Министерство общего и профессионального

образования Российской федерации

ПСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Ворожцов О. В.

РАСЧЁТ МЕХАНИЧЕСКИХ КОРОБОК ПЕРЕДАЧ

АВТОМОБИЛЕЙ

Учебно – методическое пособие

Псков

2011 г.

Цель курсового проектирования – освоение студентами основ проектирования и конструирования ступенчатых коробок передач трансмиссии автомобиля. В ходе выполнения курсового проекта студентом выполняются следующие этапы:

- определение общего передаточного числа агрегата;

- определение количества ступеней (передач) агрегата и передаточных чисел ступеней;

- выбор кинематической схемы агрегата;

- выбор основных параметров агрегата;

- расчёт деталей проектируемого узла на прочность, выносливость и жёсткость;

- выбор подшипников;

- расчёт синхронизаторов.

Пояснительная записка выполняется на листах формата А4. Оформление записки должно отвечать основным требованиям ГОСТ 7.32 – 81 "Отчёт о научно – исследовательской работе. Общие требования и правила оформления".

Графическая часть курсового проекта состоит из 4 листов формата А1 и включает в себя:

- сборочный чертёж агрегата (1 - 2 листа);

- деталировка - 4 детали агрегата на листах формата А3 (по указанию преподавателя).

Введение

Коробка передач – это агрегат трансмиссии, предназначенный для изменения в широком диапазоне крутящего момента, а следовательно, и силы тяги на ведущих колёсах, скорости движения автомобиля, изменения направления движения автомобиля (движение "задним" ходом), а также для длительного разобщения двигателя от ведущих колёс при работе двигателя на "холостом" ходу.

Требования, предъявляемые к коробке передач:

- обеспечение высоких тягово – скоростных и топливно – экономических качеств автомобиля при заданной внешней характеристике двигателя;

- бесшумность в работе и при переключении передач;

- лёгкость и удобство управления, высокий КПД и надёжность;

- оптимальные габаритные размеры и масса;

- простота устройства и обслуживания, ремонтопригодность.

По принципу действия различают ступенчатые, бесступенчатые и комбинированные КП. Ступенчатые коробки передач имеют механический привод перемещения шестерён по валам и ступенчатое изменение передаточного числа. Из – за ряда преимуществ (меньшие, чем для бесступенчатых, габариты и масса, стоимость, высокие показатели долговечности, надёжности, КПД) преобладают ступенчатые КП.

Ступенчатые КП классифицируются по следующим признакам:

- по числу ступеней (передач прямого хода – четырёх-, пяти- и многоступенчатые);

- взаимному расположению входного и выходного валов (соосное и несоосное);

- по положению осей валов (с неподвижными осями – вальные, с подвижными – планетарные и комбинированные);

- по числу применяемых валов (двух-, трёх- и многовальные);

- по способу зацепления шестерён (с подвижными шестернями или фрикционными муфтами – синхронизаторами);

- по числу степеней свободы (числу элементов управления для включения определённой передачи).

Основными параметрами коробок передач являются:

- диапазон коробки передач Д_к (диапазон передаточных чисел) – это отношение передаточного числа низшей u_кп1 и высшей u_кп.в передачи:

Д_к = ;

- число ступеней n;

- передаточное число высшей передачи u_кп.в.

В данном курсовом проекте выполняется расчёт двухвальной или трёхвальной соосной коробки передач с двумя степенями свободы для автомобиля с колёсной формулой 4×2 или 4×4 с числом ступеней n = 4 или n = 5. Зацепление шестерён осуществляется фрикционными муфтами – синхронизаторами.

1. Кинематический расчёт коробки передач

1.1. Общие сведения

Коробка передач является составной частью трансмиссии автомобиля, и при определении низшего и высшего передаточных чисел коробки передач необходимо учитывать передаточные числа главной передачи и раздаточной коробки при наличии таковой. Общее передаточное число трансмиссии на соответствующей передаче определяется по формуле:

u_Т = u_кп u_рк u₀, (1.1)

где u_кп и u_рк – передаточные числа соответственно коробки передач и раздаточной коробки на соответствующей ступени; u₀ - передаточное число главной передачи.

Если в трансмиссии отсутствует раздаточная коробка, то u_рк = 1 и выражение (1.1) примет вид:

u_Т = u_кп u₀. (1.2)

Как правило, раздаточная коробка имеет две ступени (высшую и низшую), и её передаточное число высшей передачи u_рк.выс = 1. В некоторых случаях (например, числа передач раздаточной коробки автомобиля "ВАЗ - 2121" высшей и низшей передач составляют u_рк.выс = 1,2 и u_рк.низ = 2,135 соответственно).

Передаточное число первой передачи коробки передач u_кп1 принято называть низшей. Высшей передачей коробки передач является прямая передача (u_кп.в = 1) или ускоряющая (u_кп.в < 1). Для четырёх- и пятиступенчатых коробок передач грузовых автомобилей высшая передача – прямая; для пятиступенчатой трёхвальной соосной коробки передач легкового автомобиля прямой является предпоследняя (четвёртая) передача. Примеры передаточных чисел коробки передач и раздаточной коробки приведены в таб. 1.1.

Таб. 1.1

Марка автомобиля	Колёсная формула	Передаточные числа
		Коробка передач							Раздаточная коробка
		1	2	3	4	5	R	uрк.выс		uрк.низ
УАЗ Патриот	4×4	4,155	2,265	1,428	1,0	0,88	3,827	1,0		1,95
ВАЗ 2110	4×2	3,636	1,95	1,357	0,941	0,784	3,5	-		-
BMW – Е30	4×2	3,72	2,02	1,32	1,0	0,81	3,45	-		-
ГАЗ – 66.11	4×4	6,55	3,09	1,71	1,0	-	7,77	1,0		1,982
КамАЗ - 4326	4×4	7,82	4,03	2,5	1,53	1,0	7,38	0,917		1,692
Примечание: R – обозначение задней скорости автомобиля