Determinarea rapoartelor de transmitere ale transmisiei mecanice in trepte

Determinarea rapoartelor de transmitere ale transmisiei mecanice in trepte

1.Predeterminarea si definitivarea raportului de transmitere al transmisiei principale(i

Predeterminarea raportului de transmitere se al transmisiei principale se poate determina din conditia de atingere a vitezei maxime la deplasarea autovehiculului in priza direct,sau similara acesteia.

V_max==0.377 (1)

unde r_r =295.04 mm reprezinta raza la rulare,n_p=4000 rot/min turatia la putere maxima,=1 raportul de turatie la viteza maxima,i₀ raporul de transmitere al transmisiei principale.

Raportul de transmitere in treapta similara prizei directe se va alege

(2)

Se constata ca i₀=2.54< 7 acest lucru insemnand ca vom alege o transmisie principala simpla adica are o singura pereche de roti in angrenare.

In cazul transmisiei principale simple raportul de transmitere este:

(3)

In tabelul 1 sunt indicate valorile pentru numarul de dinti ai pinionului de atac

Stiind ca i₀=2.54 se alege din tabel Z_p=15 dinti.Cunoscand si valoarea lui Z_p se poate calcula Z_c=i₀Z_p=2.5415=38.1 dinti.In acest caz se va alege Z_c=38 dinti.

Cunoscand valorile lui Z_p si Z_c se poate calcula raportul de transmitere efectiv

(4)

Vom propune trei valori ale raporului de transmitere efectiv pentru care se vor alege trei valori distincte pentru numarul de dinti ai coroanei:

Z_c1=38 dinti (5)

Z_c2=41 dinti (6)

Z_c3=37 dinti (7)

Erorile relative fata de valoarea predeterminata pentru cele trei valori propuse mai sus sunt:

(9)

Raportul de transmitere al transmisiei principale se va definitiva in urma trasarii diagramei P_r=P_r(V) .

P_r=

unde

(10)

Tabelul 2.Valorile puterilor la roata in functie de viteza ,pentru diferite valori ale raportului de transmitere ale angrenajului in unghi

Pe baza valorilor din tabelul 2 s-a intocmit graficul 1 care reprezinta diagrama necesara definitivarii raportului de transmitere.

Analizand graficul 1 se poate observa ca V_max2<V_max3<V_max1.Se mai poate constata faptul ca pentru un raport de transmitere mai mare viteza maxima atinsa este mai mica insa puterea la roata se atinge mai repede.In cazul in care raportul de transmitere este mai mic viteza maxima este mai mare,astfel ca raportul de transmitere pentru care viteza este cea mai mare si pe care il vom alege este raportul i₀₁=i_0ef=2.53.

Grafic 1.Diagrama pentru definitivarea raportului de transmitere.

2.Determinarea raportului de transmitere al primei trepte a schimbatorului de viteze

Raportul de transmitere al primei trepte se va de termina din urmatoarele doua conditii:sa urce panta maxima impusa prin tema si atingerea unde viteze minime necesare

1.Criteriul pantei maxime

In acest caz schimbatorul de viteze trebuie sa permita autovehiculului sa urce panta impusa prin tema p_maz=25%.

º

unde reprezinta unghiul pantei maxime.

Conditiile care se pun sunt acelea ca urcarea pantei trebuie sa se faca cu o viteza constant iar drumul sa aiba suprafata neteda si uscata.

(11;12)

Rezistenta specifica din partea drumului este:

(13;14)

Forta de tractiune are expresia:

unde M=M_max=25 daN

G_a=m_ag=2240 9.81=2197.44[daN]

Din expresia lui se poate determina ,adica raportul de transmitere in prima treapta:

2.Criteriul vitezei minime de deplasare

Se alege o viteza minima de deplasare V=5 km/h.

n_min=0.2n_p=0.24000=800 rot/min

Se va face verificarea conditiei de aderenta pentru aceasta valoare:

Dintre acestea se va alege cel mai mare adica

3. Stabilirea variantelor de organizare privind numarul de trepte ale schimbatorului de viteze

Pentru stabilirea numarului de trepte a schimbatorului de viteze se va folosi etajarea dupa criteriul aceluiasi interval de turatii pentru fiecare treapta si anume etajarea in progresie geometrica sau criteriul minim de trepte. Acest criteriu se alege deoarece el permite alegerea unui numar minim de trepte. Pentru a determina numarul minim de trepte se va folosi urmatoarea relatie de calcul :

Dupa efectuarea calculului s-a obtinut ceea ce inseamna ca se va adopta =4 trepte de viteza.

