- •2.Разработка и расчет элементов конструкции
- •2.1.Краткая характеристик агрегата.
- •2.2 Определение параметров нагрузочного режима
- •2.2.1 Установление относительных пробегов
- •2.2.2Определение пробегов на I-той передаче за ресурсный пробег при различных режимах работы трансмиссии Li.
- •2.2.3.Определение расчетного момента.
- •2.2.4. Определение коэффициентов пробега.
- •2.3 Проверочный расчет зубчатых колес
- •2.3.1 Расчет зубчатых колес по контактным напряжениям
- •2.3.2 Расчет зубчатых колес по контактным напряжениям
- •2.3.3 Определение предельного напряжения на сопротивление усталости
- •2.3.4 Определение ресурсов зубчатого колеса по контактным напряжениям и напряжениям при изгибе, расходуемые на 1 км пробега автомобиля
- •2.3.5 Определение общих ресурсов зубчатого колеса по контактным напряжениям и напряжениям при изгибе.
- •2.3.6 Расчет зубчатых колес на прочность
- •2.4 Расчет подшипников
- •2.4.1 Определение динамической грузоподъемности подшипника
- •2.4.2 Определение приведенной нагрузки на подшипник
- •2.3.3 Определение числа оборотов подшипника за 1 км пробега автомобиля
2.4.2 Определение приведенной нагрузки на подшипник
Приведенная нагрузка представляет собой постоянную нагрузку, при приложении которой к подшипнику он будет иметь такой же срок службы, что и при действительных условиях работы в подшипниковом узле.
Приведенная нагрузка на подшипник определяется по формуле:
, (2.69)
где: – эквивалентная динамическая нагрузка, Н;
– коэффициент безопасности;
– температурный коэффициент;
– коэффициент материала;
Эквивалентная динамическая нагрузка для роликовых радиально-упорных подшипников определяется по формуле:
, (2.70)
где: – коэффициент радиальной нагрузки;
– коэффициент осевой нагрузки;
– коэффициент вращения;
– радиальная нагрузка, Н;
– осевая нагрузка, Н;
Исходя из того, что в РК используются косозубые зубчатые колеса, то существуют осевые нагрузки в зацеплении.
Коэффициент вращения для подшипников с вращающимся внутренним кольцом .
Определение радиальных нагрузок на подшипники
Определяем усилия в зацеплении зубчатых колес:
- окружное :
, (2.71)
- радиальное : (2.72)
,
где: – угол трения;
Угол трения находится в пределах , принимаем [4, стр. 3].
- осевое :
, (2.73)
По формулам 2.71 – 2.73 расчитываем:
;
;
;
;
Н;
Н;
Определяем внешнюю радиальную нагрузку на подшипник :
, (2.74)
где: – опорная реакция на подшипник в горизонтальной плоскости, Н;
– опорная реакция на подшипник в вертикальной плоскости, Н;
Согласно рис. 2.2 определяем реакции опоры на подшипник в горизонтальной и вертикальной плоскостях:
- для повышающей передачи:
; ;
; .
- для понижающей передачи:
; ;
; .
По формуле 2.74 определяем внешнюю радиальную нагрузку на подшипники :
- для повышающей передачи:
;
.
- для понижающей передачи:
;
.
Определение осевых нагрузок на подшипники
Определяем внешнюю осевую нагрузку на подшипники :
, (2.75)
где: -суммарное осевое усилие воспринимаемое подшипником;
S-осевая составляющая радиальной нагрузки.
, (2.76)
где осевое усилие на iм колесе.
, (2.77)
где: е-коэффициент.
Коэффициент радиальной нагрузки определяем по табл. 7.5 [4, стр. 4].
.
Н;
Н;
Н, знак «+» т.к. силы направлены в одну сторону.
Определение коэффициентов радиальной Х и осевой Y нагрузок
Коэффициент радиальной нагрузки и Y определяем по табл. 7.5 [4, стр. 4].
- для повышающей передачи:
; ; ; .
- для понижающей передачи:
; ; ; .
Рис.2.2. расчётная схема.
