Основные размеры и масса коробки передач определяются главным образом размерами зубчатых колес. Предварительно параметры зубчатых колес определяются на основе метода аналогии и использования статистических данных, отражающих длительную практику автостроения. Затем они уточняются по результатам проверочных расчетов и испытаний. Главным размерным параметром является межосевое расстояние .

На основании данных о выполненных конструкциях соосных трехвальных коробок передач с двумя степенями свободы и неразветвленным потоком межосевое расстояние (мм) может быть представлено как функция крутящего момента на вторичном валу:

,                                                               (4.1)

где  — максимальный крутящий момент на вторичном валу, Н м, определяемый исходя из максимального крутящего момента двигателя и передаточного числа первой передачи.

Коэффициент  находится в пределах 8,6...9,6 для грузовых. Большие значения коэффициента относятся к коробкам с ускоряющей передачей, а также коробкам автомобилей с дизельными двигателями.

.

Практически для выполненных конструкций ряд значений  ограничен. Для коробок передач грузовых автомобилей рекомендуется следующий рациональный ряд межосевых расстояний (мм): 85, 105, 125, 140, 160.

Принимаем  мм.

После выбора межосевого расстояния назначаются ширина зубчатых венцов, модуль и угол наклона зуба. Требуемая жесткость конструкции, удовлетворительная сбалансированность сроков службы зубчатых колес и подшипников и умеренная металлоемкость имеют место при практически установившихся пропорциях основных элементов коробки передач. Поэтому ширина зубчатых венцов, а также длина коробки по картеру и габаритные размеры валов и подшипников, выраженные в долях межосевого расстояния, сохраняют для выполненных конструкций с типовой компоновкой высокую степень постоянства.

Рабочая ширина зубчатых венцов

.                                                   (4.2)

 мм.

Нормальный модуль ( ) зубчатых колес механических коробок передач находится в следующих пределах (мм): в микро- и малолитражных автомобилях — 2,25...2,75; легковых — 2,75...3; грузовых автомобилях малой и средней грузоподъемности — 3,5...4,25; грузовых автомобилях большой грузоподъемности — 4,25...5.

Принимаем  мм.

Большинство зубчатых колес в коробках передач выполняются косозубыми с целью уменьшения шума при работе и повышения прочности. Прямозубые применяются обычно для передачи заднего хода, а в грузовых автомобилях — также и для первой передачи. Угол наклона косозубых колес  находится в следующих пределах (град): в трехвальных коробках легковых автомобилей — 22...34; двухвальных — 20...25; в коробках передач грузовых автомобилей — 18...26.

Принимаем

Предварительно рассчитываем сумму чисел зубьев.

 .                                                                (4.3)

.

Уточняем угол наклона зубьев

                                                        (4.4)

Трехвальные коробки передач с двумя степенями свободы на каждой передаче, кроме прямой и заднего хода, передают мощность последовательно через две пары зубчатых колес — пару привода промежуточного вала с передаточным числом и_п и выходную пару данной передачи с передаточным числом и _i . В этом случае задача по подбору чисел зубьев включает также рациональное распределение передаточного числа коробки передач и_кп = и_п  и _i . Значение и_п при переходе от одной передачи к другой остается неизменным, изменяются лишь значения и _i . Значение и_п целесообразно определять исходя из заданного передаточного числа первой передачи и₁. При этом должны быть учтены следующие ограничения: ведущая шестерня пары первой передачи 2_Вщ1 должна иметь размер, позволяющий выполнить промежуточный вал достаточно жестким; минимальное число зубьев этой шестерни по условию качества зацепления не должно быть менее 12; шестерня первичного вала z _{вщ п} должна иметь размер, позволяющий выполнить гнездо под передний подшипник вторичного вала требуемой грузоподъемности; внешний диаметр этой шестерни для обеспечения технологичности сборки не должен превышать размер отверстия под подшипник первичного вала, ограничиваемый условием жесткости картера. В то же время рациональным является распределение, при котором большая степень редукции момента осуществляется парой первой передачи, т.е. передаточное число и _{i 1} превышает и_п. Для трехвальных коробок передач с типовой компоновкой распределение передаточного числа первой передачи оказывается рациональным как в отношении момента на промежуточном валу, так и в отношении учета перечисленных выше ограничений, если его выполнить на основе выбора числа зубьев ведущей шестерни первой передачи z _{вщ 1} в следующих пределах: для коробки передач грузовых автомобилей (и₁ = 6...8) — z _{вщ 1} = 12...16. Меньшие значения z _{вщ 1} относятся к коробкам передач с большими значениями и_г и модуля зубчатых колес первой передачи.

