Выбор числа ступеней и определение передаточных чисел коробки передач

Передаточное число первой (низшей) ступени коробки передач, если не установлен диапазон, определяется из необходимости соблюдения трех условий:

1) возможности преодоления автомобилем заданного максимального дорожного сопротивления;

2) возможности реализации максимальной силы тяги по условиям сцепления колес с дорогой;

3) возможности движения с минимальной устойчивой скоростью.

Передаточное число первой ступени из условия обеспечения возможности движения по дороге с заданным максимальным коэффициентом общего дорожного сопротивления рассчитывают по формуле:

где ψmax – максимальный коэффициент общего дорожного сопротивления.

Полученное передаточное число необходимо проверить по условию отсутствия буксования, получаемое из уравнения возможности движения АТС.

Буксования не будет, если выполняется соотношение:

где – передаточное число первой ступени коробки передач по условиям сцепления.

Передаточное число первой ступени коробки передач по условиям сцепления определяют по формуле:

где Mвед – масса, приходящаяся на ведущие колеса, кг; φmax –максимальный коэффициент сцепления; mвед – коэффициент динамического изменения нормальных реакций на ведущих колесах.

Максимальный коэффициент сцепления φmax = 0,7 ÷ 0,8 [3].

Коэффициент динамического изменения нормальных реакций в тяговом режиме движения [2]:

- на передних ведущих колесах – mвед = 0,8 ÷ 0,9;

- на задних ведущих колесах – mвед = 1,1 ÷ 1,2.

Если условие (**) не выполняется, то следует проверить возможность увеличения нагрузки на ведущие колеса. При этом следует учитывать, что изменение распределения нагрузки может повлечь за собой необходимость применения шин другого размера.

В том случае, если увеличение нагрузки, приходящейся на ведущие колеса, невозможно, принимают меньшее из рассчитанных передаточных чисел.

Передаточные числа промежуточных ступеней коробки передач выбирают из условий обеспечения оптимальных показателей как тягово-скоростных, так и топливно-экономических свойств.

В большинстве случаев передаточные числа промежуточных ступеней рассчитывают по геометрической прогрессии, что обеспечивает возможность работы двигателя при разгоне АТС в одинаковом режиме на всех передачах с наилучшим использованием мощности.

При этом передаточные числа промежуточных ступеней iк определяют по формуле:

где к – номер промежуточной ступени; n – число ступеней.

Число ступеней коробки передач зависит от типа, удельной мощности и предполагаемых условий эксплуатации АТС. Как правило, в выполненных конструкциях [3]:

- легковых АТС – n = 5;

- грузовых АТС грузоподъемностью менее 3 т – n = 4;

- грузовых АТС грузоподъемностью 3 ÷ 10 т – n = 5;

- грузовых АТС грузоподъемностью более 10 т – n = 6.

Передаточное число ускоряющей передачи – i = 0,6 ÷ 0,8 [3].

Это передаточное число иногда не входит в геометрический ряд, и поэтому в формуле (3.15) высшей передачей следует считать прямую.

Интервал между передачами оценивают по плотности ряда передаточных чисел:

Из условия возможности переключения наибольшее значение плотности ряда передаточных чисел на высших передачах [3] qк,к+1 = 1,6 ÷ 1,7. На низших передачах возможно значение плотности ряда qк,к+1 = 2. При этом обеспечивается лучшее использование мощности двигателя при движении АТС на наиболее употребляемых высших передачах, а также улучшаются условия работы синхронизаторов.

Окончательно передаточные числа коробки передач уточняют при выборе параметров зубчатого зацепления в процессе проектирования коробки передач.