3.4. Визначення основних параметрів коробки передач

Рекомендується такий порядок розрахунку коробки передач та окремих її елементів:

• визначити мінімально можливу міжосьову віддаль;

• розрахувати модуль зубчастих коліс;

• виконати геометричний розрахунок зубчастих коліс із врахуванням необхідності їх корегування та уточненням міжосьової віддалі;

• визначити зусилля в зачепленні зубчастих коліс на кожній передачі;

• розрахувати зубчасті колеса на міцність;

• розрахувати вали КП на жорсткість;

• розрахувати і підібрати підшипники в опорах валів;

• виконати розрахунок синхронізаторів.

3.4.1. Визначення міжосьової відстані

Мінімально можлива міжосьова віддаль визначається з умови забезпечення необхідності контактної міцності зубців за формулою

, (3.1)

де u – передатне число зубчастої пари, що розраховується (для двовальних коробок – це передатне число першої передачі; для тривальних – пари постійного зачеплення); Т_р – розрахунковий момент на ведучому валу коробки передач; Z_н – одиничне контактне напруження; П_нlim – параметр межі контактної витривалості зубців, вибирається з табл. 3.1, П_нlim=19МПа – для цементованих сталей; П_нlim=18МПа – для ціанованих сталей; _bd – коефіцієнт ширини зубця, _bd = (0,09...0,12)(u + 1); К_нv – коефіцієнт швидкості; K_нL – коефіцієнт довговічності, в першому наближенні K_нL=1.

За розрахунковий момент береться менший з двох моментів: максимальний момент двигуна Т_еmax або момент по зчепленню ведучих коліс з дорогою Т_, приведений до ведучого валу коробки передач:

, (3.2)

де М_а – маса автомобіля, що приходиться на ведучі колеса (зчіпна маса).

Для найуживанішого для коробок передач косозубого зачеплення одиничне контактне напруження визначається за формулою

, (3.3)

де  – кут нахилу зубців:  = 25...40⁰ – для легкових автомобілів,  = 20...30⁰ – для вантажних автомобілів;  – кут зачеплення, для ГОСТованого евольвентного профілю,  = 20⁰;

Знаки “+” і “-“ в формулі (3.3) беруться відповідно для зовнішнього і внутрішнього зачеплення.

Коефіцієнт швидкості визначається за формулою

,

де К_v i K_ve – коефіцієнти, що враховують відповідно внутрішні та зовнішні динамічні навантаження.

Коефіцієнт К_v - визначається із графіка, наведеного на рис. 3.3. Коефіцієнт K_ve, що враховую зовнішні динамічні навантаження, залежить від швидкості руху автомобіля і досягає при V_a = 10 м/с таких значень: 1,25 і 1,35 – для механічних трансмісій відповідно легкових та вантажних автомобілів, 1,15 – для автомобілів з ГМП.

Рис. 3.3. Графік для визначення коефіцієнта внутрішніх динамічних навантажень: 1 – прямозуба передача; 2 – конічна передача; 3 – косозуба передача; 4 – гепоїдна передача

Отримане значення мінімальної міжосьової віддалі можна порівняти із реальними, а саме: ряд значень міжосьових віддалей становить 85, 105, 125, 140, 160 мм – для вантажних автомобілів і 65...80 мм – для легкових автомобілів.