analysis (1034671), страница 14
Текст из файла (страница 14)
Определение передаточных чисел ПКППолучено шесть кинематических передаточных функций (КПФ), одна дляпрямой передачи и пять – для непрямых передач ПКП.Определить значения передаточных чисел ПКП на непрямых передачах можно, подставляя в КПФ величины ВПЧ ПМ из табл.4.1.Выполним эту процедуру, сохраняя порядок чередования сочетаний попарновключаемых фрикционных управляющих элементов.Ф1Ф2: iдх = 1,0;Ф1Т3: iдх = (1 − i32)/(− i32) = (1 + 2,053)/2,053 = 1,487;Ф2Т1: iдх = (− iдα)(1 − i1д)(1 − i32)/(iдαi1д(1 − i32) − 1) == 1,857·(1+1,615)·(1+2,053)/(1,857·1,615·(1+2,053) − 1) == 1,818;Ф2Т2: iдх = iдα(1 − i32) = ( − 1,857)·(1+2,053) = − 5,669;72Ф2Т3: iдх = (1 − iдα)(1 − i32)/(− i32) = (1+1,857)·(1+2,053)/2,053 == 4,249;Т1Т3: iдх = (1 − i1д)(1 − i32)/i1дi32 == (1+1,615)·(1+2,053)/1,615·2,053 = 2,408.Сопоставляя полученные значения передаточных чисел ПКП по величине иалгебраическому знаку, можно идентифицировать передачи по принадлежности их кпередачам переднего, либо заднего хода и определить номера передач переднего хода:iЗХ = − 5,669;iI = 4,249;iII = 2,408;iIII = 1,818;iIV = 1,487;iV = 1,0.Одна из пяти, в принципе, реализуемых передач переднего хода в этой ПКП,как уже говорилось ранее, не используется.
Учитывая, что разбивка кинематического диапазона коробок передач для быстроходных транспортных машин выполняется, как правило, по закону геометрической прогрессии или близко к этому закону,попытаемся выявить “лишнюю” передачу, вычислив и сопоставив величины отношений передаточных чисел ПКП на смежных передачах переднего хода:iI/iII = 4,249/2,408 = 1,765;iII/iIII = 2,408/1,818 = 1,325;iIII/iIV = 1,818/1,487 = 1,223;iIV/iV = 1,487/1,0 = 1,487.Известно, что при разбивке диапазона коробки передач по закону геометрической прогрессии, позволяющей иметь минимально возможное число передач в коробке при заданном кинематическом диапазоне, отношения передаточных чисел насмежных передачах выражаются действительным числом постоянной величины.Чаще используются законы разбивки, представляющие собой скорректированнуюгеометрическую прогрессию с убывающей, от низших передач к высшим, величиной отношения передаточных чисел на смежных передачах.Из полученного ряда отношений видно, что в анализируемой ПКП сближенывторая и третья и, особенно сильно, третья и четвертая передачи.Таким образом, можно предположить, что искомой “лишней” передачей является третья или четвертая передача.
Определим отношения передаточных чиселПКП для двух случаев: исключим сначала третьюiI/iII = 4,249/2,408 = 1,765;iII/iIV = 2,408/1,487 = 1,619;iIV/iV = 1,487/1,0 = 1,487,73а, затем, четвертую передачуiI/iII = 4,249/2,408 = 1,765;iII/iIII = 2,408/1,818 = 1,325;iIII/iV = 1,818/1,0 = 1,818.Сразу становится видно, что первый вариант очевидно предпочтительнее, характер изменения отношений передаточных чисел смежных передач, с уменьшением величин этих отношений от низших передач к высшим, именно тот, которыйнаиболее желателен для комфортабельного высокоскоростного автомобиля, каковым и является Мерседес-Бенц.Исключим, как “лишнюю”, неиспользуемую, передачу с передаточным числом iдх = 1,818, присвоим передачам переднего хода окончательные порядковыеномера с первой по четвертую и сведем полученные результаты в табл.4.2, представив, тем самым, закон управления и важнейшие общие кинематические характеристики ПКП в компактном и упорядоченном виде.Таблица 4.2Закон управления и общие кинематические характеристики ПКПРежимПКПЗХнейтральIIIIIIIVторм.Закон управления ПКПФ1 М, Ф2 Т1 Т2 Т3М, (Ф2)+ММ, (Ф2)++++++Ф2++КПФiдхiЗХ = iдα(1− i32)−iI = (1− iдα)(1− i32)/(− i32)iII = (1− i1д)(1− i32)/i1дi32iIII = (1− i32)/(− i32)iIV = 1,0–−5,669−4,2492,4081,4871,0–Закон разбивки кинематического диапазона ПКП полезно представить графически, в виде лучевой диаграммы угловых скоростей ведомого вала х как функцииизменения угловой скорости ведущего вала д (рис.4.3).
