Лекция 5. Лекция 5 (2 часа) механическая коробка передач
 Скачать 460.52 Kb.
|
|
ЛЕКЦИЯ 5 (2 ЧАСА) МЕХАНИЧЕСКАЯ КОРОБКА ПЕРЕДАЧ При расчете коробки передач выполняется следующее: • определение момента трения Mтр синхронизатора, необходимого для выравнивания угловых скоростей соединяемых деталей; • определение работы трения (буксования) Lc синхронизатора, удельной работы трения L уд и температуры t синхронизатора при буксовании; • расчет деталей коробки передач на прочность. При переключении передач инерционный синхронизатор блокирует включающую передачу муфту до тех пор, пока кинетическая энергия деталей, вращающихся с ведомым диском сцепления (при выключенном сцеплении и нейтральном положенни в коробке передач), не затратится на работу трения в синхронизаторе. Этот момент времени соответствует равенству угловых скоростей синхронизируемых деталей. Выравнивание угловых скоростей соединяемых деталей происходит за счет момента трения, создаваемого на конических поверхностях блокирующего кольца синхронизатора и шестерни включаемой передачи, свободно вращающейся на вторичном валу коробки передач:  = где J — момент инерции, соответствующий деталям, вращающимся вместе с шестерней включаемой передачи (ведомый диск сцепления, первичный и промежуточный валы коробки передач, шестерни промежуточного вала и находящиеся с ними в постоянном зацеплении шестерни вторичного вала, свободно установленные на нем);  = - угловая скорость включаемой шестерни более высокой передачи;  = - угловая скорость вторичного вала до переключения передачи; t — время синхронизации (выравнивания) угловых скоростей 1 и 2.  =   где =  - нормальная сила на поверхности трения; µ —коэффициент трения; rср — средний радиус конуса; Q — усилие водителя при включении передачи; δ — половина угла конуса. Учитывая момент трения, определим связь между усилием, создаваемым водителем при включении передачи, и параметрами синхронизатора: =  [  -  ]Q =  =  [ - ]Из этого выражения следует, что чем больше усилие водителя, тем меньше время синхронизации при включении передачи. При этом усилие водителя тем меньше, чем больше плотность ряда передаточных чисел коробки передач. Работа трения, удельная работа трения и нагрев синхронизатора При включении передачи работа, затрачиваемая на выравнивание угловых скоростей синхронизируемых деталей, является работой трения (буксования) синхронизатора. Эта работа затрачивается на поглощение кинетической энергии соединяемых вращающихся деталей: Из приведенного выражения видно, что работа буксования синхронизатора пропорциональна квадрату разности угловых скоростей шестерен соседних передач. При этом работа буксования не зависит от времени выравнивания угловых скоростей синхронизируемых деталей. Для уменьшения работы трения синхронизатора необходимо увеличивать число передач в коробке передач с целью сближения передаточных чисел соседних передач. Это приведет к повышению тягово-скоростных свойств и топливной экономичности автомобиля. Однако при увеличении числа передач возрастают моменты инерции соединяемых вращающихся деталей и работа буксования синхронизатора, а также усложняется управление коробкой передач. Поэтому для оптимального согласования указанных противоречивых факторов целесообразно выбирать плотность ряда передаточных чисел коробки передач в пределах 1,1... 1,5, что подтверждается конструкциями современных коробок передач. Синхронизатор принято оценивать по удельной работе трения, т.е. по работе буксования, отнесенной к площади трения конусной поверхности синхронизатора: где F — площадь поверхности трения. Для синхронизированных высших передач коробки передач удельная работа трения не должна превышать 0,2 МДж/м 2 , а для низших передач — 0,3...0.5 МДж/м 2 . Работа буксования синхронизатора сопровождается нагревом его деталей и выделением теплоты. Температура нагрева деталей синхронизатора определяется за одно его включение: t =  где  = 0,5 - коэффициент перераспределения теплоты; m — масса синхронизатора;  - теплоемкость стали.За одно включение синхронизатора нагрев его деталей не должно превышать 15-30 0 С Расчет коробок передач ведется в два этапа. На первом уточняются передаточные числа коробки передач и определяются геометрические параметры зубчатых колес и валов. В ходе выполнения второго этапа выполняется расчет шестерен на выносливость по изгибным и контактным напряжениям и на статическую прочность, расчет валов на прочность и жесткость, расчет синхронизаторов на правильное функционирование и долговечность по износу выравнивающих элементов, расчет остальных деталей механизма переключения передач. Необходимо так же подобрать подшипники валов и шестерен, обеспечивающих достаточную долговечность и нагрузочную способность. |