Передаточное число коробки передач.

Что такое передаточное число? Довольно часто от автовладельцев можно услышать вопрос «что такое передаточное число». В данной статье я попытаюсь кратко осветить эту тему. Итак, передаточные механизмы передают вращение одного вала другому, т.е. заставляют вращаться второй вал через вращение первого. Этот вопрос исследовал еще Леонардо да Винчи. Некоторые его изобретения используют и по сей день в конструкциях велосипедов и даже автомобилей.

Так, на основе его эскизов зубчатых передач, глобоидной червячной передачи, конической, спиральной передач и роликовой цепи были разработаны ныне действующие механизмы КПП автомобиля. Передаточное число же представляет собой отношение угловых скоростей ведущей к ведомой шестерне (колес, валов) или отношение радиусов ведомой к ведущей шестерне. В частности, передаточные числа КПП определяются отношением числа зубьев ведомой к ведущей шестерне. В случае участия в передаче нескольких пар шестерен общее передаточное число представляет собой произведение передаточных чисел всех участвующих в передаче пар шестерен.

Как работает коробка передач?

Чтобы получить крутящий момент различной величины, который позволит работать автомобилю в различных условиях, в коробке передач установлены несколько пар шестеренок, которые имеют различные передаточные числа. «Задняя» передача получается путем помещения между ведущей и ведомой шестеренками еще одной, промежуточной, которая сделает вращение обратным. Любая коробка передач, механическая, автоматическая или роботизированная, обеспечивает оптимальный режим работы двигателя в разных дорожных условиях с помощью изменения передаточного числа. Также в любой КПП существуют высокие и низкие передачи. Чем больше передаточное число, тем мощнее (или короче) считается передача. Это означает, что двигатель набирает обороты тем быстрее, чем мощнее передача. При этом, однако, частота переключения передач также возрастает. Это является следствием того, что на данной передаче максимальная скорость, при которой нужно включать передачу выше, будет меньше

Как рассчитать передаточное число

Посчитайте количество зубьев шестерни вторичного вала коробки передач, допустим там 15 зубцов. Подсчитайте их количество на ведомой шестерне, которая крепится на дифференциал, пусть на ней будет 51 зубец. Подставьте числа в приведенную выше формулу: 51 / 15 = 3,4. Полученное число будет являться передаточным числом для главной пары данной зубчатой передачи. Следовательно, ведомая шестерня дифференциала будет крутиться в 3,4 раза медленнее ведущей шестерни вала коробки передач при ее вращении.

Влияние передаточного числа на динамику авто

Правильно подобранное передаточное число коробки передач является залогом согласованной работы всей трансмиссии. При его подборе стоит руководствоваться, прежде всего, мощностью и моментными характеристиками двигателя, а также размерами колес и, безусловно, личностными пожеланиями водителя. Изменяя ПЧ, можно уменьшить либо увеличить величину перенаправляемого крутящего момента. Это осуществляется изменением числа зубьев на каждой из шестеренок.

Чем выше значение данного числа, тем «мощнее» и «короче» будет передача, а значит, мотор намного быстрее будет выкручивать необходимое количество оборотов, при этом набор скорости осуществляется так же быстро, но возникает потребность в более частом переключении передач, и, следовательно, максимальное значение скорости на каждой ступени будет несколько снижено. Повышенное ПЧ способствует более стремительному ускорению.

Уменьшение же значения передаточного числа приводит к увеличению максимальной скорости, однако это хорошо только в том случае, когда двигатель имеет достаточный запас мощности. Но это негативно сказывается на разгонной динамике авто. Чем ближе значения ПЧ, тем более быстрым и плавным будет разгон при переключении передач. При обычной езде количество оборотов должно находиться в пределах 2-2,5 тысячи, это значение можно увидеть на тахометре, как только обороты превышают данное значение, а вам при этом еще необходимо набрать скорость, нужно перейти на более повышенную передачу. Безусловно, переключение передач, должно быть только последовательным.

Значение передаточного числа коробки передач

Что такое передаточное число? Довольно часто от автовладельцев можно услышать вопрос «что такое передаточное число». В данной статье я попытаюсь кратко осветить эту тему.

Итак, передаточные механизмы передают вращение одного вала другому, т.е. заставляют вращаться второй вал через вращение первого. Этот вопрос исследовал еще Леонардо да Винчи.

Некоторые его изобретения используют и по сей день в конструкциях велосипедов и даже автомобилей.

Так, на основе его эскизов зубчатых передач, глобоидной червячной передачи, конической, спиральной передач и роликовой цепи были разработаны ныне действующие механизмы КПП автомобилей.

Передаточное число коробки передач

Передаточное число же представляет собой отношение угловых скоростей ведущей к ведомой шестерне (колес, валов) или отношение радиусов ведомой к ведущей шестерне. В частности, передаточные числа КПП определяются отношением числа зубьев ведомой к ведущей шестерне.

В случае участия в передаче нескольких пар шестерен общее передаточное число представляет собой произведение передаточных чисел всех участвующих в передаче пар шестерен.

Как работает коробка передач?

Чтобы получить крутящий момент различной величины, который позволит работать автомобилю в различных условиях, в коробке передач установлены несколько пар шестеренок, которые имеют различные передаточные числа.

• «Задняя» передача получается путем помещения между ведущей и ведомой шестеренками еще одной, промежуточной, которая сделает вращение обратным.
• Любая коробка передач, механическая, автоматическая или роботизированная, обеспечивает оптимальный режим работы двигателя в разных дорожных условиях с помощью изменения передаточного числа.
• Также в любой КПП существуют высокие и низкие передачи.

