Выбор числа ступеней и определение передаточных чисел коробки передач

Основной тенденцией в выполненных конструкциях является увеличение числа ступеней и диапазона коробки передач при возрастании массы АТС. Увеличение числа ступеней и диапазона позволяет более эффективно использовать мощность двигателя при работе автомобиля с различной степенью загрузки и в различных дорожных условиях, однако при этом увеличиваются масса и стоимость коробки передач и усложняется управление автомобилем.

Передаточное число первой (низшей) ступени коробки передач, если не установлен диапазон, определяется из необходимости соблюдения трех условий:

1) возможности преодоления автомобилем заданного максимального дорожного сопротивления;

2) возможности реализации максимальной силы тяги по условиям сцепления колес с дорогой;

3) возможности движения с минимальной устойчивой скоростью.

Передаточное число первой ступени из условия обеспечения возможности движения по дороге с заданным максимальным коэффициентом общего дорожного сопротивления рассчитывают по формуле

, (3.16)

где – максимальный коэффициент общего дорожного сопротивления.

Полученное передаточное число необходимо проверить по условиям отсутствия буксования. Буксования не будет, если выполняется условие

, (* *)

где – передаточное число первой ступени коробки передач по условиям сцепления.

Передаточное число первой ступени коробки передач по условиям сцепления определяют по формуле

, (3.17)

где – масса, приходящаяся на ведущие колеса, кг; – максимальный коэффициент сцепления; – коэффициент динамического изменения нормальных реакций на ведущих колесах.

Максимальный коэффициент сцепления = 0,7 0,8 [3].

Коэффициент динамического изменения нормальных реакций в тяговом режиме движения [2]:

* на передних ведущих колесах = 0,8 0,9;

* на задних ведущих колесах = 1,1 1,2.

Для трехосного автомобиля с двумя задними ведущими мостами (колесная формула – 6´4) масса, приходящаяся на ведущие колеса, – это масса, приходящаяся на тележку.

Если условие (* *) не выполняется, то следует проверить возможность увеличения нагрузки на ведущие колеса. При этом следует учитывать, что изменение распределения нагрузки может повлечь за собой необходимость применения шин другого размера. В том случае, если увеличение нагрузки, приходящейся на ведущие колеса, невозможно, принимают меньшее из рассчитанных передаточных чисел.

Передаточные числа промежуточных ступеней выбирают из условий обеспечения оптимальных показателей как тягово-скоростных, так и топливно-экономических свойств. Существуют различные методики выбора: одни предусматривают наилучшее использование разгонных свойств, другие – оптимальной топливной экономичности, третьи – наибольшей средней скорости в некоторых заданных условиях движения.

В большинстве случаев передаточные числа промежуточных ступеней коробки передач рассчитывают по геометрической прогрессии, что обеспечивает возможность работы двигателя при разгоне АТС в одинаковом режиме на всех передачах с наилучшим использованием мощности. При этом передаточные числа промежуточных ступеней определяют по формуле

, (3.18)

где к – номер промежуточной ступени коробки передач; n – число ступеней в коробке передач.

Число ступеней коробки передач зависит от типа, удельной мощности и предполагаемых условий эксплуатации АТС. Как правило, в выполненных конструкциях [3]:

* легковых АТС n = 5;

* грузовых АТС грузоподъемностью менее 3 т n = 4;

* грузовых АТС грузоподъемностью 3 10 т n = 5;

* грузовых АТС грузоподъемностью более 10 т n = 6.

Передаточное число ускоряющей передачи i = 0,6 0,8 [3]. Это передаточное число иногда не входит в геометрический ряд, и поэтому в формуле (3.15) высшей передачей следует считать прямую.

Диапазон работы двигателя, возможность и легкость переключения передач, условия работы синхронизаторов зависят от интервала передаточных чисел между смежными ступенями в коробке передач. Интервал между передачами оценивают по плотности ряда передаточных чисел:

. (3.19)

Из условия возможности переключения наибольшее значение плотности ряда передаточных чисел на высших передачах [3] = 1,6 1,7. На низших передачах возможно значение плотности ряда = 2. При этом обеспечивается лучшее использование мощности двигателя при движении АТС на наиболее употребляемых высших передачах, а также улучшаются условия работы синхронизаторов.

Окончательно передаточные числа коробки передач уточняют при выборе параметров зубчатого зацепления в процессе проектирования коробки передач.