Анализ кинематической схемы четырехскоростной ПКП «Форд A4LD»

2. Анализ кинематической схемы четырехскоростной ПКП «Форд A4LD»

Рис.2.1. Кинематическая схема ПКП «Форд A4LD»

1.2.1.Описание ПКП «Форд A4LD»

Для проведения анализа ПКП проиндексируем основные звенья ПМ, образующих анализируемую ПКП:

Рис.2.2. Индексация основных звеньев ПКП «Форд A4LD»

ПКП «Форд A4LD» обеспечивает четыре передачи переднего хода и одну передачу заднего хода.

В состав ПКП входят три элементарных планетарных механизма:

1дα – элементарный ПМ с одновенцовым сателлитом, смешанного зацепления, с солнечным и эпициклическим колесами;

2хβ – элементарный ПМ с одновенцовым сателлитом, смешанного зацепления, с солнечным и эпициклическим колесами;

23х– элементарный ПМ с одновенцовым сателлитом, смешанного зацепления, с солнечным и эпициклическим колесами;

Управление ПКП происходит посредством фрикционных управляющих элементов и механизмов свободного хода:

Ф₁ – многодисковая фрикционная муфта, установлена между звеном д и звеном 1, предназначена для жесткого соединения звеньев д и 1, то есть для подвода мощности в ПКП;

Ф₂ – многодисковая фрикционная муфта, установлена между звеньями α и 2, предназначена для жесткого соединения звеньев α и 2, то есть для подвода мощности в ПКП;

Ф₃ – многодисковая фрикционная муфта, установлена между звеньями α и β, предназначена для жесткого соединения звеньев α и β;

М₁ – механизм свободного хода, предназначен для соединения звеньев д и α, при вращении в определенную сторону;

М₂ – механизм свободного хода, предназначен для остановки звена 3, при его вращении в определенную сторону;

Т₁ - ленточный тормоз, установлен между корпусом и звеном 1, предназначен для остановки этого звена;

Т₂ - ленточный тормоз, установлен между корпусом и звеном 2, предназначен для остановки этого звена;

Т₃ - ленточный тормоз, установлен между корпусом и звеном 3, предназначен для остановки этого звена.

Определим число степеней свободы ПКП по формуле П.Л. Чебышева:

,

,

Для работы ПКП необходимо снять три степени свободы, для включения передачи необходимо включить три управляющих элемента.

Таблица 2.1. Закон управления и преобразующие свойства ПКП «Форд A4LD»

Передача	Закон управления ПКП								КПФ	iдх
	Ф1	Ф2	Ф3	Т1	Т2	Т3	М1	М2
ЗХ	+	+				+	(+)	(+)	iзх=i2х	-2.111
нейтраль	+					+		(+)	-	-
I	+		+			+	(+)	(+)	iI=(1-i2β)-i2х/(-i2β)	2.474
II			+	+		+		(+)	iII=-i1α((1-i2β)-i2х)/(1-i1α)·(-i2β)	1.855
III	+		+		+		(+)		iIII=(1-i2β)/(-i2β)	1.474
IV			+	+	+				iIV=-i1α·(1-i2β)/(1- i1α)·(-i2β)	1.105

1.2.2.Кинематический анализ ПКП «Форд A4LD»

Таблица 2.2. Внутренние передаточные числа и кинематические характеристики ПМ

Символическое обозначение ПМ	Внутреннее передаточное число ПМ	Кинематическая характеристика ПМ
1дα	i1α=-(zα/z1)=-(72/24)=-3	K1α=zα/z1=72/24=3
2хβ	i2β=-(zβ/z2)=-(57/27)= -2,111	К 2β=zβ/z2=57/27=2,111
23х	i2х=-(zх/z2)=-(57/27)= -2,111	К 2х=zх/z2=57/27=2,111

Система уравнений кинематической связи основных звеньев ПКП имеет следующий вид:

(1-i_1α)ω_д= ω₁− i_1α·ω_α

(1-i_2β)·ω_х= ω₂ − i_2β ·ω_β

(1-i_2х)· ω₃=ω₂ −i_2х· ω_х

Вычислим значения угловой скорости ведомого вала Х на каждой передаче:

Результаты кинематического анализа сведем в таблицу.

