Требования, предъявляемые к конструкции автомобилей
в)ступенчатая
-По конструктивной схеме с неподвижными осями
с подвижными осями комбинированная
-По числу ступеней
Трехступенчатые четырехступенчатые
Пятиступенчатые многоступенчатые
-По типу зубчатого зацепления
Прямозубая косозубая
Шевронная смешанная
-По способу переключения
с подвижными зубчатыми колесами
с муфтами легкого включения
с синхронизаторами
-По способу управления
с непосредственным
с дистанционным
полуавтоматическая
автоматическая
Исходные данные для расчета
Определение сил, действующих на зуб косозубой шестерни КП. На зубья пары постоянного зацепления привода промежуточного вала действуют следующие силы:
Здесь бщ - угол профиля зуба; в — угол наклона зубьев; rщП.З. – радиус делительной.
На зубья пары при включении i-й передачи действуют силы:
Здесь ui — передаточное число включенной передачи; ri— радиус делительной окружности зубчатого колеса ведомого вала.
Расчет валов КП на прочность
Валы коробок передач воспринимают скручивающие и изгибающие нагрузки. Кроме того, они должны быть достаточно жесткими, чтобы их прогиб не вызывал перекоса зубчатых колес, находящихся в зацеплении. Последовательность определения напряжений в валах: в трехвальных коробках передач — ведомый, промежуточный вал, ведущий вал; в двухвальных коробках передач расчет можно начинать с любого из валов. Пользуясь схемой (например, приведенной на рис.70), определяют силы, действующие на зубчатые колеса на всех передачах, по формулам, приведенным выше. Затем для каждой передачи находят реакции в опорах. После этого строят эпюры моментов и определяют наибольший изгибающий и крутящий моменты.
Результирующее напряжение
где d в о . - диаметр вала в опасном сечении.
Шлицованный вал рассчитывают по внутреннему диаметру.
16 Жесткость валов КП и опред стрелы прогиба
Жесткость валов определяется по их прогибу. Силы Рх1 и PR1 дают прогиб fв валов в плоскости, в которой лежат оси валов, сила Pi, дает прогиб в перпендикулярной плоскости. Прогиб вала в каждой плоскости должен лежать в пределах 0,05 .0,1 мм. Полный прогиб
Валы должны обладать достаточной жесткостью, поэтому напряжения в них невысокие (200 .400 МПа).
Шлицы валов проверяют на смятие см =200 МПа.
Для изготовления валов применяют обычно те же материалы, что и для зубчатых колес.
Расчёт подшипников валов коробок передач
Критерием оценки эксплуатационных свойств подшипников является базовая долговечность, соответствующая 90 %-ной надежности.
Для определения долговечности подшипника необходимо иметь следующие данные: радиальные и осевые силы, действующие на подшипник на каждой передаче; ресурс коробки передач до капитального ремонта (в километрах пробега автомобиля или часах); среднюю техническую скорость движения; распределение пробега на передачах.
Радиальные и осевые силы, действующие на подшипник на каждой передаче,
представляющие собой реакции опор валов коробки передач, рассчитывают,
пользуясь формулами:
окружная Pi= MKmaxui/rщi
осевая Pxi= Pitgв
радиальная PRi= Pitgбщ/cosв
нормальная Pni=
Здесь ui— передаточное число включенной передачи; rщi -радиус делительной окружности зубчатого колеса ведомого вала.
Однако при расчете подшипника на долговечность в этих формулах вместо
максимального значения крутящего момента двигателя МКмах следует принимать расчетную величину крутящего момента аМКмах, (где а — коэффициент использования крутящего момента). Этот коэффициент зависит от отношения мощности двигателя к весу автомобиля.
Базовая долговечность подшипника определяется в соответствии с ГОСТ по ресурсу (в млн. оборотов)
L10=(C/P)p, где С — динамическая грузоподъемность подшипника (опреде-ляют по каталогу), Р — эквивалентная динамическая нагрузка, р — показатель степени (шариковые подшипники - р=3, роликовые р=3,33).
Эквивалентная динамическая нагрузка на подшипник определяется для условий работы на каждой передаче:
Радиальные Pr=(XVFr+YFa)KbKt
радиально-упорные Pa=(XFr+YFa)KbKt
где Fr,Fa - соответственно радиальная и осевая нагрузки; X, Y—коэффициенты радиальной и осевой нагрузок (по каталогу); V—коэффициент вращения (при вращении внутреннего кольца V=1, при вращении наружного кольца V=1,2); Kb -коэффициент безопасности (для коробок передач Kb=1); Kt -температурный коэффициент (Kt=1,10 при 150 °С).