ВАЛЬНОПЛАНЕТАРНАЯ МНОГОСТУПЕНЧАТАЯ КОРОБКА ПЕРЕДАЧ 28R8+12 Российский патент 2024 года по МПК B60K17/16 F16H3/85 F16H37/08 

Изобретение относится к транспортному машиностроению, в частности к трансмиссии транспортных машин.

Известны агрегаты трансмиссии со ступенчатым изменением передаточных чисел, содержащие шестерни, валы, опоры, устройства переключения передач, применяемые на отечественных и зарубежных автомобилях. (1. Автомобили: Конструкция, конструирование и расчет. Трансмиссия. /Под ред. А.И.Гришкевича. Мн.: Выш. шк., 1985.-240 с. 2. Некрасов В.И. Многоступенчатая трансмиссия. Конструкция, конструирование и расчет: Учеб. пособие. – Курган, Изд-во Курганского гос. ун-та, 2001. – 155 с.).

Эти агрегаты конструктивно сложны, металлоемки.

Наиболее близкой к предлагаемой МКП (многоступенчатой коробке передач) является КП по патенту RU № 2406898. Бюл. N 35 от 23.11.2010. Авторы: Некрасов В.И., Кузнецов К.А., Зиганшин Р.А.

14-ступенчатая несоосная вальнопланетарная КП (коробка передач) типа 14R10 (14 передач переднего хода и 10 передач заднего хода) содержит двухвальный несоосный редуктор, в опорах которого соосно установлены входной вал и дополнительный вал, параллельно им расположены вторичный вал и выходной вал водила трехзвенного ПМ (планетарного механизма). На вторичном валу две шестерни объединены в блок и зацеплены с шестерней входного вала и ведущей шестерней дополнительного вала. Между этими шестернями на зубчатом венце входного вала установлена трехпозиционная муфта переключения, аналогичная муфта установлена на зубчатом венце вторичного вала. На дополнительном валу закреплены две шестерни переднего хода, зацепленные с шестернями, свободно установленными на вторичном валу. На выходном валу закреплен трехпозиционный зубчатый венец, на котором расположена трехпозиционная муфта переключения.

Описанная КП проще типовых конструкций трансмиссионных агрегатов, приведенных в книге, обеспечивает диапазон передаточных чисел (отношение передаточных чисел низшей передачи к высшей) достаточный для большинства обычных транспортных средств, обладает малой металлоемкостью, но имеет эксплуатационные ограничения для НТС специального назначения по диапазону и числу передач.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в расширении эксплуатационных возможностей НТС при увеличении числа передач и диапазона.

Поставленная задача решается за счет расширения использования кинематических возможностей простого трехзвенного ПМ (планетарного механизма) при исключении из конструкции КП шестерен заднего хода.

Указанный технический результат достигается тем, что многоступенчатая коробка передач содержит корпус, в опорах которого расположен входной вал, параллельно ему соосно установлены валы, в том числе выходной вал с закрепленным на нем трехпозиционным зубчатым венцом, на валах расположены пары шестерен, между шестернями с зубчатыми венцами на входном валу закреплен зубчатый венец с трехпозиционной муфтой переключения, при этом на промежуточном валу закреплены три шестерни, зацепленные с шестернями, свободно установленными на входном и вторичном валах, на торце вторичного вала закреплен зубчатый венец с трехпозиционной муфтой переключения, в опорах вторичного вала в корпусе коробки передач закреплены зубчатые венцы, около них на вторичном валу закреплены зубчатые венцы, рядом с ними свободно установлены три ведущие шестерни, оснащенные двухпозиционными зубчатыми венцами, на зубчатых венцах расположены трехпозиционные муфты переключения; ведущие шестерни зацеплены с ведомыми шестернями привода звеньев планетарного механизма: с валом солнечной шестерни, с водилом и эпициклическим колесом; на валу солнечной шестерни, выходном трубчатом валу водила и аксиальном валу корпуса эпициклического колеса закреплены зубчатые венцы, рядом с трехпозиционным зубчатым венцом выходного вала, на этих венцах расположена трехпозиционная муфта переключения.

Предлагаемое техническое решение позволяет увеличить число передач и диапазон МКП, повышает эксплуатационные свойства НТС.

На фиг. 1 изображена кинематическая схема МКП (многоступенчатой коробки передач) 28R8+12_∑ (28 передач переднего хода, 8 передач заднего хода в редукторных режимах ПМ и 12 передач в суммирующих режимах ПМ, когда крутящий момент поступает на два звена и снимается с третьего звена), состоящей из трехвальной четырехступенчатой КП (коробки передач), имеющей три пары шестерен, и присоединенного к ней простого трехзвенного ПМ (планетарного механизма), состоящего из водила с сателлитами (h), солнечной шестерни (a) и эпициклического колеса (b), который реализует несколько режимов работы. В нижней части приведены буквенные обозначения пар шестерен переднего хода, а также привода ПМ (c, e, f, i, j, k).

На фиг. 2 приведена структурная лучевая диаграмма МКП фиг. 1 с таблицей положений муфт переключения на передачах переднего хода. В верхней строке таблицы показаны включенные в работу пары шестерен и режимы работы ПМ. На горизонтальных шкалах приведены в логарифмическом виде величины передаточных чисел пар шестерен и передач. Над верхней горизонталью показаны передачи переднего хода МКП (G): 1,2.. 28. На нижней горизонтали: верхняя неравномерная шкала U – величина передаточных чисел в натуральном виде, нижняя равномерная шкала – в логарифмическом – lq U. Верхняя горизонталь соответствует передаточным числам на выходном валу МКП, вторая сверху горизонталь - на входе в ПМ; нижняя шкала – на промежуточном валу КП. На второй снизу шкале: точка 0 соответствует входу крутящего момента и 4-й прямой передаче, правее – передачи на выходе КП: 3-я, 2-я и 1-я; на этой шкале также отмечены передачи заднего хода: справа налево 1R - 8R. Обозначения пар шестерен указаны на лучах. Чем значительнее наклон луча направо, тем больше передаточное число. Левый наклон луча указывает на ускоряющий режим работы пары шестерен. Наклон луча каждой пары шестерен постоянный на любом участке лучевой диаграммы.

В опорах корпуса МКП 1 (фиг. 1) соосно расположены входной вал 2 и вторичный вал 3, параллельно им установлены промежуточный вал 4 и вал 5 привода солнечной шестерни ПМ. На входном валу 2 свободно установлены отдельные шестерни 10 и 11, на вторичном валу 3 свободно установлены отдельные шестерни 12 -15. Шестерни 13 -15 оснащены двумя зубчатыми венцами. На промежуточном валу 4 закреплены шестерни 16-18. Отдельная шестерня 19 закреплена на валу 5 привода солнечной шестерни. Шестерня 20 закреплена на водиле ПМ, а шестерня 21 – на корпусе эпициклического колеса. Получили пары взаимозацепленных шестерен: с – 10 и 16, е – 11 и 17, f – 12 и 18, i – 13 и 19, j – 14 и 20, k – 15 и 21. Простой ПМ состоит их трех звеньев: водила 22 (h) с сателлитами 23 на осях 24, которые зацеплены с солнечной шестерней 25 (а) и эпициклическим колесом 26 (b) с корпусом 27. Между шестернями 10 и 11 на входном валу 2 закреплен зубчатый венец 28; между шестернями 11 и 12 на вторичном валу 3 закреплен зубчатый венец 29. На вторичном валу 3 закреплены зубчатые венцы: 30 рядом с шестерней 13, 31 рядом с шестерней 14 и 32 рядом с шестерней 15. На промежуточной стенке корпуса 1 закреплены зубчатый венец 33 рядом с зубчатым венцом 30 и зубчатый венец 34 рядом с зубчатым венцом 31. На задней стенке корпуса 1 закреплен зубчатый венец 35 рядом с зубчатым венцом 32. На аксиальном валу 9 закреплен зубчатый венец 36. Рядом с ним на трубчатом валу 8 закреплен зубчатый венец 37. Далее на валу 5 закреплен зубчатый венец 38. Трехпозиционный зубчатый венец 39 закреплен на выходном валу 6. Трехпозиционная муфта 40 (А) расположена на зубчатом венце 28. Аналогичная трехпозиционная муфта 41 (В) расположена на зубчатом венце 29. Трехпозиционная муфта 42 (С) расположена на зубчатых венцах 33, 30 и шестерни 13. Трехпозиционная муфта 43 (Е) расположена на зубчатых венцах 34, 31 и шестерни 14. Трехпозиционная муфта 44 (F) расположена на зубчатых венцах 35, 32 и шестерни 15. Трехпозиционная муфта 45 (J) расположена на зубчатых венцах 36, 37, 38 и 39 выходного вала 6.

