- •Содержание
- •Введение
- •Постановка проблемы.
- •Характеристика грунтового маршрута
- •2.1.1 Классификация раздаточной коробки и применение их на марках автомобильной техники.
- •2.3.2 Раздаточная коробка с дифференциальным приводом.
- •Дифференциальные раздаточные коробки с соосными ведущими валами.
- •3.2 Описание прототипа раздаточной коробки, существующей конструкции автомобиля КамАз-5450.
- •3.3 Предлагаемая схема раздаточной коробки.
- •3.4 Работа раздаточной коробки.
- •Выбор и обоснование исходных данных для расчета.
- •Vamin-минимальная скорость движения автомобиля, км/ч;
- •Определение расчетных нагрузок.
- •5.2. Проектировочный расчет, расчет геометрических и кинематических параметров зубчатых колес понижающей передачи.
- •5.5.2 Расчет сил действующих в зубчатых зацеплениях.
- •5.7.4 Расчет подшипников скольжения.
- •5.8.2 Максимальное давление смятия, мПа [25]:
- •6.1.2 Среднетехническая скорость автомобиля.
- •6.2 Топливная экономичность и производительность автомобиля.
- •6.3 Производительность автомобиля .
- •6.4 Прогнозирование экономического эффекта.
- •Влияние шума на организм человека
- •Нормирование шума
- •Акустическая обработка помещений.
- •Звукоизоляция.
- •Применение средств индивидуальной защиты.
- •8 Правила пользования и особенности эксплуатации предлагаемой раздаточной коробки.
- •Заключение
- •Список используемых источников
5.5.2 Расчет сил действующих в зубчатых зацеплениях.
Окружная сила зубчатого зацепления, Н.
, (60)
где - крутящий момент, передаваемый передачей (см. рисунок 6), Н∙м.
Радиальная сила зубчатого зацепления, Н
, (61)
Осевая сила зубчатого зацепления, Н: отсутствует в виду применения прямозубого и шевронного видов зацепления . результаты расчетов приведены в таблице 8.
Таблица 8.-Силы действующие в зубчатом зацеплении.
Зубчатое зацепление |
Включена передача |
Сила ,Н |
|||
Окружная |
Радиальная |
||||
эквивалентная |
Максимальная |
эквивалентная |
Максимальная |
||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
Привод переднего моста |
П |
4876 |
16560,0 |
4653,0 |
17651,5 |
Н |
19903,4 |
84444,4 |
13192,0 |
116905, |
|
Сателлит -солнечная шестерня |
П |
1583,3 |
113863 |
9156,0 |
121998 |
Н |
4488 |
113863 |
9156,0 |
121998 |
Распределение сил, действующих в зубчатых передачах на другие детали раздаточной коробки, осуществляется с помощью известных правил сопротивления материалов и теоретической механики. Направление действия сил на понижающей передаче представлены на рисунке 8. Численные значения реакций опор сведены в таблице 9.
Рисунок 8-Направление сил в зубчатых зацеплениях при включенной понижающей передаче.
Таблица 9-Радиальные реакции опор, Н.
№ опоры на рисунке |
Включенная передача |
|||
Понижающая |
Прямая |
|||
Эквивалентная реакция |
Максимальная реакция |
Эквивалентная реакция |
Максимальная реакция |
|
1 |
77019 |
61923 |
2645 |
9055 |
2 |
7800 |
25182 |
3615 |
10419 |
3 |
16527 |
58966 |
5906 |
20218 |
4 |
7267 |
25750 |
3386 |
11398 |
5 |
6539 |
23147 |
3120 |
10637 |
6 |
16060 |
58310 |
1453 |
4838 |
7 |
11102 |
40923 |
4781 |
16399 |
5.5.3 Расчет допускаемых напряжений зубчатых передач.
5.5.3.1 Расчет допускаемых напряжений зубьев шестерни понижающей передачи.
Расчет допускаемых контактных напряжений производится по формуле, МПа:
(62)
где - предел делительной поверхности контактной выносливости используемых колес, полученный при определенных условиях эксперимента и соответствующий базовому числу циклов напряжений, МПа:
, (63)
где в- предел делительной контактной выносливости, соответствующий базовому числу циклов напряжений.
- коэффициент, учитывающий влияние исходной, шероховатости сопряженной поверхности зубьев , =1:
в=23∙𝐻𝑜; (64)
в=23∙61=1403 МПа.
- коэффициент, учитывающий окружную скорость.
При 𝐻𝑜 𝐻𝐵350;
𝑍𝘷=0,925𝑉0,05; (65)
𝑍𝘷=0,925∙20,720,05=1,076.
𝑍𝑘- коэффициент, учитывающий размер зубчатых колес.
