19 Подбор подшипников кп. Общие сведения 19

П редварительно габаритные размеры подшипников вы­бираются с учетом допустимых разме­ров отверстий в картере. Внешние диаметры задних подшипников первичного и вторичного валов принимаются D=0,9a_w, а обоих подшипников проме­жуточного вала — D=0,7a_w. Таким об­разом, по условию необходимой жест­кости картера перемычка между сосед­ними отверстиями под подшипники в стенке картера должна быть около h = 0,2a_w.

Сначала выполняют статический расчет коробки передач на каждой сту­пени в отдельности. Задачей его явля­ется определение направлений дей­ствия и значений усилий в зубчатых зацеплениях и опорных реакций. Реак­ции определяются на основании рас­четной схемы действующих на вал на­грузок с использованием методов ме­ханики и сопротивления материалов. Если действующие на вал нагрузки расположены в разных плоскостях, их проектируют на две взаимно перпенди­кулярные плоскости. Определив реак­ции в каждой плоскости, производят их геометрическое сложение и получа­ют результирующие опорные реакции. При составлении расчетной схемы действующих на вал нагрузок радиаль­ная реакция в опоре с радиальным под­шипником прикладывается в плоско­сти симметрии подшипника (рис. 3.28, а). В опоре с радиально-упорным од­норядным подшипником радиальная реакция прикладывается в точке пере­сечения оси вращения подшипника с нормалью, проведенной в середине контактной площадки тела качения с наружным кольцом (рис. 3.28, б). Рас­стояние a_R (опорная база) от точки приложения радиальной реакции до широкого торца наружного кольца под­шипника

a_r=0,5[B+0,5(d+D))tg ], где  — угол контакта. Размеры, В, d, D указаны на рис. . Для радиально-упорного роликоподшипника вместо В подставляется значение Т.

Для трехвальных соосных коробок передач определение реакций начина­ют со вторичного вала. Нагрузку на переднюю опору вторичного вала за­тем учитывают как нагрузку на консоли первичного вала.

При расчете подшипников исполь­зуют те же характеристики нагрузоч­ного режима, что и для зубчатых колес. В общем случае применяются два ви­да расчета подшипников качения: на долговечность и статическое нагружение. Первый является основным для подшипников, вращающихся под на­грузкой; второй — для подшипников, воспринимающих внешнюю нагрузку без относительного вращения колец. В условиях статического нагружения работают, например, подшипники сту­пиц зубчатых колес постоянного зацеп­ления вторичного вала коробок пере­дач.

22 Механизмы управления кп. Выбор 22

размеров и расчет основных деталей

Для коробок передач с двумя сте­пенями свободы наибольшее распро­странение получил механический при­вод к исполнительному механизму переключения передач. Механический привод может быть непосредственным или дистанционным. В первом случае рычаг переключения передач воздей­ствует на головки и штоки вилок пере­ключения непосредственно. При ди­станционном приводе это воздействие осуществляется с помощью дополни­тельных звеньев. Непосредственный привод применяется при достаточно близком расположении коробки пере­дач и рабочего места водителя, в про­тивном случае — дистанционный при­вод. Управление с механическим ди­станционным приводом иногда заменя­ется полуавтоматическим командным управлением с использованием пнев­матических и иных устройств или ав­томатическим.

Перемещения зубчатых муфт или передвижного зубчатого колеса при переключениях передач производятся с помощью вилок. Последние имеют поступательное перемещение или качательное. Вилки с поступательным перемещением располагаются на што­ках (ползунах), устанавливаемых в крышке коробки. Вилки с качательным движением имеют оси качания, закрепленные на стенках кар­тера коробки; привод к ним осущест­вляется продольными штангами.

В соответствии со специальными требованиями к ступенчатым коробкам передач механических трансмиссий механизм переключения имеет устрой­ства для фиксации нейтральных поло­жений и включенной передачи (фикса­торы) и предотвращения одновремен­ного перемещения двух вилок (замок), а также предохранитель, затрудняю­щий перевод рычага переключения в положение, при котором может быть включен задний ход, а иногда и пер­вая передача.

