Как определить число ступеней передачи

Выбор числа ступеней и определение передаточных чисел коробки передач

Основной тенденцией в выполненных конструкциях является увеличение числа ступеней и диапазона коробки передач при возрастании массы АТС. Увеличение числа ступеней и диапазона позволяет более эффективно использовать мощность двигателя при работе автомобиля с различной степенью загрузки и в различных дорожных условиях, однако при этом увеличиваются масса и стоимость коробки передач и усложняется управление автомобилем.

Передаточное число первой (низшей) ступени коробки передач, если не установлен диапазон, определяется из необходимости соблюдения трех условий:

1) возможности преодоления автомобилем заданного максимального дорожного сопротивления;

2) возможности реализации максимальной силы тяги по условиям сцепления колес с дорогой;

3) возможности движения с минимальной устойчивой скоростью.

Передаточное число первой ступени из условия обеспечения возможности движения по дороге с заданным максимальным коэффициентом общего дорожного сопротивления рассчитывают по формуле

, (3.16)

где – максимальный коэффициент общего дорожного сопротивления.

Полученное передаточное число необходимо проверить по условиям отсутствия буксования. Буксования не будет, если выполняется условие

, (* *)

где – передаточное число первой ступени коробки передач по условиям сцепления.

Передаточное число первой ступени коробки передач по условиям сцепления определяют по формуле

, (3.17)

где – масса, приходящаяся на ведущие колеса, кг; – максимальный коэффициент сцепления; – коэффициент динамического изменения нормальных реакций на ведущих колесах.

Максимальный коэффициент сцепления = 0,7 0,8 [3].

Коэффициент динамического изменения нормальных реакций в тяговом режиме движения [2]:

* на передних ведущих колесах = 0,8 0,9;

* на задних ведущих колесах = 1,1 1,2.

Для трехосного автомобиля с двумя задними ведущими мостами (колесная формула – 6´4) масса, приходящаяся на ведущие колеса, – это масса, приходящаяся на тележку.

Если условие (* *) не выполняется, то следует проверить возможность увеличения нагрузки на ведущие колеса. При этом следует учитывать, что изменение распределения нагрузки может повлечь за собой необходимость применения шин другого размера. В том случае, если увеличение нагрузки, приходящейся на ведущие колеса, невозможно, принимают меньшее из рассчитанных передаточных чисел.

Передаточные числа промежуточных ступеней выбирают из условий обеспечения оптимальных показателей как тягово-скоростных, так и топливно-экономических свойств. Существуют различные методики выбора: одни предусматривают наилучшее использование разгонных свойств, другие – оптимальной топливной экономичности, третьи – наибольшей средней скорости в некоторых заданных условиях движения.

В большинстве случаев передаточные числа промежуточных ступеней коробки передач рассчитывают по геометрической прогрессии, что обеспечивает возможность работы двигателя при разгоне АТС в одинаковом режиме на всех передачах с наилучшим использованием мощности. При этом передаточные числа промежуточных ступеней определяют по формуле

, (3.18)

где к – номер промежуточной ступени коробки передач; n – число ступеней в коробке передач.

Число ступеней коробки передач зависит от типа, удельной мощности и предполагаемых условий эксплуатации АТС. Как правило, в выполненных конструкциях [3]:

* легковых АТС n = 5;

* грузовых АТС грузоподъемностью менее 3 т n = 4;

* грузовых АТС грузоподъемностью 3 10 т n = 5;

* грузовых АТС грузоподъемностью более 10 т n = 6.

Передаточное число ускоряющей передачи i = 0,6 0,8 [3]. Это передаточное число иногда не входит в геометрический ряд, и поэтому в формуле (3.15) высшей передачей следует считать прямую.

Диапазон работы двигателя, возможность и легкость переключения передач, условия работы синхронизаторов зависят от интервала передаточных чисел между смежными ступенями в коробке передач. Интервал между передачами оценивают по плотности ряда передаточных чисел:

. (3.19)

Из условия возможности переключения наибольшее значение плотности ряда передаточных чисел на высших передачах [3] = 1,6 1,7. На низших передачах возможно значение плотности ряда = 2. При этом обеспечивается лучшее использование мощности двигателя при движении АТС на наиболее употребляемых высших передачах, а также улучшаются условия работы синхронизаторов.

Окончательно передаточные числа коробки передач уточняют при выборе параметров зубчатого зацепления в процессе проектирования коробки передач.

Источник

Разбивка передаточного отношения по ступеням

Разбивка передаточного отношения по ступеням

• Разбивка передаточного числа При проектировании многоступенчатой ​​передачи возникают проблемы оптимального выбора количества ступеней и распределения передаточных чисел по ступеням. Решение этой проблемы зависит от требований к передаче. Не существует унифицированного решения для конструкций, используемых для малой мощности, измерительных приборов и снижения мощности. Наиболее важным в приборостроении является минимизация размеров, массы, скорости или инерции и минимизация ошибок передачи.

Условия, которые минимизируют размеры. При равных передаточных числах расстояние между приводом и выходным валом минимально. ’12 = ’23 = … = ‘ Людмила Фирмаль

Условия минимизации массы. Оптимальное количество шагов в зависимости от условий (14,5) «Опт = 3 Джиу. (14,6) Поскольку уменьшение количества шагов повышает эффективность передачи, рекомендуется округлить значение, полученное в уравнении (14.6), до более низкого целочисленного значения. Оптимальное передаточное число для этапа составляет 2,16. Условия минимизации уменьшения момента инерции. Использование низкоинерционных передач ускоряет работу механизма в режиме пуска / останова и обеспечивает стабильность системы слежения.

