Определение межосевого расстояния и параметров зубчатого зацепления

Для трехвальных коробок передач (рис. 2.2.) межосевое расстояние определяют по формуле:

(2.0)

 

 

Рисунок 2.2. – Схема сил, действующих в трехвальной коробке передач

Рпз Рхпз Rпз Е А Ri Рхi Рi F С В rпз Rпз Рхпз С Ведущий вал Рп.з Промежуточный вал   Рхi ri Ri Рi D Ведомый вал F Е Z3 Z2 Z4 Z1 D С В А

где M _{д. max} – максимальный крутящий момент двигателя, Нм; а – коэффициент, который принимают: для грузовых автомобилей, a =(17…21,5), для легковых автомобилей, а = (14,5…16).

Кроме того, это расстояние связано с числом зубьев, модулем и наклоном зубьев: , (2.1)

где m _n – нормальный модуль; z ₁ +z ₂ = z ₃ +z ₄ – сумма чисел зубьев пар, находящихся в зацеплении; β – угол наклона зубьев, при включении первой передачи, когда модули обоих зубчатых значений равны. Принимаем z ₁ = z ₃, z ₂ = z ₄ и тогда при получаем , (2.2.)

Нормальный модуль выбирают из ГОСТированного размерного ряда (см. приложение 6). Его значение зависит от передаваемого крутящего момента (таблица 2):

Таблица 2.2. – Рекомендуемые модули зубчатых передач

Мд max , Нм	100…200	201…400	401…600	601…800	801…1000
mn, мм	2,25…2,5	2,6…4,25	3,76…4,25	4,26…4,5	4,6…6,0

 

Модуль на разных передачах может быть разным, на низших передачах модуль имеет более высокое значение.

Угол наклона зубьев β = (25…40°) для легковых автомобилей и

β = (20…25°) для грузовых автомобилей.

По межосевому расстоянию, определяемому по формуле (2.0) (уточненное значение А_о следует выбрать по приложению 7) и модулю определяют сумму чисел зубьев пары из уравнения (2.1)

(2.2.1.)

Решая совместно систему из уравнений (2.2.) и (2.2.1.) находим числа зубьев z ₁ и z _2.

Как правило, в трехвальных коробках передач грузовых автомобилей (z _l+ z ₂) = 70 ± 15. Диаметр шестерни первой передачи, расположенной на промежуточном валу, выбирают минимальный. Минимальное число зубьев z₁ и z₃ составляет (12…17), при этом предпочтительнее нечетное число суммы зубьев. При выборе z₁ и z₃ с учетом типа зацепления следует использовать и приложение 8.

Ширина венца зубчатого колеса зависит от передаваемого момента и от расстояния между осями валов. Приближенно ширину зубчатого

колеса (мм) можно определить по соотношениям:

b ≈ (5…8) m _n = 7· 3,28=23 см (2.3)

 

Расчет валов коробки передач

Наибольший диаметр (см) первичного вала трехвальной коробки передач определяется из соотношения:

(2.5)

где M _дmax – максимальный крутящий момент двигателя (на входе в коробку передач), Н·м.

Кроме того, наибольший диаметр (мм) ведущего и промежуточного валов и их длина связаны соотношением:

, (2.6)

где l _пв – длина вала, мм.

Диаметр (мм) ведомого и промежуточного валов предварительно можно определить из соотношения:

(2.7)

Длину (мм) ведомого вала рекомендуется определить по соотношению

l _в = d _в/(0,18…0,21)=75,0/0,18 = 416,66 мм (2.8)

 

2.2.3. Расчет подшипники коробок передач.

 

В трехвальных коробках передач грузовых автомобилей применяют шарико- и роликоподшипники легкой и средней серий. При эскизном проектировании размеры (мм) подшипников можно выбирать в зависимости от межосевого расстояния A₀ в соответствии со следующими соотношениями:

задние подшипники первичного и вторичного валов

передний и задний подшипники промежуточного вала

Более точный выбор подшипников производится по динамической грузоподъемности в соответствии с ГОСТ 18865-82 по каталогу.

Расчет сил, действующих на зубчатые колеса.

В зубчатом зацеплении силы достигают наибольших значений при передаче максимального крутящего момента (при включении первой передачи) на шестерне z₁ (при двухвальной коробке передач), на шестернях z₁ и z₃ (при трехвальной коробке передач).

Определим силы на зубьях шестерни z₁ (рисунок 2):

окружную (2.9)

осевую (при косозубых колесах) (2.10)

радиальную (2.11)

нормальную (2.12)

Здесь α_ω – угол профиля зубьев, α_ω =20⁰; β – угол наклона зубьев;

- радиус делительной окружности шестерни ведущего вала.

Определим силы на зубьях шестерни z₃ трехвальной коробки передач при включении i-й, например, первой передачи:

окружную (2.13)

Здесь U_i = U_I –передаточное число первой передачи; r_ωi – радиус делительной окружности шестерни z₃ промежуточного вала:

(2.14)

осевую (при косозубых колесах)

(2.15)

радиальную (2.16)

нормальную (2.17)