НЕСООСНАЯ 24-Х СТУПЕНЧАТАЯ ВАЛЬНО-ПЛАНЕТАРНАЯ КОРОБКА ПЕРЕДАЧ Российский патент 2015 года по МПК F16H37/08 B60K17/08 

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-тиступенчатой МКП (многоступенчатой коробке передач) является коробка передач по патенту RU №2050290 C1 (Бюл. №35 от 20.12.1995).

Вально-планетарная коробка передач 16R8 по патенту RU №2050290 состоит из несоосного двухвального 8-ступенчатого агрегата и простого трехзвенного ПМ (планетарного механизма), работающего в трех режимах: прямая передача, замедляющая передача и передача заднего хода. 8 шестерен, три муфты переключения (одна из них сдвоенная) агрегата и три звена ПМ (солнечная шестерня, эпициклическое колесо и водило с сателлитами) с двумя муфтами переключения, обеспечивают 16 передач переднего хода и 8 передач заднего хода.

Недостатки описанного трансмиссионного агрегата заключаются в ограничении эксплуатационных характеристик транспортного средства при недостаточном числе передач и диапазоне КП (отношение передаточных чисел низшей и высшей передач).

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

Поставленная задача решается за счет увеличения числа передач и диапазона МКП.

Достижение технического результата обеспечивается тем, что несоосная вально-планетарная коробка передач содержит двухвальный агрегат с четырьмя парами взаимозацепленных шестерен и простой трехзвенный планетарный механизм, на входном и вторичном валах свободно установлены по блоку из двух шестерен и по две отдельные шестерни, на каждом валу между отдельными шестернями закреплен зубчатый венец с трехпозиционной муфтой переключения, а между блоками и отдельной шестерней на зубчатых венцах расположены противоположно развернутые двухпозиционные полумуфты, взаимосвязанные вилкой переключения, солнечная шестерня планетарного механизма закреплена на валу, на котором также закреплен зубчатый венец, соосно валу солнечной шестерни расположен выходной вал с трехпозиционным зубчатым венцом, на котором установлена трехпозиционная муфта переключения; сателлиты, расположенные на осях водила, зацеплены с солнечной шестерней, а также с эпициклическим колесом, к корпусу которого закреплен трубчатый выходной вал с зубчатым венцом, рядом с ним расположен зубчатый венец трубчатого выходного вала водила, двухпозиционная муфта установлена на зубчатом венце стенки корпуса рядом с зубчатым венцом трубчатого входного вала корпуса эпициклического колеса и зубчатым венцом трубчатого входного вала водила планетарного механизма, при этом на выходе вторичного вала закреплен двухпозиционный зубчатый венец с двухпозиционной муфтой переключения, рядом с этим зубчатым венцом расположен зубчатый венец входа солнечной шестерни, закрепленный на валу этой шестерни.

На фиг. 1 показана кинематическая схема несоосной вально-планетарной МКП (многоступенчатой коробки передач), типа 24R8 - 24 передачи переднего хода и 8 передач заднего хода, состоящего из несоосного двухвального 8-ступенчатого агрегата и простого трехзвенного ПМ (планетарного механизма). В нижней части в окружностях показаны номера пар шестерен для таблицы лучевой диаграммы (фиг. 2). Муфты А, В, С и D в нейтральном положении, муфты Ε и F в верхней части показаны при работе ПМ в режиме медленных передач переднего хода U^b _ah=K+1, в нижней части - в режиме заднего хода U^h _ab=-|K|. Под зубчатыми венцами показаны их позиции в таблице фиг. 2: 22 и 37 - I; 28 и 30 - II; 33 и 23 - III.

На фиг. 2 изображена лучевая диаграмма передаточных чисел, обеспечиваемых МКП, приведенной на фиг. 1. В верхней части средней горизонтали величины передаточных чисел (U) приведены в неравномерной шкале, в нижней части - в равномерной логарифмической шкале (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 четыре луча 3, 2, 1 и 4, соответствующие величинам передаточных чисел пар шестерен: U₃=1,58; lq 1,58=0,2; U₂=2,19; lq 2,19=0,34; U₁=2,57; lq 2,57=0,34; U₄=3,1; lq 3,1=0,49.

От средней горизонтали три группы лучей направлены к верхней горизонтали и одна группа - к нижней горизонтали. Эти лучи характеризуют величины передаточных чисел ПМ (планетарного механизма) с внутренним параметром K=2,63. K=Z_b/Z_a - внутренний параметр ПМ, равный отношению числа зубьев эпициклического колеса к числу зубьев солнечной шестерни. Восемь пологих лучей, направленных налево вверх к точкам 24-17, указывают на ускоряющий режим работы, передаточное число меньше единицы, U^b _ha=1/(K+1)=1/3,63=0,275; lq 0,275=-0,56. Восемь вертикальных лучей, направленных вверх к точкам 16-9, указывают на прямую передачу, передаточное число равно единице, U_(h-h)=1,0; lq 1,0=0,0. Восемь пологих лучей, направленных направо вверх к точкам 8-1, указывают на замедляющий режим работы, передаточное число больше единицы, U^b _ah=K+1=3,63; lq 3,63=0,56. Восемь пологих лучей, направленных направо вниз к точкам 8R-1R, указывают на передачи заднего хода в замедляющем режиме работы, передаточное число больше единицы, U^h _ab=-|K|=2,63; lq 2,63=-|0,42|. Знак «минус» указывает на изменение направления вращения выходного вала по сравнению с входным валом.

