1.2. Геометрический расчет коробки передач

Расчет заключается в выборе:

- межосевое расстояние;

- число зубьев зубчатых колес;

- ширина зубчатых колес;

- диаметр зубчатых колес;

и геометрических параметров зацепления посредством геометрического расчета.

Значение выбираем по формуле Хельдта:

=79,26 мм,

где

- момент на выходном валу КП на I-ой передаче;

- для легковых а/м;

- для грузовых а/м.

Принимаем a_w=80 мм.

Далее выбираем значение угла наклона зубьев :

- для легковых а/м;

- для двухвальных КП;

- для грузовых а/м.

Примем

Далее выбираем значение нормального модуля :

-для малолитражных а/м;

- для легковых а/м;

- для малых и средних грузовых а/м ;

для больших грузовых а/м .

Примем мм.

Принимаем :

угол зацепления , коэффициент высоты головки зуба = 1, коэффициент радиального зазора .

Значение суммарного числа зубьев определяем по формуле:

значение округляем до целого. Принимаем = 50. Разность между расчетным и принятым должно быть компенсировано либо изменением , либо коррегированием зубьев.

У косозубых колес лучше уточнить значение :

при этом .

Значение окружного модуля определяем по формуле:

мм.

Определяем число зубьев зубчатых колес:

;

причем округляется до целого;

.

Определяем действительные значения

Определяем ошибку :

;

иначе корректируем .

Кинематические параметры коробки передач сводим в таблицу 1.3:

Таблица 1.3 – Кинематические параметры КП

№ передачи	Ui	z∑		zвед/zвм	Действительные значения	∆Ui, %
					Ui
1	3,433	50		11/39	3,545	-3,26
2	2,342	50		15/35	2,333	0,38
3	1,598	50		19/31	1,632	-2,13
4	1,090	50		24/26	1,083	0,64
5	0,744		50	29/21	0,724	2,69

Далее определяем значения диаметров зубчатых колес:

;

;

,

где - смещение профиля зуба.

;

Далее определяем значения ширины зубчатых венцов.

Контактная ширина зубчатых венцов:

Рабочая ширина зубчатых венцов:

Рабочая ширина зубчатых венцов может быть изменена для обеспечения ресурсных и прочностных показателей.

Геометрические параметры шестерен коробки передач сводим в таблицу 1.4.

2. Расчет показателей работоспособности коробки передач

2.1. Определение параметров нагрузочного режима

Проверочный расчет зубчатых колес приводится на примере пары первой передачи.

Расчетный момент на валу рассматриваемого колеса М_расч

Расчетный момент на валу шестерни:

где М_емах = 202 Нм – максимальный крутящий момент двигателя, М_φ – приведенный крутящий момент по сцеплению ведущих колес с дорогой:

Расчетная частота вращения n_p

Расчетная частота вращения в общем случае определяется исходя из средней скорости V_{a cpi} автомобиля на i-ой передаче. Обычно расчетная частота вращения близка к частоте вращения коленчатого вала двигателя при максимальном крутящем моменте. Средняя скорость определяется:

На основании этого:

Коэффициент относительного пробега автомобиля ξ

Относительные пробеги по передачам определяем по таблице 2.1.

Таблица 2.1 – Коэффициенты относительного пробега ξ в долях общего пробега на отдельных ступенях коробок передач легковых автомобилей. [3]

Легковые автомобили	Число передач КП	1	2	3	4	5	6	7	8	ЗХ
Мемах/ма <80Нм/т	4	0,02	0,06	0,22	0,7	-	-	-	-	0,03
Мемах/ма ≥80Нм/т	4	0,01	0,04	0,2	0,75	-	-	-	-	0,03
-	5	0,01	0,03	0,06	0,15	0,75	-	-	-	0,03
-	6	0,01	0,02	0,04	0,07	0,17	0,69	-	-	0,03
-	7	0,01	0,02	0,03	0,05	0,08	0,19	0,62	-	0,03

В нашем случае отношение

Также коробка передач имеет 5 передач, значит принимаем относительный пробег на первой передаче ξ = 0,01.

Коэффициенты эквивалентного пробега автомобиля К_ПF, К_ПН

Средние значения удельных окружных сил на передачах (γ_аср) определяются по формуле:

Среднее удельное сопротивление воздуха γ_vср = 0 на скоростях ниже 40 км/ч.

Среднее удельное сопротивление дороги γ_ψср = 0,018 для легковых автомобилей.

Параметр В для легковых автомобилей принимается равным 0,2.

Расчетная удельная тяговая сила автомобиля определяется по формуле:

Коэффициенты эквивалентного пробега автомобиля К_ПF, К_ПН определяются по графику (Рис.1.1 [4]) в зависимости от отношения:

К_ПF = 0,017;

К_ПН = 0,0005.

Максимальный динамический крутящий момент M_{j max}

Максимальный динамический крутящий момент на первичном валу коробки передач при максимальном передаточном числе трансмиссии U_трмах ≤ 20 находится по формуле:

где β_с = 1,5 – коэффициент запаса сцепления.