МНОГОСТУПЕНЧАТАЯ КОРОБКА ПЕРЕДАЧ ТИПА 28R8
MULTISTAGE GEARBOX OF TYPE 28R8

Изобретение относится к транспортному машиностроению, к трансмиссии транспортных машин, к НТС (наземные транспортные системы), в том числе, ТТМ (транспортно-технологические машины), 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 МКП (многоступенчатой коробке передач) является КП (коробка передач) по патенту RU №2349816 C1. (Бюл. №8 от 20.05.2009). Авторы Некрасов В.И. и Шийка А.П.
МКП типа 16R4 по патенту RU №2349816 C1 состоит из соосной трехвальной КП. Семь пар зацепленных между собой шестерен, ряд шестерен заднего хода с промежуточной шестерней на отдельной оси, четыре трехпозиционные муфты переключения и одна двухпозиционная обеспечивают 16 передач переднего хода и 4 передачи заднего хода.
Недостатки описанного трансмиссионного агрегата заключаются в ограничении эксплуатационных и компоновочных характеристик транспортного средства из-за недостаточного числа передач и диапазона передаточных чисел, высоких величин передаточных чисел крайних шестерен, что приводит к увеличению межосевого расстояния и поперечных габаритов; снижении точности зубчатых зацеплений из-за изгиба валов при их значительной длине, это вызывает шум, снижение КПД и долговечности МКП.
Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в расширении эксплуатационных и компоновочных возможностей транспортного средства.
Поставленная задача решается за счет модульной компоновки МКП.
Достижение технического результата обеспечивается тем, что многоступенчатая коробка передач состоит из картера с внутренней стенкой, в их опорах соосно установлены входной и выходной валы, параллельно им расположен промежуточный вал, на этих валах установлены семь пар взаимозацепленных шестерен переднего хода, ведущая и ведомая шестерни заднего хода, между ними на отдельной оси расположена промежуточная шестерня заднего хода, при этом, внутренняя стенка установлена в средней части картера, между входным и выходным валами в опоре средней стенки и в дополнительной опоре расположен дополнительный вал, на нем закреплены три шестерни переднего хода и ведущая шестерня заднего хода, в опоре переднего торца дополнительного вала установлен входной вал, на котором свободно установлена шестерня и закреплена ступица с расположенной на ней трехпозиционной муфтой переключения, на заднем торце дополнительного вала расположена ступица с двухпозиционной муфтой переключения и опора, в которой установлен выходной вал с закрепленной на нем ступицей и трехпозиционной муфтой переключения, на этом валу свободно установлены блок шестерен с трубчатым валом и отдельная шестерня, на промежуточном валу на краях свободно установлены два блока шестерен с трубчатыми валами, в средней части - четыре отдельные шестерни, одна из них ведомая шестерня заднего хода, закреплены три ступицы с установленными на них трехпозиционными муфтами переключения; напротив трехпозиционных муфт расположены блоки из двух шестерен каждый: в трех блоках шестерни закреплены на трубчатых валах, на выходном валу напротив правой муфты промежуточного вала, на промежуточном валу левый блок расположен напротив муфты входного вала, правый блок напротив муфты выходного вала, два блока из четырех шестерен, закрепленных на дополнительном валу, расположены напротив правой и средней муфт промежуточного вала, шестерни блоков и отдельные шестерни оснащены зубчатыми венцами для муфт переключения.
Фактически МКП состоит из двухвальных несоосных КП: шестиступенчатой типа 6R2 по патенту №2149767 (Бюл. №15 от 27.05.2000. Автор Некрасов В.И.) и четырехступенчатой типа 4R2 на основе авторского свидетельства №1654038 A1 (Бюл. №21 от 07.06.1991. Автор Некрасов В.И.) с общим промежуточным валом.
На фиг. 1 показана кинематическая схема МКП (многоступенчатой коробки передач) типа 28R8 (28 передач переднего хода и 8 передач заднего хода), состоящей из двух несоосных двухвальных КП (коробок передач) с общим промежуточным валом (внизу). Муфты переключения передач показаны в нейтральном (Н) положении. В нижней части в окружностях приведены номера (1-7) пар шестерен, а также обозначение (R) ряда шестерен заднего хода для таблицы лучевой диаграммы фиг. 2.
1
1
R
R
4
4
3
3
2
2
5
5
6
6
7
7
На фиг. 2 изображена лучевая диаграмма передаточных чисел, обеспечиваемых МКП, приведенной на фиг. 1. Между горизонталями представлены лучи, характеризующие устройство и работу коробки передач. На средней горизонтали приведены величины передаточных чисел в равномерной логарифмической шкале (lq U); при этом луч, характеризующий величину передаточного числа, не изменяет своей величины. На нижней горизонтали отмечена точка 0, соответствующая входу в МКП, от этой точки выходят пять лучей. Луч, направленный направо, указывает на замедляющую передачу, чем положе луч, тем выше величина передаточного числа. Например, пологий луч 1 к точке lq U=0,61; обеспечивает передаточное число U=4.0378; луч R к точке lq U=0,41; обеспечивает передаточное число U=2.57; луч 4, равный lq U=0,31; обеспечивает передаточное число U=2.0417; крутой луч 3, равный lq U=0,01; обеспечивает передаточное число U=1.023. Луч, направленный налево, указывает на ускоряющую передачу, чем положе луч, тем меньше величина передаточного числа. Например, луч 2, равный lq U=-0,29; обеспечивает передаточное число U=0,513. Между верхними горизонталями: луч 5, равный lq U=0,04; обеспечивает передаточное число U=1,096; луч 6, равный lq U=0,06; обеспечивает передаточное число U=1.148; луч 7, равный lq U=0,09; обеспечивает передаточное число U=1.2303. Над верхней горизонталью приведены передачи переднего хода 1-28, под нижней горизонталью - передачи заднего хода 1R-8R. Лучи 2, 3, 4 и R представлены дважды: луч 2: а) от т. 0 вверх налево и б) от окончания луча 1 направо вниз; луч 3 направо вверх: а) от т. 0, б) от окончания луча 2; луч 4: а) от т. 0 вверх налево и б) от окончания луча 2 направо вверх; луч R направо вверх: а) от т. 0, б) от окончания луча 2. Над обозначениями передач (1-28) приведена таблица положений муфт переключения: Л - левое, H - нейтральное и Π - правое. В верхней части таблицы показаны пути трансформации крутящего момента. Например, на 1-й передаче (правый край таблицы) крутящий момент трансформируется всеми шестью парами шестерен: 1-2-4-5-6-7. Два штриха указывают на передачу крутящего момента от дополнительного вала на выходной вал по муфте С. Например, на 6-й передаче обозначение 1-2- -6-7 указывает на то, что в левой КП работают 1 и 2-я пары шестерен, затем по муфте D крутящий момент поступает на блок шестерен правой КП и далее трансформируется 6-й и 7-й парами шестерен.