По результатам кинематического анализа строим диаграмму угловых скоростей основных звеньев и сателлитов ПКП

Таблица 2.3.Расчеты кинематического анализа ПКП « Форд A4LD»

Угловые скорости основных звеньев и сателлитов в ПМ	Управляющие элементы	М2	0	0	0	0	0.460	0.614
		М1	0	0	0	0.333	0	0.333
		Т3	0	0	0	0	0.460	0.614
		Т2	1.0	0	0.854	1.138	0	0
		Т1	1.0	1.0	1.0	0	1.0	0
		Ф3	2.172	1.0	0	0	0	0
		Ф2	0	1.0	1.854	2.471	1.0	1.333
		Ф1	0	0	0	1.0	0	1.0
	ПМ 23х	ωст	-1.800	0	-1.538	2.048	0.828	1.105
		ωх	-0.474	0	0.404	0.539	0.678	0.905
		ω3	0	0	0	0	0.460	0.614
		ω2	1.0	0	0.854	-1.138	0	0
	ПМ 2хβ	ωст	-2.653	0	2.264	3.019	1.220	1.629
		ωβ	-1.172	0	1.0	1.333	1.0	1.333
		ωх	-0.474	0	0.404	0.539	0.678	0.905
		ω2	1.0	0	-0.854	-1.138	0	0
	ПМ 1дα	ωст	0	0	0	1.0	0	1.0
		ωα	1.0	1.0	1.0	1.333	1.0	1.333
		ωд	1.0	1.0	1.0	1.0	1.0	1.0
		ω1	1.0	1.0	1.0	0	1.0	0
Пере- дача			З.Х	нейт- раль	I	II	III	IV

1.2.3.Силовой анализ «Форд A4LD»

Уравновешиваем ПКП на передаче заднего хода:

Рис.2.4. Передача заднего хода ПКП «Форд A4LD»

Уравновешиваем ПКП на первой передаче переднего хода:

Рис.2.5.Первая передача переднего хода ПКП «Форд A4LD»

Уравновешиваем ПКП на второй передаче переднего хода:

Рис.2.6.Вторая передача переднего хода ПКП «Форд A4LD»

Уравновешиваем ПКП на третьей передаче переднего хода:

Рис.2.7.Третья передача переднего хода ПКП «Форд A4LD»

Уравновешиваем ПКП на четвертой передаче переднего хода:

Рис.2.8.Четвертая передача переднего хода ПКП «Форд A4LD»

Таблица 2.4. Результаты силового анализа ПКП « Форд A4LD»

Результаты силового анализа сведем в таблицу.

Значения крутящих моментов на основных звеньях и управляющих элементах ПКП	Управляющие элементы	М2	±3.111	±1.474	±1.104	0	0
		М1	±2.0	±2.0	0	±2.0	0
		Т3	-3.111	1.474	1.104	0	0
		Т2	0	0	0	0.474	0.355
		Т1	0	0	-0.250	0	-0.250
		Ф3	0	±1.0	±0.750	1.0	±0.750
		Ф2	±1.0	0	0	0	0
		Ф1	±1.0	±1.0	0	±1.0	0
	ПМ 23х	Мх	-2.111	1.0	0.70	0	0
		М3	3.111	-1.474	-1.104	0	0
		М2	-1.0	0.474	0.355	0	0
	ПМ 2хβ	Мβ	0	-1.0	-0.750	-1.0	-0.750
		Мх	0	1.474	1.105	1.474	1.105
		М2	0	-0.474	-0.355	-0.474	-0.355
	ПМ 1дα	Мα	3.0	3.0	0.750	3.0	0.750
		Мд	-4.0	-4.0	-1.0	-4.0	-1.0
		М1	1.0	1.0	0.250	1.0	0.250
Пере- дача			З.Х	I	II	III	IV

1.2.4.Построение потоков мощности в ПКП «Форд A4LD»

Построение потока мощности на первой передаче переднего хода:

Рис.2.10.Перая передача переднего хода ПКП «Форд A4LD»

Построение потока мощности на второй передаче переднего хода:

Рис.2.11.Вторая передача переднего хода ПКП «Форд A4LD»

Построение потока мощности на третьей передаче переднего хода:

Рис.2.12.Третья передача переднего хода ПКП «Форд A4LD»

Построение потока мощности на четвертой передаче переднего хода:

Рис.2.13.Четвертая передача переднего хода ПКП «Форд A4LD»