Визначення основних параметрів коробки передач

Після вибору схеми коробки передач визначають її основні розміри. У першу чергу оцінюється міжосьова відстань. Міжосьова відстань наближено може бути визначена за формулою

де А - міжосьова відстань, мм;

М_еmах - максимальний крутний момент двигуна, Нм;

а - коефіцієнт.

Величина коефіцієнта а залежить від типу транспортного засобу [5]:

- для легкових автомобілів - a = 14,5...16,0;

- для вантажних автомобілів - a = 17,0...19,5;

- для транспортних засобів з дизелями - a = 20,5...21,5.

Для коробок передач легкових автомобілів: А = 65...80 мм [7].

Для коробок передач вантажних автомобілів рекомендується наступний раціональний ряд міжосьових відстаней (табл. 9) [7].

 

Таблиця 9 - Рекомендовані значення параметрів коробка передач

Меmах, Нм			340-420	700-850	900-1150
А, мм
Число ступенів

 

Потім установлюється нормальний модуль зубчастих коліс. Нормальний модуль визначається з умов міцності на втому або статичної міцності при дії максимального моменту.

При виборі модуля необхідно враховувати, що його зменшення при збільшенні ширини зубчастого вінця зубчастих коліс приводить до зменшення рівня шуму. Для зменшення маси коробки передач слід збільшувати модуль шляхом зменшення ширини вінців (при тій же міжосьовій відстані).

Для вантажних автомобілів зменшення рівня шуму має менше значення, тому для легкових автомобілів приділяється більша увага зменшенню маси зубчастих передач.

 

Як правило, модуль приймається однаковим для всіх зубчастих коліс коробки передач, що дає деякі технологічні переваги. Величина модуля залежить від моменту, що передається, й типу транспортного засобу (табл. 10) [6].

Стандартні значення нормального модуля, мм [7]: т_н = 1,0; 1.25; 1,5; 2,0; 2,5; 3,0; 4,0; 5,0; 6,0; 8,0 і т.д. Більшість зубчастих коліс у коробках передач виконують косозубими для зменшення шуму при роботі й підвищення міцності.

При виборі кута нахилу враховують ряд факторів: необхідність забезпечення достатнього осьового перекриття зубів; обмеження осьової сили, що діє на підшипники валів; необхідність витримати задана міжосьова відстань; умова зрівноважування осьових сил на проміжному валу (для тривальних коробок передач).

 

Таблиця 10 - Значення нормального модуля зубчастих коліс коробка передач

Мкр, Нм	mн, мм	Тип транспортного засобу
100-200	2,25-2,75	Легкові автомобілі особливо малого й малого класу
200-400	2,75-3,5	Легкові автомобілі середнього класу й вантажні малої вантажопідйомності
400-600	3,5-4,25	Г рузовые автомобілі середньої вантажопідйомності
600-800	4,25-5,0	Г рузовые автомобілі великої вантажопідйомності
800-1000	5,0-6,0	Перша передача в коробках передач вантажних автомобілів великої вантажопідйомності при малому числі зубів шестерні (Z=12)

 

Кут нахилу спіралі зубів [7]:

- для зубчастих коліс двовальних коробок передач легкових автомобілів - =20…25°;

- для зубчастих коліс тривальних коробок передач легкових автомобілів - =22…34°;

- для зубчастих коліс коробок передач вантажних автомобілів - =18…26°.

Робочу ширину вінців зубчастих коліс коробки передач можливо визначити зі співвідношення:

де b - робоча ширина вінця зубчастого колеса, м.

При визначенні ширини вінців зубчастих коліс слід ураховувати, що при застосуванні зубчастих коліс більшої ширини підвищуються вимоги до твердості валів коробки передач.

Число зубів коліс визначається по відомому передаточному числу коробки передач (з умови рівності модулів). Так, наприклад, для другої ступені тривальної чотириступінчастої коробки передач (рис. 15, б):

де i_п - передаточне число привода проміжного вала;

i_пари - передаточне число зубчастої пари другої ступені коробки передач.