Удобство управления при механи­ческом приводе обеспечивается: ра­циональным расположением рычага переключения; ограничением расчет­ного усилия на рукоятке рычага, хода рычага, числа избираемых его положе­ний (числа штоков); установкой син­хронизаторов. В коробке передач с двумя степенями свободы необходимое количество штоков (вилок) определя­ется числом передач, включая переда­чу заднего хода. Для 4- и 5- ступенча­тых коробок передач необходимо иметь три штока (три вилки), для б- и 7- ступенчатой коробок — четыре. Уже при наличии четырех штоков управле­ние усложняется.

Для многоступенчатых коробок пе­редач с тремя степенями свободы при­меняется смешанная система управле­ния. Базовая коробка имеет управле­ние с механическим приводом, а дополнительный редуктор — обычно преселекторнос, в котором используют­ся пневматический или электропневма­тический привод. На рис. 3.18 показана принципиальная схема управления пе­реключением делителя многоступенча­той коробки передач. В данном случае используется пневматический привод. Выбор ступени делителя производится с помощью переключателя 1, установ­ленного на рычаге переключения пере­дач базовой коробки. Для того чтобы после установки переключателя 1 в по­ложение требуемой ступени делителя произошло выключение предшествующей ступени и включение требуемой, необходимо выключить сцепление.

Зубчатые муфты коробок передач выполняют с прямыми зубьями, имеющими наиболее техно­логичный эвольвентный профиль. Обычно модуль т (мм) составляет: для муфт коробок передач легковых автомобилей — 2,0...2,5; грузовых ав­томобилей — 2,5...5,0.

Делительный диаметр зубчатого венца муфты и параметры зубьев вы­бираются конструктивно с учетом стандартов, действующих на предприя­тиях. Необходимая длина зубьев муф­ты определяется расчетом исходя из допускаемых напряжений смятия бо­ковых поверхностей зубьев. Для умень­шения хода вилок переключения и осе­вого размера коробки передач стремят­ся уменьшать длину зубьев муфты за счет увеличения ее диаметра.

Кроме обеспечения достаточной прочности и компактности зубчатых муфт необходимо предупреждать само­выключение их под нагрузкой, что яв­ляется одним из специальных требова­ний к коробке передач. Самовыключе­ние связано с особенностями работы зубчатого соединения муфты и появле­нием осевой выталкивающей силы. Оно может явиться также следствием ряда дефектов, например, неполного (не на всю длину зуба) включения муфты из-за неточности во взаимном положе­нии соединяемых элементов; неисправ­ности фиксаторов положений вилок; неодинакового износа зубьев муфты по длине. Отсутствие погрешностей в ис­ходном положении соединяемых эле­ментов обеспечивается при проектиро­вании разработкой соответствующей допусковой схемы и фиксацией поло­жения крышки коробки относительно картера.

Вероятность самовыключения уменьшается за счет некоторых кон­структивных мероприятий, суть кото­рых состоит в создании замка в муф­товом соединении, препятствующего осевому перемещению передвижной муфты под нагрузкой: придание зубь­ям полумуфт конусности по длине; вы­полнение зубьев полумуфт с уступом по длине; устройство различных вари­антов замков за счет разделения зубь­ев ступицы муфты и передвижной муф­ты на два-три венца с различной тол­щиной зубьев. Зубья с конусностью по длине имеют у торца большую толщи­ну. Осевая сила, возни­кающая на слегка наклонных поверхностях, имеет направление, пре­пятствующее выходу зубьев из заце­пления. Зубья с уступом по длине также обеспечивают со­здание замка, препятствующего выхо­ду их из зацепления под нагрузкой. В односторонней муфте ступица мо­жет выполняться с двумя венцами — узким блокирующим и более широким рабочим, зубья которого несколько тоньше. Под нагрузкой во включенной муфте на ее ступице создается замок за счет различия в толщине зубьев блокирующего и рабочего ее венцов. Здесь передвижная муфта имеет два рабочих венца, а ступица — три, уз­кие крайние ее венцы являются блоки­рующими, а средний широкий — ра­бочим.