Значения коэффициента fn для шарикоподшипников

n, об/мин	fn	n, об/мин	fn	n, об/мин	fn
1000 1100 1200 1300 1400 1500 1700 1800 1900 2000 2100 2200 2300 2400 2500	0,312 0,303 0,295 0,288 0,281 0,275 0,270 0,265 0,260 0,255 0,251 0,247 0,244 0,240 0,237	2600 2700 2800 2900 3000 3100 3200 3300 3400 3500 3600 3700 3800 3900 4000	0,234 0,231 0,228 0,226 0,223 0,221 0,218 0,216 0,214 0,212 0,210 0,208 0,206 0,205 0,203	4100 4200 4300 4400 4500 4600 4700 4800 4900 5000 5100 5200 5300 5400 5500	0,201 0,199 0,198 0,196 0,195 0,193 0,191 0,190 0,188 0,186 0,183 0,181 0,179 0,177 0,175

Приближённо динамическая эквивалентная нагрузка равна:

Р = , (9.2)

где F_r – радиальная сила, Н;

F_х – осевая сила, Н.

Значения радиальной и осевой сил определяют по значению максимального крутящего момента, действующего на валу в одном из зацеплений.

Для трёхвальной КПП при определении типа подшипников ведущего и промежуточного валов Р определяют по крутящему моменту на колесе:

Т_к = . (9.3)

При определении типа подшипников ведомого вала:

Т_к = , (9.4)

где u_I – передаточное число первой передачи.

Для двухвальной КПП при определении типа подшипников ведущего вала Р определяют по крутящему моменту на входном валу, для ведомого вала – по формуле (9.4).

Радиальную и осевую силу определяют по формулам:

- радиальная сила F_r = ; (9.5)

- осевая сила F_a = ; (9.6)

где α_t – угол зацепления в торцовом сечении.

10. Расчёт валов

Валы коробок передач автомобилей изготавливают из сталей тех же марок, что и зубчатые колёса, и рассчитывают на статическую прочность и жёсткость.

10.1. Расчёт валов на статическую прочность

Статическую прочность валов КПП проверяют при совместном действии изгиба и кручения. Исходными данными являются:

- значения расчётных крутящих моментов Т_рi, действующих на валах зубчатых колёс, находящихся в зацеплении;

- передаточные числа u_i зацеплений зубчатых колёс;

- характеристики материала вала (пределы текучести σ_т и прочности σ_в при изгибе, пределы текучести τ_т и прочности τ_в при кручении, МПа);

- геометрические параметры соединённых с валом колёс.

Валы передают крутящий момент и испытывают изгиб под действием сил, действующих в зубчатых зацеплениях. Эти силы можно разложить на три составляющие (рис. 12):

- окружную силу F_t = 10³ ; (10.1)

- радиальную силу F_r = 10³ ; (10.2)

- осевую силу F_a = 10³ ; (10.3)

где α_t – угол зацепления в торцовом сечении, град;

Т_кi – расчётный крутящий момент, действующий на валу колеса i-того зубчатого зацепления, Нм;

d_кi – диаметр колеса в i-том зацеплении, мм.

Статическую прочность валов КПП проверяют при совместном действии изгиба и кручения. При расчёте вал рассматривают как балку, лежащую на шарнирных опорах. При этом определяют составляющие опорных реакций в трёх плоскостях (R_x, R_y и R_z) и соответствующие им изгибающие моменты в вертикальной М_ив и горизонтальной М_иг плоскостях.

Реакции на опорах вала определяют по расчётной схеме. Для типовых валов на примере трёхвальной соосной КПП расчётные схемы и формулы приведены в таб. 10.1.

Определение реакций опор основано на методах теоретической механики и сопротивления материалов. Например, определим реакцию опоры R_yA ведущего вала. Для этого составим уравнение моментов относительно опоры вала В:

R_yA a – F_r b + F_a – P_y (b + c) = 0, откуда

R_yA = .

Таблица 10.1