Чем больше передаточное число, тем мощнее (или короче) считается передача. Это означает, что двигатель набирает обороты тем быстрее, чем мощнее передача. При этом, однако, частота переключения передач также возрастает. Это является следствием того, что на данной передаче максимальная скорость, при которой нужно включать передачу выше, будет меньше

Как рассчитать передаточное число

Рассчитайте передаточное число, пользуясь его определением, по формуле: К = К1/К2, где К1 — количество зубьев ведомой шестерни, а К2 — количество зубьев ведущей шестерни.

Например, для расчета передаточного числа крутящего момента от коробки передач к колесам нужно рассчитать соотношение ведомой шестерни дифференциала и шестерни вторичного вала в коробке передач, или, как это называют автолюбители, найти передаточное число для главной пары.

Посчитайте количество зубьев шестерни вторичного вала коробки передач, допустим там 15 зубцов. Подсчитайте их количество на ведомой шестерне, которая крепится на дифференциал, пусть на ней будет 51 зубец. Подставьте числа в приведенную выше формулу: 51 / 15 = 3,4.

Полученное число будет являться передаточным числом для главной пары данной зубчатой передачи. Следовательно, ведомая шестерня дифференциала будет крутиться в 3,4 раза медленнее ведущей шестерни вала коробки передач при ее вращении.Рассчитайте передаточные числа коробки переключения передач для каждой передачи по приведенной формуле.

Чем ближе будут передаточные числа, тем более плавным и быстрым будет разгон автомобиля при последовательном переключении передач. Подсчитайте, во сколько раз уменьшатся обороты двигателя при изменении передачи, поделив передаточное число низшей передачи на передаточное число высшей.Сделайте выводы по произведенным расчетам.

Необходимо знать: чем выше передаточное число, тем скорость автомобиля будет набираться быстрее, однако передачи нужно будет переключать чаще. Устанавливая пару с меньшим передаточным числом, можно повысить максимальную скорость машины, однако автомобиль будет разгоняться хуже. Рассчитайте при необходимости по приведенной формуле передаточное число для зубчатых передач любых узлов в вашем автомобиле.

Влияние передаточного числа на динамику авто

Правильно подобранное передаточное число коробки передач является залогом согласованной работы всей трансмиссии.

При его подборе стоит руководствоваться, прежде всего, мощностью и моментными характеристиками двигателя, а также размерами колес и, безусловно, личностными пожеланиями водителя.

Изменяя ПЧ, можно уменьшить либо увеличить величину перенаправляемого крутящего момента. Это осуществляется изменением числа зубьев на каждой из шестеренок.

Чем выше значение данного числа, тем «мощнее» и «короче» будет передача, а значит, мотор намного быстрее будет выкручивать необходимое количество оборотов, при этом набор скорости осуществляется так же быстро, но возникает потребность в более частом переключении передач, и, следовательно, максимальное значение скорости на каждой ступени будет несколько снижено. Повышенное ПЧ способствует более стремительному ускорению.

Уменьшение же значения передаточного числа приводит к увеличению максимальной скорости, однако это хорошо только в том случае, когда двигатель имеет достаточный запас мощности. Но это негативно сказывается на разгонной динамике авто. Чем ближе значения ПЧ, тем более быстрым и плавным будет разгон при переключении передач.

При обычной езде количество оборотов должно находиться в пределах 2-2,5 тысячи, это значение можно увидеть на тахометре, как только обороты превышают данное значение, а вам при этом еще необходимо набрать скорость, нужно перейти на более повышенную передачу. Безусловно, переключение передач, должно быть только последовательным.

Выбор передаточных чисел КПП для увеличения мощности

Передаточное число в коробке передач явным образом характеризует зубчатые передачи. Они представляют собой крутящийся элемент, который вращает редукторные шестерни. Редуктор же в свою очередь распределяет силу мотора. У каждой коробки есть передаточное число, что это за число, на что оно влияет и как его вычислить?

Любая коробка передач обладает следующими элементами:

1. Картер. Имеет узлы и детали самой коробки. Прикрепляется к сцеплению. При работе, шестерне подвергаются сильным нагрузкам, поэтому они нуждаются в тщательной смазке. Поэтому масло заливается до половины его объема.
2. Валы с шестеренками первичными и вторичными. Эти элементы располагаются в подшипниках. Все шестерни различны по количеству зубцов.
3. Синхронизаторы. Обеспечивают бесшумность, плавно переключают передачи. Очень важно плавно переключать передачи, чтобы синхронизаторы успевали срабатывать, иначе коробка может выйти из строя и машину придется отдавать в ремонт или самостоятельно заниматься ее ремонтом, что потребует финансовых затрат.
4. Дополнительные валы для заднего хода. Аналогичны с первичными валами. Вращаются как первичные и вторичные, но в обратную сторону.
5. Рычаг переключения. Обеспечивает передачу скоростей если вы обладатель механики. Если вы обладатель автомат коробки, то скорость переключается самостоятельно.
6. Механизм для переключения блокировочной системы и замка. Отвечает за изменение передач посредством рычага или автоматически. Замковая система не позволяет активировать сразу несколько передач. Блокировочная система не дает самостоятельно выключаться передачам.

