Определение передаточных чисел основной коробки передач

3.1. Расчет передаточного числа первой ступени.

 

Передаточное число первой ступени коробки передач (i_к1) определяется из условий преодоления заданного коэффициента сопротивления дороги (ψ_max) и обеспеченности сцепления ведущих колес с асфальтобетонной дорогой в хорошем состоянии (φ _x =0,7…0,8). Указанные условия соответствуют следующему диапазону передаточных отношений первой ступени КП:

 

G_a ψ_max r_k G_a φ_xr_k λ_φ

i_к1 = i_к1^i_к1^= ^{_________________... ___________________} (3.1)

M_emax i_o i_dв η_тр M_emax i_o i_dв η_тр

 

где G_a - полный вес автомобиля, н;

λ_φ -коэффициент сцепной массы автомобиля;

M_emax - максимальный крутящий момент двигателя, н*м;

η_тр - коэффициент полезного действия трансмиссии.

 

Под коэффициентом сцепной массы автомобиля понимается отношение веса автомобиля, приходящегося на ведущие колеса к полному весу машины, т.е.

 

G₂

λ_φ = ^______ , (3.2)

G_a

где G₂ - вес, приходящийся на ведущие колеса машины, н.

 

Вес, приходящийся на ведущие колеса машины G₂ и ее полный вес G_a определяется на основании данных [ 4 ], по базовой модели. При этом к расчету принимаются данные соответствующие полному весу машины. В случае если рассчитываемый образец специальной автомобильной техники имеет большую массу, чем базовая модель (что может быть установлено на основании справочных данных из [1, 2, 3 ]), то вес, приходящийся на ведущие колеса может быть определен на основании соотношения G₂ и G_a для базовой машины.

При этом, в процессе расчетов должно быть обязательно соблюдено неравенство:

 

 

φ_x

^______ λ_φ > 1 (3.3)

ψ_max

 

Значения коэффициента полезного действия трансмиссии η_тр ориентировочно устанавливаются из диапазона η_тр = 0,75 - 0,85. При этом меньшие значения принимаются для трехосной полноприводной специальной автомобильной техники, большие - для двухосных неполноприводных машин.

Таким образом, передаточное число первой ступени коробки передач может быть принято любым из расчетного диапазона, определяемого формулой (3.1). При этом обязательно соблюдение неравенства (3.3, свидетельствующего о соблюдении обеспеченности сцепления ведущих колес с дорогой. Несоблюдение неравенства (3.3 для автомобилей типа 4 х 2 и 6 х^ 4 означает необходимость соответствующего увеличения коэффициента сцепной массы за счет приближения центра тяжести к ведущим колесам и увеличения их загрузки, либо изменения предъявляемых к автомобилю требований (снижение _max , увеличение _x) или перехода к модели полноприводного автомобиля типа 4 х 4 и 6 х^ 6. В случае, если возникает необходимость значительного изменения положения центра тяжести автомобиля с целью увеличения загрузки ведущих колес, весь расчет, связанный с конструктивными параметрами автомобиля, и определяющий его весовые характеристики производится заново.

В формуле (3.1) передаточное число i_dв высшей ступени дополнительной коробки передач обычно берется равным единице, т.е. i_dв = 1. У двухосных автомобилей с одним ведущим мостом дополнительная коробка обычно отсутствует (i_dв принимается равным единице).

3.2. Выбор числа передач.

Количество передач определяется диапазоном передаточных чисел (ДКП), т.е. отношением передаточного числа первой ступени к передаточному числу высшей ступени, обеспечивающим необходимое соотношение удельных сил на низшей и высшей передачах:

 

i_к1

Д_кп= ^______ , (3.4)

i_кв

 

При диапазоне передаточных чисел до семи (Д_кп < 7) выбирается четырехступенчатая коробка передач. При диапазоне передаточных чисел, находящихся в интервале 6,8 < Д_кп < 8,5 применяется пятиступенчатая коробка передач. Для диапазона 8,5 < Д_кп < 10 - шестиступенчатая. В случае Д_кп > 10 принимается решение об установки дополнительной коробки. При этом ориентировочное значение i_дн определяется следующим образом:

 

i_дн = 2 i_дв (3.5)

 

После этого определяется уточненное значение передаточного числа первой передачи основной коробки передач по формуле:

 

i_к1^* = i_к1 / 2 (3.6)

 

Подставляя полученное значение i_к1^* в формулу для определения диапазона передаточных чисел (3.4.) определяем уточненное значение Д_кп, на основании которого принимается решение о количестве ступеней в основной коробке передач.

 

3.3. Выбор передаточных чисел промежуточных передач.

Передаточные числа промежуточных передач (между первой и высшей) передачей подбирают из условия наиболее интенсивного разгона (по закону геометрической прогрессии).

Расчет передаточных чисел ведется по формуле:

 

_{n - 1}

i_k =V (i_к1)^n-k (i_кв)^{k - 1}, (3.7)

 

где k - порядковый номер рассчитываемой передачи;

n - общее число передач, не считая ускоряющую передачу и передачу заднего хода.

Передаточное число заднего хода определяется во время компановки и в тяговом расчете определению не подлежит. В настоящее время для коробок передач практически всех автомобилей иногда применяют ускоряющую передачу, которая выбирается из условия обеспечения хорошей топливной экономичности машины при работе на загородных дорогах с асфальтобетонным покрытием и малыми подъемами. При этом передаточное число ускоряющей передачи обычно принимается равным 0,7... 0,9. Это передаточное число не входит в геометрический ряд и высшей передачей в этом случае условно считают следующую за ускоряющей, которая выполняется прямой (i_кв = 1).

Выбранные теоретическим путем передаточные числа впоследствии слегка корректируются при проектировании коробки передач (при определении межосевого расстояния между валами коробки и при выборе чисел зубъев шестерен).