С днём "КОСМОНАФТИКИ"
Взаимно!!!
На днях мне поступило вот такое обращение:
«Добрый день! Не могли бы вы помочь мне рассчитать количество зубьев на звёздах.
Мы с отцом задумали построить бортоповоротный вездеход типа шерп.
Привод как у большинства: ДВС, потом карданом на ГП ГАЗ-71, с ГП цепями на колёса.
Двигатель ВАЗ-11186 технические характеристики
Объем двигателя, куб.см 1596
Максимальная мощность, л.с. 87
Максимальный крутящий момент, Н*м (кг*м) при об./мин. 140 (14) / 3800
Используемое топливо Бензин АИ-95
Расход топлива, л/100 км 6.8 - 7.7
Тип двигателя Рядный, 4-цилиндровый
Доп. информация о двигателе распределенный впрыск топлива
Максимальная мощность, л.с. (кВт) при об./мин. 87 (64) / 5100
Количество клапанов на цилиндр 2
КПП 21810:
Тип: механическая 5-ти ступенчатая (МКПП). Передаточные числа I — 3.636, II -1.95, III — 1.357, IV — 0.941, V — 0.784, задний ход -3.53, главная пара 3.7, синхронизаторы многоконусные. Уровень шума не превышает 78 дб. Габаритные размеры: 47х60х35 см. Вес: 33.00 кг.
Колёса Я-140 (1450х500-24")
Посоветуйте какое количество зубьев делать на звёздах.
Заранее спасибо.»
Отмечу, что всегда приятно, когда при обращении за советом люди излагают максимальное количество технических данных тех агрегатов, которые они намереваются использовать. Это существенно облегчает расчет, поскольку порой не так просто найти данные на те или иные узлы и агрегаты.
При обсуждении возможных вариантов трансмиссии обратившейся стороной было принято решение, что они не будут использовать раздаточную коробку для увеличения скоростного диапазона вездехода и готовы ограничиться минимальной скоростью в 1,5 км/час, чтобы и вездеходные качества были хорошими, и максимальная скорость не сильно страдала.
Согласно приведенной ниже таблице для колес диаметром 1450 мм для получения минимальной скорости 1 км/час при коэффициенте деформации колес 0,9 потребуется максимальное передаточное число трансмиссии (ПЧ) 245,4. Следовательно, для получения минимальной скорости 1,5 км/час требуется ПЧ = 245,4 / 1,5 = 163,6.
Максимальное ПЧ КПП составляет 13,48, ПЧ ГП ГАЗ-71 составляет 1,9.
Следовательно, на долю цепного бортового редуктора остается 163,6 / 13,48 / 1,9 = 6,388.
Для одноступенчатого цепного редуктора это слишком большое значение. Следовательно, цепной редуктор должен быть двухступенчатым. На выходе ГП ГАЗ-71 в предлагаемой схеме трансмиссии максимальный крутящий момент может составить 3584 Нм. Согласно таблице крутящих моментов такой крутящий момент при числе зубьев 15 ведущей звездочки выдерживает цепь ПР-25,4. Цепь ПР-38,1 при числе зубьев ведущей звездочки 15 выдерживает максимальный крутящий момент 11636 Нм. Это означает, что число зубьев ведущей звездочки первой ступени редуктора может быть 49. Тогда ПЧ первой ступени цепного бортового редуктора (ЦБР) составит 3,267. Значит, ПЧ второй ступени ЦБР будет 6,388 / 3,267 = 1,933, а число зубьев ведомой звездочки второй ступени ЦБР – 29.
В результате получилась довольно неплохая схема бортповоротного вездехода с фрикционным поворотом с минимальной расчетной скоростью 1,52 км/час и максимальной скоростью 42,3 км/час. Весьма неплохой компромисс между минимальным набором агрегатов и ходовыми качествами вездехода. Немного великовата тяга вездехода – 3540 кгс и довольно массивные цепи второй ступени ЦБР – ПР-38,1, но это вполне ожидаемые издержки избыточно мощного и тяговитого мотора для такого вездехода. Двигателя от Матиза вполне хватило бы. Но зато будет высокая подвижность вездехода.
Для удобства снова повторю таблицы зависимости ПЧ трансмиссии вездехода от диаметра колеса и зависимости максимального крутящего момента на оси звездочки от размера цепи и числа зубьев звездочки.
Расчет такой трансмиссии не слишком очевиден и неизбежно вызовет затруднения у тех, кому не хватает опыта в подобных расчетах. Поэтому лишний раз предлагаю не экспериментировать со случайным подбором цепей. Пишите, обращайтесь. Лучше потратить пару часов на расчеты и писанину, чем выбросить результаты большого труда.