Передаточные числа в коробке передач

Изменение числа оборотов на разных передачах: давайте представим себе две шестерни у одной будет 10 зубцов, а у второй 20. Так как вторая шестерен больше, она успеет сделать только один оборот, следовательно первая сделает два вращения. Таким образом у разных шестерен разная скорость оборотов за минуту.

Пусть у нас будет 4 шестерни:

• Первая, будет иметь 10 зубцов.
• Вторая, будет иметь 20 зубцов.
• Третья, будет иметь 10 зубцов.
• И четвертая будет также как и вторая – 20 зубцов.

Пусть, первичный вал и первая шестерня будут вращаться со скоростью, к примеру 4000 оборотов за минуту.

Тогда вторая шестерня будет вращаться медленней, исходя из вышесказанного, то есть – 2000 оборотов за минуту.

Третья шестерня будет тоже делать 2000 оборотов за минуту, так как она закреплена на одном валу со второй шестерней. Получается, что четвертая шестерня будет самой медленной – 1000 оборотов за минуту.

Высчитав обороты за минуту, можно узнать передаточное число.

Передаточное число двух пар первой и второй будет 2. Общее передаточное число 4. Это получается, что вторичный вал будет вращаться меньше в 4 раза. Вторичный вал может находится в состоянии покоя, что будет обеспечивать нейтральную передачу.

Этого можно достигнуть путем съема зацепенения с третьей и четвертой шестерни. В автомате нейтральная передача необходима для буксировки автомобиля, используется во время поломки. В механической коробке используется для работы автомобиля если он долго стоит на месте в заведенном состоянии.

Так или иначе, эта передача необходима любому автомобилю, но на автомате вы можете ни разу и не включить ее, за все время пользования машиной.

Так как коробка передач обладает большим набором шестерен, зацепив разные пары мы можем изменять передаточные числа.

Когда передаточное число 1, это обычно так называемая – 4 передача. На ней все валы вращаются одинаково. На самых мощных передачах 1-ой и передаче заднего хода двигатель обычно не испытывает перегрузок, но скорость езды автомобиля очень низкая.

Первая передача включается сразу, как только водитель садится за руль. Первая передача позволяет завести машину и сдвинуть ее с места, далее скорость увеличивается до передачи, комфортной для езды водителю.

Водитель может переключаться на слабые и на мощные передачи. Все переключения на слабые передачи происходят последовательно, на сильные передачи можно переключиться перепрыгнув передачу, но так делать нежелательно.

Например, с третьей передачи, можно сразу переключиться на пятую, тем самым пропуская четвертую передачу.

Если вы обладатель КПП, то все передачи будут изменяться плавно. За это отвечает гидравлическое или механическое преобразование крутящего элемента.

Чаще всего по трассе ездят на высокой скорости на 4 и 5 передачах, это обусловлено не только экономией времени, но и экономией топлива.

Ни в коем случае нельзя быстро переключать передачи резкими движениями, так как это может навредить корректной работоспособности коробки. Передачи должны переключаться плавно, чтобы успели срабатывать синхронизаторы.

Влияние передаточного на динамику машины

Правильно подобранное передаточное обеспечивает взаимосвязанную работу всех элементов автомобиля. При выборе передаточного числа необходимо руководствоваться характеристиками двигателя, но не стоит забывать и про колеса, точнее про их размер.

Изменяя передаточную величину крутящего момента может увеличиваться или уменьшаться. Это достигается изменением зубьев у каждой шестерни.

Зависимость числа и мощности следующая, чем выше число, тем мощней передача. Это говорит о том, что мотор автомобиля будет в разы быстрее выкручивать заветное количество оборотов. Высокое число обеспечивает быстрое ускорение.

Слишком малая передаточная цифра будет позволять разгонять максимальную скорость, но при этом динамика авто нарушается, поэтому не стоит слишком занижать ее.

Наиболее близкие передаточные числа обеспечивают плавный и быстрый разгон.

Для обычной повседневной езды достаточно количества оборотов в 2000-3000 тыс. Эти значения обычно высвечиваются на тахометре, и если вам все еще не хватает скорости, то нужно всего лишь переключиться на более высокую передачу.

Итоги

Как для механической, так и для автоматической коробки передач передаточное число настраивается без особых проблем и трудностей. Единственное различие, в механической коробке вы по-прежнему будете самостоятельно переключать передачи, автоматическая, сделает эту работу за вас.

Передаточное число – хороший вариант настроить машину “под себя”, выжать из нее максимум и заточить ее под свои требования. Это можно сделать самостоятельно или же прибегнуть к помощи профессионалов.

Во втором случае, вы должны максимально точно объяснить какой результат вы ожидаете получить и вам настроят автомобиль.

При самостоятельном изменении передаточного числа, тщательно протестируйте полученный результат, убедитесь что все работает корректно, что двигателю достаточно мощности.

Несомненно, отладка передаточного числа настраивается индивидуально под каждого водителя. Тут необходимо не только руководствоваться техническими характеристиками, но и очень хорошо чувствовать автомобиль.

Передаточное число позволяет значительно ускорить разгон автомобиля, увеличить его скорость.

Самое главное, чтобы передаточное число подходило для мощности автомобиля, тогда он будет служить вам верой и правдой долгие года.

Как подобрать передаточное число КПП

У любого производителя машин основной принцип устройства коробки передач одинаков – это некое количество валов, на которых размещены шестерни с определенным количеством зубьев.

Вся эта сложная система предназначена для распределения усилия, вырабатываемого мотором.