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

На выходе вального агрегата получаем восемь режимов работы с различными передаточными числами: 1-й режим обеспечивается тремя парами шестерен: 1-3-4, причем 3-я пара шестерен работает в ускоряющем режиме - с большой шестерни на меньшую, U_p1=U_1x(1/U₃)×U₄=2,57×1/1,58×3,1=5,04; lq 5,04=0,7; после ПМ получим 1-ю, 9-ю, 17-ю передачи переднего хода и 1R - 1-ю передачу заднего хода; 2-й режим обеспечивается также тремя парами шестерен: 2-3-4, u_p2=U_2x(1/U₃)×U₄=2,19×1/1,58×3,1=4,3; lq 4,3=0,63; после ПМ получим 2-ю, 10-ю, 18-ю передачи переднего хода и 2R; 3-й режим обеспечивается также тремя парами шестерен: 1-2-4, U_p3=U₁×(1/U₂)×U₄=2,57×1/2,19×3,1=3,64; lq 3,64=0,56; после ПМ получим 3-ю, 11-ю, 19-ю передачи переднего хода и 3R; 4-й режим обеспечивается 4-й парой шестерен: U_p4=U₄=3,1; lq 3,1=0,49. после ПМ получим 4-ю, 12-ю, 20-ю передачи переднего хода и 4R; 5-й режим обеспечивается 1-й парой шестерен: U_p5=U₁=2,57; lq 2,57=0,41. после ПМ получим 5-ю, 13-ю, 21-ю передачи переднего хода и 5R; 6-й режим обеспечивается 2-й парой шестерен: U_p6=U₂=2,19; lq 2,19=0,34. после ПМ получим 6-ю, 14-ю, 22-ю передачи переднего хода и 6R; 7-й режим обеспечивается также тремя парами шестерен: 1-2-3, U_p7=U₁×(1/U₂)×U₃=2,57×1/2,19×1,58=1,854; lq 1,854=0,27; после ПМ получим 7-ю, 15-ю, 23-ю передачи переднего хода и 7R; 8-й режим обеспечивается 3-й парой шестерен: U_p8=U₃=1,58; lq 1,5819=0,2; после ПМ получим 8-ю, 16-ю, 24-ю передачи переднего хода и 8R.

Над и под диаграммой даны таблицы передач, состояния муфт переключения при этих передачах и включенных элементов переключения передач.

В опорах корпуса 1 МКП (фиг. 1) расположен входной вал 2, параллельно ему установлены вторичный вал 3, вал 4 привода солнечной шестерни ПМ и выходной вал 5. На входном валу 2 свободно установлены отдельные шестерни 6, 7 и блок шестерен 8-9, а на вторичном валу 3 свободно установлены блок шестерен 10-11, зацепленных соответственно с шестернями 6 и 7 входного вала 2, а также отдельные шестерни 12 и 13, зацепленные с шестернями 8 и 9 блока входного вала 2. На зубчатом венце, закрепленном на входном валу 2 между отдельными шестернями 6 и 7, установлена трехпозиционная муфта 14 (А) входного вала 2. На зубчатых венцах отдельных шестерен 7 и 12 входного 2 и вторичного 3 валов расположены противоположно-развернутые двухпозиционные полумуфты переключения 15 и 16 (В), взаимосвязанные вилкой переключения 17. Трехпозиционная муфта переключения 18 (С) установлена на вторичном валу 3 между отдельными шестернями 12 и 13. Двухпозиционный зубчатый венец 19 закреплен на вторичном валу 3, на нем расположена двухпозиционная муфта 20 (D). На валу 4 закреплены солнечная шестерня 21 (а), зубчатый венец 22 входа солнечной шестерни 21 и зубчатый венец 23 выхода солнечной шестерни 21 на валу 4. В водиле 24 (h) ПМ установлены сателлиты 25, зацепленные с солнечной шестерней 21 и эпициклическим колесом 26 (в). Водило 24 трубчатым входным валом 27 соединено с зубчатым венцом 28, а трубчатым выходным валом 29 - с зубчатым венцом 30. На корпусе 31 эпициклического колеса 26 закреплены трубчатый входной вал 32 с зубчатым венцом 33. На стенке корпуса 1 установлен зубчатый венец 34, на котором расположена двухпозиционная муфта 35 (Е) остановки водила 24 и эпициклического колеса 26 ПМ. На корпусе 31 эпициклического колеса 26 также закреплены трубчатый выходной вал 36 с зубчатым венцом 37. На выходном валу 5 закреплен трехпозиционным зубчатый венец 38, на котором расположены трехпозиционная муфта 39 (F) для выборочного соединения с зубатыми венцами 37, 30 и 23.

Работа МКП осуществляется следующим образом.

1 передача

Муфты А и В находятся в левом (Л) положении, муфта С - в правом (П), муфта D - в положении I, муфта Ε - в положении III, муфта F - в положении II (таблица над фиг. 2 справа). В работу включены 1-я, 3-я, 4-я пары шестерен и ПМ в режиме U^b _ah=K+1.

От приводного двигателя по входному валу 2 (фиг. 1), по зубчатому венцу и муфте 14 (А) крутящий момент поступает на пару шестерен 1 (6-10), по трубчатому валу блока и по нижней полумуфте 16 (В) на 3-ю пару шестерен (12-8), (верхняя полумуфта 15 разомкнута), по трубчатому валу верхнего блока на 4-ю пару шестерен (9-13), по муфте 18 (С) на зубчатый венец вторичного вала 3, по вторичному валу на двухпозиционный зубчатый венец 19, по муфте 20 (D) на зубчатый венец 22, вал 4 и солнечную шестерню 21 ПМ. Эпициклическое колесо 26 (в) корпусом 31, трубчатым валом 32 и зубчатым венцом 33 зафиксировано относительно зубчатого венца 34 муфтой 35 (Е). Солнечная шестерня 21 вращает сателлиты 25, которые, обкатываясь по остановленному эпициклическому колесу 26, вращают водило 24 (h) и выходной вал 5 МКП с низкой частотой вращения и увеличенным крутящим моментом.