При 𝑑 7000мм 𝑍𝑘=1;
𝑍𝑖- коэффициент, учитывающий влияние смазывающего материала, 𝑍𝑙=1;
=1403∙1∙1,076∙1∙1=1509,6 МПа;
𝑆𝐻- коэффициент запаса контактной прочности, для однородной структуры колес 𝑆𝐻=1,1;
𝑍𝑛- коэффициент контактной долговечности:
𝑍𝑛= , (66)
где 𝑞𝐻- показатель степени кривой контактной усталости.
Для стальных колес 𝑞𝐻=6 [4];
- базовое число циклов контактных напряжений
=30∙𝐻𝑜2,4 12∙107 циклов;
=30∙6252,4=1,54∙108 циклов.
Принимаем =12∙107 циклов;
- эквивалентное число циклов напряжений при расчете на контактную выносливость . =𝑀𝐻𝑁𝑘,
где 𝑀𝐻- коэффициент эквивалентных контактных напряжений 𝑀𝐻=0,466;
=0,466∙2,03∙107=9,459∙106 циклов;
𝑍𝑛= =1,527;
н𝑝=(1509,6/1,1)∙1,527=2095,63 МПа.
Допускаемые контактные напряжения при действии максимальной нагрузки, МПа:
н𝑝𝑚𝑎𝑥=44∙𝐻𝑜н𝑅𝑐, (67)
н𝑝𝑚𝑎𝑥=44∙61=2684 МПа.
Допускаемые контактные напряжения при действии максимальной нагрузки, МПа.
Глубинные напряжения:
н𝑘= , (68)
где - предел делительной контактной выносливости, соответствующий базовому числу циклов, МПа:
=τ ∙𝐴∙𝑀т, (69)
где τ - предел глубинной прочности по глубинным контактным напряжениям, МПа.
τ = τ ∙1,07∙𝐻𝑘м𝑘𝑣; (70)
τ =1,07∙380=407 МПа;
𝐴 =5,1+𝑄 , где 𝑄 =1,1∙( ) 0,1;
= ,
где - приведенный радиус кривизны профиля зубьев в полосе зацепления, мм.
= , (71)
=(120∙𝑡𝑔17⁰46′/2∙𝑐𝑜𝑠0⁰)∙(3/3+1)=16,071мм;
=10⁴∙0,8/(16,071∙380)=1,310;
a =1,1∙(1,31-0,4/1,31)=1,105;
Принимаем a =1,1 [4];
a =5,1+1,1=6,2;
𝑀т- коэффициент, учитывающий возможность возникновения, трещин в упрощенном слое:
𝑀т=1-0,2∙( -2)∙ ; (72)
𝑀т=1-0,2∙(1,31-2)∙(0,8-0,3∙800/380)=1,065;
=407∙6,2∙1,065=2687 МПа;
=(2687/1,1)∙1,136=2775 МПа.
Допускаемые глубинные контактные напряжения при действии максимальной нагрузки, МПа:
𝑚𝑎𝑥= , (73)
где -коэффициент запаса глубинной контактной прочности =1,1 [4].
𝑝𝑚𝑎𝑥=2775/1,1=2523 МПа;
𝑓𝑝= , (74)
где -коэффициент, учитывающий шероховатость переходной поверхности. Для нитроцементирующих сталей.
𝑌𝑟=1,05[4];
𝑌𝛿- коэффициент, учитывающий градиент напряжений и чувствительность материала к концентрации напряжений [4]. Для нитроцементированных колес 𝑌𝛿=1+ ,
где -относительный градиент напряжений:
𝑥= , где -коэффициент градиента напряжений. Для 𝑍1,1=24 зуба и 𝑥1,1=0,2 𝐺𝑔=5,25. Следовательно 𝑥= =1,05;
𝑌𝑥-коэффициент, учитывающий размеры зубчатых колес.
Для 𝑑𝜔<300 мм и 𝑚=5 мм 𝑌𝑥=1,04;
𝑓𝑙𝑖𝑚𝑔-предел длительной выносливости зубьев при изгибе, МПа.