Не будь в устройстве этого агрегата, сдвинуть автомобиль с места было бы весьма сложно, но если это каким-то образом и удалось бы реализовать, то набрать максимум скорости, наверное, удалось бы только, пустив автомобиль с горы, а минимум – взбираясь на нее.

С другой стороны, разогнать автомобиль можно еще регулируя подачу топлива в двигатель, т.е. используя педаль акселератора, но время разгона в этом случае будет весьма длительное, ни о каких секундах уже речь не будет идти, а об экономичности автомобиля и подавно.

Поэтому в конструкцию автомобиля и ввели необходимый блок, названный коробкой передач, который продолжают устанавливать на все современные модели, оснащая их механической или автоматической КПП, за исключением лишь вариатора, у него технология работы несколько иная. Поэтому роль передаточного числа – тема довольно актуальная.

Влияние передаточного числа на динамику

Передаточное число – величина вычисляемая, она находится отношением числа зубьев ведомой шестерни к количеству ведущей. Чем выше это значение, тем двигатель быстрее накрутит нужное количество оборотов и разгонит автомобиль более стремительно.

«Супер!», – скажете вы, но ошибетесь в главном – максимум скорости в этом случае будет меньшим, а переключать передачи вам придется намного чаще.

Поэтому производители придерживаются средних значений передаточных чисел КПП, создавая многоступенчатые конструкции.

Сначала конструкции КПП содержали 3 вала, где 3-я передача являлась прямой и позволяла достигать предельной скорости.

Последующая же регулировка скорости сводилась к уменьшению оборотов двигателя через подачу топлива, в этом случае эффект управления скоростью достигался, но терялась экономичность авто совершенно.

Поэтому количество передач увеличили, и бывшая прямая третья стала четвертой или пятой, а далее достигла и более высоких ступней.

Передаточные числа механической коробки передач самой распространенной 5-скоростной КПП находятся в следующих диапазонах:

• 1-я передача – от 3 до 4;
• 2-я передача – от 2 до 2,9;
• 3-я передача – от 1,2 до 1,9;
• 4-я передача – от 0,9 до 1,2;
• 5-я передача – от 0,7 до 0,9;
• задний ход – от 3 до 4.

Если передаточные числа АКПП будут настроены неправильно, то комфорта от поездки за рулем добиться не удастся. А вот в АКПП передаточные числа при несбалансированности способны равномерное движение автомобиля превратить в езду на упрямом осле, сопровождающуюся постоянными рывками и необоснованно большим расходом топлива.

Оптимальными специалисты считают значения, расположенные близко друг к другу, тогда у автомобиля будет разгон без рывков при переключении скоростей.

Такого дробления не удастся осуществить, если передач будет мало, поэтому чем больше передач – тем лучше для вашего комфорта при вождении. Особенно это касается машин с автоматом: если есть возможность выбора, то АКПП с 5-ю, 6-ю, 7-ю скоростями будет намного предпочтительнее 4АКПП.

Здесь за вас скорости переключает автоматика, и чем чаще она будет это делать, тем быстрее выйдут из строя дорогостоящие механизмы.

Часто значения передаточных чисел указывают в характеристиках автомобиля. За этими цифрами стоит скрупулезный подбор производителем оптимальных значений. Каких-то идеальных величин, как при оценке других параметров, здесь не существует.

Поэтому назвать одно значение плохим, а другое хорошим нельзя, так как коробки передач влияют на динамику машины, а тип вождения и предпочтения у владельцев авто зачастую кардинально различны, и сложно рассматривать КПП отдельно от всего «организма» машины.

Все скоростные режимы и рекомендации завода-изготовителя формируются только после определения передаточных чисел, ибо они должны учитывать такие нюансы, как:

• комфорт в управлении автомобилем, исключающий частое переключение передач как на механике, так и на автомате;
• хорошие показатели динамики автомобиля;
• все передачи должны работать слаженно, чтобы ни один режим поездки не выбивался из заданного ритма;
• расход топлива должен быть нормальным и соизмерим заявленной литражности, перегазовок быть не должно;
• длинная последняя передача способна разогнать авто до максимальной скорости;
• должна быть полная совместимость двигателя и передаточных чисел.

Последний пункт поясним немного подробнее. Для каждого двигателя разработчики создают коробку с заданными передаточными числами, поэтому задумываясь о замене КПП, вариант неродной коробки даже не стоит рассматривать.

С данной модификацией вы можете приобрести массу проблем.

Если новая коробка взята от такого же двигателя, но более мощного, то вам гарантирован больший износ мотора и не слишком удобное переключение скоростей, но к этому со временем можно привыкнуть, а вот преждевременный износ двигателя – вещь малоприятная.

Не лучше ситуация получается и при обратной замене – коробку взяли из пары, где двигатель был слабее. Этой модификацией вы обделите себя по потенциалу машины и увеличите топливные затраты на поездку.

Таким образом, для полноценной работы автомобиля в нем должна располагаться родная трансмиссия.

Но народные умельцы автомобильного тюнинга уже научились менять в машине передаточное число, используя новые шестерни в рядах и получая другие характеристики модели.

Такие модификации часто проводят с автомобилями ВАЗ. Следствие этого – более интенсивный разгон автомобиля, но приходится жертвовать максимальной скоростью.

Передаточное число гоночных автомобилей также разительно отличается от серийных моделей, ибо перед ними стоят другие задачи эксплуатации.

Расчет коробок передач

Величина максимального крутящего момента, который может передавать шестерня заданных размеров, пропорциональна кубу ее линейных размеров, т. е.