На лучевой диаграмме (фиг. 2) этой передаче принадлежат: пологий луч 1 из т. 0 направо вверх к средней горизонтали под №13, далее луч 3 налево вниз, затем пологий луч 4 направо вверх к средней горизонтали под №9, далее пологий луч U^b _ah=K+1 к т. 1 на верхней горизонтали.

Передаточное число 1-й передачи МКП

u₁=U_p1×U^b _ah=U_1x(1/U₃)×U₄×U^b _ah=2,57×1/1,58×3,1×3,63-18,3;

lq 18,3=lq 5,04+lq 3,63=0,7+0,56=1,26.

2 передача

Переключаем муфту А в правое (П) положение - вместо пары шестерен 1 (6-10) включаем в работу пару шестерен 2 (7-11), передаточное число которой немного ниже, чем у первой пары.

От входного вала 2 по зубчатому венцу и муфте 14 (А) крутящий момент поступает на пару шестерен 2 (7-11), по нижней полумуфте 16 (В) на 3-ю пару шестерен (12-8), далее как на 1-й передаче.

На лучевой диаграмме этой передаче принадлежат: пологий луч 2 из т. 0 направо вверх к средней горизонтали под №14, далее луч 3 налево вниз, затем пологий луч 4 направо вверх к средней горизонтали под №10, далее пологий луч U^b _ah к т. 2 на верхней горизонтали.

Передаточное число 2-й передачи МКП

u₂=U_p2×U^b _ah=U₂×(1/U₃)×U₄×U^b _ah=2,19×1/1,58×3,1×3,63=15,61;

lq 15,61=1,19.

3 передача

Переключаем в правое (П) положение муфту В, возвращаем муфту А в левое положение - вместо пары шестерен 3 (12-8) включаем в работу пару шестерен 2 (7-11), работают 1 -я, 2-я, 4-я пары шестерен и ПМ.

От входного вала 2 по зубчатому венцу и муфте 14 (А) крутящий момент поступает на пару шестерен 1 (6-10), по трубчатому валу блока на 2-ю пару шестерен (11-7), по верхней полумуфте 15 (В) на блок шестерен 8 и 9, далее как на 1-й передаче.

На лучевой диаграмме этой передаче принадлежат: пологий луч 1 из т. 0 направо вверх к средней горизонтали под №13, далее луч 2 налево вниз, затем пологий луч 4 направо вверх к средней горизонтали под №11, далее пологий луч U^b _ah к т. 3 на верхней горизонтали.

Передаточное число 3-й передачи МКП

u₃=U_p3×U^b _ah=U₁×(1/U₂)×U₄×U^b _ah=2,57×1/2,19×3,11×3,63=13,21;

lq 13,21=1,12.

4 передача

Переключаем муфту А в правое положение. Вместо трех пар шестерен работает только пара шестерен 4.

От входного вала 2 по зубчатому венцу и муфте 14 (А) крутящий момент поступает на отдельную шестерню 7, по верхней полумуфте 15 (В) на блок шестерен 8 и 9, далее как на 1-й передаче.

На лучевой диаграмме эта передача представлена лучом 4, далее пологий луч ПМ в режиме U^b _ah к т. 4 на верхней горизонтали.

Передаточное число 4-й передачи МКП

u₄=U_p4×U^b _ah=U₄×U^b _ah=3,11×3,63=11,29; lq 11,29=1,05.

5 передача

По сравнению с 4-й передачей переключаем муфты А, В и С из правого положения в левое, вместо 4-й пары шестерен включаем в работу 1-ю пару шестерен.

От входного вала 2 по зубчатому венцу и муфте 14 (А) крутящий момент поступает на 1-ю пару шестерен 6-10, по трубчатому валу нижнего блока, по нижней полумуфте 16 (В) на отдельную шестерню 12, далее по муфте 18 (С) на вторичный вал 3, затем как на предыдущих передачах.

На лучевой диаграмме эта передача представлена лучом 1, далее пологий луч ПМ в режиме U^b _ah к т. 5 на верхней горизонтали.

Передаточное число 5-й передачи МКП

u₅=U_p5×U^b _ah=U₁×U^b _ah=2,57×3,63=9,33; lq 9,33=0,97.

6 передача

По сравнению с 5-й передачей переключаем муфту А из левого положения в правое, вместо 1-й пары шестерен включаем в работу 2-ю пару шестерен.

От входного вала 2 по зубчатому венцу и муфте 14 (А) крутящий момент поступает на 2-ю пару шестерен 7-11, по нижней полумуфте 16 (В) на отдельную шестерню 12, далее как на предыдущей передаче.

На лучевой диаграмме эта передача представлена лучом 2, далее пологий луч ПМ в режиме U^b _ah к т. 6 на верхней горизонтали.

Передаточное число 6-й передачи МКП

u₆=U_p6×U^b _ah=U₂×U^b _ah=2,19×3,63=7,95; lq 7,95=0,90.

7 передача

По сравнению с 6-й передачей переключаем муфту А из правого положения в левое, муфту В из левого положения в правое, вместо 2-й пары шестерен включаем в работу три пары шестерен: 1-ю, 2-ю и 3-ю.

От входного вала 2 по зубчатому венцу и муфте 14 (А) крутящий момент поступает на первую пару шестерен 6-10, по нижнему трубчатому валу блока на 2-ю пару шестерен 7-11, по верхней полумуфте 15 (В) на 3-ю пару шестерен 8-12, далее по муфте 18 (С) на вторичный вал 3, затем как на предыдущих передачах.

