9 - ведущая шестерня заднего хода свободно установленная на входном валу 2;
10-12 - блок из трех шестерен, свободно установленных на вторичном валу 3;
10 - ведомая шестерня заднего хода;
13 - отдельная ведомая шестерня третьего ряда, свободно установленная на вторичном валу 3 и зацепленная с ведущей шестерней 8 входного вала 2;
14-15 - блок шестерен заднего хода, установленных на оси 16;
16 - ось блока шестерен заднего хода 14-15;
17 - первый зубчатый венец, закрепленный на входном валу 2 между шестернями 9 и 6;
18 - зубчатый венец ведущей шестерни переднего хода 6;
19 - зубчатый венец ведущей шестерни заднего хода 9;
20 (А) - трехпозиционная муфта переключения зубчатого венца 17 входного вала 2;
21 - второй зубчатый венец входного вала 2, закрепленный между шестернями 7 и 8;
22 (В) - пятипозиционная муфта переключения, имеющая слева широкий зубчатый венец;
23 - четырехпозиционный зубчатый венец трубчатого вала 24;
24 - трубчатый вал шестерни 7;
25 - трехпозиционный зубчатый венец ведущей шестерни 8;
26 - трубчатый вал ведущей шестерни 8 третьего ряда
27 (а) - солнечная шестерня ПМ;
28 - сателлиты ПМ;
29 - оси сателлитов водила ПМ;
30 (h) - водило ПМ;
31 - трубчатый входной вал водила 30 ПМ;
32 - зубчатый венец трубчатого входного вала 31;
33 (b) - эпициклическое колесо ПМ;
34 - корпус эпициклического колеса 33 ПМ;
35 - аксиальный вал корпуса 34 эпициклического колеса 33 ПМ;
36 - зубчатый венец аксиального вала 35;
37 - трубчатый выходной вал корпуса 34;
38 - зубчатый венец трубчатого выходного вала 37;
39 - зубчатый венец корпуса 1 рядом с зубчатым венцом 38;
40 (Е) - муфта остановки эпициклического колеса 33;
41 - зубчатый венец вала 4 водила 30;
42 - трехпозиционный зубчатый венец выходного вала 5;
43 (F) - трехпозиционная муфта выходного вала 5;
44 - трехпозиционный зубчатый венец блока шестерен 10-12 на шестерне 12;
45 - зубчатый венец вторичного вала 3 между зубчатыми венцами 44 и 32;
46 - трехпозиционный зубчатый венец ведомой шестерни 13 третьего ряда;
47 (D) - многопозиционная муфта переключения между зубчатыми венцами 44 и 46;
48 - зубчатый венец корпуса 1 рядом с зубчатым венцом 50;
49 - зубчатый венец ведомой шестерни заднего хода 10;
50 - зубчатый венец вторичного вала 3;
51 (С) - трехпозиционная муфта переключения зубчатого венца 51 вторичного вала 3.