2.5. Расчет валов коробки передач на прочность.

В двухвальных коробках передач следует вести расчет ведомого и ведущего валов. В трехвальных коробках передач определяют напряжения сначала в ведомом, затем промежуточном и ведущем валах. Пользуясь схемой (которую необходимо изобразить для конкретного случая), определяют силы, действующие на зубчатые колеса на всех передачах, по формулам, приведенным выше. Затем для каждой передачи находят реакции опорах. После этого строят эпюры моментов и определяют наибольшие значения изгибающих М_х, М_уи крутящего М_крмоментов.

2.5.1. Расчет ведомого вала трехвальной кпп и ведущего вала двухвальной кпп

Принимаем с =в= (5…8)m_n,,

определим d =l_в – с. (2.18)

Проводим расчет реакций в опорах СиD , (2.19)

, (2.20)

, (2.21)

, (2.22)

. (2.23)

Определим действующие на вал изгибающие и крутящий моменты:

, (2.24)

. (2.25)

(2.25 а)

Определим напряжение в сечении под зубчатым колесом:

, (2.26)

Допустимое напряжение

 = (300…400) МПа для материалов.

а) Рисунок 2.3. - Расчетная схема ведомого вала коробки перемены передач и эпюры изгибающих моментов Мхи Му, крутящего момента Мкр.

2.5.2. Расчет промежуточного вала трехвальной КПП, вторичного вала двухвальной КПП Определим е ≈ в;f ≈ 2e ≈ 2в Определим реакции в опорах EиF , (2.27) , (2.28) , (2.29) (2.30) Определим изгибающие и крутящий моменты: , (2.31) , (2.32) , (2.33)

, (2.34)

, (2.35)

Определим напряжения:

, МПа (2.37)

Осевые реакции в зацеплениях составляют:

, (2.38)

, (2.39)

, (2.36)

Рисунок 2.4. - Расчетная схема промежуточного вала коробки перемены передач и эпюры изгибающих моментов Му и Мх, крутящего момента Мкр.

При этом следует стремиться к выполнению условия , или . (2.40) Шлицованный вал рассчитывают по внутреннему диаметру. Результирующее напряжение не должно превышать 2.6. Расчет валов коробки передач на жесткость Ведомый вал трехвальной коробки передач следует рассчитать на жесткость по величине прогиба вала под шестерней в вертикальной плоскости ув, в горизонтальной плоскости уг, а также по суммарному прогибу при передаче максимального крутящего момента Мд мах (рис 2.3.). При этом пренебрегаем податливостью опор. Прогиб вала под шестерней ведомого вала в вертикальной плоскости: (2.41)

Е = (2÷2,2)10⁵, МПа – модуль упругости стали:

. (2.42)

Прогиб вала в горизонтальной плоскости:

(2.43)

Суммарный прогиб вала:

, ≤ 0,1 мм. (2.44)

Экваториальный момент инерции сечения ведомого вала:

(2.45)

Для ведомого вала трехвальной коробки передач определим угол перекосашестерни относительно вертикальной θ_ви горизонтальной θ_госей при передаче максимального крутящего момента М_д.мах.

Угол перекоса шестерни ведомого вала относительно горизонтальной оси:

(2.46)

Угол перекоса шестерни относительно вертикальной оси:

. (2.47)

Допустимый угол перекоса шестерни [θ] ≤ 0,002 рад≈0,1º.