На лучевой диаграмме эта передача представлена тремя лучами 1-2-3 между нижней и средней горизонталями, далее пологий луч ПМ в режиме U^b _ah к т. 7 на верхней горизонтали.

Передаточное число 7-й передачи МКП

u₇=U_p7×U^b _ah=U₁×(1/U₂)×U₃×U^b _ah=2,57×1/2,19×1,58×3,63=6,73; lq 6,73=0,83.

8 передача

По сравнению с 7-й передачей переключаем муфту А из левого положения в правое - вместо трех пар шестерен работает 3-я пара шестерен.

От входного вала 2 по зубчатому венцу и муфте 14 (А) крутящий момент поступает на отдельную шестерню 7, по верхней полумуфте 15 (В) на 3-ю пару шестерен 8-12, далее по муфте 18 (С) на вторичный вал 3, затем как на предыдущих передачах.

На лучевой диаграмме эта передача представлена лучом 3, далее пологий луч ПМ в режиме U^b _ah к т. 8 на верхней горизонтали.

Передаточное число 8-й передачи МКП

u₈=U_p8×U^b _ah=U₃×U^b _ah=1,58×3,63=5,74; lq 5,74=0,76.

9 передача

По сравнению с 1-й передачей переключаем муфту D из положения I в положение II, а муфту Ε из положения III в нейтральное (Н) положение - вальный агрегат работает в 1-м режиме, как на 1-й передаче, а ПМ в режиме прямой передачи.

До зубчатого венца 19 вторичного вала 3 крутящий момент поступает как на 1-й передаче, далее по муфте D на зубчатый венец 28, трубчатый вал 27, по водилу 24 на трубчатый вал 29, зубчатый венец 30 и по муфте F (39) на трехпозиционный зубчатый венец 38 и выходной вал 5.

На лучевой диаграмме (фиг. 2) этой передаче принадлежат: пологий луч 1 из т.0 направо вверх к средней горизонтали под №13, далее луч 3 налево вниз, затем пологий луч 4 направо вверх к средней горизонтали под №9, далее вертикальный луч U_(h-h)=1 к т. 9 на верхней горизонтали.

Передаточное число 9-й передачи МКП

u₉=U_p1×U_(h-h)=U₁×(1/U₃)×U₄×U_(h-h)=2,57×1/1,58×3,1×1,0=5,04; lq 5,04=0,7.

10 передача

Переключаем муфту А в правое (П) положение - вместо пары шестерен 1 (6-10) включаем в работу пару шестерен 2 (7-11), передаточное число которой немного ниже, чем у первой пары. Пары шестерен работают как на 2-й передаче, ПМ - как на предыдущей передаче.

От входного вала 2 по зубчатому венцу и муфте 14 (А) крутящий момент поступает на пару шестерен 2 (7-11), по нижней полумуфте 16 (В) на 3-ю пару шестерен (12-8), далее как на 9-й передаче.

На лучевой диаграмме этой передаче принадлежат: пологий луч 2 из т. 0 направо вверх к средней горизонтали под №14, далее луч 3 налево вниз, затем пологий луч 4 направо вверх к средней горизонтали под №10, далее вертикальный луч U_(h-h) к т. 10 на верхней горизонтали.

Передаточное число 10-й передачи МКП

u₁₀=U_p2×U_(h-h)=U₂×(1/U₃)×U₄×U_(h-h)=2,19×1/1,58×3,1×1,0=4,3; lq 4,3=0,63.

11 передача

Переключаем в правое (П) положение муфту В, возвращаем муфту А в левое положение - вместо пары шестерен 3 (12-8) включаем в работу пару шестерен 2 (7-11), работают 1-я, 2-я, 4-я пары шестерен и ПМ.

От входного вала 2 по зубчатому венцу и муфте 14 (А) крутящий момент поступает на пару шестерен 1 (6-10), по трубчатому валу блока на 2-ю пару шестерен (11-7), по верхней полумуфте 15 (В) на блок шестерен 8 и 9, далее как на 10-й передаче.

На лучевой диаграмме этой передаче принадлежат: пологий луч 1 из т. 0 направо вверх к средней горизонтали под №13, далее луч 2 налево вниз, затем пологий луч 4 направо вверх к средней горизонтали под №11, далее вертикальный луч U_(h-h) к т. 11 на верхней горизонтали.

Передаточное число 11-й передачи МКП

u₁₁=U_p3×U_(h-h)=U₁×(1/U₂)×U₄×U_(h-h)=2,57×1/2,19×3,11×1,0=3,64; lq 3,64=0,56.

12 передача

Переключаем муфту A в правое положение. Вместо трех пар шестерен работает только пара шестерен 4.

От входного вала 2 по зубчатому венцу и муфте 14 (А) крутящий момент поступает на отдельную шестерню 7, по верхней полумуфте 15 (В) на блок шестерен 8 и 9, далее как на 11-й передаче.

На лучевой диаграмме эта передача представлена лучом 4, далее вертикальный луч U_(h-h) к т. 12 на верхней горизонтали.

Передаточное число 12-й передачи МКП

u₁₂=U_p4×U_(h-h)=U₄×U_(h-h)=3,11×1,0=3,11; lq 3,11=0,49.

13 передача

По сравнению с 12-й передачей переключаем муфты А, В и С из правого положения в левое, вместо 4-й пары шестерен включаем в работу 1-ю пару шестерен.