𝑓𝑙𝑖𝑚𝑔= 𝑓𝑙𝑖𝑚𝑔⋅𝑌т⋅𝑌𝑔⋅𝑌𝑑⋅𝑌𝑐⋅𝑌𝑙, (75)
где 𝑓𝑙-предел длительной выносливости зубьев при изгибе испытуемых образцов зубчатых колес, соответствующе базовому числу циклов напряжений , МПа. Для стали 25ХГМ 𝑓𝑙𝑖𝑚𝑔=1000 МПа;
𝑌т- коэффициент, учитывающий технологию изготовления
𝑌т=1
𝑌𝑔- коэффициент, учитывающий влияние переходной поверхности зуба, 𝑌𝑔=0,7[4];
𝑌𝑑- коэффициент, учитывающий влияние деформационного упрочнения переходной поверхности зуба 𝑌𝑑=1[4];
𝑌𝑐- коэффициент, учитывающий влияние двухстороннего приложения нагрузки, 𝑌𝑐=1,2;
𝑌𝑙- коэффициент долговременности по напряжениям изгиба [4]
𝑌𝑙= ; (76)
где -показатель степени кривой изгибной усталости 𝑞𝑓=9;
𝑁𝑓𝑙𝑖𝑚-базовое число циклов изгибных напряжений 𝑁𝑓𝑙𝑖𝑚=4⋅106 циклов;
𝑁𝑓𝐸-эквивалентное число циклов напряжений при расчете на изгибную выносливость; 𝑁𝑓𝐸=𝑀𝑓⋅𝑁𝑘, где -коэффициент эквивалентных циклов изгиба 𝑀𝑓=0,3.
𝑁𝑓𝐸=0,3⋅2,03⋅107=6,09⋅106циклов;
𝑌𝑙= =0,93. Принимаем 𝑌𝑙=1,00 [4];
𝑓𝑙𝑖𝑚𝑔=1000⋅1⋅0,7⋅1⋅1,2⋅1=840 МПа;
𝑆𝑓-коэффициент запаса изгибной прочности. Для нитроцементируемых колес 𝑆𝑓=1,55 [19];
𝑓𝑝=(840/1,55)⋅1,05⋅1,209⋅1,04=715,5 МПа.
Допустимые напряжения изгиба при действии максимальной нагрузки, МПа [4];
𝑓𝑝𝑚𝑎𝑥= , (77)
где 𝑓𝑠𝑡- предел напряжений при изгибе зубьев максимальной нагрузкой, МПа [4];
= ⋅𝑌𝑔𝑠𝑡⋅𝑌𝑑𝑠𝑡, (78)
где - базовое назначение предельного напряжения зубьев при изгибе максимальной нагрузкой, МПа. Для стали 25ХГМ =2650 МПа;
𝑌𝑔𝑠𝑡-коэффициент учитывающий влияние шлифованной переходной поверхности. Для стали 25ХГМ 𝑌𝑔𝑠𝑡=0,96 [19];
𝑌𝑑𝑠𝑡- коэффициент, учитывающий влияние деформационного упрочнения; 𝑌𝑑𝑠𝑡=1,1;
=2650⋅0,96⋅1,1=2798 МПа;
- коэффициент запаса изгибной прочности при действии моментальной нагрузки [4]:
=𝑌𝑧⋅𝑆𝑦, (79)
где 𝑌𝑧=0,8 и 𝑆𝑦=1,65 при вероятности разгружения 0,99 [19];
=0,8⋅1,65=1,32;
𝑌𝑟𝑠𝑡- коэффициент, учитывающий влияние шероховатости и переходной поверхности. Для стали 25ХГМ 𝑌𝑟𝑠𝑡1,11 [19];
𝑌𝛿𝑠𝑡,𝑌𝛿𝑠𝑇-опорные коэффициенты, при максимальной нагрузке рассчитываемого и испытуемого зубчатых колес. Для стали 25ХГМ по [19];
=1 [4];
𝑓𝑝𝑚𝑎𝑥=(2798⋅1,11⋅1,045⋅1)/1,32=2263 МПа.
5.5.3 Расчет допускаемых напряжений зубьев колеса понижающей передачи и зубчатых колес других передач аналогичен расчету допускаемых напряжений шестерни понижающей передачи (см. формулы (62-79)). Результаты расчета допускаемых напряжений приведены в таблице 9.
5.6 Проверочный расчет зубчатых передач.
5.6.1 Расчет напряжений понижающей передачи.
Расчетное контактное напряжение, МПа [17]:
, (80)
где - коэффициент, учитывающий механические свойства материала зубчатых колес. Для стальных зубчатых колес =190 МПа-0,5[4];
- коэффициент, учитывающий форму сопряжений поверхностей зубьев в полосе зацепления;
- коэффициент, учитывающий суммарную длину контактной линии.
𝑍н= ;
𝑍н= =2,7396;
=[(4-Ех)⋅3]0,5; (81)
=[(4-1,624)⋅/3]0,5=0,896;
𝐾н=𝐾𝑎⋅𝐾н𝑣⋅𝐾н𝑎⋅𝐾н𝛽,
где 𝐾𝑎- коэффициент, учитывающий внешнюю динамическую нагрузку 𝐾𝑎=1;
𝐾н𝑣- коэффициент, учитывающий динамическую нагрузку, возникшую в зацеплении;
𝐾н𝑎- коэффициент, учитывающий вид зуба и точность изготовления;
𝐾н𝛽- коэффициент, учитывающий неравномерность распределения по длине контактной линии.
