4.3. Розрахунок основних параметрів роздавальної коробки

4.3.1. Вибір передатних чисел

Передатне число першої (нижчої) передачі роздавальної коробки як правило вибирають з умови забезпечення мінімальної швидкості руху при максимальному моменті двигуна, що необхідно під час руху по ґрунтах з малою несучою здатністю

(4.3.1)

де r_к – радіус кочення колеса; n_Т – частота обертання вала двигуна, що відповідає максимальному крутному моменту; u₁, u₀ – передатні числа відповідно першої передачі коробки передач і головної передач (табл. 4.3.1); V_mіn – мінімальна швидкість руху повноприводного автомобіля V_mіn = 0,75...1,5 м/с (2,5...5 км/год).

Передатне число другої (вищої) передачі роздавальної коробки вибирають таким, що дорівнює u_р2 = 1,0...1,3.

4.3.2. Визначення мінімальної міжосьової віддалі

Основні параметри роздавальних коробок передач (міжосьової відстані, модуль, діаметри валів тощо) визначаються за тими самими формулами, що і для основної коробки передач.

Для розрахунку основних параметрів роздавальної коробки необхідно знати максимальні крутні моменти на її вихідних валах. Ці моменти визначаються за умов зчеплення коліс (шин) відповідних мостів автомобіля з дорогою.

Розрахунковий момент на одному веденому (що передає момент на передій або задній міст) валу визначається за формулою

(4.3.2)

де j _тах – максимальний коефіцієнт зчеплення шини з дорогою (j_тах = 0,5...0,9); G_i – сумарне навантаження, що припадає на колеса і-го ведучого моста; u₀  – передатне число механізму ведучого моста (входять усі послідовно ввімкнені зубчасті механізми, розташовані між ведучим колесом і роздавальною коробкою).

За розрахунковий момент на ведучому валу коробки із блокованим приводом береться менший із двох моментів:

– момент на валу, визначений за максимальним крутним моментом двигуна Т_р^’, що розраховується як:

, (4.3.3)

де Т_еmax – максимальний ефективний крутний момент двигуна; u_max – максимальне передатне число на проміжку від двигуна до ведучого вала РК, як правило u_max = u₁; _кп – ККД на проміжку від двигуна до ведучого вала РК (табл. 4.3.1);

– момент за зчепленням ведучих коліс з дорогою Т_р”, що розраховують як:

(4.3.4)

де Т_1,Т_2 – моменти відповідно на ведених валах переднього і заднього моста за умовою зчеплення ведучих коліс з дорогою; u_р1 , u_р2 – передатне число відповідно на проміжку від веденого вала переднього і заднього моста до ведучого вала РК; _р – ККД РК на відповідній передачі (табл. 4.3.1).

Параметри трансмісій деяких автомобілів наведені в табл. 4.3.1.

За розрахунковий момент на ведучому валу роздавальної коробки із диференціальним приводом для автомобіля із колісною формулою 66 беруть менший із двох моментів:

• момент, визначений за максимальним крутним моментом двигуна Т^’, що визначається за формулою (4.3.3);

– момент за зчепленням ведучих коліс середнього і заднього моста (візка) з дорогою, що розраховують як

(4.3.5)

де Т₀ – момент на водилі несиметричного диференціалу; u_min – мінімальне передатне число на проміжку від двигуна до ведучого вала РК, як правило u_min = 1.

Своєю чергою, момент на водилі несиметричного диференціала

(4.3.6)

де Т_2,Т_3 – моменти відповідно на середньому і задньому мості за умовою зчеплення ведучих коліс з дорогою (див. формулу (4.3.2)); u₁₂ – внутрішнє передатне число міжосьового диференціала (абсолютна величина менша від одиниці).

Таблиця 4.3.1

Основні параметри трансмісій вантажних автомобілів

Автомобіль	Осьові навантаження, кН		Теmax, Нм	rк , м	Передатні числа				ККД трансмісії		Vmax км/г
	На всі мости	На задній міст або візок			u0	u1	uр1	uр2	кп	р
УАЗ-469	21,75	12,35	125	0,358	5,125	3,12	2,78	1,15	0,91	0,89	90
УАЗ-452	26,7	14,1	170	0,368	5,125	4,124	1,94	1	0,93	0,9	95
ГАЗ-66	57,7	30,6	290	0,502	6,83	6,48	1,98	1	0,93	0,90	95
ЗиЛ-131	101,85	71,3	410	0,536	7,34	7,44	2,08	1	0,91	0,88	80
МАЗ-502	122,75	74	510	0,502	9,81	6,17	2,16	1,18	0,86	0,86	50
МАЗ-509	144,5	95	680	0,536	8,28	5,26	1,64	1,18	0,86	0,86	60
УРАЛ-75Д	132	93	475	0,592	8,9	6,17	2,15	1,3	0,87	0,87	75
КРАЗ-219Б	235,3	188,6	720	0,536	8,21	6,17	2,13	1,07	0,87	0,87	55
КРАЗ-214	195	137	780	0,595	8,21	6,17	2,28	1,32	0,87	0,87	55

Мінімально можлива міжосьова віддаль визначається з умови забезпечення необхідної контактної міцності зубця за формулою

, (4.3.7)

де u – передатне число зубчастої пари, що розраховується; – розрахунковий момент на ведучому валу, формули (4.3.3), (4.3.4), (4.3.5)); – одиничне контактне напруження; – параметр межі контактної витривалості зубців, який вибирають з табл. 3.1 (див. розділ 3 “Коробка передач” п. 3.4.1); – коефіцієнт ширини зубця = (0,09...0,12)(u+1); – коефіцієнт швидкості; – коефіцієнт довговічності. У першому наближенні = 1.

Одиничне контактне напруження визначається за формулами:

– для косозубого і прямозубого зачеплення відповідно

, , (4.3.8)

де  – кут нахилу зубців:  = 25...45⁰ – для легкових автомобілів,  = 20...30⁰ – для вантажних автомобілів; знаки “+” і "-" беруть відповідно для зовнішнього і внутрішнього зачеплення;  – кут зачеплення. Приймається  = 20°.

Коефіцієнт швидкості визначають за формулою

,

де – коефіцієнти, що враховують відповідно внутрішнє та зовнішнє динамічні навантаження. Визначаються з графіка (рис. 3.3, див. розділ “Коробка передач”). Для розрахунків можна прийняти = 1,5...1,8 і = 1,3...1,4.

Орієнтовне значення міжосьової відстані також можна визначити за формулою

(4.3.9)

де Т_еmax – максимальний ефективний обертовий момент двигуна, Нм, а – емпіричний коефіцієнт для роздавальних коробок а = 17...21,5.

Для уточнення визначених конструктивних параметрів використовується графічна залежність міжосьової відстані а_, від максимального ефективного обертового моменту двигуна (рис. 4.3.2).

Рис. 4.3.2. Залежність міжосьової відстані від максимального моменту двигуна на веденому валу: 1 – УАЗ-452; 2 – ГАЗ-66; 3 – ЗиЛ-131; 4 – УРАЛ-375; 5 – МАЗ-502; 6 – МАЗ-509; 7 – КрАЗ-219; 8 – КрАЗ-214

Рис. 4.3.3. Залежність колового модуля від максимального моменту двигуна на ведучому валу: 1 – УАЗ-452; 2 – ГАЗ-66; 3 – ЗиЛ-131; 4 – УРАЛ-375; 5 – МАЗ-509; 6 – КрАЗ-214

Більше значення а_ із наведеного поля (рис. 4.3.2) потрібно вибирати, коли передбачається порівняно довготривале використання нижчої передачі РК (12 % від загального пробігу при блокованому приводі та 18% – при диференціальному).

Значна розбіжність цього параметра для одного значення крутного моменту пояснюються розбіжностями у тривалості роботи на нижчому ступені, яка планується, і у разі її збільшення міжосьова відстань збільшується. Збільшення міжосьової відстані здійснюється також і у роздавальних коробках із диференціальним приводом, з врахуванням умови розміщення міжосьового диференціалу.

Отримане значення мінімальної міжосьової віддалі можна порівняти із реальними для РК деяких автомобілів підвищеної прохідності, які наведені в табл. 4.3.2.