От входного вала 2 по зубчатому венцу и муфте 14 (А) крутящий момент поступает на 1-ю пару шестерен 6-10, по трубчатому валу нижнего блока, по нижней полумуфте 16 (В) на отдельную шестерню 12, далее по муфте 18 (С) на вторичный вал 3, затем как на предыдущих передачах.

На лучевой диаграмме эта передача представлена лучом 1, далее вертикальный луч U_(h-h) к т. 13 на верхней горизонтали.

Передаточное число 13-й передачи МКП

u₁₃=U_p5×U_(h-h)=U₁×U_(h-h)=2,57×1,0=2,57; lq 2,57=0,41.

14 передача

По сравнению с 13-й передачей переключаем муфту А из левого положения в правое, вместо 1-й пары шестерен включаем в работу 2-ю пару шестерен.

От входного вала 2 по зубчатому венцу и муфте 14 (А) крутящий момент поступает на 2-ю пару шестерен 7-11, по нижней полумуфте 16 (В) на отдельную шестерню 12, далее как на предыдущей передаче.

На лучевой диаграмме эта передача представлена лучом 2, далее вертикальный луч U_(h-h) к т. 14 на верхней горизонтали.

Передаточное число 14-й передачи МКП

u₆=U_p6×U_(h-h)=U₂×U_(h-h)=2,19×1,0=2,19; lq 2,19=0,34.

15 передача

По сравнению с 14-й передачей переключаем муфту А из правого положения в левое, муфту В из левого положения в правое, вместо 2-й пары шестерен включаем в работу три пары шестерен: 1-ю, 2-ю и 3-ю.

От входного вала 2 по зубчатому венцу и муфте 14 (А) крутящий момент поступает на первую пару шестерен 6-10, по нижнему трубчатому валу блока на 2-ю пару шестерен 7-11, по верхней полумуфте 15 (В) на 3-ю пару шестерен 8-12, далее по муфте 18 (С) на вторичный вал 3, затем как на предыдущих передачах.

На лучевой диаграмме эта передача представлена тремя лучами 1-2-3 между нижней и средней горизонталями, далее вертикальный луч U_(h-h) к т. 15 на верхней горизонтали.

Передаточное число 15-й передачи МКП

u₁₅=U_p7×U_(h-h)=U₁×(1/U₂)×U₃×U_(h-h)=2,57×1/2,19×1,58×1,0=1,854; lq 1,854=0,27.

16 передача

По сравнению с 15-й передачей переключаем муфту А из левого положения в правое - вместо трех пар шестерен работает 3-я пара шестерен.

От входного вала 2 по зубчатому венцу и муфте 14 (А) крутящий момент поступает на отдельную шестерню 7, по верхней полумуфте 15 (В) на 3-ю пару шестерен 8-12, далее по муфте 18 (С) на вторичный вал 3, затем как на предыдущих передачах.

На лучевой диаграмме эта передача представлена лучом 3, далее вертикальный луч U_(h-h) к т. 16 на верхней горизонтали.

Передаточное число 16-й передачи МКП

u₁₆=U_p8×U_(h-h)=U₃×U_(h-h)=1,58×1,0=1,58; lq 1,58=0,2.

17 передача

Муфты А и В находятся в левом (Л) положении, муфта С - в правом (П), муфта D - в положении II, муфты Ε и F - в положении III (таблица над фиг. 2 слева). В работу включены 1-я, 3-я, 4-я пары шестерен и ПМ в режиме U^b _ha=1/(K+1)=1/3,63=0,275; lq 0,275=-0,56.

До зубчатого венца 19 вторичного вала 3 крутящий момент поступает как на 1-й и 9-й передачах, далее как на 9-й передаче по муфте D на зубчатый венец 28, трубчатый вал 27, на водило 24; затем сателлиты 25, обкатываясь по остановленному эпициклическому колесу 26, вращают солнечную шестерню 21 с увеличенной частотой (передаточное число меньше единицы), по валу 4, на зубчатый венец 23 и по муфте F (39) на трехпозиционный зубчатый венец 38 и выходной вал 5.

На лучевой диаграмме (фиг. 2) этой передаче принадлежат: пологий луч 1 из т. 0 направо вверх к средней горизонтали под №13, далее луч 3 налево вниз, затем пологий луч 4 направо вверх к средней горизонтали под №9, далее пологий луч вверх налево U^b _ha к т. 17 на верхней горизонтали.

Передаточное число 17-й передачи МКП

u₁₇=U_p1×U^b _ha=U₁×(l/U₃)×U₄×U^b _ha=2,57×1/1,58×3,1×0,275=1,386; lq 1,386=0,14.

18 передача

Переключаем муфту А в правое (П) положение - вместо пары шестерен 1 (6-10) включаем в работу пару шестерен 2 (7-11), передаточное число которой немного ниже, чем у первой пары.

От входного вала 2 по зубчатому венцу и муфте 14 (А) крутящий момент поступает на пару шестерен 2 (7-11), по нижней полумуфте 16 (В) на 3-ю пару шестерен (12-8), далее как на 17-й передаче.

На лучевой диаграмме этой передаче принадлежат: пологий луч 2 из т. 0 направо вверх к средней горизонтали под №14, далее луч 3 налево вниз, затем пологий луч 4 направо вверх к средней горизонтали под №10, далее пологий луч U^b _ha к т. 18 на верхней горизонтали.

Передаточное число 18-й передачи МКП

u₁₈=U_p2×U^b _ha=U₂×(1/U₃)×U₄×U^b _ha=2,19×1/1,58×3,1×0,275=1,183; lq 1,183=0,07.

19 передача

Переключаем в правое (П) положение муфту В, возвращаем муфту А в левое положение - вместо пары шестерен 3 (12-8) включаем в работу пару шестерен 2 (7-11), работают 1-я, 2-я, 4-я пары шестерен и ПМ.