прямо пропорциональна квадрату толщины зуба у его основания, умноженному на длину зуба и на диаметр начальной окружности шестерни, и обратно пропорциональна высоте зуба.

Отсюда расчетный крутящий момент шестеренной коробки передач любой конструкции и любого назначения изменяется пропорционально кубу ее основных линейных размеров. Одним из главных размеров коробки передач является расстояние между центрами ведущего и промежуточного валов.

При подборе питча и определении необходимой длины зуба для различных пар шестерен вместо применения формул для расчета зуба на прочность (приведенных в главе «Принципы зубчатого зацепления») может быть использован упрощенный метод, основанный на следующем: если взять коробки передач определенного типа, например коробки американских легковых автомобилей, то число зубьев шестерен каждой передачи у коробок этого типа будет изменяться в очень узких пределах, что позволяет не считаться с коэффициентом формы зубьев.

• С другой стороны, окружная скорость (на начальной окружности) каждой пары шестерен, соответствующей определенной передаче, будет иметь приблизительно одинаковое значение для всех коробок данного типа, что позволяет пренебречь влиянием окружной скорости шестерен на выбор допускаемого напряжения.
• При выборе значения коэффициента с в указанных пределах должны быть приняты во внимание качество материала шестерен, жесткость конструкции и т. п.
• Может возникнуть вопрос, почему рассматриваемый коэффициент должен быть для шестерен первой передачи больше, чем для второй, а для них обеих больше, чем для шестерен постоянного зацепления.
• Одной из причин этого является то, что окружная скорость шестерен первой передачи имеет наименьшую величину и шестерен постоянного зацепления — наибольшую величину, а допускаемая нагрузка на зуб тем больше, чем ниже окружная скорость.
• Кроме того, шестерни постоянного зацепления находятся в работе примерно столько же времени, сколько шестерни первой и второй передач в сумме.

Наконец, вероятность частого приложения полного крутящего момента двигателя на первой передаче довольно мала, так как на горизонтальной ровной дороге с твердым покрытием это дает слишком большие ускорения, неприятные для пассажиров

Диаметральный питч. Необходимый диаметральный питч определяется по межцентровому расстоянию, значению передаточных отношений, требующихся для различных передач, и углу спирали. Кроме того, должно учитываться требование, чтобы ни одна из шестерен, за исключением, возможно, шестерен заднего хода, не имела меньше 15 зубьев.

Число зубьев различных шестерен находится путем подбора и дальнейшей их корректировки.

Например, если требуется получить передаточные отношения:

1. на первой передаче — 2,63 и
2. на второй передаче— 1,54, что соответствует типовой коробке передач,

рассмотренной во введении, то этому будут удовлетворять с достаточной степенью точности следующие комбинации чисел зубьев ше-4 стерен: шестерни постоянного зацепления — 21 и 27 зубьев, шестерни второй передачи — 22 и 26 зубьев, шестерни первой передачи — 16 и 32 зуба. Действительные передаточные отношения соответствующие этим комбинациям, будут 2,58 для первой передачи и 1,52 — для второй.

• Следует указать, что суммы чисел зубьев каждой пары шестерен одинаковы. Это показывает, что либо шестерни являются прямозубыми, либо угол спирали принят одинаковым для всех трех пар шестерен (если они имеют косой зуб), или диаметральный питч выбран различным для компенсации влияния различных углов спирали разных пар шестерен.
• Коробки передач современных легковых автомобилей, как правило, имеют шестерни с косым зубом, причем угол спирали у шестерен второй передачи меньше, чем у шестерен постоянного зацепления, и еще меньший угол спирали у зубьев первой передачи.
• Угол спирали выбирают, исходя из следующих условий: во-первых, желательно, чтобы сдвиг косых зубье,в (дуга по начальной окружности, на которую сдвинуты сечения зуба в торцовых плоскостях) был по крайней мере равен шагу, что обеспечит постоянное зацепление в зоне начальной окружности; во-вторых, чтобы осевая сила, создаваемая шестернями второй или первой передачи,

была приблизительно равна по величине осевой силе шестерен постоянного зацепления, что вследствие противоположности направлений этих сил должно привести к взаимному их уравновешиванию на промежуточном валу. Далее необходимо произвести увязку между числом зубьев, диаметральным питчем по .нормали и углом спирали шестерен, чтЬбы обеспечить нужные передаточные отношения, торцовый сдвиг косых зубьев и направление остаточной осевой силы.

Конечно, не обязательно применять одинаковый диаметральный питч для всех пар шестерен, хотя это обычно практикуется. Также не обязательно иметь одинаковый диаметральный питч по нормали.

Данные в приведенном выше примере числа зубьев применительно к прямозубым шестерням и межцентровому расстоянию 76,2 мм соответствуют диаметральному питчу.

Если желательно сохранить это же межцентровое расстояние при косозубых шестернях, то нужно или уменьшить числа зубьев, или применить больший диаметральный питч во избежание ослабления зубьев.

Увеличение питча вызывает необходимость увеличения ширины шестерни, поэтому следует попытаться решить задачу путем уменьшения числа зубьев.

Следующие комбинации чисел зубьев дадут передаточные числа, близкие к требуемым: шестерни постоянного зацепления—18 и 24 зуба; шестерни второй передачи—20 и 24 зуба (передаточное отношение 1,60); шестерни первой передачи 15 и 30 зубьев (передаточное отношение 2,66).

