5.2. Выбор кинематической схемы кп.

Рисунок 2. Кинематическая схема трехвальной синхронизированной КП.

На рисунке представлена схема трехвальной синхронизированной КП. На схеме видно, первая передача и передача заднего хода размещены в непосредственной близости от опор. Такое расположение зубчатых колес является рациональным, т.к. максимальные радиальные силы, вызывающие прогиб валов, и углы поворота сечений соответствуют включению этих передач. Часто используемые передачи располагаются в зоне наименьших углов поворота сечений вала (ближе к середине вала), где условия работы зацепления лучше. Это приводит к уменьшению уровня шума и износа зубьев колес.

5.3. Расчет межосевого расстояния.

Основные размеры и масса КП определяется размерами зубчатых колес, которые зависят от выбранного межосевого расстояния.

,где:

– коэффициент, принимаем ;

– максимальный крутящий момент двигателя, ;

5.4. Выбор основных параметров зубчатых колес.

5.4.1. Рабочая ширина зубчатых венцов определяется по соотношению:

Принимаем т.к. высока нагрузка на валы КП.

5.4.2. Предварительно находим нормальный модуль зубчатых колес КП, принимаем .

5.4.3. Предварительно находим угол наклона косозубых колес , принимаем

5.4.4. Рассчитываем сумму чисел зубьев в паре:

принимаем

5.4.5. Производим по полученным данным уточнение угла :

Принимаем

6. Определение габаритных размеров и массы КП, диаметров валов, основных размеров подшипников.

6.1. Размер между стенками и вращающимися деталями, принимаю зазор

5 – 8 мм. Зазор между вершинами зубьев и днищем КП должен быть не менее 15 мм.

6.2. Габаритный осевой размер картера для легкового автомобиля с 4 – ступенчатой КП: , принимаем

6.3. Осевые размеры зубчатых муфт синхронизаторов зависят от конструктивных особенностей. Двухсторонняя зубчатая муфта с синхронизатором имеет осевой размер, который можно найти по формуле:

,

принимаем

6.4. Предварительный расчет массы синхронизированной трехвальной КП:

кг, где

 диапазон передаточных чисел КП, ;

– число ступеней КП, .

принимаем .

6.5. Размеры валов КП выбирают из условий обеспечения достаточной жесткости. У шлицевой части первичного вала ориентировочно принимают диаметр исходя из соотношения:

принимаем .

В средней части вторичного и промежуточных валов

6.6. Предварительные габаритные размеры подшипников. Для этого ориентировочно можно руководствоваться соотношением основных размеров в долях межосевого расстояния, согласно ГОСТ 8338-75:

,где

– диаметр наружного кольца подшипника;

– ширина кольца подшипника;

– диаметр внутреннего кольца по вал.

Подшипник задний первичного вала:

, принимаем по ГОСТ 8338-75 С.6 Легкая серия – 207 .

Подшипник задний вторичного вала:

, принимаем по ГОСТ 8338-75 С.6 Легкая серия – 207 .

Подшипник передний промежуточного вала:

, принимаем по ГОСТ 8338-75 С.6 Легкая серия – 205

Подшипник задний промежуточного вала:

ГОСТ 8338-75 С.6 Легкая серия – 205 .

6.7. По условию необходимой жесткости картера перемычка между соседними отверстиями под подшипники в стенке картера должна быть около .

Диаметр шейки вторичного вала под передний подшипник принимают, примерно .

7. Кинематический расчет

Исходные данные:

Тип КП – принимаем КП, трехходовая, соосная, с механическим управлением, с постоянным зацеплением шестерен, четырехступенчатая с синхронизаторами на всех передачах переднего хода.

Передаточные числа: , , , , .

Суммарное число зубьев в каждой паре передач КП .

Искомые величины:

Число зубьев ведущего и ведомого зубчатых колес на , , , , передачах.

Решение:

7.1. Число зубьев ведущего и ведомого зубчатых колес на .

Согласно статическим данным из таблицы 5 методического пособия по выполнению работы, для легковых автомобилей число зубьев ведущей шестерни первой передачи

, принимаем .

Тогда ведомой шестерни:

,

Уточняем количество зубьев ведущей и ведомой шестерен:

Проверяем передаточное число пары:

Результаты расчетов свожу в таблицу:

№ п/п	Искомая величина со значением
1.	3,5	3	15	28	43	0,53	26

8. Статический расчет КП

81. Геометрический расчет зубчатых колес

8.1.1. Определение основных номинальных размеров зацепления для косозубых зубчатых колес

8.1.1.1. Находим торцевой модуль :

– модуль;

– нормальный модуль;

– торцовый модуль в мм.

8.1.1.2. Находим диаметры основной и делительной окружности зубчатых колес:

8.1.1.3. Находим диаметры окружностей выступов для косозубых колес:

8.1.1.4. Находим диаметры окружностей впадин для косозубых колес:

Полученные значения свожу в таблицу:

№ п/п	Искомая величина со значением
		/град.	/мм.
1.	0,53	26	3	50,055	56,055	42,555	вщ
				93,436	99,436	85,936	вм

8.2 Расчет зубьев шестерен на прочность

Расчет зубьев шестерен на усталость проводиться на основании в соответствии с ГОСТ 21354 – 75 и отраслевых стандартов.

Напряжение изгиба будем определять по формуле:

, где

– крутящий момент, передаваемый рассчитываемым колесом,

– скоростной коэффициент, , , – частота вращения, рассчитываемого колеса, мин^-1

– коэффициент режима работы, принимаем ;

– число зубьев зубчатого колеса, ;

– нормальный модуль, ;

– ширина венца, ;

– коэффициент формы зуба, принимаем ;

– принимаем .

Нахожу крутящий момент, передаваемый рассчитываемым колесом:

Нм

Нм

Нм

Нахожу коэффициент по формуле :

м/с

м/с

Нахожу скоростной коэффициент по формуле :

Нахожу число зубьев для косозубых колес :

8. Расчет реакции опор валов коробки передач

Задачей данного расчета является определение направлений действия и значений усилий опорах валов, т.е. опорные реакции. Расчет начинают с определения окружной, радиальной и осевой сил, действующих в полосах зацепления шестерен, работающих при включенной передаче.

В полюсе зацепления действуют:

Окружная сила:

Н

Осевая сила:

Н

Радиальная сила:

Н

9. Выбор подшипников и расчет их на долговечность

Подшипники трансмиссии работают при переменной частоте вращения, которая зависит не только от изменения частоты вращения двигателя, но и от номера включенной передачи, а также при переменных нагрузках, которые зависят от велечины крутящего момента развиваемого двигателем, номера включенной передачи и вала, на котором они находятся.

9.1. Посадки подшипников

Выбор подшипника, т.е. его сопряжений с валом и с корпусом зависит от характера, величины и направления действующих нагрузок, типа, размеров, способов установки и класса точности подшипника.

Посадка колец подшипника на вал и в корпус зависит от того, какое кольцо вращается. Вращающееся кольцо всегда устанавливается с натягом, а неподвижное с небольшим зазором.

При установке вала на двух подшипниках необходимо принять меры, что бы при температурном удлинении вала не произошло защемление тел качения. В этом случае один из подшипников жестко закрепляется на валу и в корпусе в осевом направлении, а с другой делают «плавающим», т.е. дают ему возможность перемещаться вдоль оси вала.

10. Материалы

Для зубчатых колес трансмиссии автомобилей применяются легированные конструкционные стали. Термической обработкой достигается твердость рабочих поверхностей зубьев и необходимая прочность их вязкой сердцевины.