Простой трехзвенный ПМ (планетарный механизм) может быть дифференциалом, когда все звенья свободны; редуктором, когда одно из звеньев ПМ остановлено; или суммирующим механизмом, когда крутящий момент поступает на два звена ПМ, а снимается с третьего звена. ПМ характеризуется внутренним параметром К = Zb/Za, равным отношению чисел зубьев шестерен, находящихся в зацеплении с сателлитами. На фиг. 1 изображен ПМ с К = 2 (Zb = 2 Za) - на эпициклическом колесе число зубьев в два раза больше числа зубьев на солнечной шестерне.

МКП может быть разделена на две отдельные части на уровне промежуточной стенки корпуса 1 между парами шестерен (f): 12 - 18 и (i): 13 – 19: 1) 4-х ступенчатая трехвальная КП из трех пар шестерен; 2) ПМ с тремя парами шестерен привода звеньев. Вторичный вал 3 надо разделить на две части с карданной передачей между ними.

Работа МКП осуществляется следующим образом: ПМ в редукторном режиме может реализовать 5 передач переднего хода и две передачи заднего хода:

U^b_{a h} = К+1;. U^a _{b h} = (К+1)/К; Uаа = Uhh = Uвв= 1,0; U^a _{h b} = К/(К+1); U^b _{h a} = 1,0/(К+1); U ^h_{a b} = - К; U ^h_{b a} = - 1,0/К. Верхний индекс указывает на остановленное звено ПМ, нижние индексы – на звенья входа и выхода крутящего момента. Знак «минус» указывает на изменение направления вращения выходного звена по отношению к входному звену ПМ.

Для варианта компоновки АВ суммарная редукция пар шестерен КП в интервалах q, отношениях передаточных чисел соседних передач, составляет Р = 1,5+0,5+1,5 = 3,5. Зададим величину интервала между передачами q = 1,32; lq q = 0,12.

Величины передаточных чисел пар шестерен равны интервалу в степени, показанной при расчете Р:

U_с= U_k = q ^1,5 = 1,32 ^1,5 = 1,52; lq 1,52 = 0,18;

U_е = U_f = q^0,5 = 1,32^0,5 = 1,15; lq 1,15 ≈ 0,06;

По лучевой диаграмме подберем величины передаточных чисел пар шестерен привода звеньев ПМ: U_i = 2,4; U_j = 1,15; U_k = 2,2.

Передаточные числа невысокие: 2,4; 2,2; 1,52; 1,15; что обеспечивает снижение металлоемкости МКП.

Работа МКП осуществляется следующим образом:

1-я передача (c f i U_ah^b)

Муфты А и С находятся в левом (L) положении, муфты В и F – в правом (П), муфта Е – в нейтральном (N) положении, муфта J в положении II (см. табл. фиг. 2 справа). Включены три пары шестерен: первая «c», третья «f», а также пара шестерен (i) в приводе солнечной шестерни 25 (а) ПМ.

На лучевой диаграмме эта передача представлена тремя лучами пар шестерен и лучом режима работы ПМ: U_ah^b. Из точки 0 слева на второй горизонтали снизу луч (с) направо вниз, далее луч (f) направо вверх, затем пологий луч (i) направо вверх к второй сверху горизонтали и пологий луч U_ah^b направо вверх к точке 1.

Крутящий момент (см. фиг. 1) от входного вала 2 зубчатым венцом 28, муфтой 40 (А) передается на пару шестерен (с), от верхней шестерни 10 вниз на шестерню 16, далее по промежуточному валу 4 на пару шестерен (f), от шестерни 18 на шестерню 12, муфтой 41 (В) на зубчатый венец 29, по вторичному валу 3, зубчатому венцу 30, муфтой 42 (С) на пару шестерен (i), от шестерни 13 на шестерню 19 и вал 5 привода солнечной шестерни 25 (а), на сателлиты 23 и осями 24 на водило 22 (h), далее трубчатым валом 8 на зубчатый венец 37, трехпозиционной муфтой 45 (J) на зубчатый венец 39, от него на выходной вал 6. Левый венец трехпозиционной муфты 44 (F) замыкает зубчатый венец 35 корпуса 1 с правым зубчатым шестерни 15, останавливает ее относительно корпуса 1. Шестерня 15 останавливает зацепленную с ней шестерню 21, эпициклическое колесо 26 (b) ПМ, корпус 27 эпициклического колеса на аксиальном валу 9.

Передаточное число 1-й передачи:

U₁ = Uc Uf Ui U_ah^b = 1,52*1,52*2,4*3,0 = 16,63; lq 16,63 = 1,22.

2-я передача (е f i U_ah^b)

Переключаем муфту А в правое положение – заменяем первую (с) пару на вторую (е) пару шестерен.

На лучевой диаграмме эта передача представлена тремя лучами пар шестерен и лучом режима работы ПМ: U_ah^b. Из точки 0 слева на второй горизонтали снизу крутой луч (е) направо вниз, далее луч (f) направо вверх, затем пологий луч (i) направо вверх к второй сверху горизонтали и пологий луч U_ah^b направо вверх к точке 2.

Крутящий момент от входного вала 2 зубчатым венцом 28, муфтой 40 (А) передается на пару шестерен (е), от верхней шестерни 11 вниз на шестерню 17, далее как на предыдущей передаче.

Передаточное число 2-й передачи

U₂ = U е Uf Ui U_ah^b = 1,15*1,52*2,4*3,0 = 12,59; lq 12,59 = 1,1.

Интервал q = 16,63/12,59 = 1,32.

3-я передача (c е i U_ah^b)

Возвращаем муфту В в левое положение. По сравнению с 1-й передачей заменяем третью (f) пару на вторую (е) пару шестерен.

На лучевой диаграмме эта передача представлена тремя лучами пар шестерен и лучом режима работы ПМ: U_ah^b. Из точки 0 слева на второй горизонтали снизу луч (с) направо вниз, далее крутой луч (е) налево вверх в ускоряющем режиме, затем пологий луч (i) направо вверх к второй сверху горизонтали и пологий луч U_ah^b направо вверх к точке 3.

Крутящий момент от входного вала 2 зубчатым венцом 28, муфтой 40 (А) передается на пару шестерен (с), от верхней шестерни 10 вниз на шестерню 16, по промежуточному валу 4 на пару шестерен (е), от шестерни17 на шестерню 11, муфтой 41 (В) на зубчатый венец 29, далее как на предыдущей передаче.

Передаточное число 3-й передачи

U ₃ = Uс (1/Uе) Ui U_ah^b = 1,52*(1,0/1,15)*2,4*3,0 = 9,52; lq 9,52 = 0,98.

Интервал q = 12,59/9,52 = 1,32.

4-я передача (c f k U_bh^a)

Муфты А и F находятся в левом (L) положении, муфты В и С – в правом (П), муфта Е – в нейтральном (N) положении, муфта J в положении II (см. табл. фиг. 2 над т. 4). Включены три пары шестерен: первая (c), третья (f), а также пара шестерен (k) в приводе эпициклического колеса 26 (b) ПМ.

На лучевой диаграмме эта передача представлена тремя лучами пар шестерен и лучом режима работы ПМ: U_bh^a. Из точки 0 слева на второй горизонтали снизу луч (с) направо вниз, далее луч (f) направо вверх, затем пологий луч (k) направо вверх к второй сверху горизонтали и крутой луч U_bh^a направо вверх к точке 4.