Суммарные числа зубьев соответственно для трех пар шестерен теперь составляют 42, 44 и 45 зубьев вместо прежнего числа 48 зубьев у прямозубых шестерен с теми же диаметральным питчем и межцентровым расстоянием.

При заданном диаметральном питче по нормали косинус угла спирали пары шестерен с косым зубом равен отношению суммарного числа зубьев этой пары к суммарному числу зубьев пары прямозубых шестерен с тем же межцентровым расстоянием.

Полученные углы спирали должны быть проверены как в отношении обусловленного ими сдвига зубьев в торцовых плоскостях, так и величины осевых сил.

Применяя это к нашему примеру, находим, что минимальная требуемая ширина шестерни равна 20,6 мм для шестерен постоянного зацепления, 25 мм — для второй передачи и 29,2 мм — для первой передачи.

Найденное значение ширины шестерен не является абсолютно обязательным для шестерен первой передачи, потому что, как будет показано далее, нет необходимости рассчитывать их на полную нагрузку и не столь существенно требовать от них особенно бесшумной паботы.

Следует заметить, что результирующая осевая сила на второй и первой передачах может действовать в противоположных направлениях, и поэтому необходимо предусмотреть, упорные устройства с обоих концов промежуточного вала, что легко выполнимо.

Приведенный пример расчета имел целью иллюстрировать методы, применяемые для получения подходящих комбинаций чисел зубьев и углов спирали. Найденные значения параметров не претендуют на то, чтобы считаться наилучшими для заданных условий.

Положительным является то, что углы спирали всех шестерен имеют невысокие значения, вследствие чего осевые нагрузки на подшипники ведущего и ведомого валов не будут чрезмерно велики При выбранных в примере числах зубьев снижение угловой скорости между ведущим и промежуточным валами сравнительно мало.

Необходимые передаточные отношения, конечно, могли бы быть получены также при большем передаточном отношении шестерен постоянного зацепления и соответственно меньших передаточных отношениях между шестернями промежуточного и ведомого валов, однако выбранные соотношения имеют то преимущество, что они дают сравнительно большой диаметр ведущей шестерни постоянного зацепления, при котором легче осуществить размещение переднего подшипника ведомого вала. С другой стороны, чем больше диаметр ведущей шестерни постоянного зацепления, тем больше окружная скорость этой наиболее быстро вращающейся пары шестерен, что нежелательно, поэтому размеры ведущей шестерни не должны быть большими, чем необходимо.

Требуемая ширина шестерни. Предположим, что рассчитываемая коробка передач должна использоваться с двигателем, развивающим максимальный крутящий момент (29,9 кгм), который соответствует межцентровому расстоянию коробки 76,2 мм.

Для того чтобы определить необходимую ширину шестерен различных передач, нужно предварительно вычислить окружные силы шестерен при полном крутящем моменте двигателя.

Ведущая шестерня постоянного зацепления при 18 зубьях, диметральном питче по нормали, равном 8, и угле спирали 29° имеет радиус начальной окружности, равный

Для шестерен постоянного зацепления необходимая ширина шестерни составит 2,28 см при значении коэффициента с, и 1,95 см при значении коэффициента с, равном 3750.

исходя из этого, при хорошем качестве стали ширина шестерни может быть принята равной 20,6 мм (13/16 дюйма), а при среднем качестве материала ширина должна быть взята 23,8 мм (15^б дюйма).

Аналогичным образом находится ширина шестерен второй передачи, которая может быть принята в пределах от 2,15 см (22,2 мм— 7/в”) до 2,45 см (24,5 мм—1”), и ширина шестерен первой передачи—в пределах от 2,21 см (22,2 mm—7/s”) до 2,51 см (25,4 мм— Г’).

Эти цифры относятся к полной ширине шестерен независимо от наличия скругления торцов зубьев. Однако у пары шестерен первой .передачи принято делать малую (ведущую) шестерню несколько шире, чем ведомую, и расчетная ширина в этом случае относится к ведомой шестерне.

Объясняется это тем, что если бы малая и большая шестерни данной пары имели одинаковую ширину, то зубья первой были бы значительно слабее. В то же время ширина малой шестерни может быть принята большей без увеличения общей длины коробки передач, причем это потребует совершенно незначительного увеличения стоимости материала и обработки.

Другой метод проектирования коробки передач. Ранее было Установлено, что если коробка передач с прямозубыми шестернями должна быть заменена коробкой с косозубыми шестернями с тем же межцентровым расстоянием, то нужно или уменьшить числа зубьев, или применить зубья с меньшим шагом.

Уменьшение шага обычно приводит к снижению прочности зуба, однако «обертывание» зубьев вокруг тела косозубой шестерни создает компенсирующий эффект, и мнение, что при том же межцентровом расстоянии и той же ширине шестерен коробка передач с косозубыми шестернями может передавать такую же максимальную нагрузку, как и коробка с прямозубыми шестернями, кажется, стало “ общепризнанным Кроме того, число зубьев малых шестерен исходной коробкн передач может быть настолько мало, что уменьшение шага или увеличение диаметрального питча остается единственной возможностью. Выше было показано, что для сохранения межцентрового расстояния шаг по нормали косозубой шестерни должен быть уменьшен в отношении единицы к косинусу угла спирали, а следовательно, диаметральный питч по нормали должен быть увеличен в том же отношении. Обозначая диаметральный питч по нормам косозубой шестерни через pnd, а диаметральный питч прямозубой шестерни через pd, имеем

Необходимый угол спирали для двух других пар шестерен определяется из условия, чтобы осевые силы, вызванные действием двух пар шестерен, находящихся одновременно под нагрузкой, в основном взаимно уравновешивались. Если мы обозначим окружную силу на начальной окружности шестерни через F, то осевая сила, вызванная окружной силой, будет равна

Окружные силы на шестернях промежуточного вала обратно пропорциональны диаметрам их начальных окружностей, которые, в свою очередь, прямо пропорциональны числам зубьев, шестерен,.