Для построения лучевойдиаграммы, учитывая, что iдх = ωд/ωх, и принимая ωд = 1,0, вычислим значенияугловой скорости ведомого вала х на каждой передаче:ωх ЗХ = ωд/iЗХ = 1,0/(− 5,669) = − 0,176;ωх I = ωд/iI = 1,0/4,249 = 0,235;ωх II = ωд/iII = 1,0/2,408 = 0,415;ωх III = ωд/iI = 1,0/1,487 = 0,672;ωх IV = ωд/iI = 1,0/1,0 = 1,0.74Рис.4.3. Лучевая диаграмма угловых скоростейведомого вала х ПКП по передачам4.6. Определение величин угловых скоростей основных звеньев,относительных угловых скоростей сателлитов ивыключенных управляющих элементовУгловые скорости основных звеньев ПКП определяются с помощью уравнений кинематической связи ПМ, которые были выведены ранее (см.
подраздел 4.5.1):(1 − i1д)ω2 = ω1 − i1д ωд;(1 − iдα)ω2 = ωд − iдα ωα;(1 − i32)ωх = ω3 − i32 ω2.Подставим в УКС значения ВПЧ ПМ (см. табл.4.1) и получим2,615ω2 = ω1 + 1,615ωд;2,857ω2 = ωд + 1,857ωα;3,053ωх = ω3 + 2,053ω2.При определении величин угловых скоростей полагаем, что угловая скоростьведущего вала д постоянна и равна условной единице (ωд = 1,0).На передаче заднего хода (Ф2, Т2), в соответствии с законом управленияПКП: ωα = ω3, ω2 = 0, а ωхЗХ = − 0,176, тогда:0 = ω1 + 1,615·1,0,из первого УКС:имеемω1 = − 1,615,из второго УКС:0 = 1,0 + 1,857ωα,имеемωα = − 0,538,из третьего УКС, учитывая, что ωα = ω3, для проверки определим значение ωхЗХ:3,053ωх = ω3 = ωα = − 0,538,75ωх = (− 0,538)/3,053 = − 0,176.Таким образом, для передачи заднего хода определены значения угловых скоростей всех основных звеньев ПКП:ωд = 1,0, ω1 = − 1,615, ω2 = 0, ω3 = ωα = − 0,538, ωх = − 0,176.На нейтрали ПКП (М или Ф2):ωд = 1,0, ωх = 0, ωα = ω3.Разрешив второе и третье УКС относительно ω2 и приравняв их друг к другу,получим(1,0 + 1,857ωα)/2,857 = (− ω3)/2,053,откуда, учитывая, что звенья α и 3 блокируются на нейтрали механизмом свободного хода М, определим, чтоωα = ω3 = − 0,308.Из второго УКС определим ω2:ω2 = (1,0 + 1,857·(− 0,308))/2,857 = 0,150.Из первого УКС определим ω1:ω1 = 2,615·0,150 − 1,615·1,0 = − 1,225.Из третьего УКС для проверки определим ωх:ωх = ((− 0,308) + 2,053·0,150)/3,053 = 0.Таким образом, для нейтрали (стопового режима) ПКП определены значенияугловых скоростей всех основных звеньев ПКП:ωд = 1,0, ω1 = = − 1,223, ω2 = 0,150, ωα = ω3 = − 0,308, ωх = 0.На первой передаче ПКП (Ф2, Т3):ωд = 1,0, ωх = 0,235, ωα = ω3 = 0.Решая УКС, находим: ω2 = 0,350, ω1 = − 0,700.На второй передаче ПКП (Т1, Т3):ωд = 1,0, ωх = 0,415, ω1 = ω3 = 0.Решая УКС, находим: ω2 = 0,619, ωα = 0,413.На третьей передаче ПКП (Ф1, Т3):ωд = 1,0, ωх = 0,672, ω1 = ωд = ω2 = ωα = 1,0, ω3 = 0.Решая третье УКС, находим: ωх = 2,053·1,0/3,053 = 0,672.На четвертой передаче (Ф1, Ф2) ПКП полностью сблокирована, поэтому уг-ловые скорости всех основных звеньев ПКП одинаковы:ω1 = ωд = ω2 = ωα = ω3 = ωх = 1,0.торможении ПКП (Т2, Т3 и ωх = 0) угловые скоростиПривсех звеньевсложного ПМ абсолютно такие же, как и на передаче заднего хода (т.к.