Крутящий момент от входного вала 2 зубчатым венцом 28, муфтой 40 (А) передается на пару шестерен (с), от верхней шестерни 10 вниз на шестерню 16, далее по промежуточному валу 4 на пару шестерен (f), от шестерни 18 на шестерню 12, муфтой 41 (В) на зубчатый венец 29, по вторичному валу 3, зубчатым венцом 30, муфтой 32 (F) на пару шестерен (k), от шестерни 15 на шестерню 20, на эпициклическое колесо 26 (b), на сателлиты 23 и осями 24 на водило 22 (h), далее трубчатым валом 8 на зубчатый венец 37, трехпозиционной муфтой 45 (J) на зубчатый венец 39, от него на выходной вал 6. Левый венец трехпозиционной муфты 42 (С) замыкает зубчатый венец 35 корпуса 1 с правым зубчатым венцом шестерни 13, останавливает ее относительно корпуса 1. Шестерня 13 останавливает зацепленную с ней шестерню 19, вал 5 и солнечную шестерню 25 (а) ПМ.

Передаточное число 4-й передачи:

U₄ = Uc Uf Uk U_bh^a = 1,52*1,52*1,48*2,2*1,5 = 7,52; lq 7,52 = 0,88.

Интервал q = 9,52/7,52 = 1,266.

5-я передача (i U_ah^b)

Муфты А и F в правом положении, муфты В и С в левом положении, муфта Е – в нейтральном (N) положении, муфта J в положении II.

На лучевой диаграмме эта передача представлена лучом i и лучом режима работы ПМ: U_ah^b.

Крутящий момент от входного вала 2 зубчатым венцом 28, муфтой 40 (А) передается на шестерню 11 (с), муфтой 41 (В) на зубчатый венец 29, далее как на 1-3-й передачах.

Передаточное число 5-й передачи

U₅ = U i U_ah^b = 2,4*3,0 = 7,2; lq 7,2 = 0,857.

Интервал q = 7,52/7,2 = 1,044.

6-я передача (е f k U_bh^a)

Муфты А, В и С в правом положении, остальные муфты в положении 4-й передачи.

На лучевой диаграмме эта передача представлена тремя лучами пар шестерен и лучом режима работы ПМ: U_bh^a. Из точки 0 слева на второй горизонтали снизу крутой луч (е) направо вниз, далее луч (f) направо вверх, затем луч (k) направо вверх к второй сверху горизонтали и крутой луч U_bh^a направо вверх к точке 6.

Крутящий момент до вала 3 передается как на 2-й передаче, далее как на 4-й передаче.

Передаточное число 6-й передачи

U₆ = Uе U f U k U_bh^a = 1,15*1,52*2,2*1,5 = 5,77; lq 5,77 = 0,76.

Интервал q = 7,2/5,77 = 1,25.

7-я передача (c f i U_aа)

Муфты А и С находятся в левом (L) положении, муфта В – в правом (П), муфты Е и F – в нейтральном (N) положении, муфта J в положении III. Включены три пары шестерен: первая (c), третья (f), а также пара шестерен (i) в приводе солнечной шестерни 25 (а) ПМ.

На лучевой диаграмме эта передача представлена тремя лучами пар шестерен и лучом режима работы ПМ: U_aа. Из точки 0 слева на второй горизонтали снизу луч (с) направо вниз, далее луч (f) направо вверх, затем пологий луч (i) направо вверх к второй сверху горизонтали и вертикальный луч U_aа вверх к точке 7.

Крутящий момент от входного вала 2 до солнечной шестерни 25 (а) передается как на 1-й передаче, далее по муфте J в положении III.

Передаточное число 7-й передачи:

U₇ = Uc Uf Ui U_aа = 1,52*1,52*2,4*1,0 = 5,54; lq 5,54 = 0,744.

Интервал q = 5,77/5,54 = 1,04.

8-я передача (c f k U_bb)

Муфты А и F находятся в левом (L) положении, муфта В – в правом (П), муфты Е и С – в нейтральном (N) положении, муфта J в положении I. Включены три пары шестерен: первая (c), третья (f), а также пара шестерен (k) в приводе эпициклического колеса 26 (b) ПМ.

На лучевой диаграмме эта передача представлена тремя лучами пар шестерен и лучом режима работы ПМ: U_bb. Из точки 0 слева на второй горизонтали снизу луч (с) направо вниз, далее луч (f) направо вверх, затем пологий луч (k) направо вверх к второй сверху горизонтали и вертикальный луч U_bb вверх к точке 8.

Крутящий момент от входного вала 2 до эпициклического колеса 26 (b) передается как на 4-й передаче, далее как на предыдущей передаче, но муфта J в положении I.

Передаточное число 8-й передачи:

U₈ = Uc Uf Uk U_bb = 1,52*1,52*2,2*1,0 = 5,08; lq 5,08 = 0,706. Интервал q = 5,77/5,08 = 1,136.

9-я передача (c е k U_bh^a)

Муфты А, В и F находятся в левом (L) положении, остальные муфты в положении 4-й и 6-й передач.

На лучевой диаграмме эта передача представлена тремя лучами пар шестерен и лучом режима работы ПМ: U_bh^a. Из точки 0 слева на второй горизонтали снизу пологий луч (с) направо вниз, далее крутой луч (е) налево вверх в ускоряющем режиме, затем пологий луч (k) направо вверх к второй сверху горизонтали и крутой луч U_bh^a направо вверх к точке 9.

Крутящий момент до вала 3 передается как на 3-й передаче, далее как на 4-й и 6-й передачах.

Передаточное число 9-й передачи

U₉ = Uс U е U k U_bh^a = 1,52*(1,0/1,15)*2,2*1,5 = 4,36; lq 4,36 = 0,64.

Интервал q = 5,08/4,36 = 1,165.

10-я передача (е f i U_aа)

По сравнению с 7-й передачей изменяем положение муфты А из левого (L) положения в правое (П). Включены три пары шестерен: вторая (е), третья (f), а также пара шестерен (i) в приводе солнечной шестерни 25 (а) ПМ.

На лучевой диаграмме эта передача представлена тремя лучами пар шестерен и лучом режима работы ПМ: U_aа. Из точки 0 слева на второй горизонтали снизу крутой луч (е) направо вниз, далее луч (f) направо вверх, затем пологий луч (i) направо вверх к второй сверху горизонтали и вертикальный луч U_aа вверх к точке 10.

Крутящий момент от входного вала 2 до солнечной шестерни 25 (а) передается как на 2-й передаче, далее по муфте J в положении III.

Передаточное число 10-й передачи:

U₁₀ = Uе Uf Ui U_aа = 1,15*1,52*2,4*1,0 = 4,195; lq 4,195 = 0,623.

Интервал q = 4,36 /4,195 = 1,04.

11-я передача (е f k U_bb)

По сравнению с 8-й передачей изменяем положение муфты А из левого (L) положения в правое (П). Включены три пары шестерен: вторая (е), третья (f), а также пара шестерен (k) в приводе эпициклического колеса 26 (b) ПМ.

На лучевой диаграмме эта передача представлена тремя лучами пар шестерен и лучом режима работы ПМ: U_bb. Из точки 0 слева на второй горизонтали снизу крутой луч (е) направо вниз, далее луч (f) направо вверх, затем луч (k) направо вверх к второй сверху горизонтали и вертикальный луч U_bb вверх к точке 11.

Крутящий момент от входного вала 2 до эпициклического колеса 26 (b) передается как на 6-й передаче, далее как на предыдущей передаче, но муфта J в положении I.

Передаточное число 11-й передачи:

U₁₁ = Uе Uf Uk U_bb = 1,15*1,52*2,2*1,0 = 3,846; lq 3,846 = 0,585. Интервал q = 4,195/3,846 = 1,09.

12-я передача (k U_bh^a)

По сравнению с 9-й передачей изменяем положение муфты А из левого (L) положения в правое (П).

На лучевой диаграмме эта передача представлена одним лучом пары шестерен и лучом режима работы ПМ: U_bh^a. Из точки 0 слева на второй горизонтали снизу луч (k) направо вверх к второй сверху горизонтали и крутой луч U_bh^a направо вверх к точке 12.

Крутящий момент на вал 3 передается напрямую, далее как на 9-й передачу.

Передаточное число 12-й передачи

U₁₂ = U k U_bh^a = 2,2*1,5 = 3,3; lq 3,3 = 0,52.

Интервал q = 3,846 /3,3 = 1,165.

13-я передача (c е i U_aа)

По сравнению с 7-й передачей изменяем положение муфты В из правого (П) в левое (L) положение. Включены три пары шестерен: первая (c), вторая (е), а также пара шестерен (i) в приводе солнечной шестерни 25 (а) ПМ.

На лучевой диаграмме эта передача представлена тремя лучами пар шестерен и лучом режима работы ПМ: U_aа. Из точки 0 слева на второй горизонтали снизу луч (с) направо вниз, далее крутой луч (е) налево вверх в ускоряющем режиме, затем пологий луч (i) направо вверх к второй сверху горизонтали и вертикальный луч U_aа вверх к точке 13.

Крутящий момент от входного вала 2 до солнечной шестерни 25 (а) передается как на 3-й передаче, далее по муфте J в положении III.

Передаточное число 13-й передачи:

U₁₃ = Uc Uе Ui U_aа = 1,52*(1,0/1,15)*2,4*1,0 = 3,17; lq 3,17 = 0,5.

Интервал q = 3,3/3,17 = 1,04.

14-я передача (с е k U_bb)

По сравнению с 8-й передачей изменяем положение муфты В из правого (П) в левое (L) положение. Включены три пары шестерен: первая (с), вторая (е), а также пара шестерен (k) в приводе эпициклического колеса 26 (b) ПМ.

На лучевой диаграмме эта передача представлена тремя лучами пар шестерен и лучом режима работы ПМ: U_bb. Из точки 0 слева на второй горизонтали снизу луч (с) направо вниз, далее крутой луч (е) налево вверх в ускоряющем режиме, затем луч (k) направо вверх к второй сверху горизонтали и вертикальный луч U_bb вверх к точке 14.

Крутящий момент от входного вала 2 до эпициклического колеса 26 (b) передается как на 9-й передаче, далее как на предыдущей передаче, но муфта J в положении I.

Передаточное число 14-й передачи:

U₁₄ = Uс Uе Uk U_bb = 1,52*(1,0/1,15)*2,2*1,0 = 2,91; lq 2,91 = 0,464.

Интервал q = 3,17/2,91 = 1,09.

15-я передача (c f j U_hh)

Муфта А в левом положении, муфты В и Е в правом положении, муфты С и F в нейтральном и муфта J в положении III. Включены три пары шестерен: первая (с), третья (f), а также пара шестерен (j) в приводе водила 22 (h) ПМ.

На лучевой диаграмме эта передача представлена тремя лучами пар шестерен и лучом режима работы ПМ: U_hh. Из точки 0 слева на второй горизонтали снизу луч (с) направо вниз, далее луч (f) направо вверх, затем крутой луч (j) направо вверх к второй сверху горизонтали и вертикальный луч U_hh вверх к точке 15.

Крутящий момент до вала 3 передается как на 7-й и 8-й передачах, затем от зубчатого венца 31 муфтой Е на пару шестерен 14-20, по водилу 2 (h) трубчатым валом 8 на зубчатый венец 38, далее как на 1- 6-й передачах.

Передаточное число 15-й передачи:

U₁₅ = Uс U f U j U_hh = 1,52*1,52*1,15*1,0 = 2,66; lq 2,66 = 0,424.

Интервал q = 2,91/2,66 = 1,09.

16-я передача (i U_aа)

По сравнению с 13-й передачей изменяем положение муфты А из левого (L) в правое (П) в положение. Включена пара шестерен (i) в приводе солнечной шестерни 25 (а) ПМ.

На лучевой диаграмме эта передача представлена лучом пары шестерен и лучом режима работы ПМ: U_aа. Из точки 0 слева на второй горизонтали снизу пологий луч (i) направо вверх к второй сверху горизонтали и вертикальный луч U_aа вверх к точке 16.

Крутящий момент от входного вала 2 до солнечной шестерни 25 (а) передается как на 5-й передаче, далее по муфте J в положении III.

Передаточное число 16-й передачи:

U₁₆ = Ui U_aа = 2,4*1,0 = 2,4; lq 2,4 = 0,38.

Интервал q = 2,66/2,4 = 1,1.

17-я передача (k U_bb)

По сравнению с 14-й передачей изменяем положение муфты А из левого (L) в правое (П) в положение. Включена пара шестерен (k) в приводе эпициклического колеса 26 (b) ПМ.

На лучевой диаграмме эта передача представлена лучом пары шестерен и лучом режима работы ПМ: U_bb. Из точки 0 слева на второй горизонтали снизу луч (k) направо вверх к второй сверху горизонтали и вертикальный луч U_bb вверх к точке 17.

Крутящий момент от входного вала 2 до эпициклического колеса 26 (b) передается как на 12-й передаче, далее по муфте J в положении I.

Передаточное число 17-й передачи:

U ₁₇ = U k U_bb = 2,2*1,0 = 2,2; lq 2,2 = 0,342.

Интервал q = 2,4/2,2 = 1,09.

18-я передача (е f j U_hh)

По сравнению с 15-й передачей изменяем положение муфты А из левого (L) в правое (П) в положение. Включены три пары шестерен: вторая (е), третья (f), а также пара шестерен (j) в приводе водила 22 (h) ПМ.

На лучевой диаграмме эта передача представлена тремя лучами пар шестерен и лучом режима работы ПМ: U_hh. Из точки 0 слева на второй горизонтали снизу крутой луч (е) направо вниз, далее луч (f) направо вверх, затем крутой луч (j) направо вверх к второй сверху горизонтали и вертикальный луч U_hh вверх к точке 18.

Крутящий момент до вала 3 передается как на 6-й передаче, далее как на 15-й передаче.

Передаточное число 18-й передачи:

U₁₈ = Uе U f U j U_hh = 1,15*1,52*1,15*1,0 = 2,01; lq 2,01 = 0,303.

Интервал q = 2,2/2,01 = 1,095.

19-я передача (c f j U_hb^а)

Муфта А в левом положении, муфты В, С и Е в правом положении, муфта F в нейтральном и муфта J в положении I. Включены три пары шестерен: первая (с), третья «f», а также пара шестерен (j) в приводе водила 22 (h) ПМ.

На лучевой диаграмме эта передача представлена тремя лучами пар шестерен и лучом режима работы ПМ: U_hb^а. Из точки 0 слева на второй горизонтали снизу луч (с) направо вниз, далее луч (f) направо вверх, затем крутой луч (j) направо вверх к второй сверху горизонтали и луч U ^а _hb вверх налево в ускоряющем режиме к точке 19.

Крутящий момент до вала 3 передается как на 7-й и 8-й передачах, затем от зубчатого венца 31 муфтой Е на пару шестерен 14-20, на водило 22 (h), сателлитами 23 на эпициклическое колесо 26 (b), аксиальным валом 9 на зубчатый венец 36, далее как на 11-й, 14-й и 17-й передачах.

Передаточное число 19-й передачи:

U₁₉ = Uс U f U j U_hb^а = 1,52*1,52*1,15*0,67 = 1,77; lq 1,77 = 0,25.

Интервал q = 2,01/1,77 = 1,136.

20-я передача (c е j U_hh)

По сравнению с 15-й передачей изменяем положение муфты В из левого (L) в правое (П) в положение. Включены три пары шестерен: первая (с), вторая (е), а также пара шестерен (j) в приводе водила 22 (h) ПМ.

На лучевой диаграмме эта передача представлена тремя лучами пар шестерен и лучом режима работы ПМ: U_hh. Из точки 0 слева на второй горизонтали снизу луч (с) направо вниз, далее луч (е) налево вверх в ускоряющем режиме, затем крутой луч (j) направо вверх к второй сверху горизонтали и вертикальный луч U_hh вверх к точке 20.

Крутящий момент до вала 3 передается как на 14-й передаче, далее как на 18-й передаче.

Передаточное число 20-й передачи:

U₂₀ = Uс U е U j U_hh = 1,52*(1,0/1,15)*1,15*1,0 = 1,52; lq 1,52 = 0,182.

Интервал q = 1,77/1,52= 1,165.

