3. Проверочный расчет зубчатых колес привода первой передачи раздаточной коробки

3.1 Выбор нагрузочного режима

Определим расчетный момент из соотношения (3.1)

(3.1)

Определяем момент по сцеплению колес на входном валу на I,II,IIIпередачах в КП и наIпередаче РК по формуле (3.2)

(3.2)

, (3.2)

где –полная масса, приходящаяся на все ведущие колеса, в нашем случае==8460 кг;– коэффициент сцепления колес с дорогой,= 0,85;

Следовательно принимаем:

Расчетные обороты входного вала КП определим по формуле (3.3).

(3.3)

Определяем коэффициенты пробега К_пНи К_пFдляI,II,IIIпередач в КП и наIпередаче РК.

Коэффициент К_пНприменяют в расчете на сопротивление контактной усталости, а коэффициент К_пF– в расчете на сопротивление изгибной усталости.

Расчетная окружная сила тяги на I,II,IIIпередачах в КП и наIпередаче РК определяется по формуле (3.4)

(3.4)

Расчетная удельная сила тяги на I,II,IIIпередачах в КП и наIпередаче РК определяется по формуле (3.5).

(3.5)

Средняя удельная сила тяги определяется по формуле (3.6)

, (3.6)

где - расчетная удельная сила тяги;

-расчетная окружная сила тяги на ведущих колесах.

Определим отношения удельной силы тяги к средней удельной силе тяги на I,II,IIIпередачах в КП и наIпередаче РК по формуле (3.7).

(3.7)

Из рисунка 1.1 [1] находим значения коэффициентов пробегов

К_пНI= 0,1 К_пНII= 0,12 К_пНIII= 0,15

К_пFI= 0,025 К_пFII= 0,035 К_пFIII= 0,04

Строим таблицу 3.1 распределения пробегов грузового автомобиля по передачам.

Таблица 3.1 – Распределение пробегов по передачам

0,3	I	II	III
	20%	40%	40%
0,7	I	II	III	IV	V

Относительный пробег автомобиля на пониженной передаче равен 30%. Тогда находим относительные пробеги автомобиля на первых трех передачах КП при включенной пониженной передаче раздаточной коробки:

ξ_I=0,2*0,3=0,06,

ξ_II=0,4*0,3=0,12,

ξ_III=0,4*0,3=0,12

3.2 Расчет зубьев на контактную усталость.

Определяем параметр расчетного контактного напряжения на активных поверхностях зубьев (МПа) по формуле (3.8).

(3.8)

где F_t– окружная сила в зубчатом зацеплении;

Z_H– коэффициент контактного напряжения;

Z_ε– коэффициент, учитывающий осевое перекрытие в передаче с непрямыми зубьями;

К_Hα - коэффициент, учитывающий влияние точности изготовления зубчатой передачи;

К_Hβ– коэффициент, учитывающий влияние упругих деформаций валов передачи под нагрузкой;

Окружные силы в зубчатом зацеплении на I,II,IIIпередачах в КП и наIпередаче РК определяется по формуле (3.9).

(3.9)

где - расчетный момент на входном валу раздаточной коробки

Расчетные моменты в зубчатом зацеплении на I,II,IIIпередачах в КП и наIпередаче РК определяется по формуле (3.10).

(3.10)

Рассчитаем окружные силы:

Единичное контактное напряжение определим по формуле (3.11).

(3.11)

Определим коэффициенты Z_который зависит от коэффициентов осевого_и торцового_перекрытий.

Коэффициент торцового перекрытия рассчитаем по формуле (3.12)

(3.12)

Коэффициент осевого перекрытия рассчитаем по формуле (3.13)

(3.13)

Из рисунка 3.24а [2] Z_= 0,666.

Определим коэффициент К_Hα, учитывающий влияние точности изготовления зубчатой передачи по формуле (3.14)

K_Hα=K_Hψ∙K_Hγ; (3.14)

По таблице 2.4 [1] K_Hψ=1,29.

Выбираем норму точности по нормам плавности – 7, соответственно K_Hγ=1,05.

Определим коэффициент К_Hβ, учитывающий влияние упругих деформаций валов передачи под нагрузкой по формуле (3.15)

K_Hβ=1+(K_β⁰-1)∙K_Hw(3.15)

где К_⁰– коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по ширине венца в начальный период работы передачи. К_⁰зависит от

(3.16)

Таким образом, из рисунка 2.4 [1] К_⁰= 1,1.

Определим коэффициент K_Hw, учитывающий влияние приработки зубьев в процессе эксплуатации.

Для нахождения K_Hwнеобходимо предварительно определить расчетную частоту вращения по формуле (3.17) и окружную скорость вращения по формуле (3.18)

(3.17)

(3.18)

При твердости HRC активных поверхностей зубьев 60 по таблице

2.5 [1] : К_НI = 0,81, К_НII = 0,86, К_НIII = 0,88

Следовательно, рассчитываем К_Hβ:

K_HβI=1+(1,1 -1)∙0,81=1,081;

K_HβII=1+(1,1 -1)∙0,86=1,086;

K_HβIII=1+(1,1 -1)∙0,88=1,088

Определим коэффициенты К_Hν,, учитывающие влияние динамических нагрузок, и коэффициентпо формулам (3.19), (3.20), (3.21)

(3.19)

(3.20)

(3.21)

где ν– окружная скорость в зацеплении;

N_Δ– коэффициент вида передачи, по таблице 2.7[1] -N_Δ=0,1 (для цилиндрической косозубой передачи);

b_cp=0,5(b_fш+b_fк)=0,5(30,08+39,69)=37,874 (3.22)

Δ₀=20 мкм (по таблице 2.8[1]);

- коэффициент внешних динамических нагрузок по рисунку 2.6[1]):

=1,03;=1,08;=1,15;

Для I передачи:

K_Fv=1,005∙1,03=1,035,

K_Hv=

Для II передачи:

K_Fv=1,0155∙1,08=1,097;

K_Hv=

Для III передачи:

K_Fv=1,05∙1,15=1,2075;

K_Hv=

Расчетные контактные напряжения: