Формули для визначення прогинів та кутів перекосу валів

У формулах, наведених в цій таблиці: J – осьовий момент інерції вала, Е = 210⁵ МПа – модуль Юнга; M – момент, що утворений осьовими силами, М = .

а

б

Рис. 3.6. Схема деформацій валів коробки передач:

а – у вертикальній площині; б – в горизонтальній площині

Розрахунковий переріз може бути розташований ліворуч, праворуч або в площині дії сили чи моменту. Якщо розрахунковий переріз є ліворуч, то використовуються формули для ; якщо праворуч, то використовуються формули для ; якщо в площині дії сили чи моменту, то використовуються формули для . Плече с сили чи моменту приймає різні значення залежно від розміщення перерізу, в якому вони діють: с = а – для сил F_{tn ,} F_rn і моменту М_Fan та с = b – для сил F_ti , F_ri і моменту М_Fai

Вали, що мають значну довжину , розраховують на кут закрутки:

, (3.16)

де l_к – розрахункова довжина вала, на який діє крутний момент; I_р – полярний момент інерції поперечного перерізу вала; G – модуль пружності.

Допустимий кут закрутки [] = 0,35° на 1 метр довжини вала.

3.4.7. Вибір і розрахунок підшипників коробки передач

В існуючих тривальних КП первинний вал переднім кінцем встановлюється в торець колінчастого вала на голчастих, роликових або кулькових радіальних підшипниках. Правим кінцем первинний вал встановлюється в картері коробки передач, як правило, на радіальних під­шипниках. Причому зовнішній діаметр цього підшипника повинен бути більшим від діаметра виступів зубчастого колеса первинного вала для можливого складання коробки передач. Тому дійсний розмір підшипника тут завжди більший від розрахункового, що дозволяє встановлювати раді­альний підшипник, який здатний сприйняти осьову силу, зумовлену косозубим зачепленням первинного і проміжного валів.

Проміжний вал переднім кінцем встановлюється в кулькових, або частіше в роликових підшипниках, а заднім кінцем в кулькових, або ро­ликових радіально-упорних підшипниках для сприйняття результуючих осьових сил на проміжному валі. Часто проміжний вал виконується у вигляді блока зубчастих коліс, який обертається на осі на голчастих підшипниках. У цьому випадку результуюча осьова сила сприймається упорною шайбою, встановленою між блоком і корпусом коробки передач.

Вторинний вал переднім кінцем встановлюється в торець первинного вала, як правило на голчастих підшипниках без внутрішньої обойми, що збільшує діаметр опорної шийки вала, а значить збільшує його жорсткість.

Заднім кінцем вторинний вал встановлюється в кулькові або роликові радіально-упорні підшипники для сприйняття осьових сил, що діють у косозубому зачепленні зубчастих коліс вторинного і проміжного валів.

Для вибору підшипників креслять кінематичну схему КП з усіма діючими сила­ми і координатами точок їх прикладання на кожній передачі (див. рис. 3.2). Спочатку розглядають вторинний вал, потім проміжний і нарешті первинний. За відомими формулами опору матеріалів в кожній опорі кожного вала визна­чають вертикальні R_іе, горизонтальні R_іг і сумарні радіальні R_і реакції, а також осьові сили F_іа . Результати розрахунків зручно звести в нижченаведену табл. 3.8.

Таблиця 3.8

Реакції в опорах валів КП

Опора	Реакції	Передача
		1	2	3	4	5
Ведучий вал (А)	RАв RАг RА RАП
Ведений вал (В)	RВв RВг RВ RВП

Підшипник для кожної опори вибирають за динамічною вантажопідйомністю С, яка визначається за розрахунковим (еквівалентним) навантаженням R_е та частотою обертання відповідного вала КП в об/хв відповідно до ГОСТа 18855-82:

(3.17)

де Р = 3 – показник степеня для кулькових підшипників; Р = 3,33 – показник степеня для роликопідшипників; h – довговічність підшипника в годинах.

Для однорядних підшипників (радіальних), радіально-упорних кулькових та роликових підшипників еквівалентне навантаження на підшипник на і-й передачі

де _і – частка роботи на і-й передачі, вибирається за табл. 3.9; _і – коефіцієнт відносної частоти обертання підшипника на і-й передачі; R_ni – приведене навантаження на підшипник на і-й передачі.

Таблиця 3.9