21-я передача (е f j U_hb^а)

По сравнению с 19-й передачей изменяем положение муфты А из левого (L) в правое (П) в положение. Включены три пары шестерен: вторая «е», третья (f), а также пара шестерен (j) в приводе водила 22 (h) ПМ.

На лучевой диаграмме эта передача представлена тремя лучами пар шестерен и лучом режима работы ПМ: U _hb^а. Из точки 0 слева на второй горизонтали снизу крутой луч (е) направо вниз, далее луч (f) направо вверх, затем крутой луч (j) направо вверх к второй сверху горизонтали и луч U_hb^а вверх налево в ускоряющем режиме к точке 21.

Крутящий момент до вала 3 передается как на 18-й передаче, затем как на 19-й передаче.

Передаточное число 21-й передачи:

U₂₁ = Uе U f U j U _hb^а = 1,15*1,52*1,15*0,67 = 1,34; lq 1,34 = 0,127.

Интервал q = 1,52/1,34 = 1,134.

22-я передача (j U_hh)

По сравнению с 20-й передачей изменяем положение муфты А из левого (L) в правое (П) в положение. Включена пара шестерен (j) в приводе водила 22 (h) ПМ.

На лучевой диаграмме эта передача представлена лучом пары шестерен (j) и лучом режима работы ПМ: U_hh. Из точки 0 слева на второй горизонтали снизу крутой луч (j) направо вверх к второй сверху горизонтали и вертикальный луч U_hh вверх к точке 22.

Крутящий момент до вала 3 передается напрямую, далее как на 20-й передаче.

Передаточное число 22-й передачи:

U₂₂ = U j U_hh = 1,15*1,0 = 1,15; lq 1,15 = 0,06.

Интервал q = 1,34/1,15= 1,165.

23-я передача (с е j U_hb^а)

По сравнению с 21-й передачей изменяем положение муфты А из правого (П) в левое (L) положение. Включены три пары шестерен: первая (с), вторая (е), а также пара шестерен (j) в приводе водила 22 (h) ПМ.

На лучевой диаграмме эта передача представлена тремя лучами пар шестерен и лучом режима работы ПМ: U_hb^а. Из точки 0 слева на второй горизонтали снизу луч (с) направо вниз, далее луч (е) налево вверх в ускоряющем режиме, затем крутой луч (j) направо вверх к второй сверху горизонтали и луч U_hb^а вверх налево в ускоряющем режиме к точке 23.

Крутящий момент до вала 3 передается как на 20-й передаче, затем как на 19-й и 21-й передачах.

Передаточное число 23-й передачи:

U₂₃ = Uс U е U j U_hb^а = 1,52*(1,0/1,15)*1,15*0,67 = 1,0; lq 1,0 = 0.

Интервал q = 1,15/1,0 = 1,15.

24-я передача (с f j U_hа^b), 1-я ускоряющая

Муфты А и F в левом (L) положении, муфты В и Е в правом (П) положении, муфта С в нейтральном, муфта J в положении III. Включены три пары шестерен: первая (с), третья (f), а также пара шестерен (j) в приводе водила 22 (h) ПМ.

На лучевой диаграмме эта передача представлена тремя лучами пар шестерен и лучом режима работы ПМ: U_hа^b. Из точки 0 слева на второй горизонтали снизу луч (с) направо вниз, далее луч (f) направо вверх, затем крутой луч (j) направо вверх к второй сверху горизонтали и пологий луч U_hа^b вверх налево в ускоряющем режиме к точке 24.

Крутящий момент до вала 3 передается как на 19-й передаче, затем как на 16-й передаче.

Передаточное число 24-й передачи:

U₂₄ = Uс U f U j U _hа^b = 1,52*1,52*1,15*0,33 = 0,885; lq 0,885 = - 0.053.

Интервал q = 1,0/0,885 = 1,13.

25-я передача (j U_hb^а), 2-я ускоряющая

По сравнению с 23-й передачей изменяем положение муфты А из левого (L) в правое (П) положение. Включена пара шестерен (j) в приводе водила 22 (h) ПМ.

На лучевой диаграмме эта передача представлена лучом пары шестерен (j) и лучом режима работы ПМ: U_hb^а. Из точки 0 слева на второй горизонтали снизу крутой луч (j) направо вверх к второй сверху горизонтали и луч U ^а _hb вверх налево в ускоряющем режиме к точке 25.

Крутящий момент до вала 3 передается как на 22-й передаче, затем как на 19-й, 21-й и 23-й передачах.

Передаточное число 25-й передачи:

U₂₅ = U j U _hb^а = 1,15*0,67 = 0,767; lq 0,767 = - 0,115.

Интервал q = 0,885/0,767 = 1,154.

26-я передача (е f j U_hа^b), 3-я ускоряющая

Муфты А и F в левом (L) положении, муфты В и Е в правом (П) положении, муфта С в нейтральном, муфта J в положении III. Включены три пары шестерен: вторая (е), третья (f), а также пара шестерен (j) в приводе водила 22 (h) ПМ.

На лучевой диаграмме эта передача представлена тремя лучами пар шестерен и лучом режима работы ПМ: U_hа^b. Из точки 0 слева на второй горизонтали снизу крутой луч (е) направо вниз, далее луч (f) направо вверх, затем крутой луч (j) направо вверх к второй сверху горизонтали и пологий луч U_hа^b вверх налево в ускоряющем режиме к точке 26.

Крутящий момент до вала 3 передается как на 21-й передаче, затем как на 24-й передаче.

Передаточное число 26-й передачи:

U₂₆ = Uе Uf U j U_hа^b = 1,15*1,52*1,15*0,33 = 0,67; lq 0,67 = - 0.174.

Интервал q = 0,767/0,67 = 1,145.

27-я передача (с е j U_hа^b), 4-я ускоряющая

Переключаем муфту В в левое (L) положение. Включены три пары шестерен: первая (с), вторая (е), а также пара шестерен (j) в приводе водила 22 (h) ПМ.

На лучевой диаграмме эта передача представлена тремя лучами пар шестерен и лучом режима работы ПМ: U_hа^b. Из точки 0 слева на второй горизонтали снизу луч (с) направо вниз, далее крутой луч (е) налево вверх в ускоряющем режиме, затем крутой луч (j) направо вверх к второй сверху горизонтали и пологий луч U_hа^b вверх налево в ускоряющем режиме к точке 27.

Крутящий момент до вала 3 передается как на 23-й передаче, затем как на 24-й и 26-й передачах.

Передаточное число 27-й передачи:

U₂₇ = UсUеUjU_hа^b = 1,52*(1,0/1,15)*1,15*0,33 = 0,506; lq 0,506 = - 0.3.

Интервал q = 0,67/0,506 = 1,32.

28-я передача (j U_hа^b), 5-я ускоряющая

Переключаем муфту А в правое (П) положение. Включена пара шестерен (j) в приводе водила 22 (h) ПМ.

На лучевой диаграмме эта передача представлена тремя лучом пары шестерен (j) и лучом режима работы ПМ: U_hа^b. Из точки 0 слева на второй горизонтали снизу крутой луч (j) направо вверх к второй сверху горизонтали и пологий луч U_hа^b вверх налево в ускоряющем режиме к точке 28.

Крутящий момент до вала 3 передается как на 22-й передаче, затем как на 24-й, 26-й и 27-й передачах.

Передаточное число 28-й передачи:

U₂₈ = UjU _hа^b = 1,15*0,33 = 0,383; lq 0,383 = - 0.417.

Интервал q = 0,506/0,383 = 1,32.

Диапазон передаточных чисел переднего хода

D = U₁/U₂₈ = 16,63/0,383 = 43,4.

Передачи заднего хода обеспечиваются ПМ в режиме обратного вращения при остановленном водиле 22 (h) за счет установки муфты 43 (Е) в левое положение. Муфта 43 (Е) замыкает зубчатый венец 34 промежуточной стенки корпуса 1 с левым зубчатым венцом шестерни 14, которая зацеплена с шестерней 20 и закрепленным на ней водилом 22 (h).

(1R) 1-я передача заднего хода (с f i U_аb^h)

По сравнению с 1-й передачей переднего хода произошла замена звеньев: водила 22 (h) и эпициклического колеса 26 (b).

