2.3. Визначення кількості передач і передаточних чисел трансмісії автомобіля

Мінімальне передаточне число визначають з умови забезпечення заданої максимальної швидкості руху автомобіля;

14

М_р._к = P_рк R - момент, який прикладається до рульового колеса, η·μ; Ρ_рк~ зусилля, яке водій прикладає до рульового колеса, Η /Ρ_рк <400 Н/.

В існуючих автомобілів U_р = 100...300.

3.3.І. Рульовий механізм. У проекті необхідно вибрати та обгрунтувати конструкцію рульового механізму і накреслити його кінематичну схему.

Кінематичне передаточне число рульового механізму

де U_м - кінематичне передаточне число рульового керування, обчислене з виразу /8/; U_wN ≈1,0 - кінематичне передаточне число рульового привода.

Зусилля, яке необхідно прикладати до рульового колеса,

де η_рн = 0,6…0,7 ККД рульового механізму /прямий/; η_рн = = 0,85...О,95 - ККД рульового привода.

Якщо Р_р.к> 400 Н, то потрібен підсилювач. За конструкцією рульового механізму необхідно описати види регулювань механізму і вказати, чим вони забезпечуються, та описати особливості мащення деталей рульового механізму.

3.3.2. Рульовий привод повинен забезпечувати поворот керованих коліс автомобіля на різні кути, значення яких /без ypaxування кутів бокового уводу шин/ знаходяться з залежності

де α_з, α_вн- кути повороту відповідно зовнішнього і внутрішнього коліс; Μ- відстань між осями повороту керованих коліс /між осями шворнів/; L - база автомобіля.

Використовуючи рівнобічну трапецію слід визначити основні розміри трапеції М, т, п /рис.21/.

47

Напруги в пластинчастому торсіоні визначають з виразу

де h, в - довжини відповідно більшої і меншої сторін перерізу торсіона; п_л - кількість листів /пластин/у торсіоні.

Обчислені значення напружень не повинні перевищувати 900 МПа.

Основні параметри і приєднувальні розміри амортизатора вибирають в ГОСТ 11728-73.

3.2.4. Колеса. Залежно від умов експлуатації автомобіля підбирають тип і розміри ободу, диска та шини. Вказують особливості їх конструкції, які забезпечують щільність та надійність посадки шини і дозволяють змонтувати та розмонтувати колесо. Вибравши шину, вказують її параметри.

3.3. Рульове керування

Вибираючи та обґрунтовуючи конструкцію рульового керування, виходять з того, що рульове керування повинно забезпечувати зручність і легкість керування при роботі автомобіля в найбільш розповсюджених умовах експлуатації.

У рульовому керуванні визначають кінематичне U_w та силове U_р передаточні числа:

де α_рк., α_кк - кути повороту відповідно рульового та керованого коліс, α_рк = 540... 1080°, α_кк = 35. ..40°; U_wм і U_{w n} .

U_р.м і U_р.п - кінематичне і силове передатні числа відповідно рульового механізму і рульового приводе; ΣМ_к.к = 1,25G(f+φr_ковз) - сумарний момент опору повороту керованих коліс; G- сила тяжіння, що припадає на керовані колеса, Η; f- коефіцієнт опору коченню; α- 0,6...0,8 - коефіцієнт зчеплення шини з полотном дороги; r_ковз ≈ 0,12...0,15,) r_к - радіус ковзання шини, м; r_к- радіус кочення колеса, м (r_к ≈ r_ст ≈ r_д); R = 0,2…0,25 м - радіус рульового колеса, м;

46

Рис. 5. Швидкісні зовнішні характеристики двигунів:

а - карбюраторного двигуна легкового автомобіля та автобуса; б - карбюраторного двигуна вантажного автомобіля; в - дизеля Δ w = 8...І2 с^-1 - зона нечутливості регулятора /обмежувача/

15

де w_тах - максимальна частота обертання колінчастого вала двигуна, с^-1 /для карбюраторного двигуна вантажного автомобіля w_тах = w_Nоб , Для дизеля w_тах = w_N; V_mах - максимальна швидкість автомобіля, r_к ≈ r_ст ≈ r_д / - радіус кочення колеса, м /приймають r_к ≈ r_ст ≈ r_д/, одночасно

де U_ктіп.·- мінімальне передаточне число коробки передач; U_дктіп -

мінімальне передаточне число додаткової коробки, якщо вона відсутня, U_дктіп .= 1,0/; U₀ - передаточне число головної передачі.

Якщо передбачається застосовувати тривальну коробку пе-редач з останньою передачею прямою, то приймають U_ктіп. = 1,0. За двовальної коробки передач /легкові передньоприводні автомобілі/ U_ктіп. = 0,7...О,96. Якщо на вантажних автомобілях застосовується тривальна коробка передач у поєднанні з додатковою коробкою /подільником або демультиплікатором/, U_ктіп. = 0,71...0,82.

Прийнявши U_ктіп., та U_дктіп, обчислюють

Максимальне передаточне число U_тртах визначають з умови подолання автомобілем найбільшого опору дороги:

де Ψ_тах - максимальне значення коефіцієнта опору дороги /приймають Ψ_тах = 0,25...0,3 для легкових автомобілів, автобусів і вантажних автомобілів, призначених для міжміських сполучень; Ψ_тах = 0,35...0,15 - для інших вантажних автомобілів Ψ_тах = 0,45...0,55 - для автомобілів підвищеної прохідності/; М_к – максимальне значення крутного моменту двигуна, η·μ.

Обчислену величину U_ртах перевіряють за умови зчеплення ведучих коліс автомобіля з полотном дороги:

16

Розміщуючи циліндричну пружину як пружний елемент, її середній діаметр D_ср, м, обирають із конструктивних міркувань, а потім знаходять діаметр дроту d , м, користуючись виразом

де Р_пр - стискуюче зусилля, Η /Р_пр = z_дин/[τ] = 1000τ ΜПа - допустимі напруги кручення.

Число робочих витків пружини

де f = f_дин + f_CT; G- - модуль зсуву /для сталі G = 85 ГПа/. Повне число витків пружини п_п = п_р+/1,5…,2,0/,

Якщо підвіска торсіонна, то діаметр круглого торсіона знаходять з виразу , м,

де М_кр = z_дин h_b - момент, який закручує торсіон, Н м; z_дин динамічне навантаження підвіски Η; h_b - довжина важеля торсіона, м; [τ] = 1000...1050 МПа - допустимі напруги кручення торсіона.

Кут закручування торс іона, град,

де l- робоча довжина торсіона, м /обирають із конструктивних міркувань/; Jр = π d⁴ / 32 - полярний момент інерції перерізу торсіона, 1м⁴ .

Кут закручування не повинен перевищувати 15° на 1 м довжини.

Діаметр d_ш і довжину l_ш шліцьових кінців обирають виходячи з того, що d_ш = /1,2... 1,3/d , діаметри шліцьових кінців торсіона приймають різними, тобто d_ш1. ≠ d_ш2

45

Закінчення табл.13

1	2	3	4	5
75	8;9;10;I2	Трапеце-їдальні	І2...25	Вантажні автомобілі типів ГАЗ, ЗІЛ, КАЗ, автобуси типів ПАЗ, КАвЗ
/90/	9;10;12		20...40	Вантажні автомобілі типу MAЗ
100	9;10;12		25...50
Додаткова ресора
/65/ 75	6;7;8 7;8;9	Трапеце-їдальні	3...8 5...9	Вантажні автомобілі типу ГАЗ: автобуси типів ПАЗ, КАвЗ Вантажні автомобілі типів ГАЗ. ЗИЛ. КАЗ; автобуси типів ПАЗ, КАвЗ
90 100	9;10 9;10		70…140 80…140	Вантажні автомобілі типу МАЗ
Задня підвіска
/90/ 100	10;12;14 12;14;16		30…40 30…100	Вантажні автомобілі типів "Урал", КамАЗ
120	14;16;20;25		50…120	Вантажні автомобілі типу КрАЗ

Довжину верхнього /корінного/ листа ресори приймають рівною L_р, Відстань між стрем'янками l_стр кріплення ресор обирають з конструктивних міркувань. Довжини решти листів визначають графоаналітичним методом накресливши ресору в масштабі 1:5 або 1:10 /рис.20/. При цьому прагнуть надати ресорі форму балки рівного опору.

Рис. 20. Розрахункова схема листової ресори

44

44

де φ - коефіцієнт зчеплення коліс з полотном дороги; G_зч~ сила тяжіння від повної маси автомобіля, що припадає на ведучі колеса /для автомобілів з колісною формулою 4x2 G_зч = G₂ /для передньо-приводних G_зч = G₁ /; для автомобілів з колісною формулою 6x4

G_зч = G₂ = G_зч G₃; Для повноприводних автомобілів· G_зч = G_а//.

Якщо наведена нерівність виконується, то обчислену величину U_тртах можна приймати для подальших розрахунків, якщо ж ні, то розрахунок слід повторити, обравши меншу величину φ_тох та вказавши, на яких дорогах автомобіль може експлуатуватися.

Виходячи з того, що

де Uк_тах - передаточне число першої передачі U_{дк тах} - максимальне передаточне число додаткової коробки передач /для повноприво-дних автомобілів U_{дк тах} = 1,3...І,4. Якщо додаткова коробка передач відсутня, U_{дк тах} = 1,0, знаходять передаточне число першої передачі:

Якщо передаточні числа в коробці передач підбирають за законом геометричної прогресії, то кількість передач знаходять з виразу

де q - знаменник геометричної прогресії, q = w_м/w_N - для вантажних автомобілів та автобусів з карбюраторними двигунами; q = w_м/w_тах - для легкових автомобілів та автобусів з карбюраторними двигунами.

В тому випадку, коли остання передача пряма, передаточні числа проміжних передач знаходять з виразу

де j- порядковий номер проміжної передачі; п- число передач у коробці. 17

Якщо ж остання передача прискорююча, а передостання - пряма, то