Расчёт и конструирование силового механического привода

1. Определение диапазона коробки передач.

Диапазон коробки передач Д_к (диапазон передаточных чисел) – это отношение передаточного числа низшей u_кп1 и высшей u_кп.в передачи:

Д_к = .

Для начала вычислим максимальное передаточное число коробки передач u_кп1. Оно выбирается на основе двух величин:

- максимального передаточного числа u_{кп1 ψ}, обеспечивающего преодоление транспортным средством максимального дорожного сопротивления ψ_max при равномерном движении на первой передаче, пренебрегая при этом сопротивлением воздуха ввиду малой скорости движения:

u_{кп1 ψ} = = = 1,802

- максимального передаточного числа u_{кп1 φ}, обеспечивающего реализацию максимально возможной силы тяги по условию сцепления колёс с дорогой (буксованию):

u_{кп1 φ} = = = 4

Отсюда следует, что u_кп1=4.

Минимальное значение передаточного числа коробки передач (то есть передаточное число на высшей передаче) рассчитывают из условия обеспечения заданной максимальной скорости автомобиля:

u_кп.выс = 0,3768 = 0,3768 = 0,8

Теперь мы можем вычислить диапазон коробки передач:

Д_к = = = 5 мм

2. Определение передаточных чисел коробки передач.

При наличии повышающей передачи (u_кп.в = 0,8) формула примет вид:

u_m =

где m – номер рассчитываемой передачи;

n – количество передач в коробке, включая прямую;

u_кп1 – передаточное число первой передачи

u₁ =4

u₂ = = 2

u₃ = = 1,3

u₄ = = 1

u₅ = = 0,8

2. Выбор материала и термообработки зубчатых колёс.

Зубчатые колёса и зубчатые муфты являются наиболее нагруженными деталями коробки передач, имеющими одинаковый основной конструктивный элемент – зубчатый венец. Работоспособность венца обеспечивается:

- высокой твёрдостью поверхностного слоя, необходимой для увеличения сопротивления смятию и для предотвращения усталостного выкрашивания рабочих поверхностей зуба;

- прочностью на изгиб зубьев при одновременной высокой вязкости их сердцевины для противостояния ударным нагрузкам.

Зубчатые колёса изготавливают из легированных сталей, подвергаемых соответствующей химико – термической обработке. Для эффективного упрочнения поверхности зубьев колёс коробок передач используют в основном цементацию и нитроцементацию (цианирование). Для зубчатых передач трансмиссий легковых неполноприводных автомобилей применяют хромистые стали типа 35Х, 40Х. Хромо – марганцево - титановые стали (типа 18 ХГТ, 25ХГТ) рекомендуется применять для зубчатых передач грузовых автомобилей средней грузоподъёмности. Для зубчатых передач грузовых автомобилей большой грузоподъёмности и полноприводных грузовых автомобилей рекомендуется применять стали 25ХГМ, 20ХНМ, 12Х3А.

Для своей коробки передач я выбрал стали марки 40Х, для ведущего вала, промежуточного вала, для оси зубчатых колёс заднего хода и для зубчатых колёс, а для ступицы и муфты синхронизатора выбрал сталь 40Х.