Кинематический расчет

Передаточные числа и число ступеней, обеспечивающих оптимальные тяговые и топливно- экономические качества автомобиля, выбирают согласно методике, рассматриваемой в курсе " Теория автомобиля". После выбора схемы коробки передач приступают к ее конструированию, т. е. определяют межцентровое расстояние валов, модуль зубчатой передачи, ширину венцов, угол наклона зубьев.

Межцентровое расстояния валов. Для техвальной коробки передач, у которой первичный и вторичный валы лежат на одной оси, можно приближенно считать, что межосевое расстояние a_w и модуль m_n зависят от максимального крутящего момента M_dmax, как показано в таблице 3.1

Талица 3.1 M max     340...420 700...850 900...1200 aw           mn 3... 4 3... 4 3, 5... 4 4... 5 4... 6

 

С другой стороны, для трехвальной коробки передач межосевое расстояние валов приближенно можно определить по формуле, выведенной по статистическим данным существующих коробок передач,

^aw = ^{a 3M}_d max [мм], (3.1)

где а- коэффициент, равный а=26 - для трехступенчатой коробки передач легковых, а=40 - для четырехступенчатой коробки передач грузовых автомобилей, а=83 - для коробки передач с большим числом ступеней грузовых автомобилей.

Модуль зубчатых колес с прямым зубом вычисляют по эмпирической зависимости m = (0, 32...0, 40)a_w и округляют до бдижайшего значения, предусмотренного ГОСТ 9563-60. В качестве нормального модуля m_n косозубых колес, отличающихся большей прочностью зуба и менее нагруженных, выбирают по тому же ГОСТу соседнее меньшее значение.

Число зубьев шестерен. По межцентовому расстоянию и модулю определяется сумма чисел зубьев пары

z_z = 2a_w cos в /m_n. (3.2)

В трехвальных коробках передач современных грузовых автомобилей z_z = 70 ± 15. Шестерня первичного вала обычно имеет 17...27 зубьев, передаточное число этой пары - 1, 6...2, 5. шестерня первой передачи промежуточного вала z = 13... 17.

Передаточные числа пар зубчатых колес должны быть:

- на низшей передаче < 3, 5...4, 0,

- на высших передачах - 0, 6... 0, 8.

Корректировка передаточных чисел коробки передач и межосевого расстояния. Диаметр начальной окружности шестерен

D_o = mz (3.3)

межосевое расстояние

(z' + z")m

aw = з. (3.4) Ширина зуба выбирается в зависимости от модуля:

- для прямозубых шестерен

b = (4, 4...7, 0)m, (3.5)

- для косозубых шестерен

b = (7, 0...8, 6)mn/cosв, (3.6) где в - угол спирали зуба, m_n - модуль в нормальном сечении.

При выборе угла спирали (наклона) зубьев необходимо учитывать два условия:

1. Степень перекрытия в осевом сечении должна быть не меньше единицы:

btgB bsin в, £ =—=- — > 1

^tst ^nmst

где b - ширина венца колеса, t_s - торцевой шаг косозубого колеса, m_st - модуль косозубого колеса. Если неравенство не выполняется, то необходимо увеличить ширину венца.

2. Осевые усилия от косозубых колес на промежуточный вал должны взаимно уравновешиваться. для чего направления спиралей зубьев колес на промежуточном валу должны быть одинаковыми, а величины углов должны удовлетворять следующему равенству:

tg-вх = И

^tgPl ^r2 '

где в\ и в₂ - углы спиралей колес 1 и 2, Г и ^r2 - радиусы начальных окружностей колес 1 и 2. Если модули обоих колес одинаковы, то

tge, =

^tgPl ^Z2 '

где ^z1 и ^z2 - числа зубьев колес 1 и 2.

Угол в рекомендуется принимать в пределах 20⁰...35⁰ для коробок передач легковых автомобилей и 20^o...30^o - для грузовых. С целью унификации оснастки принимают одно значение угла спирали в д^дя всех колес.