Муфты А и С находятся в левом (L) положении, муфты В и F – в правом (П), муфта Е – в нейтральном (N) положении, муфта J в положении I. Включены три пары шестерен: первая (c), третья (f), а также пара шестерен (i) в приводе солнечной шестерни 25 (а) ПМ.

На лучевой диаграмме эта передача представлена тремя лучами пар шестерен и лучом режима работы ПМ: U_аb^h. Из точки 0 слева на второй горизонтали снизу луч (с) направо вниз, далее луч (f) направо вверх, затем пологий луч (i) направо вверх к второй сверху горизонтали и луч U_аb^h направо вниз к точке 1 R справа на второй снизу горизонтали.

Крутящий момент (см. фиг. 1) от входного вала 2 зубчатом венцом 28, муфтой 40 (А) передается на пару шестерен (с), от верхней шестерни 10 вниз на шестерню 16, далее по промежуточному валу 4 на пару шестерен (f), от шестерни 18 на шестерню 12, муфтой 41 (В) на зубчатый венец 29, по вторичному валу 3, зубчатым венцом 30, муфтой 42 (С) на пару шестерен (i), от шестерни 13 на шестерню 19 и вал 5 привода солнечной шестерни 25 (а), на сателлиты 23 и на эпициклическое колесо 26 (b), далее аксиальным валом 8 на зубчатый венец 36, трехпозиционной муфтой 45 (J) на зубчатый венец 39, от него на выходной вал 6. Левый венец трехпозиционной муфты 43 (Е) замыкает зубчатый венец 34 промежуточной стенки корпуса 1 с левым зубчатым венцом шестерни 14, останавливает ее относительно корпуса 1. Шестерня 14 останавливает зацепленную с ней шестерню 20 и водило 22 (h).

Передаточное число передачи 1 R:

U _{1 R} = Uc Uf Ui U _аb^h = 1,52*1,52*2,4*2,0 = 11,1; lq 11,1 = 1,045.

(2R) 2-я передача заднего хода (е f i U_аb^h)

Переключаем муфту А в правое положение – заменяем первую (с) пару на вторую (е) пару шестерен.

На лучевой диаграмме эта передача представлена тремя лучами пар шестерен и лучом режима работы ПМ: U_аb^h. Из точки 0 слева на второй горизонтали снизу крутой луч (е) направо вниз, далее луч (f) направо вверх, затем пологий луч (i) направо вверх к второй сверху горизонтали и луч U _аb^h направо вниз к точке 2 R.

Крутящий момент от входного вала 2 зубчатом венцом 28, муфтой 40 (А) передается на пару шестерен (е), от верхней шестерни 11 вниз на шестерню 17, далее как на предыдущей передаче.

Передаточное число передачи 2 R

U _{2 R} = U е Uf Ui U _аb^h = 1,15*1,52*2,4*2,0 = 8,39; lq 12,59 = 0,924.

Интервал q = 11,1/8,39 = 1,32.

(3R) 3-я передача заднего хода (c е i U_аb^h)

Возвращаем муфту В в левое положение. По сравнению с передачей 1R заменяем третью (f) пару на вторую (е) пару шестерен.

На лучевой диаграмме эта передача представлена тремя лучами пар шестерен и лучом режима работы ПМ: U_аb^h Из точки 0 слева на второй горизонтали снизу луч (с) направо вниз, далее крутой луч (е) налево вверх в ускоряющем режиме, затем пологий луч (i) направо вверх к второй сверху горизонтали и луч U _аb^h направо вниз к точке 3R.

Крутящий момент от входного вала 2 зубчатом венцом 28, муфтой 40 (А) передается на пару шестерен (с), от верхней шестерни 10 вниз на шестерню 16, по промежуточному валу 4 на пару шестерен (е), от шестерни17 на шестерню 11, муфтой 41 (В) на зубчатый венец 29, далее как на предыдущей передаче.

Передаточное число передачи 3R

U _3R = Uс (1/Uе) Ui U _аb^h = 1,52*(1,0/1,15)*2,4*2,0 = 6,34; lq 6,34 = 0,8.

Интервал q = 8,39/6,34 = 1,32.

(4R) 4-я передача заднего хода (i U_аb^h)

Переключаем муфту А в правое положение.

На лучевой диаграмме эта передача представлена лучом i и лучом режима работы ПМ: U_аb^h.

Крутящий момент от входного вала 2 зубчатым венцом 28, муфтой 40 (А) передается на шестерню 11 (с), муфтой 41 (В) на зубчатый венец 29, далее как на предыдущих передачах.

Передаточное число передачи 4R

U_4R = U i U_аb^h = 2,4*2,0 = 4,8; lq 7,2 = 0,68.

Интервал q = 6,34 /4,8 = 1,32.

По сравнению с передачами (1R-4R) на передачах (5R-8R) произошла замена звеньев входа и выхода крутящего момента. Для передач (5R-8R) крутящий момент поступает на эпициклическое колесо 26 (b) и снимается от солнечной шестерни 25 (а).

(5R) 5-я передача заднего хода (с f k U_bа^h)

Муфты А и Е находятся в левом (L) положении, муфты В и F – в правом (П), муфта С – в нейтральном (N) положении, муфта J в положении III. Включены три пары шестерен: первая (c), третья (f), а также пара шестерен (k) в приводе эпициклическоего колеса 26 (b) ПМ.

На лучевой диаграмме эта передача представлена тремя лучами пар шестерен и лучом режима работы ПМ: U_bа^h_. Из точки 0 слева на второй горизонтали снизу луч (с) направо вниз, далее луч (f) направо вверх, затем луч (k) направо вверх к второй сверху горизонтали и луч U_bа^h налево вниз к точке 5 R на второй снизу горизонтали.

Крутящий момент от входного вала 2 зубчатом венцом 28, муфтой 40 (А) передается на пару шестерен (с), от верхней шестерни 10 вниз на шестерню 16, далее по промежуточному валу 4 на пару шестерен (f), от шестерни 18 на шестерню 12, муфтой 41 (В) на зубчатый венец 29, по вторичному валу 3, зубчатом венцом 32, муфтой 44 (F) на пару шестерен (k), от шестерни 15 на шестерню 21, корпус 27 и эпициклическое колесо 26 (b), на сателлиты 23 и на солнечную шестерню 25 (а), далее валом 5 на зубчатый венец 38, трехпозиционной муфтой 45 (J) на зубчатый венец 39, от него на выходной вал 6. Левый венец трехпозиционной муфты 43 (Е) замыкает зубчатый венец 34 промежуточной стенки корпуса 1 с левым зубчатым венцом шестерни 14, останавливает ее относительно корпуса 1. Шестерня 14 останавливает зацепленную с ней шестерню 20 и водило 22 (h).

Передаточное число передачи 5 R:

U _5R = Uc Uf Uk U _bа^h = 1,52*1,52*2,2*0,5 = 2,54; lq 2,54 = 0,405.

Интервал q = 4,8/2,54 = 1,89.

(6R) 6-я передача заднего хода (е f k U_bа^h)

Переключаем муфту А в правое положение – заменяем первую (с) пару на вторую (е) пару шестерен.

На лучевой диаграмме эта передача представлена тремя лучами пар шестерен и лучом режима работы ПМ: U_bа^h. Из точки 0 слева на второй горизонтали снизу крутой луч (е) направо вниз, далее луч (f) направо вверх, затем пологий луч (k) направо вверх к второй сверху горизонтали и луч U _bа^h налево вниз к точке 6 R.

Крутящий момент от входного вала 2 зубчатом венцом 28, муфтой 40 (А) передается на пару шестерен (е), от верхней шестерни 11 вниз на шестерню 17, далее как на предыдущей передаче.

Передаточное число передачи 6 R

U _{6 R} = U е Uf Uk U_bа^h = 1,15*1,52*2,2*0,5 = 1,92; lq 1,92 = 0,284.

Интервал q = 2,54 /1,92 = 1,32.

(7R) 7-я передача заднего хода (c е k U_bа^h)

Возвращаем муфту В в левое положение. По сравнению с передачей 5R заменяем третью (f) пару на вторую (е) пару шестерен.