От входного вала 2 по зубчатому венцу и муфте 14 (А) крутящий момент поступает на пару шестерен 1 (6-10), по трубчатому валу блока на 2-ю пару шестерен (11-7), по верхней полумуфте 15 (В) на блок шестерен 8 и 9, далее как на 18-й передаче.

На лучевой диаграмме этой передаче принадлежат: пологий луч 1 из т. 0 направо вверх к средней горизонтали под №13, далее луч 2 налево вниз, затем пологий луч 4 направо вверх к средней горизонтали под №11, далее пологий луч U^b _ha к т. 19 на верхней горизонтали.

Передаточное число 19-й передачи МКП

u₁₉=U_p3×U^b _ha=U₁×(1/U₂)×U₄×U^b _ha=2,57×1/2,19×3,11×0,275=1,0;

lq 1,0=0,0.

20 передача

Переключаем муфту А в правое положение. Вместо трех пар шестерен работает только пара шестерен 4.

От входного вала 2 по зубчатому венцу и муфте 14 (А) крутящий момент поступает на отдельную шестерню 7, по верхней полумуфте 15 (В) на блок шестерен 8 и 9, далее как на 19-й передаче.

На лучевой диаграмме эта передача представлена лучом 4, далее пологий луч ПМ в режиме U^b _ha к т. 20 на верхней горизонтали.

Передаточное число 20-й передачи МКП

u₂₀=U_p4×U^b _ha=U₄×U^b _ha=3,11×0,275=0,86;

lq 0,86=-0,07.

21 передача

По сравнению с 20-й передачей переключаем муфты А, В и С из правого положения в левое, вместо 4-й пары шестерен включаем в работу 1-ю пару шестерен.

От входного вала 2 по зубчатому венцу и муфте 14 (А) крутящий момент поступает на 1-ю пару шестерен 6-10, по трубчатому валу нижнего блока, по нижней полумуфте 16 (В) на отдельную шестерню 12, далее по муфте 18 (С) на вторичный вал 3, затем как на предыдущих передачах.

На лучевой диаграмме эта передача представлена лучом 1, далее пологий луч ПМ в режиме U^b _ha к т. 21 на верхней горизонтали.

Передаточное число 21-й передачи МКП

u₂₁=U_p5×U^b _ha=U₁×U^b _ha=2,57×0,275=0,707;

lq 0,707=-0,15.

22 передача

По сравнению с 21-й передачей переключаем муфту А из левого положения в правое, вместо 1-й пары шестерен включаем в работу 2-ю пару шестерен.

От входного вала 2 по зубчатому венцу и муфте 14 (А) крутящий момент поступает на 2-ю пару шестерен 7-11, по нижней полумуфте 16 (В) на отдельную шестерню 12, далее как на предыдущей передаче.

На лучевой диаграмме эта передача представлена лучом 2, далее пологий луч ПМ в режиме U^b _ha к т. 22 на верхней горизонтали.

Передаточное число 22-й передачи МКП

u₂₂=U_p6×U^b _ha=U₂×U^b _ha=2,19×0,275=0,60; lq 0,60=-0,22.

23 передача

По сравнению с 22-й передачей переключаем муфту А из правого положения в левое, муфту В из левого положения в правое, вместо 2-й пары шестерен включаем в работу три пары шестерен: 1-ю, 2-ю и 3-ю.

От входного вала 2 по зубчатому венцу и муфте 14 (А) крутящий момент поступает на первую пару шестерен 6-10, по нижнему трубчатому валу блока на 2-ю пару шестерен 7-11, по верхней полумуфте 15 (В) на 3-ю пару шестерен 8-12, далее по муфте 18 (С) на вторичный вал 3, затем как на предыдущих передачах.

На лучевой диаграмме эта передача представлена тремя лучами 1-2-3 между нижней и средней горизонталями, далее пологий луч ПМ в режиме U^b _ha к т. 23 на верхней горизонтали.

Передаточное число 23-й передачи МКП

u₂₃=U_p7×U^b _ha=U₁×(1/U₂)×U₃×U^b _ha=2,57×1/2,19×1,58×0,275=0,51; lq 0,51=-0,29.

24 передача

По сравнению с 23-й передачей переключаем муфту А из левого положения в правое - вместо трех пар шестерен работает 3-я пара шестерен.

От входного вала 2 по зубчатому венцу и муфте 14 (А) крутящий момент поступает на отдельную шестерню 7, по верхней полумуфте 15 (В) на 3-ю пару шестерен 8-12, далее по муфте 18 (С) на вторичный вал 3, затем как на предыдущих передачах.

На лучевой диаграмме эта передача представлена лучом 3, далее пологий луч ПМ в режиме U^b _ha к т. 24 на верхней горизонтали.

Передаточное число 24-й передачи МКП

u₂₄=U_p8×U^b _ha=U₃×U^b _ha=1,58×0,275=0,435; lq 0,435=-0,36.

1R - 1-я передача заднего хода

Муфты А и В находятся в левом (Л) положении, муфта С - в правом (П), муфты D и F - в положении I, муфта Ε - в положении II (таблица под фиг. 2 справа). В работу включены 1-я, 3-я, 4-я пары шестерен и ПМ в режиме U^h _ab=-|К|=2,63; lq 2,63=-|0,42|. Знак «минус» указывает на изменение направления вращения выходного вала по сравнению с входным валом.

До зубчатого венца 19 вторичного вала 3 крутящий момент поступает как на 1-й, 9-й и 17-й передачах, далее как на 1-й передаче по муфте D на зубчатый венец 22, на вал 4, солнечную шестерню 21; сателлиты 25, обкатываясь по остановленному водилу 24, вращают эпициклическое колесо 26 с уменьшенной частотой (передаточное число больше единицы), по корпусу 31, по трубчатому валу 36, на зубчатый венец 37 и по муфте F (39) на трехпозиционный зубчатый венец 38 и выходной вал 5.

На лучевой диаграмме (фиг. 2) этой передаче принадлежат: пологий луч 1 из т. 0 направо вверх к средней горизонтали под №13, далее луч 3 налево вниз, затем пологий луч 4 направо вверх к средней горизонтали под №9, далее пологий луч вниз направо U^h _ab к т. 1R на нижней горизонтали.

Передаточное число передачи 1R МКП

u_1R=U_p1×U^h _ab=U₁×(1/U₃)×U₄×U^h _ab=-|2,57×1/1,58×3,1×2,63|=-113,26|;

lq 13,26=1,12.

2R - 2-я передача заднего хода

Переключаем муфту А в правое (П) положение - вместо пары шестерен 1 (6-10) включаем в работу пару шестерен 2 (7-11), передаточное число которой немного ниже, чем у первой пары.

От входного вала 2 по зубчатому венцу и муфте 14 (А) крутящий момент поступает на пару шестерен 2 (7-11), по нижней полумуфте 16 (В) на 3-ю пару шестерен (12-8), далее как на передаче 1R.

На лучевой диаграмме этой передаче принадлежат: пологий луч 2 из т. 0 направо вверх к средней горизонтали под №14, далее луч 3 налево вниз, затем пологий луч 4 направо вверх к средней горизонтали под №10, далее пологий луч вниз направо U^h _ab к т. 2R на нижней горизонтали.

Передаточное число передачи 2R МКП

u_2R=U_p2×U^h _ab=U₂×(1/U₃)×U₄×U^h _ab=-|2,19×1/1,58×3,1×2,63|=-|11,31|;

lq 11,31=1,05.

3R - 3-я передача заднего хода

Переключаем в правое (П) положение муфту В, возвращаем муфту А в левое положение - вместо пары шестерен 3 (12-8) включаем в работу пару шестерен 2 (7-11), работают 1-я, 2-я, 4-я пары шестерен и ПМ.

От входного вала 2 по зубчатому венцу и муфте 14 (А) крутящий момент поступает на пару шестерен 1 (6-10), по трубчатому валу блока на 2-ю пару шестерен (11-7), по верхней полумуфте 15 (В) на блок шестерен 8 и 9, далее как на передаче 2R.

На лучевой диаграмме этой передаче принадлежат: пологий луч 1 из т. 0 направо вверх к средней горизонтали под №13, далее луч 2 налево вниз, затем пологий луч 4 направо вверх к средней горизонтали под №11, далее пологий луч вниз направо U^h _ab к т. 3R на нижней горизонтали.

Передаточное число передачи 3R МКП

u_3R=U_p3×U^h _ab=U₁×(1/U₂)×U₄×U^h _ab=-|2,57×1/2,19×3,1×2,63|=-|9,57|;

lq 9,57=0,98.

4R - 4-я передача заднего хода

Переключаем муфту А в правое положение. Вместо трех пар шестерен работает только пара шестерен 4.

От входного вала 2 по зубчатому венцу и муфте 14 (А) крутящий момент поступает на отдельную шестерню 7, по верхней полумуфте 15 (В) на блок шестерен 8 и 9, далее как на передаче 3R.

На лучевой диаграмме эта передача представлена лучом 4, далее пологий луч вниз направо U^h _ab к т. 4R на нижней горизонтали.

Передаточное число передачи 4R МКП

u_4R=U_p4×U^h _ab=U₄×U^h _ab=-|3,1×2,63|=-|8,15|;lq 8,15=0,91.

5R - 5-я передача заднего хода

По сравнению с передачей 4R переключаем муфты А, В и С из правого положения в левое, вместо 4-й пары шестерен включаем в работу 1-ю пару шестерен.

От входного вала 2 по зубчатому венцу и муфте 14 (А) крутящий момент поступает на 1-ю пару шестерен 6-10, по трубчатому валу нижнего блока, по нижней полумуфте 16 (В) на отдельную шестерню 12, далее по муфте 18 (С) на вторичный вал 3, затем как на предыдущих передачах.

На лучевой диаграмме эта передача представлена лучом 1, далее пологий луч вниз направо U^h _ab к т. 5R на нижней горизонтали.

Передаточное число передачи 5R МКП

u_5R=U_p5×U^h _ab=U₁×U^h _ab=-|2,57×2,63|=-16,76|; lq 6,76=0,83.

6R - 6-я передача заднего хода

По сравнению с передачей 5R переключаем муфту А из левого положения в правое, вместо 1-й пары шестерен включаем в работу 2-ю пару шестерен.

От входного вала 2 по зубчатому венцу и муфте 14 (А) крутящий момент поступает на 2-ю пару шестерен 7-11, по нижней полумуфте 16 (В) на отдельную шестерню 12, далее как на предыдущей передаче.

На лучевой диаграмме эта передача представлена лучом 2, далее пологий луч вниз направо U^h _ab к т. 6R на нижней горизонтали.

Передаточное число передачи 6R МКП

u_6R=U_p6×U^h _ab=U₂×U^h _ab=-|2,19×2,63|=-15,76|; lq 5,76=0,76.

7R - 7-я передача заднего хода

По сравнению с передачей 6R переключаем муфту А из правого положения в левое, муфту В из левого положения в правое, вместо 2-й пары шестерен включаем в работу три пары шестерен: 1-ю, 2-ю и 3-ю.