Передаточное число коробки передач

Передаточное число – это величина, которая характеризует отношение количества зубьев ведомой шестерни к ведущей. Является основным показателем эффективности работы любой зубчатой передачи.

Устройство коробки переключения передач

Механическая коробка передач – это многоступенчатый редуктор, предназначенный для увеличения или уменьшения крутящего момента, передаваемого с маховика двигателя, на карданный вал, а в последствие – на ведущие колеса.

Управление таким редуктором осуществляется вручную, с помощью специального рычага, установленного в салоне автомобиля.

При достижении максимальных оборотов одной передачи, водитель устанавливает рычаг в такое положение, при котором в действие включится вторая передача, таким образом, обороты уменьшаются, а крутящий момент меняется.

Любая МКПП представляет собой совокупность определенных валов и шестерней. Ведущий вал имеет связь с маховиком двигателя через сцепление и принимает на себя основной крутящий момент. Момент передается на промежуточный вал, а с последнего – на ведомый, который соединяется с карданным валом и передает измененный крутящий момент на ведущие колеса автомобиля.

Как определить передаточное число (ПЧ)?

Как вы уже поняли, передаточное число является отношением количества зубьев ведомой шестерни к количеству зубьев ведущей. Таким образом, рассчитать передаточное число не составляет никакого труда. Рассмотрим на примере.

Предположим, имеется пара шестерней, со следующими передаточными числами: 40 и 20. Для того, чтобы произвести расчет, необходимо знать, какая из них является ведущей, а какая ведомая и обозначим их буквами А и В, соответственно.

Предположим, что А=40, а В=20. Получается, что число зубьев ведущей равно 40, а число зубьев ведомой равняется 20. Соответственно, чтобы узнать передаточное число данной передачи, необходимо разделить 20 на 40 и получится 0,5.

Это означает, что передаточное число данной передачи равно 0,5. В случае, если поменять шестерни местами, то число зубьев ведущей шестерни будет равно 20, а ведомой – 40. Тогда, разделив 40 на 20, мы получаем число 2.

В этом случае, передаточное число данной передачи будет равно 2.

Такой метод расчета используется при проектировании трансмиссии автомобиля. Чтобы автомобиль имел прекрасные динамические характеристики и развивал большую скорость, необходимо правильно подобрать передаточные числа коробки передач.

Чтобы узнать передаточное число трансмиссии своего автомобиля, достаточно взглянуть в техническую литературу к вашей модели машины. В других случаях, определение передаточного числа можно провести и без применения специальных расчетов и литературы. Достаточно знать принцип выполнения одного метода расчета передаточного числа.

Установите автомобиль на смотровую яму, под колеса обязательно поставьте противооткатные упоры. Коробка передач должна быть установлена в нейтральном положении. Возьмите мел и обозначьте специальные метки на колесе и полу, чтобы они имели совпадения. Такие же метки поставьте на корпусе и фланце редуктора заднего моста.

Попросите помощника из ямы пронаблюдать за совпадением меток на редукторе и фланце, а вы вращайте ведущее колесо. После повторного совпадения меток, подсчитывается количество оборотов (оно может быть равно даже 1) колеса, делится пополам и затем, полученное числовое значение разделите на количество оборотов, совершенных карданным валом. Конечный результат и будет передаточным числом.

Как передаточное число влияет на динамические характеристики автомобиля

Как было ранее упомянуто, правильно рассчитанное передаточное число позволит добиться максимальной эффективности работы КПП и снизить износ шестерней до минимума.

На выбор передаточного числа влияют характеристики двигателя, его мощность, крутящий момент, диаметр колеса, назначение автомобиля и личные пожелания автолюбителя.

Изменения, вносимые в передаточное число, могут увеличить или уменьшить крутящий момент, передаваемый на карданный вал автомобиля. Процесс изменения передаточного числа передачи заключается в изменении количества зубьев шестерни.

Если передаточное число высокое, то автомобиль будет набирать большую скорость за малый промежуток времени, однако, длина передачи будет намного меньше. Это означает, что переключение передач нужно будет осуществлять достаточно быстро. Проще говоря, увеличение передаточного числа способствует повышению величины ускорения автомобиля.

Уменьшение передаточного числа позволяет добиться большой максимальной скорости, развиваемой автомобилем. Здесь действует другой принцип, когда разгон происходит медленно, однако, скорость на выходе будет намного больше. Такое значение передаточного числа подходит только для достаточно мощных двигателей.

Исходя из выше сказанного, передаточное число должно быть таким, чтобы автомобиль имел хорошие динамические характеристики и большую максимальную скорость. В этом случае, путем подбора, можно добиться компромисса между двумя величинами, получив и то, и другое.

Многие автогонщики стараются сделать передаточные числа с последовательным уменьшением. То есть, в процессе возрастания скорости автомобиля и переключении передач, передаточное число каждой следующей передачи будет уменьшаться, что позволит добиться как повышенных динамических характеристик, так и большой максимальной скорости.