По формуле 2.70 определяем эквивалентную динамическую нагрузку :
Аналогично определяем динамическую нагрузку P для остальных опор при включенной понижающей передаче, результаты расчётов представлены в табл. 2.10
Определение коэффициента безопасности КБ
Коэффициент безопасности учитывает влияние динамических нагрузок на срок службы подшипника:
, (2.7)
где: – коэффициент внутренних динамических нагрузок;
– коэффициент внешних динамических нагрузок;
Коэффициент учитывает динамическую нагрузку в зацеплении зубчатых колес, которая возникает из-за ошибок в окружном шаге зубьев. Коэффициент определяется по формуле:
, (2.79)
Динамическая нагрузка определяется по формуле:
, (2.80)
где: – коэффициент, зависящий от вида зубчатой передачи;
– коэффициент, учитывающий вращающиеся массы, жестко связанные с шестерней;
– окружная скорость в зацеплении, м/с;
Коэффициент , зависящий от вида зубчатой передачи определяем по табл. 7.7 [4, стр. 6].
;
Принимаем [4, стр. 6].
Окружная скорость в зацеплении определяется по формуле:
, (2.81)
;
;
;
Максимальная динамическая нагрузка в зацеплении:
;
;
;
;
;
Коэффициент внешних динамических нагрузок учитывает динамические нагрузки в агрегатах трансмиссии, возникающие вследствие колебаний, возбуждаемых двигателем и внешними силами – воздействие дороги при движении автомобиля. Подшипники выходных валов, расположенные рядов с фланцем крепления карданного вала, а также подшипники дифференциала дополнительно нагружаются динамической нагрузкой, обусловленной колебаниями карданного вала и дифференциала.
Принимаем для подшипников [4, стр. 7].
Определение температурного коэффициента
Температурный коэффициент учитывает влияние теплового режима работы подшипника на его срок службы.
Значение коэффициента определяем по табл. 7.8 [4, стр. 7] .
Определение коэффициента материала
Принимаем коэффициент материала [4, стр. 8].
Определяем значение приведенной нагрузки на подшипник:
;
Аналогично определяем значение приведенной нагрузки на подшипник для остальных опор при включённой пониженной передаче в РК.
Согласно заданию требуется произвести расчет долговечности подшипников
ведущего вала раздаточной коробки.
Расчеты производятся для повышеннои и пониженной передаче в раздаточной коробке.
Результаты расчета по определению приведенной нагрузки на подшипник представлены в табл. 2.10
Таблица 2.10
Результаты расчета по определению приведенной нагрузки на подшипник
Параметр |
Обозначение |
Режим работы в РК |
|
Повышающая передача |
Понижающая передача |
||
Окружное усилие в зацеплении, Н |
|
10258 |
13586 |
Радиальное усилие в зацеплении, Н |
|
4589 |
6803 |
Осевое усилие в зацеплении,Н
|
|
3629 |
4806 |
Опорная реакция на подшипник А в горизонтальной плоскости, Н |
|
7123 |
2585 |
Опорная реакция на подшипник А в вертикальной плоскости, Н |
|
2134 |
242 |
Опорная реакция на подшипник В в горизонтальной плоскости, Н |
|
3136 |
11000 |
Опорная реакция на подшипник В в вертикальной плоскости, Н |
|
2455 |
6561 |
Внешняя радиальная нагрузка на подшипник А, Н |
|
7436 |
2596 |
Внешняя радиальная нагрузка на подшипник В, Н |
|
3983
|
12808
|
Эквивалентная динамическая нагрузка для подшипника А, Н |
|
13753
|
10959
|
Эквивалентная динамическая нагрузка для подшипника В, Н |
|
5517
|
12808
|
Окружная скорость в зацеплении, м/с |
|
13,1 |
9,9 |
Динамическая нагрузка, Н |
|
5305 |
2999 |
Коэффициент внутренних динамических нагрузок |
|
1,517 |
1,221 |
Коэффициент безопасности |
|
1,669
|
1,343
|
Приведенная нагрузка на подшипник А, Н |
|
22954
|
14718 |
Приведенная нагрузка на подшипник В, Н |
|
9208 |
17201 |