Питання для самоперевірки

1 - первинний вал, 2 - важіль перемикання передач, 3 - механізм  перемикання передач, 4 – ведений вал, 5 - зливна пробка; 6 – проміжний  вал, 7 - картер коробки передач

Рисунок 7.1– Схема роботи тривалової коробки передач

Тривалова коробка передач має ведучий, проміжний і ведений вали. Ведучий вал з'єднується зі зчепленням.  Крутний момент від муфти зчеплення двигуна передається через шестерню, що жорстко закріплена на ведучому валу, на паралельно розташований проміжний вал. На ньому жорстко закріплено блок шестерень.

Ведений і ведучий вали розташовано на одній осі, що   здійснюється за рахунок підшипника на ведучому валу, в який входить ведений вал. Це забезпечує незалежне обертання валів одного від другого.

Шестерні веденого вала вільно обертаються на ньому. Між ними розташовуються муфти синхронізаторів, які жорстко зчеплені з веденим валом, проте можуть рухатися по ньому в поздовжньому напрямку за рахунок шліцьового з'єднання і завдяки зубчастим вінцям – з'єднуватись з відповідними зубчастими вінцями шестерень веденого вала. При з'єднанні синхронізатором первинного та вторинного валів (минаючи шестерні) отримують пряму передачу. Передавальне число прямої передачі дорівнює одиниці. На прямій передачі шестерні обертаються вхолосту і не зношуються.

Рух заднім ходом забезпечується за рахунок проміжної шестерні заднього ходу, що встановлюється на окремій осі.

Двовалова коробка передач включає: ведучий вал, з'єднаний зі зчепленням.

На валу жорстко закріплено блок шестерень. Проміжний вал відсутній. Паралельно ведучому валу розташовано ведений вал із блоком шестерень.  Шестерні веденого валу знаходяться в постійному зачепленні з шестернями ведучого вала і вільно обертаються на валу. На веденому валу жорстко закріплена ведуча шестерня головної передачі. Між шестернями веденого вала встановлені муфти синхронізаторів. Принцип роботи аналогічний принципу роботи тривалової коробки.  Однак прямої передачі в двоваловій коробці немає. Кожна передача, крім заднього ходу, створюється однією парою шестерень, а не двома, як у триваловій коробці. Це підвищує ККД двовалової коробки, але обмежує величини передавальних чисел. Тому застосовується вона тільки в легкових автомобілях. Вихідними даними для розрахунку коробки передач є максимальний крутний момент двигуна, частота обертання колінчастого вала і передавальні числа коробки передач.

При виконані даного практичного заняття: вибирають тип і розробляють кінематичну схему коробки передач; визначають число ступенів і передавальні числа на різних передачах; визначають ККД коробки передач і крутний момент на веденому валу.

Розрахунок кількості зубів шестерень коробки передач

Послідовність розрахунку наступна.

Виконується кінематична схема; позначаються шестерні номерами по порядку, визначаються ведучі і ведені шестерні; задаються передавальні числа передач; встановлюється, які шестерні задіяні в кожній з передач коробки переміни передач; приймається число зубів ведучої шестерні; обчислюється кількість зубів шестерень всіх передач коробки.

На рисунку 7.2 наведено кінематичну схему триступеневої коробки передач.

Рисунок 7.2 – Кінематична схема триступеневої коробки передач

На рисунку 7.2: 1 – ведучий вал; 5 – ведений вал; 6 – проміжний вал; 2 –

синхронізатор; 3,4 – вилки переміщення синхронізаторів; – ведуча шестерня ведучого вала; – блок шестерень, жорстко скріплених з проміжним валом; – ведучі шестерні веденого вала;– проміжна шестерня заднього ходу автомобіля.

Передавальне число передачі визначається із відношення добутку числа зубів шестерні, на яку передається крутний момент, до числа зубів ведучих шестерень. Наприклад, для наведеної на рисунку 7.2 кінематичної схеми передавальне число коробки на першій передачі визначиться за формулою :

. (7.1)

Для забезпечення паралельності валів суми чисел зубів кожної пари шестерень повинні бути рівними, оскільки модуль і кут нахилу зубців у всіх шестерень коробки однаковий.

Тобто для схеми на рисунку 7.1повино бути:

(7.2)

Проведемо чисельний розрахунок числа зубів шестерень передач чотириступеневої коробки передач, кінематичну схему якої наведено на рисунку 7.3.