Дальнейшая последовательность расчета:

z _{вм 1} =  - z _{вщ 1} ; z _{вм 1} =  – 12 = 40.

 и _{i 1} = z _{вм 1} / z _{вщ 1} ; и _{i 1} = 40 / 12 = 3,333

и_п = и₁ / и _{i 1} ; и_п = 6,289 / 3,333 = 1,886

и _{i 2} = и₂ / и_п ; и _{i 2} = 3,391 / 1,886 = 1,798

= щ/и_п; щ₂ = и₂1и„; и_а = щ1и_а; ...

После того как для каждой пары сопряженных зубчатых колес рассчитаны передаточные числа {и — и_а, и = = «х_Ь и = Ыг₂, « = «гз, —), искомые числа зубьев 2_ВЩ и 2_ВМ определяются на основе решения системы (3.15).

Числа зубьев округляются до целых значений, затем производится уточнение передаточных чисел. С целью приближения к заданному и_к. _п можно изменять ранее выбранное значение 2₂, компенсировав это изменение соответствующим смещением или корректировкой угла наклона р.

Литература

1. Гришкевнч А.И. Автомобиль: Теория. - Ми.: Высш. шк., 1986. - 208 с.

2. Токарев А.А. Топливная экономичность и тягово-скоростные качества автомобиля. -М.: Машиностроение. 1982. - 224 с.

3. Конструирование и расчет колесных машин высокой проходимости: Расчет агрегатов и систем / Под ред. Н.Ф. Бочарова. Л.Ф.Жеглова. - М: Машиностроение, 1994. - 404 с.

4. ГОСТ 4754 - 97. Межгосударственный стандарт. Шины пневматические для легковых автомобилен, прицепов к ним. легких грузовых автомобилей и автобусов особо малой вместимости. Технические условия. - Минск: Межгосударственный совет по стандартизации, метрологии и сертификации. 1999.

5. ГОСТ 5513 - 97. Межгосударственный стандарт. Шины пневматические для грузовых автомобилей, прицепов к ним. автобусов и троллейбусов. Технические условия. - Минск: Межгосударственный совет по стандартизации, метрологии и сертификации, 1999.

6. Литвинов АС, Фаробин Л.Е. Автомобиль: Теория эксплуатационных свойств. - М.: Машиностроение. 1989. - 240 с.

7. Мошностной баланс автомобиля В.А. Петрушов. ВВ. Московкин. А.Н. Евграфов. -М.: Машиностроение. 1984. - 160 с.

8. Евграфов А.Н.. Высоцкий М.С., Титович А.И. Аэродинамика магистральных автопоездов. - Ми.: Наука и техника, 1988. - 232 с.

9. Евграфов А.Н.. Есеновскнй-Дашков Ю.К. Аэродинамические свойства автомобилей и автопоездов. Методы исследований. - М.: МГАУ. 1998. - 79 с.

10. Европейский Союз. Технические стандарты на автотранспортные средства. Директива Совета 93.53 ЕС от 25 июля 1996 года. Максимальные разрешенные габаритные размеры и нагрузки (веса) автотранспортных средств.

11. Грузовые автомобили: Проектирование и основы конструирования М.С. Высоцкий. Л.Х. Гилелес. С.Г. Херсонский. - М.: Машиностроение. 1995. - 256 с.