У позначенні числа зубів прийнято наступне: непарні індекси відносяться до ведучих зубчастих коліс, парні - до ведених шестірень.

Число зубів зубчастого колеса первинного вала Z₁=17…27 [7], передаточне число привода проміжного вала i_п=1,6…2,5 [2].

Задаючись числом зубів зубчастого колеса первинного вала й передаточним числом привода проміжного вала, можливо визначити число зубів шестерні привода проміжного вала.

Після цього необхідно перевірити міжосьову відстань по числу зубів:

,

При визначенні числа зубів необхідно враховувати, що непарне число суми зубів передачі переважніше, тому що зменшується можливість одержання суми чисел зубів із загальним множником, що приводить до нерівномірності зношування зубів.

Шляхом варіювання кута нахилу спіралі зубів у заданих межах необхідно добитися точного збігу обумовленої міжосьової відстані з обчисленою за формулою (4.1). У крайньому випадку можливо змінювати модуль зубчастих коліс.

Нормальний модуль визначають за формулою

;

де т_н - нормальний модуль, м;

d₀ - діаметр початкової окружності, м;

z - число зубів зубчастого колеса.

Торцевий модуль розраховують за формулою

де m_s - торцевий модуль, м;

- кут нахилу спіралі зубів, град.

Виходячи з результату розрахунків передаточних чисел і вибравши тип коробки передач (дво- або тривальна), визначають кількість зубців всіх шестерень (за винятком шестерень заднього ходу), знаходять відстань між осями валів, орієнтовні габаритні розміри коробки передач та креслять її кінематичну схему.

Кількість зубців визначають виходячи з того, що передаточні числа на кожній з передач повинні відповідати передаточним числам, знайденим при тяговому розрахунку автомобіля.

Для забезпечення паралельності валів суми кількостей зубців кожної пари шестерень повинні бути однаковими. Якщо модуль та кути нахилу зубців у них однакові, то:

Z₁ + Z₂ = Z₃ + Z₄ = ... = Z_jв + Z_jп.

Коли визначають кількість зубців кожної з шестерень тривальної коробки передач, виходять з того, що на всіх передачах, крім прямої, крутний момент передається через дві пари шестерень. Тому передаточне число і - ї передачі.

,

де Z₂, Z₁ - кількості зубців шестерень приводу проміжного вала (Z₂ - на проміжному валу, Z₁ - на первинному);

Z_jв, Z_jп - кількості зубців шестерень j-ї передачі (Z_jв - на вторинному валу, Z_jп - на проміжному).

Кількість зубців шестерень первинного валу Z₁ = 17...23. Тоді Z₂ = Z₁(Z₂/Z₁).

Прийнявши Z₁ та обчисливши Z₂, а також враховуючи величину i_j, знайдену в тяговому розрахунку, з системи рівнянь:

визначають Z_jв та Z_jп. Аналогічно знаходять кількість зубців шестерень решти передач. Визначаючи кількість зубців шестерень двовальної коробки передач, приймають кількість зубців шестерні першої передачі ведучого вала в межах Z₁= 17...23. Тоді кількість зубців шестерні веденого вала цієї ж передачі буде Z₂=і₁ Z₁. Враховуючи, що за однакових модулів та кутів нахилу зубців суми кількостей зубців пар шестерень на всіх передачах однакові, кількість зубців кожної шестерні знаходять виходячи з того, що:

,

де Z₁₁, Z₂₁ - кількість зубців шестерень першої передачі відповідно на ведучому та веденому валах;

Z_j1, Z_j2 - кількість зубців шестерень j-ї передачі відповідно на ведучому та веденому валах.

Знайдені кількості зубців округляють до цілих чисел, уникаючи кратності кількостей зубців у парі шестерень, та визначають дійсні передаточні числа (відхилення від передаточних чисел, знайдених у тяговому розрахунку, не повинне перевищувати 5%).

Для двовальної коробки передач розрахунки виконуються аналогічно, однак у формулах не враховується передаточне число привода проміжного вала.