На лучевой диаграмме эта передача представлена тремя лучами пар шестерен и лучом режима работы ПМ: U_аb^h Из точки 0 слева на второй горизонтали снизу луч (с) направо вниз, далее крутой луч (е) налево вверх в ускоряющем режиме, затем луч (k) направо вверх к второй сверху горизонтали и луч U _bа^h налево вниз к точке 7R.

Крутящий момент от входного вала 2 зубчатом венцом 28, муфтой 40 (А) передается на пару шестерен (с), от верхней шестерни 10 вниз на шестерню 16, по промежуточному валу 4 на пару шестерен (е), от шестерни 17 на шестерню 11, муфтой 41 (В) на зубчатый венец 29, далее как на предыдущей передаче.

Передаточное число передачи 7R

U_7R = Uс (1/Uе) Uk U_аb^h = 1,52*(1,0/1,15)*2,2*0,5 = 1,454; lq1,454 = 0,162.

Интервал q = 1,92 /1,454 = 1,32.

(8R) 8-я передача заднего хода (k U_bа^h)

Переключаем муфту А в правое положение.

На лучевой диаграмме эта передача представлена лучом k и лучом режима работы ПМ: U _bа^h.

Крутящий момент от входного вала 2 зубчатым венцом 28, муфтой 40 (А) передается на шестерню 11 (с), муфтой 41 (В) на зубчатый венец 29, далее как на предыдущих передачах.

Передаточное число передачи 8R

U _8R = Uk U_bа^h = 2,2*0,5 = 1,1; lq 1,1 = 0,04.

Интервал q = 1,454/1,1 = 1,32.

Суммирующие способности ПМ описываются следующими зависимостями:

1) n_a = U_ab^h * n_b + U_ah^b * n_h = - K * n_b + (K + 1) * n_h;

2) n_h = U_ha^b * n_a + U_hb^a * n_b = n_a/(K + 1) + (n_b * K)/(K + 1);

3) n_b = U_ba^h * n_a + U_bh^a * n_h = - n_a /K + n_h (K + 1)/K;

где n_a, n_h, n_b - частота вращения солнечной шестерни, водила и эпициклического колеса. 

Для первой зависимости 1) n_a = - K * n_b + (K + 1) * n_h имеем четыре сочетания передаточных чисел к звеньям ПМ:

U_b1 = Uс Uf Uk = 1,52*1,52*2,2 = 5,08; U_h1 = Uс Uf Uj = 1,52*1,52*1,15 = 2,657;

U_b2 = Uе Uf Uk = 1,15*1,52*2,2 = 3,846; U_h2 = Uе Uf Uj = 1,15*1,52*1,15 = 2,01;

U_b3 = Uс(1/Uе)Uk = 1,52*(1/1,15)*2,2 = 2,91;

U_h3 = Uс(1/Uе)Uj = 1,52*(1/1,15)*1,15 = 1,52;

U_b4 = Uk = 2,2; U_h4 = Uj = 1,15.

Получим следующие частоты вращения звеньев ПМ при заданной частоте вращения ведущего вала n₂ = 2000 об/мин, а также величины передаточных чисел:

n_b1 = 2000/5,08 = 393,7 об/мин; n _h1 = 2000/2,657 = 752,73 об/мин;

n_a1 =- K * n_b1 + (K + 1) * n_h1 = - 2,0*393,7+ 3,0*752,73 = 1470,8;

U_а1 = 2000/1470,8 = 1,36;

n_b2 = 2000/3,846 = 520 об/мин; n _h2 = 2000/2,01= 995,02 об/мин;

n_a2 = - 2,0*520 + 3,0*995,02 = 1945,06 об/мин;

U_а2 = 2000/1945,06 = 1,028; интервал q = 1,36/1,028 = 1,32.

n_b3 = 2000/2,91 = 687,3 об/мин; n _h3 = 2000/1,52 = 1315,8 об/мин;

n_a3 = - 2,0*687,3 + 3,0*1315,8 = 2572,8 об/мин;

U_а3 = 2000/2572,8 = 0,777; интервал q = 1,028/0,777 = 1,323.

n_b4 = 2000/2,2 = 909,1 об/мин; n _h4 = 2000/1,15 = 1739,13 об/мин;

n_a4 = - 2,0*909,1 + 3,0*1739,13 = 3842,82 об/мин;

U_а4 = 2000/3842,82 = 0,52; интервал q = 0,777/0,52 = 1,494.

Для второй зависимости 2) n_h = n_a/(K + 1) + (n_b*K)/(K + 1) имеем четыре сочетания передаточных чисел к звеньям ПМ:

U_а1 = Uс Uf Ui = 1,52*1,52*2,4 = 5,545; U_b1 = Uс Uf Uk = 1,52*1,52*2,2 = 5,08;

U_а2 = Uе Uf Ui = 1,15*1,52*2,4 = 4,195; U_b2 = Uе Uf Uk = 1,15*1,52*2,2 = 3,846;

U_а3 = Uс(1/Uе)Ui = 1,52*(1/1,15)*2,4 = 3,17;

U_b3 = Uс (1/Uе)Uk = 1,52*(1/1,15)*2,2 = 2,91;

U_а4 = Ui = 2,4; U_b4 = Uk = 2,2;

Получим следующие частоты вращения звеньев ПМ при заданной частоте вращения ведущего вала n₂ = 2000 об/мин, а также величины передаточных чисел:

n_a1 = 2000/5,545 = 360,7 об/мин; n _b1 = 2000/5,08 = 393,7 об/мин;

n _h1 = n_a1/(K + 1) + (n_b1*K)/(K + 1) = 360,7*3 +393,7*2/3 = 1344,53 об/мин;

U_h1 = 2000/1344,53 = 1,49;

n_а2 = 2000/4,195 = 476,76 об/мин; n _b2 = 2000/3,846 = 520 об/мин;

n_h2 = 476,76*3 +520*2/3 = 1776,95 об/мин;

U_h2 = 2000/1776,95 = 1,125; интервал q = 1,49/1,125 = 1,324.

n _а3 = 2000/3,17 = 630,9 об/мин; n _b3 = 2000/2,91 = 687,3 об/мин;

n_h3 = 630,9*3,0 + 687,3*2/3 = 2350,7 об/мин;

U_h3 = 2000/2350,7 = 0,851; интервал q = 1,125/0,851 = 1,32.

n_а4 = 2000/2,4 = 833,33 об/мин; n _b4 = 2000/2,2 = 909,1 об/мин;

n_h4 = 909,1*3 + 833,33*2/3 = 3282,85 об/мин;

U_h4 = 2000/3282,85 = 0,61; интервал q = 0,851/0,61 = 1,39.

Для третьей зависимости 3) n_b = - n_a /K + n_h (K + 1)/K имеем четыре сочетания передаточных чисел к звеньям ПМ:

U_а1 = Uс Uf Ui = 1,52*1,52*2,4 = 5,545; U_h1 = Uс Uf Uj = 1,52*1,52*1,15 = 2,657;

U_а2 = Uе Uf Ui = 1,15*1,52*2,4 = 4,195; U_h2 = Uе Uf Uj = 1,15*1,52*1,15 = 2,01;

U_а3 = Uс(1/Uе)Ui = 1,52*(1/1,15)*2,4 = 3,17;

U_h3 = Uс (1/Uе)Uj = 1,52*(1/1,15)*1,15 = 1,52;

U_а4 = Ui = 2,4; U_h4 = Uj = 1,15;

Получим следующие частоты вращения звеньев ПМ при заданной частоте вращения ведущего вала n₂ = 2000 об/мин, а также величины передаточных чисел:

n_a1 = 2000/5,545 = 360,7 об/мин; n _{h 1} = 2000/2,657 = 752,73 об/мин;

n_b1 = - n_a1 /K + n_h1 (K + 1)/ K = - 360,7/2 +752,73*3/2 = 948,745 об/мин;

U_b1 = 2000/948,745 = 2,108;

n_а2 = 2000/4,195 = 476,76 об/мин; n _h2 = 2000/2,01 = 995,025 об/мин;

n_b2 = - 476,76*3 +995,025*3/2 = 62,27 об/мин;

U_b2 = 2000/62,27 = 32,12; интервал q = 32,12/2,108 = 15,2.

n_а3 = 2000/3,17 = 630,9 об/мин; n _h3 = 2000/1,52 = 1315,8 об/мин;

n_b3 = - 630,9*3,0 + 1315,8*3/2 = 81 об/мин;

U_b3 = 2000/81 = 24,7; интервал q = 32,12/24,7 = 1,3.

n_а4 = 2000/2,4 = 833,33 об/мин; n _h4 = 2000/1,15= 1739,13 об/мин;

n_b4 = - 833,33*3 + 1739,13*3/2 = 108,7 об/мин;

U_b4 = 2000/108,7 = 18,4; интервал q = 24,7/18,4= 1,34.

