2. Выбор конструктивных параметров узла
Коробка передач проектируется для автомобиля, техническая характеристика которого приведена в таблице 2.1. В качестве прототипа используем технические характеристики автомобиля Toyota Camry 2.4.
Таблица 2.1 – Исходные данные для проектирования КП
№ |
Наименование параметра |
Обозначение |
Значение |
Размерность |
1 |
Тип автомобиля |
– |
Легковой |
– |
2 |
Полная масса |
ma |
1985 |
кг |
3 |
Масса приходящаяся на ведущий мост |
m1 |
1000 |
кг |
4 |
Тип двигателя |
– |
Бензиновый |
– |
5 |
Модель двигателя |
2AZ-FE |
||
6 |
Максимальная мощность |
Pemax |
167/6000 |
л.с./мин-1 |
7 |
Максимальные обороты двигателя |
nemax |
6500 |
мин-1 |
8 |
Максимальный крутящий момент двигателя |
Memax |
224 |
Нм |
9 |
Обороты двигателя при Memax |
nм |
2500-5000 |
мин-1 |
10 |
Число передач |
– |
5 |
– |
11 |
Передаточное число главной передачи |
U0 |
3.391 |
– |
12 |
Максимальная скорость автомобиля |
Vamax |
205 |
км/ч |
13 |
Размер шин |
– |
215/60 R16 |
– |
14 |
Радиус качения колеса |
r0 |
0,3322 |
м |
15 |
Требуемый пробег автомобиля |
L0 |
1.000.000 |
км |
2.1. Кинематический расчет коробки передач
Расчет передаточных чисел коробки передач начинают с определения передаточного числа первой передачи U1. Передаточное число первой передачи должно удовлетворять следующим условиям:
Мог преодолевать максимальное для данного типа автомобиля дорожное сопротивление;
Не буксовал при трогании с места;
Мог двигаться с минимальной устойчивой скоростью для маневрирования.
Определяем передаточное число низшей передачи:
- По преодолению дорожного сопротивления:
=
=
3.073;
где ψмах – максимальное дорожное сопротивление, для легковых автомобилей 0,35…0,5. Принимаем ψмах = 0,35.
- По сцеплению ведущих колес с опорной поверхностью:
=
=
3.384;
где φ - коэффициент сцепления шин с дорогой равный 0,8…0,9. Принимаем φ = 0,85; Gφ – сцепной вес автомобиля, приходящийся на ведущую ось автомобиля.
где kR1 – коэффициент перераспределения нормальной реакции опоры 0,85…0,95. Принимаем kR1 = 0,9.
- по обеспечению минимальной устойчивой скорости движения:
=
=3,693;
где nemin – минимальные устойчивые обороты двигателя (обороты холостого хода). Принимаем nemin = 600 об/мин; Vmin – минимальная устойчивая скорость для движения и маневрирования 4…6 км/ч. Принимаем Vmin = 6 км/ч.
Передаточное число первой передачи должно находиться в пределах:
На основании данных рекомендаций, принимаем U1=3,693.
Передаточное число высшей передачи UВ определяется исходя из обеспечения максимальной скорости:
=
=1,171;
Диапазон передаточных чисел:
=
=3,154;
Требуемые значения передаточных чисел будем определять по ряду чисел геометрической прогрессии. Передаточные числа коробки передач определяются по формуле:
где i – номер передачи; q – знаменатель геометрической прогрессии, который определяется по формуле:
=
1,333;
Определяем передаточные числа промежуточных передач:
=2,770;
=2,078;
=
1,559.
Полученные данные сводим в таблицу 2.2.
Таблица 2.2 – Требуемые передаточные числа коробки передач
№ передачи |
Передаточное число |
1 |
3,693 |
2 |
2,770 |
3 |
2,078 |
4 |
1,559 |
5 |
1,171 |