Большая скорость актуальна только при движении по прямой, с минимальным количеством поворотов. При движении по извилистой дороге, рекомендуется использовать повышенные значения передаточных чисел. Так происходит подбор ПЧ к типу трассы.

Расчет максимальной скорости автомобиля

Привет друзья! Более года ничего не писал в свой блог, но сегодня что-то пошло не так … Не туда забрел, не там почитал, и пришло вдохновение, желание двигаться вперед.

Это будет не информационный пост как обычно, а некий мануал, калькулятор, который в зависимости от заданных типоразмеров шин, оборотов мотора и указанных передаточных чисел коробки рассчитает, какая будет скорость движения у автомобиля на передачи.

Конечно, калькулятор скорости автомобиля по передаточным числам и шинам производит расчет в идеальных (лабораторных) условиях.

В реальных же условиях на конечную скорость автомобиля влияет очень много факторов, начиная от климатических условий и состояния дорожного полотна, и заканчивая настройкой мотора.

Другими словами, калькулятор показывает потенциал коробки передач, до какой максимальной скорости она способна разогнать автомобиль.

По умолчанию в калькуляторе расчета передаточных чисел КПП указаны характеристики коробок S4C (КПП #1) и S9B (КПП #2). Выбрал эти коробки не случайно, т.к. первая устанавливалась на Civic EK9, а вторая считается самой длинной МКПП для Б-моторов.

Размеры шин, количество оборотов двигателя, передаточные числа КПП и главную пару Вы можете подставлять на свое усмотрение. Калькулятором представляет собой универсальное средство, поэтому не стоит зацикливаться, что он работает только на КПП предназначенных для Хонды. Коробку ВАЗ’ика он тоже рассчитает без проблем

Внимание ! Калькулятор КПП и максимальной скорости движения автомобиля предоставлен исключительно в ознакомительных целях и не гарантирует 100% достоверных данных!

На форуме есть несколько тем, посвященных Honda коробкам, из которых Вы можете узнать передаточные числа для калькулятора. Информация еще не полная, но со временем, усилиями сообщества обновим топики и сделаем полную подборку характеристик:

• КПП и передаточные числа для моторов B серии;
• КПП и передаточные числа для моторов K серии;
• КПП и передаточные числа для моторов H серии;
• КПП и передаточные числа для моторов F серии.

В завершении поста, хочу заметить, что при установке на автомобиль дисков большего диаметра или шин отличных от стокового типоразмера, спидометр будет выдавать не совсем корректные данные.

Единицы отдают его на калибровку, чтобы снимать точные показания, в 99.999% случаев автовладельцы оставляют все как есть.

Чтобы узнать, насколько спидометр «обманывает» Вас, в блоге есть еще один полезный инструмент:

— Калькулятор погрешности спидометра.

Спасибо за внимание и отдельный респект всем тем, кто поделился ссылкой на пост

Расчет КПП. Калькулятор КПП: передаточные числа рядов и главных пар

Расчет передаточных чисел коробки передач

При определении передаточных чисел коробки передач нужно помнить о том, что I передача предназначена для преодоления максимального сопротивления дороги.

Промежуточные передачи коробки передач используются при разгоне автомобиля, преодолении повышенного сопротивления движению, работе автомобиля в условиях, не позволяющих двигаться с высокой скоростью (гололед, выбитая дорога, задержка впереди идущим транспортом и т.д.), а также при торможении двигателем на затяжных пологих спусках.

При расчете передаточных чисел сначала находят передаточное число I передачи по заданному техническими условиями максимальному коэффициенту сопротивления дороги ψmax или максимальному динамическому фактору автомобиля по тяге Dmax на I передаче.

Это передаточное число определяют с помощью выражения, полученного из формулы для динамического фактора, пренебрегая силой сопротивления воздуха, так как она незначительна при небольших скоростях движения:

• где Gа – сила тяжести автомобиля с полной нагрузкой, Н;
• Mmax – максимальный крутящий момент двигателя, Н•м.

Полученное передаточное число I передачи коробки передач не гарантирует отсутствия буксования ведущих колес автомобиля. Чтобы не было буксования ведущих колес при движении на I передаче, необходимо выполнение следующего неравенства:

• где Dсц – динамический фактор автомобиля по сцеплению; mp2=1,20
• 1,35 – коэффициент изменения реакций на задних ведущих колесах;
• Gа2 – сила тяжести автомобиля с полной нагрузкой, приходящаяся на задние колеса, Н;
• φх=0,6…0,8 – коэффициент сцепления колес с дорогой.

Для переднеприводных автомобилей под Gа2 принимают сила тяжести автомобиля с полной нагрузкой, приходящуюся на передние колеса, Н, а mp2=1.

Из этого соотношения определяют новое передаточное число I передачи, при котором буксования ведущих колес не будет:

После проверки передаточного числа I передачи на отсутствие буксования ведущих колес автомобиля из двух найденных передаточных чисел I передачи коробки передач для дальнейших расчетов выбирают меньшее.

По этому значению передаточного числа I передачи и известному значению передаточного числа высшей передачи определяют передаточные числа промежуточных передач.

Если высшая передача прямая (uп=1), то для расчета передаточных чисел промежуточных передач используют следующее выражение:

• где n‘ – число передач, не считая повышающую передачу и передачу заднего хода;
• k – номер передачи.

Источник Источник Источник http://seite1.ru/zapchasti/peredatochnoe-chislo-korobki-peredach/.html
Источник Источник http://superdvigatel.com/prochee/znachenie-peredatochnogo-chisla-korobki-peredach.html