От входного вала 2 по зубчатому венцу и муфте 14 (А) крутящий момент поступает на первую пару шестерен 6-10, по нижнему трубчатому валу блока на 2-ю пару шестерен 7-11, по верхней полумуфте 15 (В) на 3-ю пару шестерен 8-12, далее по муфте 18 (С) на вторичный вал 3, затем как на предыдущих передачах.

На лучевой диаграмме эта передача представлена тремя лучами 1-2-3 между нижней и средней горизонталями, далее пологий луч вниз направо U^h _ab к т. 7R на нижней горизонтали.

Передаточное число передачи 7R МКП

u_7R=U_p7×U^h _ab=U₁×(1/U₂)×U₃×U^h _ab=-|2,57×1/2,19×1,58×2,63|=-14,88|;

lq 4,88=0,69.

8R - 8-я передача заднего хода

По сравнению с передачей 7R переключаем муфту А из левого положения в правое - вместо трех пар шестерен работает 3-я пара шестерен 9-13.

От входного вала 2 по зубчатому венцу и муфте 14 (А) крутящий момент поступает на отдельную шестерню 7, по верхней полумуфте 15 (В) на 3-ю пару шестерен 8-12, далее по муфте 18 (С) на вторичный вал 3, затем как на предыдущих передачах. На лучевой диаграмме эта передача представлена лучом 3, далее пологий луч вниз направо U^h _ab к т. 8R на нижней горизонтали.

Передаточное число передачи 8R МКП

u_8R=U_p8×U^h _ab=U₃×U^h _ab=-|1,58×2,63|=-14,16|; lq 4,16=0,62.

Обозначения:

1 - корпус МКП (многоступенчатой коробки передач);

2 - входной вал;

3 - вторичный вал;

4 - вал привода солнечной шестерни ПМ (планетарного механизма);

5 - выходной вал;

6 и 7 - отдельные шестерни входного вала;

8 и 9 - шестерни блока входного вала 2;

10 и 11 - шестерни блока вторичного вала 3;

12 и 13 - отдельные шестерни вторичного вала 3;

14 (А) - трехпозиционная муфта переключения входного вала 2;

15 и 16 (В) - противоположно развернутые двухпозиционные полумуфты переключения входного 2 и вторичного 3 валов;

17 - вилка переключения полумуфт 15 и 16;

18 - трехпозиционная муфта переключения вторичного вала 3;

19 - двухпозиционный зубчатый венец вторичного вала 3;

20 (D) - двухпозиционная муфта зубчатого венца 19;

21 (а) - солнечная шестерня ПМ;

22 - зубчатый венец входа солнечной шестерни 21 на валу 4;

23 - зубчатый венец выхода солнечной шестерни 21 на валу 4;

24 (h) - водило ПМ;

25 - сателлиты ПМ;

26 (в) - эпициклическое колесо ПМ;

27 - трубчатый входной вал водила 24 ПМ;

28 - зубчатый венец трубчатого входного вала 27;

29 - трубчатый выходной вал водила 24 ПМ;

30 - зубчатый венец трубчатого выходного вала 29;

31 - корпус эпициклического колеса 26 ПМ;

32 - трубчатый входной вал корпуса 31;

33 - зубчатый венец трубчатого входного вала 32;

34 - зубчатый венец стенки корпуса 1;

35 (Е) - двухпозиционная муфта остановки водила и эпициклического колеса;

36 - трубчатый выходной вал корпуса 31;

37 - зубчатый венец трубчатого выходного вала 36;

38 - трехпозиционный зубчатый венец выходного вала 5 МКП;

39 (F) - трехпозиционная муфта выходного вала 5.

Изобретение относится к наземным транспортным системам. Несоосная вально-планетарная коробка передач содержит восьмиступенчатый двухвальный несоосный агрегат, имеющий четыре пары зацепленных шестерен, простой трехзвенный планетарный механизм и шесть муфт переключения передач. На выходе вторичного вала закреплен двухпозиционный зубчатый венец с двухпозиционной муфтой переключения, рядом с зубчатым венцом расположен зубчатый венец входа солнечной шестерни. Обеспечивается оптимальный эксплуатационный режим движения. 2 ил.

Несоосная вально-планетарная коробка передач, которая содержит двухвальный агрегат с четырьмя парами взаимозацепленных шестерен и простой трехзвенный планетарный механизм, на входном и вторичном валах свободно установлены по блоку из двух шестерен и по две отдельные шестерни, на каждом валу между отдельными шестернями закреплен зубчатый венец с трехпозиционной муфтой переключения, а между блоками и отдельной шестерней на зубчатых венцах расположены противоположно развернутые двухпозиционные полумуфты, взаимосвязанные вилкой переключения, солнечная шестерня планетарного механизма закреплена на валу, на котором также закреплен зубчатый венец, соосно валу солнечной шестерни расположен выходной вал с трехпозиционным зубчатым венцом, на котором установлена трехпозиционная муфта переключения; сателлиты, расположенные на осях водила, зацеплены с солнечной шестерней, а также с эпициклическим колесом, к корпусу которого закреплен трубчатый выходной вал с зубчатым венцом, рядом с ним расположен зубчатый венец трубчатого выходного вала водила, двухпозиционная муфта установлена на зубчатом венце стенки корпуса рядом с зубчатым венцом трубчатого входного вала корпуса эпициклического колеса и зубчатым венцом трубчатого входного вала водила планетарного механизма, отличающаяся тем, что на выходе вторичного вала закреплен двухпозиционный зубчатый венец с двухпозиционной муфтой переключения, рядом с этим зубчатым венцом расположен зубчатый венец входа солнечной шестерни, закрепленный на валу этой шестерни.