9. Компоновка кпп

Эскизная компоновка служит исходным материалом для разработки сборочного чертежа КПП и выполняется на листе миллиметровой бумаги формата А1. Основными этапами компоновки коробки передач являются:

- установка зубчатых колёс передач на оси валов, выполненная условно (зубчатые колёса изображают по размерам ширины зубчатого венца b_ω и начального диаметра d_ω);

- предварительный подбор подшипников;

- определение линейных размеров валов.

9.1. Установка зубчатых колёс

Последовательность действий:

- на компоновочном чертеже проводят осевые линии входного и выходного (промежуточного) валов на расстоянии, равном межосевому расстоянию а_ω (рис. 16);

- на осевых линиях устанавливают зубчатые колёса в соответствии с выполненной кинематической схемой. Для удобства монтажа ширину шестерни назначают больше рабочей ширины зубчатого венца b_ω колеса

b₁ = b_ω + (1 … 2)m.

При этом учитывают ряд линейных размеров, определяемых по эмпирическим зависимостям. Линейный размер для установки синхронизатора определяют по аналогу:

- для двухвальных КПП легковых автомобилей L_сх = 47 мм;

- для трёхвальных КПП легковых автомобилей L_сх = 38 мм;

- для КПП грузовых автомобилей L_сх = 53 мм.

Рис. 16. Компоновочная схема КПП

Зазор между торцами шестерён, а также зазор между торцом шестерни (колеса) и опорным подшипником назначают С_т = (1 … 2) m.

По условию необходимой жёсткости картера перемычка между соседними отверстиями под подшипники в стенке картера должна быть около h = 0,2a_ω.

Точки A, B, C, D, E и K – точки действия сил с линейными координатами х₁, х₂, х₃, х₄ и х₅, необходимые для построения эпюр изгибающих моментов при определении диаметров вала (раздел 10).

9.2. Предварительный подбор подшипников

В коробках передач используют следующие типы подшипников:

- шариковые радиальные (ГОСТ 8338 – 75);

- шариковые радиально – упорные (ГОСТ 831 – 75);

- роликовые радиальные (ГОСТ 8328 – 75);

- роликовые конические (ГОСТ 333 – 71);

- игольчатые (ГОСТ 4657 – 71).

Выбор того или иного типа подшипника зависит от компоновочной схемы КПП. Например, для трёхвальной КПП передний подшипник выходного вала – игольчатый, установлен в торце входного вала (рис. 17).

Рис. 17. Установка переднего игольчатого подшипника ведомого вала

Тип подшипника и его размеры определяют по динамической грузоподъёмности подшипника С, значение которой можно приближённо оценить по формуле:

С = , (9.1)

где f_d – коэффициент динамического нагружения;

f_n – коэффициент частоты вращения;

Р – динамическая эквивалентная нагрузка.

Коэффициент f_d равен:

- для легковых автомашин f_d = 1,6 … 2,2;

- для грузовых автомашин f_d = 1,7 … 2,6.

Коэффициент f_n определяют в зависимости от частоты вращения n кольца подшипника (табл. 9.1). Так как внутреннее кольцо подшипника, расположенное на валу, вращается с различными оборотами на соответствующих передачах, за значение n можно принять максимальные обороты на определённой передаче.

Например, при определении типа подшипника ведущего вала трёхвальной КПП n = n_eN (обороты двигателя при максимальной мощности). Для подшипников промежуточного вала n = n_eN /u_пз, для заднего подшипника ведомого вала n = n_eN /u_пзu_i.

Таблица 9.1