5.3. Визначення передаточних чисел трансмісії.

Розрахунок передаточного числа головної передачі U_о здійснюється за формулою:

U_о = 0,377 ,

де r_к – радіус кочення колеса, м; U_кв , U_рв – передаточне число коробки передач на найвищій передачі та роздавальної коробки чи подільника теж на вищій передачі. Вибір необхідно здійснювати з урахуванням конструкції автомобілів – аналогів.

Радіус кочення приймають рівним статичному радіусу r_с = ,

де d і В - відповідно діаметр ободу колеса (внутрішній діаметр шини) і ширина профілю шини, м;

- коефіцієнт реальної деформації шини. Для стандартних і широкопрофільних шин = 0,1 0,16 (менші значення беруть для вантажних, а більші – для легкових автомобілів), а для арочних шин і пневмокатків =0,2 0,3.

Передаточне число коробки передач на вищій передачі для 3^-хвальних чотирьох- та п'ятиступеневих коробок передач приймають рівним 1,0 (пряма передача). При наявності в п'ятиступеневій коробці передач п'ятої прискорювальної передачі її треба розглядати як економічну, а весь розрахунок проводити як для чотирьох ступеневої коробки передач. Передаточне число п'ятої прискорювальної передачі вибирають за аналогом.

Для двохвальних коробок (передньо- та задньоприводні легкові автомобілі). U_кв задають в діапазоні 0,95≤ U_кв≤ 1,05.

Знаходження передаточного числа першої ступені коробки передач U_к1 здійснюється за умови подолання максимального сумарного дорожнього опору Ψ_max , при допущенні r_д = r_c.

U_к1 = .

Значення M_{e max} треба брати з зовнішньої швидкісної характеристики (рис.5.1).

Якщо значення U_к1 > 8,5, то треба встановлювати додатковий редуктор. У цьому випадку

U_к1 = ,

де U_рн – передаточне число додаткового редуктора на нижчій передачі (вибирати з урахуванням конструкції автомобіля-аналога).

В наступному необхідно визначити передаточне число першої передачі з умови забезпечення стійкості мінімальної швидкості руху АТЗ V_min в діапазоні швидкостей 5 8 км/год. 5 – беруть для вантажних, 8 – для легкових при стійкій частоті обертання колінчастого валу n_min = (0.15 0.18) n_N .

U_к1 = 0,377 .

Для повноприводного АТЗ величина V_min встановлюється за аналогом.При цьому величину U_к1 треба визначати при частоті обертання колінчастого валу n = 0,5 · n_N .

U_к1 = 0,377 .

Значення n_N при максимальному крутному моменту M_{e max} визначають з рис.5.1.

З двох отриманих значень U_к1 (дві умови руху) необхідно вибрати більше значення.

У подальшому визначають передаточні числа проміжних передач за формулою:

U_у = ,

де р – число передач, у – проміжний номер передачі.

5.4. Побудова динамічної характеристики.

Динамічна характеристика розглядається за теоретичними значеннями передаточних чисел. Розрахунок треба виконувати після компоновки коробки передач і ведучого моста та коректування передаточних чисел.

При розрахунку динамічної характеристики АТЗ для кожної її передачі та поточних значень частоти обертання колінчастого валу визначають:

а). швидкість АТЗ – V, км/год;

V_і = 0,377 = С_і·n ;

б). силу тяги на колесах – Р_к , Н ;

Р_кі = = А_і·M_e ;

в). силу опору повітря - Р_Ẁ, Н.

Р_{Ẁ =} ;

г). Динамічний фактор – D

D = .

Постійні величини у формулах для спрощення розрахунків треба приводити до загальних коефіцієнтів.

Всі розрахунки виконують при вищому значенні передаточного числа в додатковій коробці передач і тільки для першої передачі ще беруть і нижче значення передаточного відношення в додатковій коробці.

Результати розрахунку для кожної передачі заносять в таблицю 5.2

Таблиця 5.2.

Розрахунок динамічного фактора

№ п/п	Параметри	Значення розрахункових параметрів
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
1	nі , об/хв	nmin	nmin+ n	nmin+ 2 n	і т.д.	-″-	-″-	-″-	-″-	nmax

1	2		3	4	5	6	7	8	9	10	11
2	Me , Н·м
3	перша передача	Рк , Н
		РW , Н
		Рк-РW , Н
		D
		і т.д. для кожної передачі

За даними таблиці 5.2. будують динамічну характеристику автомобіля (рис.5.2.). На цьому ж графіку будують залежність Ψ = f(V).

Рис.5.2 Динамічна характеристика автомобіля.

1,2,3,4 – передачі коробки переміни передач.

5.5. Кінематична схема трансмісії.

