Курсовая работа: Анализ конструкции и методика расчета автомобиля ВАЗ-2108
1.2 Коробка передач
Устройство коробки передач автомобиля ВАЗ-2108
1. Задняя крышка; 2. Ведущая шестерня V передачи; 3. Картер коробки передач; 4. Ведущая шестерня IV передачи; 5. Шарик фиксатора; 6. Пружина фиксатора; 7. Сухарь фиксатора; 8. Ведущая шестерня III передачи; 9. Ведущая шестерня II передачи; 10. Ведущая шестерня заднего хода; 11. Ведущая шестерня I передачи; 12. Картер сцепления; 13. Первичный вал коробки передач; 14. Ведущая шестерня главной передачи; 15. Вторичный вал; 16. Ось сателлитов; 17. Сателлит; 18. Полуосевая шестерня; 19. Сальник полуоси; 20. Шестерня привода спидометра; 21. Коробка дифференциала; 22. Ведомая шестерня главной передачи; 23. Шток выбора передач; 24. Рычаг штока выбора передач; 25. Трехплечий рычаг выбора передач; 26. Фиксатор вилки заднего хода; 27. Вилка заднего хода; 28. Выключатель фонаря заднего хода; 29. Промежуточная шестерня заднего хода; 30. Ось промежуточной шестерни заднего хода; 31. Регулировочное кольцо; 32. Ведомая шестерня I передачи; 33. Скользящая муфта включения 1, II передач и заднего хода; 34. Ведомая шестерня II передачи; 35. Ведомая шестерня III передачи: 36. Блокирующее кольцо синхронизатора III и IV передач; 37. Ступица муфты синхронизатора III и IV передач; 38. Скользящая муфта синхронизатора III и IV передач; 39. Ведомая шестерня IV передачи; 40. Ведомая шестерня V передачи; 41. Скользящая муфта синхронизатора V передачи; 42. А выступ блокирующего кольца; а, в, с зазоры; 43. I.Схема работы синхронизатора; 44. II.Нейтральное положение; 45. III.Начало включения; 46. IV.передачи; 47. IV.Завершение выравнивания угловых скоростей шестерни 39 и вала 15; 48. V.Полное включение IV передачи.
Анализ конструкции в соответствии с требованиями
Для анализа и оценки конструкций коробок передач служит ряд оценочных параметров, которые определяются требованиями, предъявляемыми к коробкам передач различного типа.
Диапазон передаточных чисел .Одним из важных оценочных параметров коробки передач является отношение передаточного числа низшей и высшей! передач
Д = u КП m ах / u КП min .
Это отношение называется диапазоном передаточных чисел или диапазоном коробки передач.
В легковых автомобилях и автобусах малой вместимости на их базе Д = 3…4;в грузовых автомобилях в зависимости от грузоподъемности и назначения Д = 5…8. Такой же диапазон имеют автобусы средней и большой вместимости с механической коробкой передач; автомобили-тягачи и автомобили высокой проходимости имеют Д = 9…13. В этих пределах находится диапазон передаточных чисел коробки передач для автомобилей технологического назначения, у которых должна быть предусмотрена скорость порядка 2...3 км/ч. Устойчивое движение с такой скоростью может быть обеспечено только при большом значении передаточного числа низшей передачи. Следует иметь в виду, что такая скорость может быть получена также, если применяется раздаточная коробка с понижающей передачей.
Синхронизаторы
Рисунок 5. Схема динамической системы синхронизатора
Проанализируем рабочий процесс инерционного синхронизатора, рассмотрев последовательно выравнивание угловых скоростей синхронизирующих деталей, блокировку включения передачи до полной синхронизации, включение передачи.
Выравнивание угловых скоростей можно проиллюстрировать динамической системой, принятой для анализа работы инерционного синхронизатора. К подсистеме, имеющей суммарный приведенный момент инерции J п ,относятся детали, связанные с включаемым зубчатым колесом при выключенном сцеплении и нейтральном положении коробки передач: ведомый диск сцепления с ведущим валом и шестерней; промежуточный вал со всеми зубчатыми колесами, закрепленными на нем; зубчатые колеса, свободно устанавливаемые на ведомом валу и находящиеся в постоянном зацеплении с зубчатыми колесами промежуточного вала, а в ряде конструкций и зубчатые колеса заднего хода. Суммарный приведенный момент инерции J а имеет подсистема, включающая детали, связанные с ведомым (вторичным) валом коробки передач.
Для выравнивания угловых скоростей соединяемых элементов необходимо на поверхностях конусов создать момент трения М тр . Уравнение динамики J п dω/dt = М тр подсистемы с моментом инерции J п можно проинтегрировать:
.
Считая момент трения Мтр постоянным в течение процесса синхронизации, получим
М тр = J п (ω1 — ω2 ) / t . (1)
Здесь ω2 = ωe /uКП i — угловая скорость ведомого вала до переключения (принято, что за время переключения передачи ω2 =const); ω1 = ωe /uКП i +1 — угловая скорость включаемого зубчатого колеса более высокой передачи; t — время выравнивания угловых скоростей (время синхронизации). После подстановки в уравнение (1) значений ω1 и ω2 получим
. (2)
Рассмотрим силовое взаимодействие элементов синхронизатора автомобиля ВАЗ 2108.
Рисунок 6. Схема инерционного синхронизатора
Момент трения, создаваемый на конусных поверхностях, может быть выражен через нормальную силу Р п на конусах синхронизации:
Мтр = Рп μ r ср , (3)
где Р п — нормальная сила на поверхности трения; μ — коэффициент трения; rср — средний радиус конуса.
В свою очередь, нормальная сила может быть выражена через усилие Q, создаваемое водителем при включении передачи,
Рп = Q / sinδ . (4)