Анализ пкп (1034672), страница 14
Текст из файла (страница 14)
Результатом этого является остановка ведомого вала х, в то время как левый сложный ПМ при расклиненноммеханизме свободного хода М сохраняет две степени свободы (нейтраль ПКП). Десятое сочетание включения управляющих элементов можно, при необходимости ивозможности, использовать для центрального и (или) стояночного торможения машины без отключения двигателя, а если обеспечено дублированное (и гидравлическое, и механическое) управления тормозами Т2 и Т3, то и с выключенным двигателем, как это сделано в ПКП основных советских танков Т-64, Т-72, Т-80 и Т-90.Таким образом, набирается шесть вариантов попарного включения управляющих элементов (Ф1Ф2; Ф1Т3; Ф2Т1; Ф2Т2; Ф2Т3; Т1Т3), позволяющихполучить рабочие передачи в ПКП. Однако известно, что рассматриваемая ПКП –пятискоростная, обеспечивает четыре передачи переднего хода и одну – заднего(+4;−1). Следовательно, одно из рабочих сочетаний обеспечивает неиспользуемую,“лишнюю” передачу в ПКП.Можно констатировать, что ПКП Мерседес W4A020/040 722.3/4 относится, ктак называемым “ПКП с “неполным” управлением” (используются не все возможные в этих ПКП передачи).70Выяснить, какая передача не используется, и по каким причинам, можно будеттолько по ходу дальнейшего анализа ПКП.4.5.1.
Определение кинематических передаточных функций (КПФ)Кинематической передаточной функцией (КПФ), будем называть функциональную зависимость передаточного числа ПКП от внутренних передаточных чисел(ВПЧ) планетарных механизмов (ПМ), которые формируют данную передачу:iдх i = f(i1д, iдα, i32),где iдх i = ωд/ωх – передаточное число ПКП, представляющее собой отношение угловых скоростей ведущего д и ведомого х валов на i-й передаче;i1д – ВПЧ ПМ 12д;iдα – ВПЧ ПМ д2α;i32 – ВПЧ ПМ 3х2.КПФ получают из системы уравнений кинематической связи ПМ:(1−i1д)ω2 = ω1 − i1д ωд;(1−iдα)ω2 = ωд − iдα ωα;(1−i32)ωх = ω3 − i32 ω2.КПФ прямой передачи (Ф1Ф2) имеет видiдх = 1,0.КПФ передачи по второму рабочему сочетанию (Ф1Т3) с учетом того, чтовключение Ф1 обеспечивает ω1 = ω2 = ωα = ωд, а включение Т3 обеспечиваетω3 = 0, можно получить из третьего УКС системы, подставив в него соответствующие значения ω2 и ω3:(1−i32)ωх = − i32 ωд,тогда:iдх = ωд/ωх = (1 − i32)/(− i32).КПФ передачи по третьему рабочему сочетанию (Ф2Т1) с учетом того, чтовключение Ф2 обеспечивает ωα = ω3, а включение Т1 обеспечивает ω1 = 0,можно получить, только решая совместно все три уравнения системы УКС.Так, из первого уравненияω2 = ωд(− i1д)/(1 − i1д).Второе и третье УКС разрешим относительно ω2, приравняем друг к другу, иподставим значение ω2, полученное из первого УКС:ωд(i1дiдα − 1)/(− iдα)(1 − i1д) = ωх(1 − i32) − ωдi1дi1д/(1 − i1д),71откудаωд(iдαi1д(1 − i32) − 1)/(− iдα)(1 − i1д) = ωх(1 − i32),тогда:iдх = ωд/ωх = (− iдα)(1 − i1д)(1 − i32)/(iдαi1д(1 − i32) − 1).КПФ передачи по четвертому рабочему сочетанию (Ф2Т2) с учетом того, чтовключение Ф2 обеспечивает ωα = ω3, а включение Т2 обеспечивает ω2 = 0,можно получить из второго и третьего УКС системы, разрешив второе УКС относительно ωα, а третье УКС – относительно ω3 и приравняв друг к другуωд/iдα = ωх(1 − i32),тогда:iдх = ωд/ωх = iдα(1 − i32).КПФ передачи по пятому рабочему сочетанию (Ф2Т3) с учетом того, чтовключение Ф2 обеспечивает ωα = ω3, а включение Т3 обеспечивает ω3 = 0, тоесть, ωα = ω3 = 0, можно получить из второго и третьего УКС системы, разрешивих относительно ω2 и приравняв друг к другуωд/(1 − iдα) = ωх(1 − i32)/( − i32),тогда:iдх = ωд/ωх = (1 − iдα)(1 − i32)/( − i32).КПФ передачи по шестому рабочему сочетанию (Т1Т3) с учетом того, чтовключение Т1 обеспечивает ω1 = 0, а включение Т3 обеспечивает ω3 = 0, можнополучить из первого и третьего УКС системы, разрешив каждое из этих УКС относительно ω2 и приравняв друг к другуωд(− i1д)/(1 − i1д) = ωх(1 − i32)/(− i32),тогда:iдх = ωд/ωх = (1 − i1д)(1 − i32)/i1дi32.4.5.2.
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.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