Рисунок 7.3 – Кінематична схема чотириступеневої коробки передач

Число зубів на кожній з передач визначають за передавальними числами, які знаходять при тяговому розрахунку автомобіля.

Припустимо, що при тяговому розрахунку отримано передавальні числа для вибраної чотириступеневої коробки передач, значення яких наведено в таблиці 7.1.

Таблиця 7.1 – Передавальні числа коробки передач

З конструктивних міркувань приймаємо число зубів ведучої шестерні

, а також передавальне число першої пари шестерень

У тривалової коробки передач на всіх передачах (крім прямої) крутний момент передається через дві пари шестерень. Причому передавальне число для всіх передач (крім прямої, на якій шестерні взагалі не задіяні) залишається незмінним. Таким чином, передавальне число i-ї передачі визначається за формулою:

, (7.3)

де z₁–кількість зубів шестерні на ведучому валу;

z₂ – кількість зубів шестерні на проміжному валу;

z_ib, z_in- числа зубів шестереньі-ї передачі (z_ib- на веденому валу, z_in- на проміжному валу).

Передавальне число зубчастої пари приводу проміжного вала коробки передач z₂/ z₁= 2; а число зубів шестерні ведучого вала z₁= 17. Тоді

z₂=z₁∙z₂/z₁=17∙2=34;

Для першої передачі згідно з формулою (6.3):

.

Враховуючи, що для першої передачі = 5,3 (таблиця 1), маємо:

Звідки отримуємо рівняння:

. (а)

Згідно з (7.2) :

. (б)

Підставимо (а) в (б). Отримаємо, округлюючи до цілого числа:

3,65∙= 51. Отже= 14, а= 51 – 14 = 37.

Для другої передачі згідно з формулою (7.3):

.

Враховуючи, що для другої передачі = 3,04 (таблиця 7.1), маємо:

Звідки отримуємо рівняння:

. (в)

Згідно з (7.2) :

. (г)

Підставимо (в) в (г). Отримаємо:

2,52∙= 51. Отже=20, а= 51 – 20 = 31.

Для третьої передачі згідно з формулою (7.3):

.

Враховуючи, що для третьої передачі = 1,74 (таблиця 7.1), маємо:

Звідки отримуємо рівняння:

. (д)

Згідно з (7.2) :

. (е)

Підставимо (д) в (г). Отримаємо:

1,87∙= 51. Отже=27, а= 51 – 27 =24.

Оскільки четверта передача – пряма (шестерні не задіяні), = 1.

Для передачі заднього ходу автомобіля згідно з формулою (7.3) і кінематичною схемою:

. (7.4)

Передавальне число передачі заднього ходу автомобіля визначають за співвідношенням :

= (0,75…0,9)∙. (7.5)

Візьмемо:

= 0,78∙= 0,78∙5,3= 4.1.

Прийнявши також ==14, за формулою (7.4), знаходимо:

(ж)

Звідки знаходимо = 18.

Результати розрахунку чисел зубів шестерень коробки переміни передач автомобіля заносимо в таблицю 7.2.

Таблиця 7.2 – Число зубів коробки переміни передач

ККД коробки передач визначаємо за формулою:

, (7.6)

де ККД зубчастого зачеплення;

ККД підшипників; (7.7)

де  к і l – число відповідно циліндричних зубчастих пар і підшипників у коробці переміни передач, через які на даній передачі послідовно  передається  потужність; для легкових автомобілів і вантажних з одноступеневою головною передачею к = 2; l = 5.

Моменти на вихідному валу коробки передач М_і , Н∙м, визначають за формулою:

_(7.8)

де М_max – максимальний крутний момент, на вході в коробку передач, Н∙м;

–передавальне число передачі КПП.

Коефіцієнт корисної дії тривалової коробки передач:

Прийнявши для нашого прикладу =240 Н∙м прип = 3200 хв^-1, а також дані таблиці 7.1,знаходимо максимальний крутний момент на вихідному валу коробки передач. Результати розрахунку –таблиця 7.3.

Таблиця 7.3 – Крутний момент на вихідному валу коробки передач

Завдання для самостійної роботи

Провести розрахунки передавальних чисел і ККД для всіх ступенів коробки переміни передач, а також при цьому знайти значення максимальних крутних моментів на вихідному валу коробки.

Вихідні дані:

– максимальний крутний момент колінчастого вала двигуна при кількості його обертів за хвилину: =210 Н∙м прип = 3400 хв^-1;

– кількість зубів шестерень коробки наведено в таблиці 7.4.