включёнТ2). Угловые скорости всех звеньев элементарного ПМ 3х2 нулевые, что обеспечивается одновременным включением тормозов Т2 и Т3.76Таким образом, угловые скорости всех основных звеньев на всех передачахпереднего и заднего хода, на нейтрали (стоповом режиме) ПКП и при торможенииПКП определены.Относительные угловые скорости сателлитов определяются для всех передачи нейтрали ПКП с помощью уравнений (см. раздел 3.4):ωст = − (ZC/Zст)(ωС − ωВ) или ωст = (ZЭ/Zст)(ωЭ − ωВ),где ZC, Zст, ZЭ – числа зубьев, соответственно, солнца, сателлита и эпицикла;ωС, ωВ, ωЭ – значения угловых скоростей, соответственно, солнца, водила иэпицикла.Для ПМ с парными сателлитами можно еще использовать уравнение, связывающее между собой угловые скорости сателлитов пары, напримерωст-С/ωст-Э = − (Zст-Э/Zст-С),где ωст-С, ωст-Э – относительные угловые скорости парных сателлитов, соответственно, сателлита, зацепленного с солнцем и сателлита, зацепленного с эпициклом;Zст-Э, Zст-С – числа зубьев парных сателлитов, соответственно, сателлита, зацепленного с эпициклом и сателлита, зацепленного с солнцем.На передаче заднего хода относительная угловая скорость сателлита, зацепленного с солнцем 1 в сложном ПМ, определяется какωст-1 = − (Z1/Zст-1)(ω1 − ω2) = − (26/19)(− 1,615 − 0) = 2,211,а относительная угловая скорость сателлита, зацепленного с эпициклом α, определяется какωст-α = (Zα/Zст-α)(ωα − ω2) = (78/18)(− 0,538 − 0) = − 2,333.Для проверки определим еще раз ωст-α, используя уравнениеωст-1/ωст-α = − (Zст-α/Zст-1),откуда ωст-α = − ωст-1Zст-1/Zст-α = − 2,211·19/18 = − 2,333.Относительная угловая скорость сателлита в элементарном ПМ 3х2 определяется, какωст = − (Z3/Zст)(ω3 − ωх) = − (38/20)(− 0,538 + 0,176) = 0,690.Аналогичным образом определим значения относительных угловых скоростейсателлитов на нейтрали и на всех четырех передачах переднего хода ПКП, используя для этого числа зубьев центральных зубчатых колес и сателлитов, указанные нарис.4.2.
Кроме того, определим значения относительных угловых скоростей вуправляющих элементах, как алгебраическую разность угловых скоростей основныхзвеньев, соединяемых блокировочными фрикционами Ф1 и Ф2 и механизмом свободного хода М, и, как абсолютную угловую скорость соответствующих тормозныхзвеньев 1, 2 и 3 – для тормозов Т1, Т2 и Т3. Отметим, что при кинематическоманализе ПКП следует определять значения абсолютных угловых скоростей всех основных звеньев и относительных угловых скоростей всех сателлитов, даже тех ПМ,которые на рассматриваемых передачах не нагружены, не участвуют в передачемощности и, поэтому в КПФ этих передач не представлены.77Сведем все полученные результаты в табл.4.3.Таблица 4.3Результаты кинематического анализа ПКП Мерседес W4A020/040 722.3/4Значения угловых скоростей звеньев ПМ и управляющих элементовПередачасложный ПМ 12д д2αэлементарный ПМ 3х2управляющие элементы ПКП78ω3ωхω2ωстФ1Ф2Т1Т2Т3М−2,333−0,538−0,17600,6901,61501,61500,53801,882−1,987−0,30800,1500,5851,36501,2250,1500,308001,437−1,51700,2350,3500,4471,05000,7000,350000,6190,4130,846−0,89300,4150,6180,7890,6190,41300,61900,4131,01,01,00000,6721,01,27701,01,01,001,01,01,01,01,0001,01,01,00001,01,01,00−1,6151,00−0,5382,211−2,33300001,61501,615000ω1ωдω2ωαωст-1 ωст-αЗХ−1,6151,00−0,5382,211нейтраль−1,2251,00,150−0,308I−0,7001,00,350II01,0III1,0IVторможениеРезультаты кинематического анализа ПКП для наглядности представим в виде диаграммы угловых скоростей основных звеньев и сателлитов ПКП на рис.4.4.79Рис.4.4.
Диаграмма угловых скоростей основных звеньеви сателлитов ПКП Мерседес W4A020/040 722/3/4На рис.4.4 заштрихованными треугольниками показана работа фрикционныхуправляющих элементов по торможению соответствующих тормозных и блокировкесоединяемых блокировочными фрикционами основных звеньев, включаемых дляполучения каждой очередной передачи ПКП.Механизм свободного хода М автоматически включается (заклинивается) настоповом режиме (нейтрали ПКП) при заведенном двигателе и неподвижной машине и остается заклиненным при движении машины задним ходом и на первой передаче переднего хода. Подключение блокировочного фрикциона Ф2, установленногопараллельно механизму свободного хода М осуществляется при торможении машины двигателем с расклиненным М, а также, при движении машины в тяговомрежиме на указанных передачах в тяжелых, по сопротивлению качению, условияхдвижения для снижения силовой нагрузки заклиненного М.При переходе на вторую передачу переднего хода механизм свободного ходаМ самостоятельно расклинивается (выключается), т.к.
включение тормоза Т1 вызывает увеличение положительных угловых скоростей (см. рис.4.4) звеньев 2, х, атакже α, причём, угловая скорость звена 3 осиаётся нулевой (остался, как и на первой передаче, включенным тормоз Т3), произошёл обгон звена 3 звеном α.При переходе на третью передачу механизм свободного хода М остаётся выключенным из-за того, что и на ней звено α обгоняет неподвижное звено 3.Для получения четвертой (прямой) передачи переднего хода необходимовключать блокировочный фрикцион Ф2, так как механизм свободного хода М установлен между звеньями α и 3 таким образом, что он заклинивается только приобгоне звена α звеном 3 при их вращении в положительную сторону и при обгонезвена 3 звеном α при их вращении в отрицательную сторону.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
