Выбор схемы и расчет основных параметров КП 17

В ступенчатых коробках передач преобразование крутящего момента и частоты вращения осуществляется, как правило, с помощью зубчатых колес. При фиксированных значениях часто­ты вращения и крутящего момента дви­гателя значения этих параметров на ведущих колесах изменяются за счет изменения передаточного числа короб­ки передач. При включении передачи с большим передаточным числом кру­тящий момент на ведущих колесах уве­личивается, соответственно уменьшает­ся частота их вращения. При включе­нии передачи с меньшим передаточным числом указанные параметры изменя­ются соответственно в обратном на­правлении.

Требования к конструкции ступен­чатой коробки передач разделяются на специальные и общетехнические. К спе­циальным требованиям относятся: обес­печение заданных числа передач и пе­редаточных чисел и, тем самым, пре­дусмотренных расчетом тяговых и скоростных свойств и топливной эко­номичности автомобиля за счет над­лежащего выбора схемы коробки пе­редач и комплекта ее зубчатых колес; удобство переключения передач (ма­лые усилия и ходы рычага), достаточно быстрое и бесшумное; надежная фик­сация включенной передачи против самовыключения; обеспечение фиксированного положения нейтрали механизма переключения передач для ра­зобщения двигателя от трансмиссии, а также включение в него устройств, предотвращающих одновременное включение двух передач и случайное включение передачи заднего хода при движении вперед; приспособленность коробки передач грузового автомобиля к установке механизма отбора мощно­сти.

Классификация ступенчатых коро­бок передач производится по следую­щим признакам: конструктивному ви­ду; числу ступеней (передач прямого хода); взаимному расположению вход­ного и выходного валов; числу элемен­тов управления, которые должны быть включены для получения определенной передачи (числу степеней свободы); количеству потоков, по которым пере­дается мощность.

Различают два основных конструк­тивных вида ступенчатых коробок пе­редач: с неподвижными осями валов (вальные) и планетарные. Бальные коробки передач широко применяются как в механических трансмиссиях, так и в гидромеханических. Планетарные применяются главным образом в гид­ромеханических трансмиссиях и поэто­му рассматриваются отдельно.

Необходимое число ступеней оп­ределяется при тяговом расчете, кото­рый рассмотрен в курсе «Теория автомобиля». На автомобилях с меха­нической трансмиссией применяются коробки передач с числом ступеней 3...16 (редко более 16); 3...5 ступеней имеют коробки передач легковых ав­томобилей, 4...7 ступеней — грузовых. Коробки передач с числом ступеней 8 и более применяются на тягачах авто­поездов.

По взаимному расположению вход­ного и выходного валов различаются коробки передач с соосным располо­жением указанных валов и с несоосным.

Число элементов управления, вклю­чаемых на одной передаче, на единицу меньше числа степеней свободы короб­ки передач. При числе ступеней не бо­лее 7 коробки передач механических трансмиссий выполняются обычно с двумя степенями свободы. В этих ко­робках для получения определенной передачи включается осевым переме­щением одна зубчатая муфта или пе­редвижное зубчатое колесо. Коробки передач с числом ступеней 8 и более условно называются многоступенчаты­ми. При числе ступеней 8... 15 они вы­полняются с тремя степенями свобо­ды — для получения определенной пе­редачи включаются два элемента управления. При числе ступеней 16 и более многоступенчатые коробки пе­редач имеют обычно четыре степени свободы. Увеличение числа степеней свободы позволяет за счет некоторого усложнения управления уменьшить не­обходимое количество зубчатых колес в коробках передач с большим числом ступеней.

Большинство коробок передач вы­полняется однопоточными, так что че­рез каждое зубчатое зацепление вклю­ченной передачи проходит вся переда­ваемая мощность. Коробки передач, у которых мощность передается двумя или тремя параллельными механиче­скими потоками, применяются редко, так как увеличение количества потоков приводит к усложнению конструкции. Это усложнение, однако, позволяет уменьшить нагрузки на зубчатые ко­леса, валы и подшипники и несколько сократить размеры указанных элемен­тов.

Основные кинематические парамет­ры коробки передач: диапазон переда­точных чисел (переднего хода) Д_к; чис­ло ступеней п; передаточное число выс­шей передачи и_ъ.

Диапазоном передаточных чисел на­зывают отношение передаточных чисел крайних передач — низшей (и_н) и выс­шей (u_в). Низшую передачу принято называть первой. Высшей передачей в соосных коробках передач является прямая передача (u_в=1) или ускоря­ющая (u_в<1).

Дополнительным параметром сту­пенчатой коробки передач является по­казатель средней плотности ряда пере­даточных чисел q = . В случае, если принятая закономерность постро­ения ряда передаточных чисел соответ­ствует геометрической прогрессии, по­казателем плотности ряда является ее знаменатель. У 5-ступенчатых коробок передач грузовых автомобилей, к при­меру, показатель средней плотности ряда находится обычно в пределах 1,6... 1,7. Многоступенчатые коробки пе­редач выполняются с уплотненным ря­дом передаточных чисел, имеющим q = 1,25...1,40.