МКП состоит из картера 1 со средней внутренней стенкой 2 (фиг. 1). В опорах картера 1 и средней стенки 2 соосно расположены валы: входной 3, дополнительный 4 и выходной 5. Параллельно им установлен промежуточный вал 6. Блок из четырех шестерен 7, 8, 9 и 10, закрепленных на дополнительном валу 4, установлен в опоре средней стенки 2 и в дополнительной опоре 11. На заднем торце дополнительного вала 4 закреплена ступица с установленной на ней двухпозиционной муфтой переключения 12 (D) и расположена опора выходного вала 5, на котором закреплена ступица с трехпозиционной муфтой переключения 13 (F). На переднем торце дополнительного вала 4 расположена опора входного вала 3, на котором закреплена ступица с трехпозиционной муфтой переключения 14 (А) и свободно установлена отдельная шестерня 15. Левый блок из двух шестерен 16 и 17, закрепленных на трубчатом валу 18, свободно установлен на промежуточном валу 6, на котором закреплена ступица с левой трехпозиционной муфтой 19 (В). Также на промежуточном валу 6 свободно установлены отдельные шестерни 20, 21, 22 и закреплена ступица со средней трехпозиционной муфтой 23 (С). Шестерни 7, 15, 17, 20, 21 и 22 оснащены зубчатыми венцами. Шестерня 16 зацеплена с отдельной шестерней 15 входного вала 3, шестерня 17 - с шестерней 7, шестерня 20 с шестерней 8, шестерня 21 с шестерней 9 дополнительного вала 4. Шестерни 5-й, 6-й и 7-й пар практически являются зеркальным отражением 1-й, 2-й и 3-й пар шестерен. Шестерня 24 отражение шестерни 20, ступица с правой трехпозиционной муфтой 25 (Е) отражение муфты 19 (В), блок шестерен 26 и 27, закрепленных на трубчатом валу 28 отражение блока шестерен 16 и 17 с трубчатым валом 18. Блок шестерен 29 и 30, закрепленных на валу 31, отличается от шестерен 7 и 8 дополнительного вала 4 левой части МКП тем, что вал 31 трубчатый и свободно установлен на выходном валу 5. Шестерня 29 зацеплена с шестерней 24, а шестерня 30 с шестерней 26. Ступица с трехпозиционной муфтой 13 (F) отражение ступицы с муфтой 14 (А). Отдельная шестерня 32, свободно установленная на выходном валу 5, зацеплена с шестерней 27, отражение шестерни 15 входного вала 3. Промежуточная шестерня заднего хода 33 расположена на отдельной оси 34, установленной параллельно дополнительному 4 и промежуточному 6 валам, в опорах средней стенки 2 и в дополнительной опоре 35.
Работа МКП осуществляется следующим образом. Трехпозиционная муфта А (14) ведущего вала 3 в левом (Л) положении соединяет вал с отдельной шестерней 15, в нейтральном (Н) положении вал отключен от шестерен (фиг. 1), в правом (П) - соединяет вал 3 с шестерней 7 и дополнительным валом 4. Левая трехпозиционная муфта В (19) промежуточного вала 6 в левом (Л) положении соединяет вал с шестерней 17 блока шестерен 16 и 17, в нейтральном (Н) положении вал отключен от шестерен, в правом (П) - соединяет вал 6 с отдельной шестерней 20. Средняя трехпозиционная муфта С (23) промежуточного вала 6 в левом (Л) положении соединяет вал 6 с шестерней 21, в нейтральном (Н) положении вал 6 отключен от шестерен, в правом (П) - соединяет вал 6 с отдельной ведомой шестерней заднего хода 22. Двухпозиционная муфта D (12) дополнительного вала 4 в нейтральном (Н) положении отключает вал 4 от шестерни 29 вала 5, в правом (П) - соединяет вал 4 с шестерней 29 блока шестерен 29 и 30. Правая трехпозиционная муфта Ε (25) промежуточного вала 6 в левом (Л) положении соединяет вал 6 с отдельной шестерней 24, в нейтральном (Н) положении вал 6 отключен от шестерен, в правом (П) - соединяет вал 6 с шестерней 26 блока шестерен 26 и 27. Трехпозиционная муфта F (13) ведомого вала 5 в левом (Л) положении соединяет вал 5 с шестерней 30 блока шестерен 29 и 30, в нейтральном (Н) положении вал 5 отключен от шестерен, в правом (П) - соединяет вал 5 с отдельной шестерней 32.
1 передача
На лучевой диаграмме (фиг. 2) этой передаче принадлежат 6 лучей: пологий луч 1 из т. 0 на нижней горизонтали направо вверх к средней горизонтали, далее луч 2 направо вниз, затем луч 4 направо вверх к средней горизонтали, далее 5 направо вверх к верхней горизонтали, затем луч 6 к средней горизонтали, далее луч 7 к т. 1 на верхней горизонтали.
Над т. 1 в таблице приведены обозначения положений муфт переключения: А, С, Ε в левом (Л) положении, F - в правом (П), В и D в нейтральном (Н) положении. В верхней части таблицы показаны пары шестерен, трансформирующие крутящий момент: 1-2-4-5-6-7.
Крутящий момент от входного вала 3 муфтой А (14) в левом положении передается на 1-ю пару шестерен (15-16), далее трубчатым валом 18 на 2-ю пару шестерен (17-7), затем дополнительным валом 4 на 4-ю пару шестерен (9-21), муфтой С (23) в левом положении на промежуточный вал 6, далее муфтой Ε (25) в левом положении на шестерню 24, 5-й парой шестерен (24-29), трубчатым валом 31 на 6-ю пару шестерен (30-26), трубчатым валом 28 на 7-ю пару шестерен (27-32) и муфтой F (13) в правом положении на выходной вал 5.