𝐾н𝑣=1+ , (82)
где 𝜔н𝑣- удельная окружная динамическая сила:
𝜔н𝑣= , (83)
где - коэффициент, учитывающий жесткость зубьев. Для прямозубых колес с прямыми модифицированными головками при Н𝑜н𝑣 350 =0,15. Для шевронных =0,08.
𝑔𝑜- коэффициент, учитывающий влияние, разности шагов зацепления зубьев колеса и шестерни. Для 5 степени точности по нормам плавности при 𝑚=5мм; 𝑔𝑜=4,2 [4];
𝑎𝑐- отношение, коэффициентов жесткости 𝐶𝑚 колес рассчитываемой передачи заданного контура и такой же передачи с исходным контуром. Так как исходный контур выбран по [17]; 𝑎𝑐=1.
𝜔н𝑣=0,15⋅4,2⋅16,014⋅ =78,58;
𝐾н𝑣=1+ =1,158;
𝐾н𝑎=𝐾н , (84)
где 𝐾н - коэффициент, учитывающий постоянство интенсивности нагрузки на наклонных линях [4]:
𝐾н =1+ ; (85)
𝐾н =1+ =1;
𝐾н𝑎=1⋅1,148=1,148;
𝐾н =1+0,32⋅ ; (86)
𝐾н ;
𝐾н=1⋅1,158⋅1,158⋅1=1,34;
МПа.
Максимальное контактное напряжение, МПа [19]:
; (87)
где ;
;
.
;
МПа.
Глубинное контактное напряжение, МПа:
; (89)
МПа.
Глубинное контактное напряжение, при действии максимальной нагрузки МПа [19]:
; (90)
МПа.
Изгибное напряжение, МПа [19]:
, (91)
где 𝐾𝑓- коэффициент нагрузки;
𝑌𝑓- коэффициент, учитывающий форму зуба и концентрации напряжения;
- коэффициент, учитывающий угол наклона зубьев;
- коэффициент, учитывающий перекрытие зубьев =1 [4].
где 𝐾𝑓𝑎- коэффициент, учитывающий точность изготовления при расчете напряжений изгиба зуба. Для шестой степени точности по нормам плавности 𝐾𝑓𝑎=1 [4];
𝐾𝑓 - коэффициент, учитывающий влияние неравномерности распределения нагрузки по длине контактной линии на напряжении изгиба у основания зубьев.
𝐾𝑓 =0,95+ , (92)
где 𝐿𝑘- максимальная длинна контактной линии, мм. При ; 𝐿𝑘= в, 𝐿𝑘1=45 мм 𝐿𝑘2=40/𝑐𝑜𝑠23,50=43,62 мм;
𝐾𝑓𝛽=0,95+((1-1,4⋅5/40)/(1+1,4⋅5/40))⋅(1-1)=0,95;
𝐾𝑓𝑣- коэффициент, учитывающий динамическую нагрузку, возникшую в зацеплении.
, (93)
где - удельная окружная динамическая сила.
, (94)
где - коэффициент, учитывающий жесткость работы. =0,10 [4];
;
;
𝐾𝑓=1⋅1⋅0,95⋅0,118=0,113,
𝑌𝑓- коэффициент, учитывающий форму зуба и концентрацию напряжения [4]:
𝑌𝑓=𝑚𝑎𝑥 , (95)
где 𝑌𝑓𝑖=3,47+13,2/𝑍𝑣𝑖-2,97⋅𝑥𝑖/𝑍𝑣𝑖+0,092⋅𝑥𝑖2;
𝑌𝑓1=3,47+13,2/36-2,97⋅0,2/36+0,092⋅0,22=3,614;
𝑌𝑓2=3,47+13,2/36-2,97⋅(-0,2)/36+0,092⋅(-0,2)2=3,754;
𝑌𝑓=𝑌𝑓2=3,754;
𝑌𝛽=1-0,008⋅Е𝛽⋅𝛽 0,75, (96)
𝑌𝛽=1-0,008⋅0 0,75;
=19903,4⋅0,105⋅3,754⋅1⋅1/(40⋅5)=39,18 МПа,
Напряжение при изгибе максимальной изгибной нагрузкой, МПа
, (97)
, (98)
, (99)
;
,
МПа.
5.6.2 Результаты расчета понижающей передачи привода переднего моста приведены в таблице 10. Проверочный расчет межосевого дифференциала не пригодился в связи с тем, что применяется дифференциал, имеющий показатели серийно выпускаемого на автозаводе имени Лихачева, устанавливаемый в раздаточной коробке автомобиля КамАