2.3. Вибір і обґрунтування коробки передач

За умови забезпечення заданої максимальної швидкості руху автомобіля визначають мінімальне передаточне число трансмісії, яке дорівнює:

де - максимальна частота обертання колінчастого вала двигуна, с^-1 (для карбюраторного автомобіля ; легкового автомобіля i автобуса - ; для дизельного двигуна ;

r_к - кінематичний радіус колеса (r_к ≈ r_g≈r_ст), м;

V_max- максимальна швидкість руху автомобіля, м/с.

При наявності в трансмісії коробки передач, додаткової коробки передач i головної передача

де - мінімальне передаточне число коробки передач (при застосуванні тривальної коробки передач з останньою прямою передачею - ; в автомобілях з двовальними коробками передач ; в механічних трансмісіях з додатковою коробкою );

- при відсутності додаткової коробки вважають;

- передаточне число головної передачі.

Прийнявши, враховуючи призначення i умови експлуатації автомобіля, що проектується, та , визначимо передавальне число головної передача.

Максимальне передаточне число трансмісії визначають за умови подолання автомобілем найбільшого сумарного опору дороги:

де - максимальне значення коефіцієнта сумарного опору дороги;

= 0,25...0,3 - для всіх типів автомобілів, призначених для міжміських сполучень;

- динамічний радіус колеса, м;

М_кмах - максимальний крутний момент двигуна, Нм;

- ККД механічної трансмісії.

Отримана величина повинна бути перевірена за умови зчеплення ведучих коліс з опорною поверхнею:

де - сила тяжіння від маси автомобіля, що припадає на ведучі колеса:

, - для автомобілів з колісною формулою 4х2 відповідно передньоприводних і задньоприводних;

- розрахункове значення коефіцієнта зчеплення.

При виконанні нерівності (2.13) знайдену величину можна використовувати в подальших розрахунках, якщо ж вона не виконується, слід зменшити обране значення i відповідно, вказати дорожні умови, в яких автомобіль може експлуатуватись.

Максимальне передаточне число трансмісії дорівнює

де - передаточне число першої передачі коробки передач;

- максимальне передаточне число додаткової коробки передач.

Враховуючи результат, отриманий з виразу (2.12), який відповідає нерівності (2.13), з формули (2.14) отримуємо значення передаточного числа першої передачі коробки передач:

Число передач коробки передач залежить від типу, питомої потужності і умов експлуатації автомобіля, що проектується.

Передаточні числа проміжкових передач підбирають за умови забезпечення оптимальних показників тягово-швидкісних і паливно-економічних властивостей автомобіля.

Найчастіше їх підбирають за законом геометричної прогресії, згідно якого кількість передач визначається з виразу [8]:

де та - показник геометричної прогресії відповідно для коробок передач вантажних автомобілів і автобусів з дизельними двигунами і легкових автомобілів і автобусів з карбюраторними двигунами.

Отже, кількість передач

Передаточні числа визначають з виразу:

де n - число передач коробки передач;

j - порядковий номер проміжної передачі.

Існує альтернативна методика визначення передаточних чисел. КП - гіперболічна розбивка, при якій вищі передачі виходять зближеними відразу:

(2.18)

Гіперболічний ряд забезпечує рівність діапазонів швидкостей при розгоні, що є надзвичайно важливим для автомобіля, який проектується для перегонів. Результати розрахунку передаточних відношень коробки передач автомобіля Москвич -2140 з штатною коробкою передач то з коробкою передач Аlpina B3 представлено в таблиці 1.1.

Таблиця 2.6 – Результати розрахунку коробки передач автомобіля

Москвич -2140

№ передачі	Аlpina B3			мод. 214122
	Геометр	Гіперб	Завод	Геометр	Гіперб	Завод
1	3,8	3,8	3,83	3,2	3,8	3,49
2	2,72	2,19	2,20	2,03	2,20	2,04
3	1,94	1,42	1,40	1,36	1,40	1,33
4	1	1	1	1	1	1
	0,8	0,76	0,81	-	-	-

Проаналізувавши таблицю 1.1 можна зробити висновок, що розрахунок передаточних чисел коробок передач обох автомобілів проведено використовуючи гіперболічну розбивку для коробки передач Аlpina B3, а для коробки передач мод. 214122 геометричну, але для останньої проводилися додаткові корегування під час дорожніх доводок автомобіля, так як з розрахунковими параметрами вона не давала можливості досягнути бажаних тягово-швидкісних характеристик на першій пердачі.

Для подальших розрахунків приймаємо передаточні числа коробки передач Аlpina B3, так як її характеристики повністю співпадають з розрахунковими. Остаточно передаточні числа коробки передач будуть уточнені при виборі параметрів зубчастого зачеплення під час перевірочного розрахунку на міцність.