Передаточное число 1-й передачи:
1
1
lq U=0,61+0,29+0,31+0,04+0,06+0,09=1,4; U=25,12.
1
U=4,0378∗1,9498∗2,042∗1,096∗1,148∗1,2303=25,12.
2 передача
Муфту Ε переключаем из левого положения в правое - из работы выключены 5 и 6-я пары шестерен, работают 1-2-4-7 пары шестерен.
На лучевой диаграмме этой передаче принадлежат лучи: пологий луч 1 из т. 0 направо вверх к средней горизонтали, далее луч 2 направо вниз, затем луч 4 направо вверх к средней горизонтали, далее луч 7 направо вверх к т. 2 на верхней горизонтали.
Крутящий момент от входного вала 3 до промежуточного вала 6 передается как на 1-й передаче, затем муфтой Ε (25) в правом положении на шестерню 26, трубчатым валом 28 на 7-ю пару шестерен (27-28) и муфтой F (13) в правом положении на выходной вал 5.
Передаточное число 2-й передачи:
2
2
lq U=0,61+0,29+0,31+0,09=13; U=19,95.
2
U=4,0378∗1,9498∗2,0417*1,2303=19,95.
1-2
1
2
Интервал между передачами q=U/U=25,12/19,95=1,26.
3 передача
Муфта Ε и F переключены из правого положения в левое - вместо 7-й пары работает 5-я пара шестерен, включены 1-2-4-5 пары шестерен.
На лучевой диаграмме этой передаче принадлежат: луч 1 из т. 0 направо вверх к средней горизонтали, далее луч 2 направо вниз, затем луч 4 направо вверх к средней горизонтали, далее луч 5 направо вверх к т. 3 на верхней горизонтали.
Крутящий момент от входного вала 3 до промежуточного вала 6 передается как на 1-й и 2-й передачах, далее муфтой Ε (25) в левом положении на шестерню 24, 5-й парой шестерен (24-29), трубчатым валом 31 на корпус шестерни 30 и муфтой F (13) в левом положении на выходной вал 5.
Передаточное число 3-й передачи:
3
3
lq U=0,61+0,29+0,31+0,04=1,25; U=17,78.
3
U=4,0378∗1,9498∗2,0417∗1,096=17,78.
2-3
2
3
Интервал между передачами q=U/U=19,95/17,78=1,12.
4 передача
Возвращаем муфту Ε в правое положение, работают четыре пары шестерен: 1-2-4-6.
На лучевой диаграмме этой передаче принадлежат: луч 1 из т. 0 направо вверх к средней горизонтали, далее луч 2 направо вниз, затем луч 4 направо вверх к средней горизонтали, далее луч 6 налево вверх к т. 4 на верхней горизонтали.
Крутящий момент от входного вала 3 до промежуточного вала 6 передается как на предыдущих передачах, далее муфтой Ε (25) в правом положении на шестерню 26, 6-ой парой шестерен (26-30) и муфтой F (13) в левом положении на выходной вал 5.
Передаточное число 4-й передачи:
4
4
lq U=0,61+0,29+0,31-0,06=1,15; U=14,13.
4
U=4,0378∗1,9498∗2,0417∗0,871=14,13.
3-4
3
4
Интервал между передачами q=U/U=17,78/14,13=1,26.
5 передача
Возвращаем муфту Ε в левое положение, переключаем муфту F из левого (Л) положения в правое (П), муфту В из нейтрального положения (Н) в правое (П), работают шесть пар шестерен: 1-2-3-5-6-7.
На лучевой диаграмме этой передаче принадлежат 6 лучей: пологий луч 1 из т. 0 на нижней горизонтали направо вверх к средней горизонтали, далее луч 2 направо вниз, затем луч 3 направо вверх к средней горизонтали, далее луч 5 направо вверх к верхней горизонтали, затем луч 6 к средней горизонтали, далее луч 7 к т. 5 на верхней горизонтали.
Крутящий момент от входного вала 3 до дополнительного вала 4 передается как на предыдущих передачах, затем на 3-ю пару шестерен (8-20), муфтой В (19) в правом положении на промежуточный вал 6, далее как на 1-й передаче.
Передаточное число 5-й передачи:
5
5
lq U=0,61+0,29+0,01+0,04+0,06+0,09=1,1; U=12,59
5
U=4,0378∗1,9498∗1,023∗1,096∗1,148∗1,2303=12,59
4-5
4
5
Интервал между передачами q=U/U=14,13/12,59=1,12.
6 передача
По сравнению с 5-й передачей возвращаем муфту В из правого положения (П) в нейтральное (Н), переключаем муфту D из нейтрального положения в правое (П), муфту Ε - из левого в нейтральное положение - работают четыре пары шестерен 1-2-6-7.
На лучевой диаграмме этой передаче принадлежат: пологий луч 1 из т. 0 на нижней горизонтали направо вверх к средней горизонтали, далее луч 2 направо вниз, затем вертикальный пунктирный луч к верхней горизонтали, луч 6 направо вниз к средней горизонтали, далее луч 7 направо вверх к т. 6 на верхней горизонтали.
Крутящий момент от входного вала 3 до дополнительного вала 4 передается как на предыдущих передачах, затем муфтой D (12) в правом положении на шестерню 29, трубчатым валом 31, 6-й парой шестерен (30-26), трубчатым валом 28 на 7-ю пару шестерен (27-32) и муфтой F (13) в правом положении на выходной вал 5.
Передаточное число 6-й передачи:
6
6
lq U=0,61+0,29+0,06+0,09=1,05; U=11,22.
6
t=4,0378∗1,9498∗1,148∗1,2303=11,22.
5-6
5
6
Интервал между передачами q=U/U=12,59/11,22=1,12.
7 передача
По сравнению с 6-й передачей возвращаем муфту В из нейтрального в правое положение, переключаем муфту D из правого положения в нейтральное, муфту Ε из нейтрального положения в правое - включены 1-2-3-7 пары шестерен.
На лучевой диаграмме этой передаче принадлежат: луч 1 из т. 0 на нижней горизонтали направо вверх к средней горизонтали, далее луч 2 направо вниз, затем луч 3 направо вверх к средней горизонтали, далее луч 7 направо вверх к т. 7 на верхней горизонтали,
Крутящий момент от входного вала 3 до промежуточного вала 6 передается как на 5-й передаче, далее муфтой Ε (25) в правом положении на шестерню 26, трубчатым валом 28 на 7-ю пару шестерен (27-32) и муфтой F (13) в правом положении на выходной вал 5.
Передаточное число 7-й передачи:
7
7
lq U=0,61+0,29+0,01+0,09=1; U=10.
7
U=4,0378∗1,9498∗1,023∗1,2303=10.
6-7
6
7
Интервал между передачами q=U/U=11,22/10=1,12.
8 передача
Переключаем муфты F и Ε в левое (Л) положение, вместо 7-й пары работает 5-я пара шестерен, включены 1-2-3-5 пары шестерен.
На лучевой диаграмме этой передаче принадлежат: луч 1 из т. 0 на нижней горизонтали направо вверх к средней горизонтали, далее луч 2 направо вниз, затем луч 3 направо вверх к средней горизонтали, далее луч 5 направо вверх к т. 8 на верхней горизонтали.
Крутящий момент от входного вала 3 до промежуточного вала 6 передается как на 7-й передаче, далее муфтой Ε (25) в левом положении на шестерню 24, 5-й парой шестерен (24-29), трубчатым валом 31 на шестерню 30 и муфтой F (13) в левом положении на выходной вал 5.
Передаточное число 8-й передачи:
8
8
lq U=0,61+0,29+0,01+0,04=0,95; U=8,91.
8
U=4,0378∗1,9498∗1,023∗1,096=8,91.
7-8
7
8
Интервал между передачами q=U/U=10/8,91=1,12.
9 передача
Переключаем муфты В, Ε и F в нейтральное (Н) положение, а муфту D в правое (П) положение - работают две пары шестерен: 1-2- -.
На лучевой диаграмме этой передаче принадлежат: луч 1 из т. 0 направо вверх к средней горизонтали, далее луч 2 направо вниз, затем вертикальный пунктирный луч вверх к т. 9 на верхней горизонтали.
Крутящий момент от входного вала 3 муфтой А (14) в левом положении передается на 1-ю пару шестерен (15-16), далее трубчатым валом 18 на 2-ю пару шестерен (17-7), затем дополнительным валом 4 и муфтой D в правом положении на шестерню 29, трубчатым валом 31 и муфтой F (13) в левом положении на выходной вал 5
Передаточное число 9-й передачи:
9
9
9
lq U=0,61+0,29=0,9; U=7,94. U=4,0378*1,9498=7,94.
8-9
8
9
Интервал между передачами q=U/U=8,91/7,94=1,12.
10 передача
Возвращаем муфту F из нейтрального в левое положение, переключаем муфты В и Ε из нейтрального положения в правое, муфту D из правого в нейтральное положение - включены 1-2-3-6 пары шестерен.
На лучевой диаграмме этой передаче принадлежат: луч 1 из т. 0 на нижней горизонтали направо вверх к средней горизонтали, далее луч 2 направо вниз, затем луч 3 направо вверх к средней горизонтали, далее луч 6 налево вверх к т. 10 на верхней горизонтали.
Крутящий момент от входного вала 3 до промежуточного вала 6 передается как на 7-й и 8-й передачах, далее муфтой Ε (25) в правом положении на шестерню 26, 6-й парой шестерен (26-30) и муфтой F (13) в левом положении на выходной вал 5.
Передаточное число 10-й передачи:
10
10
lq U=0,61+0,29+0,01-0,06=0,85; U=7,08.
10
U=4,0378∗1,9498∗1,023∗0,871=7,08.
9-10
9
10
Интервал между передачами q=U/U=7,94/7,08=1,12.
11 передача
Переключаем муфту F из левого в правое положение, муфты В и Ε из правого (П) положения в левое (Л) - работают пары шестерен: 1-5-6-7.
На лучевой диаграмме этой передаче принадлежат четыре луча: пологий луч 1 из т. 0 на нижней горизонтали направо вверх к средней горизонтали, далее луч 5 направо вверх к верхней горизонтали, затем луч 6 к средней горизонтали, далее луч 7 к т. 11 на верхней горизонтали.
Крутящий момент от входного вала 3 муфтой А (14) в левом положении передается на 1-ю пару шестерен (15-16), трубчатый вал 18, муфтой В (19) в левом положении на промежуточный вал 6, далее как на 1-й и 5-й передачах.
Передаточное число 11-й передачи:
11
11
lq U=0,61+0,04+0,06+0,09=0,8; U=6,3.
11
U=4,0378∗1,096∗1,148∗1,2303=6,3
10-11
10
11
Интервал между передачами q=U/U=7,08/6,3=1,12.
12 передача
Возвращаем муфту Ε в правое (П) положение - работают две пары шестерен: 1-7.
На лучевой диаграмме этой передаче принадлежат два луча: пологий луч 1 из т. 0 на нижней горизонтали направо вверх к средней горизонтали, далее луч 7 к т. 12 на верхней горизонтали.
Крутящий момент от входного вала 3 муфтой А (14) в левом положении передается на 1-ю пару шестерен (15-16), трубчатый вал 18, муфтой В (19) в левом положении на промежуточный вал 6, далее муфтой Ε (25) в правом положении на шестерню 26, трубчатым валом 28 на 7-ю пару шестерен (27-32) и муфтой F (13) в правом положении на выходной вал 5.
Передаточное число 12-й передачи:
12
12
12
lq U=0,61+0,09=0,7; U=5. U=4,0378∗1,2303=5.
11-12
11
12
Интервал между передачами q=U/U=6,3/5=1,26.
13 передача
Возвращаем муфту Ε и переключаем муфту F из правого положения в левое - работают две пары шестерен: 1-5.
На лучевой диаграмме этой передаче принадлежат два луча: пологий луч 1 из т. 0 на нижней горизонтали направо вверх к средней горизонтали, далее луч 5 к т. 13 на верхней горизонтали.
Крутящий момент от входного вала 3 муфтой А (14) в левом положении передается на 1-ю пару шестерен (15-16), трубчатый вал 18, муфтой В (19) в левом положении на промежуточный вал 6, далее муфтой Ε (25) в левом положении на шестерню 24, 5-й парой шестерен (24-29), трубчатым валом 31 и муфтой F (13) в левом положении на выходной вал 5.
Передаточное число 13-й передачи:
13
13
lq U=0,61+0,04=0,65; U=4,47. U=4,0378∗1,096=4,47.
12-13
12
13
Интервал между передачами q=U/U=5/4,47=1,12.
14 передача
Возвращаем муфту Ε в правое положение - работают 2 пары шестерен: 1-6.
На лучевой диаграмме этой передаче принадлежат два луча: пологий луч 1 из т. 0 на нижней горизонтали направо вверх к средней горизонтали, далее луч 6 налево вверх к т. 16 на верхней горизонтали.
Крутящий момент от входного вала 3 до промежуточного вала 6 передается как на предыдущих передачах, далее муфтой Ε (25) в правом положении на шестерню 26, 6-й парой шестерен (26-30), и муфтой F (13) в левом положении на выходной вал 5.
Передаточное число 14-й передачи:
14
14
14
lq U=0,61-0,06=0,55; U=3,54. U=4,0378∗0,871=3,54.
13-14
13
14
Интервал между передачами q=U/U=4,47/3,54=1,26.
15 передача
Возвращаем муфту Ε в левое положение, переключаем муфты А (14) и F (11) в правое положение, муфту С в левое положение - работают четыре пары шестерен: 4-5-6-7.
На лучевой диаграмме этой передаче принадлежат: луч 4 из т. 0 направо вверх к средней горизонтали, далее крутой луч 5 направо вверх, затем луч 6 направо вниз к средней горизонтали, далее луч 7 направо вверх к т. 15 на верхней горизонтали.
Крутящий момент от входного вала 3 муфтой А (14) в правом положении передается на шестерню 7, дополнительный вал 4, далее, как на 1-й передаче.
Передаточное число 15-й передачи:
15
15
lq U=0,31+0,04+0,06+0,09=0,5; U=3,16.
15
U=2,0417∗1,096∗1,148∗1,2303=3,16.
14-15
14
15
Интервал между передачами q=U/U=3,54/3,16=1,12.
16 передача
Возвращаем муфту Ε в правое положение - работают две пары шестерен: 4-7.
На лучевой диаграмме этой передаче принадлежат два луча: луч 4 из т. 0 направо вверх к средней горизонтали, далее луч 7 направо вверх к т. 16 на верхней горизонтали.
Крутящий момент от входного вала 3 до промежуточного вала 6 передается как на предыдущих передачах, далее, как на 12-й передаче.
Передаточное число 16-й передачи:
16
16
16
lq U=0,31+0,09=0,4; U=2,51. U=2,0417∗1,2303=2,51.
15-16
15
16
Интервал между передачами q=U/U=3,16/2,51=1,26.
17 передача
Возвращаем муфту Ε и переключаем муфту F в левое положение - работают две пары шестерен: 4-5.
На лучевой диаграмме этой передаче принадлежат 2 луча: луч 4 направо вверх к второй горизонтали, далее луч 5 к т. 17 на верхней горизонтали.
Крутящий момент от входного вала до промежуточного вала 6 передается как на предыдущих передачах, далее как на 13-й передаче.
Передаточное число 17-й передачи:
17
17
17
lq U=0,31+0,04=0,35; U=2,23. U=2,0417∗1,096=2,23.
16-17
16
17
Интервал между передачами q=U/U=2,51/2,23=1,12.
18 передача
Возвращаем муфту Ε в правое положение - работают две пары шестерен: 4-6.
На лучевой диаграмме этой передаче принадлежат 2 луча: луч 4 направо вверх к средней горизонтали, далее луч 6 налево вверх к т. 18 на верхней горизонтали.
Крутящий момент от входного вала 3 до промежуточного вала 6 передается как на предыдущих передачах, далее, как на 14-й передаче. Передаточное число 18-й передачи
18
18
18
lq U=0,31-0,06=0,25; U=1,77. U=2,0417∗0,871=1,77.
17-18
17
18
Интервал между передачами q=U/U=2,23/1,77=1,26.
19 передача
Возвращаем муфту Ε в левое положение, муфту F в правое положение, переключаем муфту С в нейтральное положение, муфту В из нейтрального в правое - работают четыре пары шестерен: 3-5-6-7.
На лучевой диаграмме этой передаче принадлежат 4 луча: крутой луч 3 направо вверх к средней горизонтали, далее луч 5 направо вверх к верхней горизонтали, затем луч 6 направо вниз к средней горизонтали и луч 7 направо вверх к т. 19 на верхней горизонтали.
Крутящий момент от входного вала 3 муфтой А (14) в правом положении передается на шестерню 7, затем дополнительным валом 4 на 3-ю пару шестерен (8-20), муфтой В (17) в правом положении на промежуточный вал 6, далее, как на 1-й, 5-й, 11-й и 15-й передачах.
Передаточное число 19-й передачи:
19
19
lq U=0,01+0,04+0,06+0,09=0,2; U=1,58.
19
U=1,023∗1,096∗1,148∗1,2303=1,58.
18-19
18
19
Интервал между передачами q=U/U=1,77/1,58=1,12.
20 передача
Возвращаем муфту Ε в нейтральное положение, переключаем муфты В и D в правое положение - работают две пары шестерен: - - 6-7
На лучевой диаграмме этой передаче принадлежат: вертикальный пунктирный луч из т. 0 на нижней горизонтали к т. 20 на верхней горизонтали, крутой луч 6 направо вниз к средней горизонтали, далее луч 7 направо вверх к т. 20 на верхней горизонтали.
Крутящий момент от входного вала 3 муфтой А (14) в правом положении передается на шестерню 7, дополнительный вал 4, далее, как на 6-й, 11-й, 15-й и 19-й передачах.
Передаточное число 20-й передачи:
20
20
20
lq U=0,06+0,09=0,15; U=1,41. U=1,148∗1,2303=1,41.
19-20
19
20
Интервал между передачами q=U/U=1,58/1,41=1,12.
21 передача
Возвращаем муфты В и Б в правое положение, переключаем муфту D в нейтральное положение - работают две пары шестерен: 3-7.
На лучевой диаграмме этой передаче принадлежат 2 луча: луч 3 направо вверх к второй горизонтали, далее луч 7 направо вверх к т. 21 на верхней горизонтали.
Крутящий момент от входного вала 3 до промежуточного вала 6 передается как на 19-й передаче, далее, как на 16-й передаче.
Передаточное число 21-й передачи:
21
21
21
lq U=0,01+0,09=0,1; U=1,26. U=1,023∗1,2303=1,26.
20-21
20
21
Интервал между передачами q=U/U=1,41/1,26=1,12.
22 передача
Переключаем муфты Ε и F в левое положение - работают две пары шестерен: 3-5.
На лучевой диаграмме этой передаче принадлежат 2 луча: луч 3 направо вверх к средней горизонтали, далее луч 5 к т. 22 на верхней горизонтали.
Крутящий момент от входного вала 3 до промежуточного вала 6 передается как на 21-й передаче, далее, как на 13-й и 17-й передачах.
Передаточное число 22-й передачи:
22
22
22
lq U=0,01+0,04=0,05; U=1,12. U=1,023*1,096=1,12.
21-22
21
22
Интервал между передачами q=U/U=1,26/1,12=1,12.
23 передача - прямая
Переключаем муфты В и Б в нейтральное положение, муфту D в правое положение - все пары шестерен выключены.
На лучевой диаграмме эта передача представлена вертикальным пунктирным лучом из т. 0 на нижней горизонтали к т. 23 на верхней горизонтали.
Крутящий момент от входного вала 3 муфтой А (14) в правом положении передается на шестерню 7, дополнительный вал 4, муфтой D (12) в правом положении на шестерню 29, трубчатый вал 31 и муфтой F (13) в левом положении на выходной вал 5.
Передаточное число 23-й передачи:
23
23
lq U=0; U=1,0.
22-23
22
23
Интервал между передачами q=U/U=1,12/1,0=1,12.
24 передача
Возвращаем муфту D в нейтральное положение, муфты В и Б в правое положение - работают две пары шестерен: 3-6.
На лучевой диаграмме этой передаче принадлежат 2 луча: луч 3 направо вверх к средней горизонтали, далее луч 6 налево вверх к т. 24 на верхней горизонтали.
Крутящий момент от входного вала 3 до промежуточного вала 6 передается как на 19-й, 21-й и 22-й передачах, далее, как на 14-й и 18-й передачах.
Передаточное число 24-й передачи:
24
24
24
lq U=0,01-0,06=-0,05; U=0,89. U=1,023∗0,871=0,89.
23-24
23
24
Интервал между передачами q=U/U=1/0,89=1,12.
25 передача
Переключаем муфту F в правое положение, муфты В и Б в левое положение - работают четыре пары шестерен: 2-5-6-7.
На лучевой диаграмме этой передаче принадлежат 4 луча: луч 2 налево вверх к средней горизонтали, далее луч 5 направо вверх к верхней горизонта ли, затем луч 6 направо вниз к средней горизонтали, далее луч 7 направо вверх к т. 25 на верхней горизонтали.
Крутящий момент от входного вала 3 муфтой А (14) в правом положении передается на 2-ю пару шестерен (7-17), муфтой В (19) в левом положении на промежуточный вал 6, далее, как на 1-й, 5-й, 15-й и 19-й передачах.
Передаточное число 25-й передачи:
25
25
lq U=-0,29+0,04+0,06+0,09=-0,1; U=0,79.
25
U=0,5129∗1,096∗1,148∗1,2303=0,79.
24-25
24
25
Интервал между передачами q=U/U=0,89/0,79=1,12.
26 передача
Возвращаем муфте Ε в правое положение - работают две пары шестерен: 2-7.
На лучевой диаграмме этой передаче принадлежат 2 луча: луч 2 налево вверх к средней горизонтали, далее луч 7 направо вверх к т. 26 на верхней горизонтали.
Крутящий момент от входного вала 3 до промежуточного вала 6 передается как на 25-й передаче, далее, как на 12-й, 16-й и 21-й передачах.
Передаточное число 26-й передачи:
26
26
26
lq U=-0,29+0,09=-0,2; U=0,63. U=0,5129∗1,2303=0,63.
25-26
25
26
Интервал между передачами q=U/U=0,79/0,63=1,26.
27 передача
Переключаем муфты F и Ε в левое положение - работают две пары шестерен: 2-5.
На лучевой диаграмме этой передаче принадлежат: луч 2 из т. 0 налево вверх к средней горизонтали, далее луч 5 направо вверх к т. 27 на верхней горизонтали.
Крутящий момент от входного вала 3 до промежуточного вала 6 передается как на предыдущих передачах, далее, как на 13-й, 17-й и 22-й передачах.
Передаточное число 27-й передачи:
27
27
27
lq U=-0,29+0,04=-0,25; U=0,56; U=0,5129∗1,096=0,562.
20-27
26
27
Интервал между передачами q=U/U=0,63/0,56=1,12.
28 передача
Возвращаем муфту Ε в правое положение - работают две пары шестерен: 2-6.
На лучевой диаграмме этой передаче принадлежат: луч 2 из т. 0 налево вверх к средней горизонтали, далее луч 6 налево вверх к т. 28 на верхней горизонтали.
Крутящий момент от входного вала 3 до промежуточного вала 6 передается как на предыдущих передачах, далее, как на 14-й, 18-й и 24-й передачах.
Передаточное число 28-й передачи:
28
28
28
lq U=-0,29-0,06=-0,35; U=0,446. U=0,513∗0,871=0,446.
27-28
27
28
Интервал между передачами q=U/U=0,56/0,446=1,26.
Задний ход R обеспечивается, когда трехпозиционная муфта В (17) и двухпозиционная муфта D (10) находятся в нейтральном положении, а муфта С (20) в правом положении включает ряд шестерен заднего хода.
1-я передача заднего хода - 1R
Соответствует 1-й передаче переднего хода, но вместо 4-й пары шестерен работает ряд шестерен заднего хода 10-33-22.
На лучевой диаграмме (фиг. 2) этой передаче принадлежат 6 лучей: пологий луч 1 из т. 0 на нижней горизонтали направо вверх к средней горизонтали, далее луч 2 направо вниз, затем луч R направо вверх к средней горизонтали, далее 5 направо вниз к нижней горизонтали, затем луч 6 к средней горизонтали, далее луч 7 вниз к т. 1R на нижней горизонтали.
Под т. 1R в таблице приведены обозначения положений муфт переключения: А и Ε в левом (Л) положении, F - в правом (П). В нижней части таблицы показаны пары шестерен, трансформирующие крутящий момент: 1-2-R-5-6-7.
Крутящий момент от входного вала 3 муфтой А (14) в левом положении передается на 1-ю пару шестерен (15-16), далее трубчатым валом 18 на 2-ю пару шестерен (17-7), затем дополнительным валом 4 на ряд шестерен заднего хода (10-33-22), муфтой С (23) в правом положении на промежуточный вал 6, муфтой Ε (25) в левом положении на 5-ю пару шестерен (24-29), далее трубчатым валом 31 на 6-ю пару шестерен (30-26), затем трубчатым валом 28 на 7-ю пару шестерен (27-32) и муфтой F (13) в правом положении на выходной вал 5.
Передаточное число передачи 1R:
1R
1R
lq U=0,61+0,29+0,41+0,04+0,06+0,09=1,5; U=31,62.
1R
U=4,0738∗1,9498∗2,5704∗1,096∗1,1482∗1,2302=31,62.
2-я передача заднего хода - 2R
Соответствует 2-й передаче переднего хода, но вместо 4-й пары шестерен работает ряд шестерен заднего хода 10-33-22.
Переключаем муфту Ε (13) в правое положение - работают 1-2-я пары шестерен, ряд шестерен заднего хода R и 7-я пара шестерен.
На лучевой диаграмме этой передаче принадлежат 4 луча: пологий луч 1 из т. 0 на нижней горизонтали направо вверх к средней горизонтали, далее луч 2 направо вниз, затем луч R направо вверх к средней горизонтали, далее луч 7 направо вниз к т. 2R на нижней горизонтали.
Крутящий момент от входного вала 3 муфтой А (14) в левом положении передается на 1-ю пару шестерен (15-16), далее трубчатым валом 18 на 2-ю пару шестерен (17-7), затем дополнительным валом 4 на ряд шестерен заднего хода (10-33-22), муфтой С (23) в правом положении на промежуточный вал 6, муфтой Ε (25) в правом положении на трубчатый вал 28, затем на 7-ю пару шестерен (27-32) и муфтой F (13) в правом положении на выходной вал 5.
Передаточное число передачи 2R:
2R
2R
lq U=0,61+0,29+0,41+0,09=1,4; U=25,11.
2R
U=4,0738∗1,949∗2,5704∗1,2302=25,11.
3-я передача заднего хода - 3R
Соответствует 3-й передаче переднего хода, но вместо 4-й пары шестерен работает ряд шестерен заднего хода 10-33-22.
Возвращаем муфту Ε (25) в левое положение, муфту F (13) переключаем в левое положение - работают 1-2-я пары шестерен, ряд шестерен заднего хода R и 5-я пара шестерен.
На лучевой диаграмме этой передаче принадлежат 4 луча: пологий луч 1 из т. 0 на нижней горизонтали направо вверх ко средней горизонтали, далее луч 2 направо вниз, затем луч R направо вверх к средней горизонтали, далее луч 5 направо вниз к т. 3R на нижней горизонтали.
Крутящий момент от входного вала 3 муфтой А (14) в левом положении передается на 1-ю пару шестерен (15-16), далее трубчатым валом 18 на 2-ю пару шестерен (17-7), затем дополнительным валом 4 на ряд шестерен заднего хода (10-33-22), муфтой С (23) в правом положении на промежуточный вал 6, муфтой Ε (25) в левом положении на 5-ю пару шестерен (24-29), муфтой F (13) в левом положении на выходной вал 5.
Передаточное число передачи 3R:
3R
3R
lq U=0,61+0,29+0,41+0,04=1,35; U=22,39.
3R
U=4,0738∗1,949∗2,5704∗1,2302=22,39.
4-я передача заднего хода - 4R
Соответствует 4-й передаче переднего хода, но вместо 4-й пары шестерен работает ряд шестерен заднего хода 10-33-22.
Возвращаем муфту Ε (25) в правое положение - работают 1-2-я пары шестерен, ряд шестерен заднего хода R и 6-я пара шестерен.
На лучевой диаграмме этой передаче принадлежат 4 луча: пологий луч 1 из т. 0 на нижней горизонтали направо вверх к средней горизонтали, далее луч 2 направо вниз, затем луч R направо вверх к средней горизонтали, далее луч 6 налево вниз к т. 4R на нижней горизонтали.
Крутящий момент от входного вала 3 муфтой А (14) в левом положении передается на 1-ю пару шестерен (15-16), далее трубчатым валом 18 на 2-ю пару шестерен (17-7), затем дополнительным валом 4 на ряд шестерен заднего хода (10-33-22), муфтой С (23) в правом положении на промежуточный вал 6, муфтой Ε (25) в правом положении на 6-ю пару шестерен (26-30) и муфтой F (13) в левом положении на выходной вал
5. Передаточное число передачи 4R:
4R
4R
lq U=0,61+0,29+0,41-0,06=1,25; U=17,78.
4R
U=4,0738∗1,949∗2,5704∗1,2302=17,77.
5-я передача заднего хода - 5R
Соответствует 11-й передаче переднего хода, но вместо 1-й пары шестерен работает ряд шестерен заднего хода 10-33-22.
Переключаем муфту А и F в правое положение, муфту Ε в левое - работают ряд шестерен заднего хода и 5-6-7-я пары шестерен.
На лучевой диаграмме этой передаче принадлежат 4 луча: пологий луч R из т. 0 на нижней горизонтали направо вверх к средней горизонтали, далее луч 5 направо вниз, затем луч 6 направо вверх к средней горизонтали, далее луч 7 направо вниз к т. 5R на нижней горизонтали.
Крутящий момент от входного вала 3 муфтой А (14) в правом положении передается на дополнительный вал 4, затем на ряд шестерен (10-33-22), муфтой С (23) в правом положении на промежуточный вал 6, муфтой Ε (25) в левом положении на 5-ю пару шестерен (24-29), далее трубчатым валом 31 на 6-ю пару шестерен (30-26), затем трубчатым валом 28 на 7-ю пару шестерен (27-32) и муфтой F (13) в правом положении на выходной вал 5.
Передаточное число передачи 5R:
5R
5R
lq U=0,41+0,04+0,06+0,09=0,6; U=3,98.
5R
U=2,5704∗1,096∗1,14815∗1,2303=3,98.
6-я передача заднего хода - 6R
Соответствует 12-й передаче переднего хода, но вместо 1-й пары шестерен работает ряд шестерен заднего хода 10-33-22.
Переключаем муфту Ε в правое положение - работают ряд шестерен заднего хода и 7-я пара шестерен.
На лучевой диаграмме этой передаче принадлежат два луча: пологий луч R из т. 0 на нижней горизонтали направо вверх к средней горизонтали, далее, луч 7 направо вниз к т. 6R на нижней горизонтали.
Крутящий момент от входного вала 3 муфтой А (14) в правом положении передается на дополнительный вал 4, затем на ряд шестерен (10-33-22), муфтой С (23) в правом положении на промежуточный вал 6, муфтой Ε (25) в правом положении на трубчатый вал 28, затем на 7-ю пару шестерен (27-32) и муфтой F (13) в правом положении на выходной вал 5.
Передаточное число передачи 6R:
6R
6R
6R
lq U=0,41+0,09=0,5; U=3,16. U=2,5704∗1,2303=3,16.
7-я передача заднего хода - 7R
Соответствует 13-й передаче переднего хода, но вместо 1-й пары шестерен работает ряд шестерен заднего хода 10-33-22.
Переключаем муфты Ε и F в левое положение - работают ряд шестерен заднего хода и 5-я пара шестерен.
На лучевой диаграмме этой передаче принадлежат два луча: пологий луч R из т. 0 на нижней горизонтали направо вверх к средней горизонтали, далее луч 5 направо вниз к т. 7R на нижней горизонтали.
Крутящий момент от входного вала 3 муфтой А (14) в правом положении передается на дополнительный вал 4, затем на ряд шестерен (10-33-22), муфтой С (3 в правом положении на промежуточный вал 6, муфтой Ε (25) в левом положении на 5-ю пару шестерен (24-29), трубчатым валом 31 на 6-ю пару шестерен (30-26), муфтой F (13) в левом положении на выходной вал 5.
Передаточное число передачи 7R:
7R
7R
7R
lq U=0,41+0,04=0,45; U=2,82. U=2,5704∗1,096=2,82.
8-я передача заднего хода - 8R
Соответствует 14-й передаче переднего хода, но вместо 1-й пары шестерен работает ряд шестерен заднего хода 10-33-22.
Переключаем муфту Ε в правое положение - работают ряд шестерен заднего хода и 6-я пара шестерен.
На лучевой диаграмме этой передаче принадлежат два луча: пологий луч R из т. 0 на нижней горизонтали направо вверх к средней горизонтали, далее луч 6 налево вниз к т. 8R на нижней горизонтали.
Крутящий момент от входного вала 3 муфтой А (14) в правом положении передается на дополнительный вал 4, затем на ряд шестерен заднего хода (10-33-22), муфтой С (23) в правом положении на промежуточный вал 6, муфтой Ε (25) в правом положении на 6-ю пару шестерен (26-30), трубчатый вал 31, шестерню 30 и муфтой F (13) в левом положении на выходной вал 5.
Передаточное число передачи 8R:
8R
8R
lq U=0,41-0,06=0,35; U=2,24.
8R
U=2,5704∗1,096∗1,148∗1,2303=2,24
max
min
Диапазон передаточных чисел переднего хода для фрагмента лучевой диаграммы, приведенного на фиг. 2, составил D=U/U=25,12/0,446=56,32. Такой диапазон передаточных чисел обеспечит оптимальные режимы работы НТС в широком спектре условий эксплуатации, а малые интервалы между передачами создадут удобство при переключении передач.
При изменении величин передаточных чисел пар шестерен лучевые диаграммы и параметры МКП будут иметь другой вид и значения.
Обозначения:
1 - картер МКП;
2 - средняя внутренняя стенка картера 1;
3 - входной вал;
4 - дополнительный вал;
5 - выходной вал;
6 - промежуточный вал;
7, 8 и 9 - шестерни переднего хода, закрепленные на дополнительном валу 4;
10 - ведущая шестерня заднего хода, закрепленная на дополнительном валу 4;
11 - дополнительная опора дополнительного вала 4;
12 (D) - двухпозиционная муфта переключения на ступице дополнительного вала 4;
13 (F) - трехпозиционная муфта переключения на ступице выходного вала 5;
14 (А) - трехпозиционная муфта переключения на ступице входного вала 3;
15 - отдельная шестерня, свободно установленная на входном валу 3;
16 и 17 - шестерни левого блока промежуточного вала 6;
18 - трубчатый вал с закрепленными на нем шестернями 16 и 17, свободно установленный в левой части промежуточного вала 6;
19 (В) - левая трехпозиционная муфта на ступице промежуточного вала 6;
20 - отдельная шестерня, свободно установленная в левой части промежуточного вала 6;
21 - отдельная шестерня, свободно установленная в средней части промежуточного вала 6;
22 - ведомая шестерня заднего хода, свободно установленная в средней части промежуточного вала 6;
23 (С) - средняя трехпозиционная муфта на ступице промежуточного вала 6;
24 - отдельная шестерня, свободно установленная в правой части промежуточного вала 6;
25 - правая трехпозиционная муфта на ступице промежуточного вала 6;
26-27 - шестерни правого блока промежуточного вала 6;
28 - трубчатый вал с закрепленными на нем шестернями 26 и 27, свободно установленный на промежуточном валу 6;
29-30 - шестерни блока выходного вала 5;
31 - трубчатый вал с закрепленными на нем шестернями 29 и 30, свободно установленный на выходном валу 5;
32 - отдельная шестерня, установленная на выходном валу 5;
33 - промежуточная шестерня заднего хода;
34 - отдельная ось промежуточной шестерни заднего хода 22;
35 - дополнительная опора отдельной оси 34.