Таблиця 7.4 – Число зубів шестерень коробки передач

Кінематичну схему коробки передач наведено на рисунку 7.4.

Рисунок 7.4 – Кінематична схема коробки передач

Питання для самоперевірки

1. 1. Яке призначення коробки переміни передач?

2. 2. Охарактеризуйте типи коробок передач.

3. 3. Чим відрізняються тривалова і двовалова корбки передач?

4. 4. Для чого потрібен у КПП синхронізатор?

5. Як називаються вали в КПП?

6. Покажіть на схемі, через які шестерні передається крутний момент на тій або іншій передачі?

7. За якими формулами визначають число зубів шестерень коробки передач?

8. Як визначити ККД коробки передач?

9. Запишіть формулу для визначення крутного моменту на вихідному валу коробки передач?

Перелік літературних джерел

1.Абрамчук Ф. І., Гутаревич Ю. Ф., Долганов К. Є., Тимченко І. І. Автомобільні двигуни. Підручник. Друге видання.–К.: Арістей, 2004, –476 с.

2. Автомобили. Конструкция, конструирование и расчет. Трансмиссия./ Под ред. Гришкевича А.И.-Минск: Вышейшая школа. - 1985.- с.-240.

3. Боровских Ю.І. та ін. Будова автомобілів: Навч. посібник /Ю.І.Боровських, Ю.В.Буральов, К.А.Морозов; Пер. з рос. В.В.Клімченка. - К.: Вища шк., 1991. - 303с.

4. Вихерт М.М. и др. Конструкция и расчет автотракторних двигателей / Под ред. Ю.А. Степанова. – М.: Машиностроение, 1964. – 324 с.

5. Гуревич А.М., Сорокин Е.М. Тракторы и автомобили. Учебник. М.,’’Колос’’,1974. - 332 с.

6. Дьяченко Н.Х., Костин А.К., Пугачев Г.П. Теория двигателей внутреннего сгорания / Под ред. Н.Х.Дьяченко. – Л.: Машиностроение, 1974. – 551 с.

7. Зейнетдинов Р. А., Дьяков И.Ф., Ярыгин С. В. Проектирование автотракторных двигателей. Учебное пособие.– Ульяновск: УлГТУ, 2004.- 168 с.

8. Железнов Е. И. Тяговый расчет автомобіля. Методические указания. / РПК «Политехник» Волг. Гос. технич. университета.– Волгорад.-2002.-27 с.

9. Колчин А.И. Расчет автомобильных и тракторних двигателей: Учебное пособие для вузов / А.И. Колчин, В.П. Демидов. –3-е изд. – М.: Высшая школа, 2003. – 496 с.

10. Лукин П. П. и др. Конструирование и расчет автомобиля. Учебник для втузов.­ – М.: Машиностроение, 1984.– 376 с.

11. Методичні вказівки до виконання курсового проекту з дисципліни «Автомобілі» для студентів спеціальності «Автомобілі та автомобільне господарство» та «Професійне навчання. Експлуатація та ремонт місцевого та автомобільного транспорту» (частина 1) / Укл: В.П. Сахно, Г. А. Філіпова, Грищук О, К, Яновський В.В., Федоров В.В.– К.: НТУ, 2006.–56 с.

12. Методические указания к выполнению курсового проекта по дисциплине «Автомобили». / Разраб. В. Н. Торлин, Т. А. Рогозина, С. В. Огрызков, А. Г. Остренко.–Севастополь: Изд-во СевНТУ, 2006. – 44 с.

13. Методические указания к выполнению курсовой работы «Тяговый расчет автомобиля» / Железнов Е. И.– Волгоград: Волгоград, гос. техн. ун-т, 202.–33с.

14. Методичні вказівки до виконання лабораторних робіт із курсу "Автомобілі" для студентів спеціальності “Автомобілі та автомобільне господарство / Шпилька М. М. - Полтава: Полтавський національний технічний університет імені Юрія Кондратюка, 2004 р. - 54 с.

15. Сирота В. І., Сахно В. П. Автомобілі. Основи конструкції, теорія: Навчальний посібник. – К.: Арістей, 2007.– 288 с.

16. Хоменко І. М. Про корегування тиску компресійних поршневих кілець автомобільних двигунів / І. М. Хоменко, А. К. Кобринець // Вісн. Черніг. держ. технол. ун-ту. – 2009. – №.40 . – С. 137-142.

17. http://coolreferat.com/ Трансмиссия автомобиля ИЖ 21251

18. http://www.bestreferat.ru/referat-196495.html