Расчет коробки передач (Mеmax = 206 Нм, β =35˚, Кσ = 400МПа)

2.3.1 Исходные данные:

Дано:   Mеmax = 206 Нм, β =35˚, Кσ = 400МПа

Передаточные числа коробки передач:

ί1=3,618; ί2=2,188; ί3=1,304; ί4=1,0; ί5=0,794; ίз.х.=3,28.

2.3.2 Межцентровое расстояние, мм

                               ==88.6                                                  (91)

где а – коэффициент, зависящий от типа автомобиля: для легковых автомобилей а=14-16.

Минимальное число зубьев  шестерни первичного вала

Z1min=20

Ширина шестерни

                                            в = 0.2·С = 0.2·88.6 =18                                                                (92)

Коэффициент формы зуба

                   (93)

Модуль для ведомой шестерни промежуточного вала, мм

mH = мм                                      (94)

где - угол наклона зубьев по начальному цилиндру пары косозубых шестерен: =25-35° - для легковых автомобилей.

Кδ- допускаемое напряжение для ведомой шестерни промежуточного вала коробки передач, МПа.

y- коэффициент формы зуба.

в- ширина шестерни.

Число зубьев Z2  ведомой шестерни промежуточного вала

 Z2 =  = - 20 =34                                                                  (95)

Передаточное число между первичным и промежуточным валами.

                                      ί2= =                                                          (96)

где  Z₁ и Z₂- числа зубьев соответственно ведущей шестерни  первичного и ведущей шестерни промежуточного валов.

2.3.3 Определение передаточных чисел между промежуточным и вторичным валами.

1 передача - ί1 = 3,618                                                                                           (97)

ί'1 =ί1/ ί'K =3.618/1.7=2.128                                                                                     (98)

Число зубьев Z1n ведущей шестерни промежуточного вала

Z1n = 2·C/(1+ ί'1)· mH =2·88,6/(1+2.128)·2.7 = 21                                                  (99)

Число зубьев Z1в вторичного вала на 1 передаче

Z1в = 2·C· ί'1/(1+ ί'1)· mH =2·88,6 ·2.128/(1+2.128)·2.7 = 44                                (100)

Проверка межцентрового расстояния, мм

С  = mH· Z1n/2 + mH· Z1в /2 = 2.7· 21/2 + 2.7· 44 /2 = 28.35 + 59.4 =87.75          (101)

Уточненное передаточное число

ί1 =44/ 21= 2.09                                                                                                    (102)

Действительное передаточное число на 1 передаче

ί'1 = ί'K · ί'1 = 1.7·2.09 = 3.562                                                                                (103)

2 передача – ί2 = 2.188

ί'2 =ί2/ ί'K =2.188/1.7=1.29                                                                                     (104)

Число зубьев Z2n ведущей шестерни промежуточного вала

Z2n = 2·C·cosβ/(1+ ί'2)· mH =2·88,6·0.90/(1+1.29)·2.7 = 26                                 (105)

Число зубьев Z3в шестерни вторичного вала

Z2в = 2·C· ί'2·cosβ /(1+ ί'2)· mH =2·88,6 ·1.29·0.90/(1+1.29)·2.7 = 33                   (106)

Проверка межцентрового расстояния, мм

С  = mH· Z2n/2 + mH· Z2в /2 = 2.7· 26/2·0.90 + 2.7· 33 /2·0.90  = 39 + 49.5 =88.5  (107)

Уточненное передаточное число

ί'2 =33/26= 1.27

Действительное передаточное число на 2 передаче

ί'2 = ί'K · ί'2 = 1.7·1.27 = 2.159                                                                                (109)

3 передача – ί3 = 1.304

ί'3 =ί3/ ί'K =1.304/1.7=0.767                                                                                   (110)

Число зубьев Z3n ведущей шестерни промежуточного вала

Z3n = 2·C·cosβ/(1+ ί'3)· mH =2·88,6·0.90/(1+0.767)·2.7 = 33                               (111)

Число зубьев Z3в шестерни вторичного вала

Z3в = 2·C· ί'3·cosβ /(1+ ί'3)· mH =2·88,6 ·0.767·0.90/(1+0.767)·2.7 = 26               (112)    

Проверка межцентрового расстояния, мм

С  = mH· Z3n/2 + mH· Z3в /2 = 2.7· 33/2·0.90 + 2.7·26 /2·0.90  =  49.5 + 39=88.5 (113)

Уточненное передаточное число

ί'3 =26/33= 0.79

Действительное передаточное число на 3 передаче

ί'3 = ί'K · ί'3 = 1.7·0.79 = 1.34                                                                                  (114)

4 передача - ί4=1,0 (прямая)

5 передача - ί5=0,794

ί'5 =ί5/ ί'K =0.794/1.7=0.47                                                                                     (115)

Число зубьев Z5n ведущей шестерни промежуточного вала

Z5n = 2·C·cosβ/(1+ ί'5)· mH =2·88,6·0.90/(1+0.47)·2.7 = 39                                 (116)

Число зубьев Z5в шестерни вторичного вала

Z5в = 2·C· ί'5·cosβ /(1+ ί'5)· mH =2·88,6 ·0.47·0.90/(1+0.47)·2.7 = 19                  (117)    

Проверка межцентрового расстояния, мм

С  = mH· Z5n/2 + mH· Z5в /2 = 2.7· 39/2·0.90 + 2.7·19 /2·0.90  =  58.5 + 28.5=87 (118)

Уточненное передаточное число

ί'5 =19/39= 0.49

Действительное передаточное число на 5 передаче

ί'5 = ί'K · ί'5 = 1.7·0.49 = 0.833                                                                                (119)

Полученные передаточные числа:

ί1=3.562;

ί2=2.159;

ί3=1.34; 

ί4=1.0; 

ί5=0.833.

Необходимый ряд передаточных чисел сохраняется

ί1/ ί2> ί2/ ί3> ί3/ ί4> ί4/ ί5 → 3.562/ 2.159> 2.159/ 1.34> 1.34/ 1.0> 1.0/ 0.833 →

→1.65>1.61>1.34>1.2

2.3.4 Расчет контактных напряжений в зацеплении

Исходные данные:

ί1=3.562; в = 18мм = 0.018 м;

α =20˚;

Е = 2·10;

   С = 88.6 = 0.0886 м.

Расчетный крутящий момент, Нм

                                      Мерасч = 0.5· Меmax = 0.5·206 = 103.                             (120)

Радиусы начальных окружностей зубчатых колес найдем из  следующего соотношения:

                                      С = r1п + r1в = r1п + r1в· ί'1,                                                                             (121)

где   r1п и r1в-  радиусы начальных окружностей зубчатых колес на первой передаче соответственного промежуточного и вторичного валов; ί'1 – передаточное число пары зацепления.

Отсюда:

r1п =С/1+ ί'1 = 88.6/1+2.09 = 29 мм = 0.029 м                                                    (122)

r1в = С- r1п =  88.6 – 29 = 60 мм = 0.06 м                                                           (123)

Окружное усилие, Н