5. Расчет передаточных чисел агрегатов трансмиссии

Передаточное число главной передачи рассчитывается из условия обеспечения заданной максимальной скорости автомобиля по выражению:

, (27)

где – скорость вращения коленчатого вала двигателя, соответствующая максимальной скорости автомобиля, рад/с;

– радиус качения колеса, м;

– максимальная скорость автомобиля, м/с;

– передаточное число коробки передач на высшей передаче;

– передаточное число дополнительной коробки передач (при ее отсутствии: = 1).

П е р е д а т о ч н о е ч и с л о п е р в о й п е р е д а ч и рассчитывается из условия преодоления заданного максимального сопротивления дороги, характеризующегося суммарным коэффициентом сопротивления по формуле:

, (28)

где – полный вес автомобиля, Н;

– максимальный крутящий момент двигателя, Н∙м;

– КПД трансмиссии.

Максимальный крутящийся момент определяется из формулы:

, (29)

где – мощность двигателя при максимальном крутящем моменте, кВт;

– скорость вращения коленчатого вала двигателя при , рад/с.

Если максимальная мощность двигателя принята из условия обеспечения заданного максимального значения динамического фактора, то , если же максимальная мощность двигателя определена из условия обеспечения максимальной скорости движения, то:

. (30)

Paсcчитанное значение должно быть проверено по условию возможности реализации максимальной силы тяги по сцеплению с дорогой:

, (31)

где – максимальная сила тяги на первой передаче, Н;

– максимальная сила тяги, которая может быть реализована по условию сцепления ведущих колес с дорогой, Н.

Передаточное число первой передачи по условию сохранения сцепления колес с дорогой при реализации максимального тягового усилия должно удовлетворять неравенству:

. (32)

Максимальная сила тяги по сцеплению определяется по формуле:

, (33)

где – сцепной вес автомобиля (приходящийся на ведущие колеса), Н;

– коэффициент сцепления колес с дорогой (величиной следует задаться в соответствии с категорией дороги, на которой предполагается эксплуатировать автомобиль).

Для полноприводных автомобилей:

(34)

где – максимальный угол подъема, преодолеваемый проектируемым автомобилем.

Для автомобиля с передними ведущими колесами:

. (35)

Для автомобиля с задними ведущими колесами:

, (36)

где – вес, приходящийся на передние колеса, Н;

– вес, приходящийся на задние колеса, Н;

, – коэффициенты перераспределения нагрузки, соответственно на передние и задние колеса при функционировании автомобиля на подъеме.

Значения коэффициентов и находятся по выражениям:

, (37)

где – база автомобиля, м;

– высота центра масс автомобиля, м;

– коэффициент сцепления колес с дорогой.

Для автомобилей-тягачей, работающих с полуприцепами, рекомендуется принять без расчета значение = 1,24 1,28. Значения и принимаются по прототипу. При отсутствии данных ориентировочно можно принять:

для легковых автомобилей (0,45 0,60) м;

для грузовых автомобилей (0,65 1,00) м;

для автобусов (0,70 1,20) м.

Максимальный преодолеваемый автомобилем угол подъема находится по формуле:

(38)

где – коэффициент сопротивления качению (рекомендуется принять = 0,015).

Если в ходе расчета выясняется, что по условиям сцепления колес с дорогой рассчитанное значение «не проходит», то распределение массы между осями следует изменить или перейти на полноприводную схему автомобиля.

П е р е д а т о ч н ы е ч и с л а п р о м е ж у т о ч н ы х п е р е д а ч рассчитываются в предположении, что общий ряд передаточных чисел коробки передач должен представлять собой геометрическую прогрессию. Тогда расчет ведется по формуле:

, (39)

где – передаточное число первой передачи;

– число ступеней переднего хода, включая прямую передачу (для трехвальной коробки передач);

– номер ступени, для которой рассчитывается передаточное число.