Для работы ПМ в суммирующих режимах получили 4*3 = 12 передач с передаточными числами: 0,391; 0,52; 0,61; 0,777; 0,851; 1,028; 1,125; 1,36; 1,49; 2,108; 24,7; 32,12 в очень широком диапазоне D = 32,12/0,391 = 82,15. Эти передачи на лучевой диаграмме не показаны.

При изменении параметров шестерен и ПМ получим другое распределение передач.

МКП многих современных магистральных автомобилей-тягачей обладают следующими показателями: число передач переднего хода – 16; средний интервал q = 1,21; диапазон D = 17.

Для сравнения, КП автомобиля КамАЗ без переднего делителя обеспечивает пять передач переднего хода и одну передачу заднего хода при диапазоне D = 7,82; средний интервал q = 1,672; максимальное передаточное число пары шестерен U_max = 51/12 = 4,25.

Трансмиссия автомобиля КрАЗ-260  теоретически 16-ти ступенчатая, но распределение передач по диапазону неоптимально, реально применяются восемь передач КП с высшей передачей РК и первые передачи КП с низшей передачей в РК. Диапазон трансмиссии равен (7,73*1,31)/(0,71*1,013) = 14,06. Интервалы между передачами в КП велики q = 1,4.

Такая трансмиссия не может обеспечить работу двигателя на оптимальном режиме с минимальными расходом топлива и выделением вредных отработанных газов из-за малого диапазона и больших интервалов между передачами.

Предлагаемая автономная МКП имеет невысокие значения передаточных чисел пар шестерен и малую металлоемкость, обладает значительно более высокими показателями и обеспечит лучшие эксплуатационные качества с высоким диапазоном D = U₁/U₂₈ = 16,63/0,383 = 43,4. Большое число передач, без учета суммирующих передач ПМ, обеспечивает возможность выбора передачи с передаточным числом, оптимальным для заданного режима работы НТС. Невысокая величина среднего интервала между передачами q = 1,32; создает хорошие условия для переключения передач. Конструкция предлагаемой МКП создает возможность внедрения искусственного интеллекта как для выбора передачи, так и процесса переключения передач.

Описанную МКП целесообразно устанавливать для привода гусеничных машин: БМП, танки, САУ; применять на большегрузных автомобилях-тягачах, а также для автомобилей, работающих в сложных условиях, в том числе, в условиях бездорожья. Например, при обустройстве площадок для размещения оборудования нефте-газодобычи. Такие МКП могут найти применение в специальной бронированной технике, например, для легких танков на колесном ходу, аналогичных машинам производства Франции.

Обозначения:

1 - корпус МКП; 2 - входной вал; 3 - вторичный вал;

4 - промежуточный вал; 5 – вал привода солнечной шестерни ПМ;

6 - выходной вал; 7 - входной трубчатый вал водила 22 (h) ПМ;

8 - выходной трубчатый вал водила 22 (h) ПМ;

9 – аксиальный вал корпуса 27 эпициклического колеса 26 (b) ПМ;

10 и 11 - отдельные шестерни, свободно установленные на входном валу 2;

12 - 15 - отдельные шестерни, свободно установленные на вторичном валу 3, шестерни 13-15 оснащены двумя зубчатыми венцами;

16 - 18 - шестерни, закрепленные на промежуточном валу 4;

19 – шестерня, закрепленная на вала 5 привода солнечной шестерни 25 (а) ПМ;

20 - шестерня, закрепленная на водиле 24 (h) ПМ;

21 - шестерня, закрепленная на корпусе эпициклического колеса (b) ПМ;

с) пара взаимозацепленных шестерен 10 и 16;

(e) - 11 и 17; (f) - 12 и 18; (i) – 13 и 19; (j) - 14 и 20; (k) -15 и 21;

22 (h) – водило ПМ; 23 – сателлиты ПМ; 24 – оси сателлитов 23;

25 (а) – солнечная шестерня ПМ; 26 (b) – эпициклическое колесо ПМ;

27 – корпус эпициклического колеса 28;

28 - зубчатый венец, закрепленный на входном валу 2 между шестернями 10 и 11;

29 - зубчатый венец, закрепленный на вторичном валу 3 между шестернями 11 и 12;

30 - двухпозиционный зубчатый венец, закрепленный на вторичном валу 3 около шестерни 13;

31 - двухпозиционный зубчатый венец, закрепленный на вторичном валу 3 около шестерни 14;

32 - двухпозиционный зубчатый венец, закрепленный на вторичном валу 3 около шестерни 15;

33 - зубчатый венец, закрепленный на промежуточной стенке корпуса 1, рядом с зубчатым венцом 30;

34 - зубчатый венец, закрепленный на промежуточной стенке корпуса 1, рядом с зубчатым венцом 31;

35 - зубчатый венец, закрепленный на задней стенке корпуса 1, рядом с зубчатым венцом 32;

36 - зубчатый венец, закрепленный на аксиальном валу 9;

37 – зубчатый венец, закрепленный на трубчатом валу 8;

38 - зубчатый венец вала 5, расположенный рядом с зубчатым венцом 37;

39 - трехпозиционный зубчатый венец, закрепленный на выходном валу 6;

40 (А) - трехпозиционная муфта, расположенная на зубчатом венце 28;

41 (В) - трехпозиционная муфта, расположенная на зубчатом венце 29;

42 (С) - трехпозиционная муфта, расположенная на зубчатых венцах 33, 30 и шестерни 13;

43 (Е) - трехпозиционная муфта, расположенная на зубчатых венцах 34, 31 и шестерни 14;

44 (F) - трехпозиционная муфта, расположенная на зубчатых венцах 35, 32 и шестерни 15;

45 (J) - трехпозиционная муфта, расположенная на зубчатых венцах 36-39.

Изобретение относится к многоступенчатой коробке передач. Сущность изобретения: в постоянном зацеплении находятся четыре пары шестерен переднего хода, три пары шестерен в приводе планетарного механизма увеличивают степень использования его кинематических возможностей при редукторных и суммирующих режимах. Достигается улучшение эксплуатационных свойств, в том числе проходимости, за счет увеличения числа передач и диапазона МКП. 2 ил.

Многоступенчатая коробка передач, в опорах корпуса которой расположен входной вал, параллельно ему соосно установлены валы, в том числе выходной вал с закрепленным на нем трехпозиционным зубчатым венцом, на валах расположены пары шестерен, между шестернями с зубчатыми венцами на входном валу закреплен зубчатый венец с трехпозиционной муфтой переключения, отличающаяся тем, что на промежуточном валу закреплены три шестерни, зацепленные с шестернями, свободно установленными на входном и вторичном валах, на торце вторичного вала закреплен зубчатый венец с трехпозиционной муфтой переключения, в опорах вторичного вала в корпусе коробки передач закреплены зубчатые венцы, около них на вторичном валу закреплены зубчатые венцы, рядом с ними свободно установлены три ведущие шестерни, оснащенные двухпозиционными зубчатыми венцами, на зубчатых венцах расположены трехпозиционные муфты переключения; ведущие шестерни зацеплены с ведомыми шестернями привода звеньев планетарного механизма: с валом солнечной шестерни, с водилом и эпициклическим колесом; на валу солнечной шестерни, выходном трубчатом валу водила и аксиальном валу корпуса эпициклического колеса закреплены зубчатые венцы, рядом с трехпозиционным зубчатым венцом выходного вала, на этих венцах расположена трехпозиционная муфта переключения.