Момент инерции механизма минимизируется за счет минимального веса и габаритов колеса. Низкооборотное шаговое колесо мало влияет на момент инерции. Поэтому рекомендуется уменьшить передаточное число высокоскоростной ступени. Колеса легко нагруженной скоростной ступени должны быть изготовлены из пластика. Оптимальное количество шагов определяется уравнением (14.6). Используйте номограмму, показанную на рисунке, чтобы найти приблизительное передаточное число для каждой ступени в 14.13. Передаточное число для первой ступени / 12 определяется следующим образом.

• На правой вертикальной шкале номограммы найдите раздел, соответствующий общему передаточному отношению / 1 л. Затем проведите прямую линию через этот сегмент и точку, помеченную крестиком, который соответствует общему количеству шагов. Пересечение этой прямой с левой вертикальной шкалой указывает передаточное число первой ступени / 12. Например, для f1 = 100 и lopt = 6 мы решили, что f12 = 1.5 (рисунок 14.13). Передаточное число последующей ступени in_x составляет i 1ya / / 12. Затем в правой вертикальной шкале найдите сегмент, который соответствует передаточному отношению ступени, и нарисуйте прямую линию, которая проходит через точку, соответствующую этому сегменту, и крест, обозначенный шагом -1.

Общая ошибка передачи зависит от ошибки каждой ступени. Следовательно, чем меньше количество шагов, тем меньше ошибок. Если максимально возможное передаточное число в уравнении (14.5) равно 8, iopt = 1,11 log /, „. Это значение лопасти округляется до ближайшего целого числа. Последний шаг вносит существенный вклад в общую ошибку передачи. Максимальное передаточное число равно 8. Передаточное число первой ступени равно / | 2 = i \ n / 8π’1. Рисунок 14.13 В устройстве передачи энергии разумным условием распределения ступенчатого общего передаточного числа iXn является достижение значения напряжения, близкого к минимальной массе материала зубчатой ​​передачи для различных ступеней.

Пересечение этой прямой и левой вертикальной шкалы указывает передаточное число второй ступени. Людмила Фирмаль

При переходе от ведущего звена редуктора к выходу частота вращения уменьшается, а крутящий момент увеличивается. Чтобы уменьшить натяжение зубьев зацепления, увеличьте ширину колеса медленного шага. Передаточное число высокоскоростной ступени может увеличивать передаточное число тихоходной, чтобы приблизить массу колеса.

Если вам потребуется заказать решение по прикладной механике вы всегда можете написать мне в whatsapp.

Источник

Определение общего числа ступеней скорости

Для геометрического ряда частот вращения число ступеней скорости z, может быть определено из соотношения:

(3.2)

Вычисленная по этой формуле величина z округляется до целого числа, что приводит к некоторому изменению действительного диапазона регулирования R_n.

Выбор конструктивных вариантов привода

При настройке последовательно включенными групповыми передачами число ступеней скорости z может быть представлено в виде:

(3.3)

где p_k – число отдельных передач в каждой группе;

m – число групп передач.

При выбранном числе ступеней частот вращения шпинделя z количество групп передач, количество передач в каждой группе и порядок расположения групп может быть различным.

Число конструктивных вариантов привода N_кон состоящего из m групп передач, определяется по формуле:

, (3.4)

где q – число групп с одинаковым числом передач.

Определение числа возможных кинематических вариантов

Если частоты вращения шпинделя изменяются по геометрическому ряду, то передаточные отношения передач в группах образуют геометрический ряд со знаменателем j х , где х – целое число, называемое характеристикой группы передач. Для последовательного получения частот вращения шпинделя сначала переключают передачи одной группы, затем другой и т.д.

В зависимости от принятого порядка переключений группа может быть:

а) основной, характеристика, которой определяется по формуле:

б) первой переборной группой, для которой характеристика определяется по формуле:

где р₁ – число передач в основной группе.

в) второй переборной группой, для которой характеристика определяется по формуле:

где р₂ – число передач в первой переборной группе.

Основной и различными по номеру переборными группами может быть любая группа передач в приводе. Для определенного конструктивного варианта число кинематических N_кин будет равно числу перестановок из m групп передач:

N_кин. = m!, (3.8)

Определение максимальных передаточных отношений по группам передач

Общее максимальное передаточное отношение привода u_max, определяется по формуле:

(3.9)

Поученное передаточное отношение может быть представлено в виде:

(3.10)

где Н – показатель степени, определяющий величину общего передаточного отношения.

Определение максимальных передаточных отношений в группах производится путем разбиения общего передаточного отношения на передаточные отношения групп, для чего вычисляется показатель степени Н и выражается в виде:

, (3.11)

где h_k – показатель степени, характеризующий величину максимального передаточного отношения k-той группы передач;

m – число групп передач.

При этом выбранные значения h_k должны быть целыми числами и должны удовлетворять условию:

Максимальное передаточное отношение в группе u_maxk, определится по формуле:

. (3.13)

При этом должно быть обеспечено выполнение следующего условия:

. (3.14)

Так как показатель степени Н, как правило, не является целым числом, он не может быть точно представлен суммой целых чисел. Поэтому для сохранения величины общего максимального передаточного отношения вводится дополнительная передача от вала электродвигателя на входной вал, передаточное отношение которой, определится по формуле:

, (3.15)

. (3.16)

Источник