Расчет передаточных чисел коробки передач

При определении передаточных чисел коробки передач нужно помнить о том, что I передача предназначена для преодоления максимального сопротивления дороги. Промежуточные передачи коробки передач используются при разгоне автомобиля, преодолении повышенного сопротивления движению, работе автомобиля в условиях, не позволяющих двигаться с высокой скоростью (гололед, выбитая дорога, задержка впереди идущим транспортом и т.д.), а также при торможении двигателем на затяжных пологих спусках.

При расчете передаточных чисел сначала находят передаточное число I передачи по заданному техническими условиями максимальному коэффициенту сопротивления дороги ψ_max или максимальному динамическому фактору автомобиля по тяге D_max на I передаче.

Это передаточное число определяют с помощью выражения, полученного из формулы для динамического фактора, пренебрегая силой сопротивления воздуха, так как она незначительна при небольших скоростях движения:

где G_а – сила тяжести автомобиля с полной нагрузкой, Н; M_max – максимальный крутящий момент двигателя, Н•м.

Полученное передаточное число I передачи коробки передач не гарантирует отсутствия буксования ведущих колес автомобиля. Чтобы не было буксования ведущих колес при движении на I передаче, необходимо выполнение следующего неравенства:

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

 

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

где D_сц – динамический фактор автомобиля по сцеплению; m_p2=1,20...1,35 – коэффициент изменения реакций на задних ведущих колесах; G_а2 – сила тяжести автомобиля с полной нагрузкой, приходящаяся на задние колеса, Н; φ_х=0,6...0,8 – коэффициент сцепления колес с дорогой. Для переднеприводных автомобилей под G_а2 принимают сила тяжести автомобиля с полной нагрузкой, приходящуюся на передние колеса, Н, а m_p2=1.

Из этого соотношения определяют новое передаточное число I передачи, при котором буксования ведущих колес не будет:

После проверки передаточного числа I передачи на отсутствие буксования ведущих колес автомобиля из двух найденных передаточных чисел I передачи коробки передач для дальнейших расчетов выбирают меньшее.

По этому значению передаточного числа I передачи и известному значению передаточного числа высшей передачи определяют передаточные числа промежуточных передач.

Если высшая передача прямая (u_п=1), то для расчета передаточных чисел промежуточных передач используют следующее выражение

где n' – число передач, не считая повышающую передачу и передачу заднего хода; k – номер передачи.

Если высшая передача повышающая (u_к<1), то значение ее передаточного числа выбирают в соответствии с типом автомобиля, а остальные передаточные числа промежуточных передач рассчитывают с помощью приведенного выше выражения.

Для выявления влияния числа передач в коробке передач на скорость движения автомобиля в различных дорожных условиях сравним динамические характеристики одного и того же автомобиля при установке на него трехступенчатой (рис. 4а) и четырехступенчатой (рис. 4б) коробок передач.

 

При этом первые и последние передачи данных коробок передач имеют равные передаточные числа, а динамические факторы автомобиля по тяге на первой и последней передачах обеих коробок одинаковы.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

При сравнении максимальной скорости автомобиля на дорогах с различным сопротивлением очевидно преимущество четырехступенчатой коробки передач. Так, на дороге, характеризуемой коэффициентом сопротивления ψ₁, максимальная скорость v’_max автомобиля с трехступенчатой коробкой передач меньше максимальной скорости, развиваемой при использовании четырехступенчатой коробки. Максимальная скорость v’’_max при движении по дороге с коэффициентом сопротивления, равным ψ₂, также меньше у автомобиля с трехступенчатой коробкой передач. Следовательно, увеличение числа передач в коробке приводит к возрастанию средней скорости движения автомобиля. Чем больше число передач, тем полнее используется мощность двигателя в различных дорожных условиях, улучшаются тяговые свойства и повышается топливная экономичность автомобиля.

Рис. 4. Динамические характеристики автомобиля с трехступенчатой (а) и четырехступенчатой (б) коробками передач:

I-IV – передачи; v’_max,v’’_max – максимальные значения скорости движения при коэффициентах сопротивления дороги соответственно ψ₁ и ψ₂

Передаточное число передачи заднего хода

Окончательное значение передаточного числа передачи заднего хода определяют при компоновке коробки передач.

Рассчитанные передаточные числа коробки передач являются ориентировочными и при проектировании новой коробки передач могут незначительно изменяться. Окончательно передаточные числа коробки передач уточняют при выборе параметров зубчатого зацепления в процессе проектирования коробки передач.

4.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

Расчет и построение тяговой характеристики автомобиля.

Теоретическую тяговую характеристику автомобиля Р_т=f(V_а) можно получить расчетным путем по следующей методике:

Принять:

· внешнюю скоростную характеристику двигателя (см. пункт 2 раздела 2.2);

· ряд передаточных чисел трансмиссии i_тр и к.п.д. трансмиссии η_тр(раздел 3);

· статический радиус колеса (пункт 1 раздела 2.2).

Рассчитать силу тяги Р_тна различных передачах и режимах движения автомобиля, результаты свести в таблицу.

 

Таблица 2. Данные для построения тяговой и динамической

характеристик

Пере-дача	iтр	ηтр	nе , мин-1	Vа , м/с	Ме,Нм	Рт,Н	Рв,Н	D
	15,05	0,91		1.88	123.06	6240.85	-	0.44
	3.67	135.38	6869.3	-	0.47
	5.63	137.42	6972.7	20.08	0.48
	7.51	130.75	6634.26	35.72	0.46
При N мах	10.52	109.87	5574.8	70.1	0.38
nmax	11.64	96.27	4884.74	85.83	0.33
	8,61	0,91		3.28	123.06	3571.2	-	0.24
	6.56	135.38	3928.73	27.26	0.27
	9.84	137.42	3987.93	61.33	0.27
	13.12	130.75	3794.37	109.04	0.25
При N мах	18.36	109.87	3188.43	213.54	0.2
nmax	20.33	96.27	2793.76	261.83	0.17

 

	5,58	0,91		5.06	123.06	2313.53	16.21	0.16
	10.12	135.38	2545.14	64.87	0.17
	15.18	137.42	2583.5	145.97	0.17
	20.24	130.75	2458.1	259.51	0.15
При N мах	28.33	109.87	2065.56	508.44	0.10
nmax	31.37	96.27	1809.88	623.41	0.08
	4,1	0,91		6.89	123.06	1700.69	30.07	0.11
	13.78	135.38	1870.95	120.29	0.12
	20.67	137.42	1899.14	270.66	0.11
	27.56	130.75	1806.97	481.17	0.09
При N мах	38.58	109.87	1518.4	942.91	0.04
nmax	42.71	96.27	1330.5	1155.59	0.01

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

М_е берется из скоростной характеристики. Р_т подсчитывается по формуле:

.

I передача

II передача

III передача

VI передача

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

Где u_кп – передаточное число коробки передач, u_гп – передаточное число главной передачи.

u_тр= u_кпu_гп.

i_тр = u_кп u_гп

i_тр = 3,67*4,1=15,05

i_тр = 2,1*4,1=8,61

i_тр = 1,36*4,1=5,58

i_тр = 1*4,1=4,1

i_тр иu_тр – равноценные обозначения.

V_а - скорость автомобиля, определяется по формуле:

I передача

II передача

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

III передача

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

VI передача