Se considera doua cazuri pentru care se vor trei tipuri de etajare diferita:

Cazul 1 : j trepte =>

Cazul 2 : j+1 trepte =>

4.Etajarea schimbatorului de viteze in progresie geometrica,aritmetica si armonica.Trasarea diagramelor ferastrau

1.Etajarea schimbatorului de viteze in progresie geometric

Relatiile necesare pentru calculul rapoartelor de transmitere sunt urmatoarele:

(16;17;18)

unde j=1,2,..,N_t si r_G este ratia progresiei geometrice.

Astfel,pentru N_t=4 si r_G=0.522 avem:

Pentru N_t si r_G=0.614 avem:

2.Etajarea schimbatorului de viteze in progresie armonica

Relatia de calcul pentru determinarea rapoartelor de transmitere este urmatoarea:

Pentru N_t avem:

Pentru N_t avem:

3.Etajarea schimbatorului de viteze in progresie aritmetica

Pentru determinarea rapoartelor de transmitere se foloseste in acest caz urmatoarea relatie de calcul: (19)

In urma utilizarii acestei relatii se obtine:

Pentru N_t

Pentru N_t

Cunoscand toate aceste valori in toate cele 3 cazuri se pot trasa diagramele ferastrau. Acestea se intocmesc utilizand relatia vitezei:

V_max==0.377 unde j=1,2.N_t

Cu acesta expresie se va alege intervalul de turatii:n'=n_M=1900 rot/min si n"=n_p=4000 rot/min si se traseaza variatia vitezei in functie de turatie pentru fiecare treapta.

Tabelul 3.1.Valorile rapoartelor de transmitere pentru toate treptele.Valorile vitezelor de intrare respective iesire din fiacre treapta.

Pe baza valorilor din tabelul 3.1 s-au intocmit diagramele ferastrau in toate cele 3 cazuri precizate mai sus si pentru fiecare numar de trepte.

n(rot/min)

5.Determinarea pierderilor de viteza la schimbatorul in trepte, stabilirea gradului de acoperire intre trepte si definitivarea diagramei ferastrau.Alegerea variantei optime pentru etajarea schimbatorului de viteze

Pentru a trece dintr-o treapta in alta este necesar un timp de schimbare t_sj, care depinde de: tipul motorului, tipul schimbatorului de viteze, tipul mecanismelor de cuplare a treptelor, abilitatea conducatorului, gradul de antrenament, pregatire, oboseala a conducatorului.

Timpul mediu de schimbare a treptelor ,pentru un conducator mediu ce conduce un automobil echipat cu motor MAC si schimbator de viteze sincronizat este t_sj=1s.

Pierderea de viteza la schibarea treptelor se determina cu urmatoarea relatie :

unde δ₀ reprezinta coeficientul de influenta a maselor aflate in miscare de rotatie cand morotul este decuplat : d d d" i_s0 ,in care d d"=(0.0165.0.028) si i_s0=0 (motorul este decuplat).Se alege    d'=0.05 si d"=0.020 iar relatia devine:

d

(21)

unde ψ este rezistenta specifica din partea drumului.

Simplificand relatia se obtine: (22)

Calculul acoperirilor de viteza pentru fiecare treapta se calculeaza cu realatia:

unde V_j^" este viteza finala in treapta j, G_a=2240 [daN],k=0.021 kgf, A=2.39[m²]

Se vor avea in vedere recomandarile:

-trecerea din treapta 1 - 2: se face pe panta maxima a drumului modernizat: 8..9%

-trecerea din treapta 2 - 3:    5

-trecerea din treapta 3 - 4:    6.5%

-trecerea din treapta 4 - 5:    5.5

Valorile obtinute pentru calculul pierderilor de viteza si pentru gradul de acoperire pentru toate cele trei variante de progresii sunt cuprinse in tabelul 5.1.

Tabel 5.1 .Valorile pierderilor de viteza (δV_j) si acoperirilor intre trepte (ΔV_j) pentru cele doua schimbatoare de viteze

Conditia care trebuie indeplinita pentru toate rapoartele de transmitere,δV_j< ΔV_j,se verifica in cazul progresiei geometrice cu 5 trepte,din acest lucru putand concluziona ca avem acoperire intre trepte si ca rapoartele de transmitere determinate sunt corecte.

In urma acestei analize se ajunge la concluzia ca schimbatorul de viteze ce va echipa automobilul de proiectat este unul mecanic cu 5 trepte actionat manual.Aceasta decizie a fost luata tinand cont si de modelele similare alese la capitolul 1.Se mai concluzioneaza si ca diagrama ferastrau care este cea mai avantajoasa este cea geometrica cu 6 trepte deoarece acoperirile intre trepte sunt cele mai mari si pierderea de viteza la schimbarea treptelor este cea mai mica.Aceasta diagrama este prezentata in graficul 8.