Кінематичну схему трансмісії розробляють після вибору і обґрунтування основних параметрів автомобіля, що проектується (рис.5.3). Кінематична схема повинна відповідати таким умовам:

1. Автомобіль повинен рухатись справо- наліво.

2. На кінематичній схемі трансмісії АТЗ необхідно показувати всі кінематичні елементи і їх з'єднання.

3. Співвідношення розмірів умовних позначень взаємодіючих елементів повинно приблизно відповідати дійсному співвідношенню розмірів цих елементів в трансмісії автомобіля.

4. Взаємне розташування елементів на схемі повинно відповідати робочому положенню агрегатів або механізмів (зчеплення-виключене, КПП, роздавальна коробка, подільник-нейтральне).

5. Кожному кінематичному елементу на кінематичній схемі необхідно встановити свій номер, починаючи від двигуна. Вали позначати римськими цифрами.

Описання конструкції елементів трансмісії починають з аналізу конструкції зчеплення. Вказується тип зчеплення, кількість ведомих дисків, тип і місце розташування нажимних пружин, тип привода управління зчепленням. Закінчується аналіз описанням конструкції зчеплення.

Рис. 5.3. Кінематична схема трансмісії автомобіля:

1-5 – ступені коробки передач; I – XI - номери валів.

При аналізі конструкції коробки передач треба показати тип коробки передач, конструкції синхронізаторів, типи підшипників, на яких встановлено первинний, вторинний та проміжний вали коробки передач. Якщо в трансмісії встановлено додаткову коробку передач, то необхідно характеризувати її конструкцію. При наявності диференціала треба вказати його тип і обґрунтувати вибір його конструкції.

При аналізі конструкції карданної передачі необхідно вказати її тип і кількість карданних шарнірів та валів. Також описати конструкцію підвісної опори.

Аналіз конструкції ведучого моста починають з вказівки типу головної передачі, типу диференціала на піввісей, підшипників, на яких встановлені ведучий і проміжний вали головної передачі, коробка диференціала, ступиці коліс. Необхідно описати конструкцію ведучого моста. Для повноприводних автомобілів необхідно описати конструкцію всіх ведучих мостів.

Короткий аналіз конструкції елементів кінематичної схеми трансмісії закінчують описанням процесів передачі крутного моменту від колінчастого вала до ведучих коліс.

Умовні позначення елементів кінематичної схеми трансмісії АТЗ показані на рисунках 5.4 5.8.

Рис. 5.4. Підшипники:

а). ковзання і кочення радіальний (без уточнення типу);

б). ковзання радіальний;

в). ковзання радіально-упорний односторонній;

г). ковзання радіально-упорний двохрядний;

д). кочення радіальний кульковий;

е). кочення радіально-упорний односторонній кульковий;

ж). кочення радіально-упорний двохсторонній кульковий;

з). кочення радіальний роликовий;

и). кочення радіально-упорний роликовий.

Рис.5.5. З'єднання деталей автомобіля:

а). - вільне при обертанні; б). – глухе ; в). – нерухоме ; г). – рухоме.

Рис. 5.6. З'єднання двох валів :

а). – глухе; б). – еластичне; в). – шарнірне; г). – телескопічне; д). - карданне нерегульоване (без уточнення типу шарніра).

Рис. 5.7. Зубчасті передачі між валами з паралельними вісями:

а) – зовнішнє зчеплення без уточнення типу зубців;

б) – з прямими зубцями;

в) – з косими зубцями;

г) – внутрішнє зчеплення.

Рис.5.8. Зубчасті передачі між валами, вісі якої перетинаються або схрещуються:

а) – загальне позначення без уточнення виду зубців; б – прямі зубці; в) - косі зубці; г) – кругові зубці; д) – з осями, що перехрещуються (гіпоїдні).

Рис. 5.9. Умовні позначення окремих елементів у вузлах автомобілів, які не визначені стандартами:

а) – синхронізатор коробки передач автомобілів модельного ряду ГАЗ; б) – синхронізатор коробки передач автомобілів модельного ряду ЗІЛ, МАЗ, КрАЗ, КамАЗ; в) – колесо зі ступицею (одинарне та подвійне); г) – двигун АТЗ; д) – карданний шарнір рівних кутових швидкостей кульковий, типу ″Бірфілд″; е) – тип Вейс; ж) – кулачково-дисковий; з) – карданний шарнір нерівних кутових швидкостей; і) – двохдискове зчеплення автомобілів типу МАЗ, КрАЗ, КамАЗ; к) – зубчаста муфта.

Далі необхідно детально описати процес передачі крутного моменту деталями зчеплення, подільника ( на вищій та нижчій передачах), коробки передач (на всіх передачах), карданної передачі і ведучого моста.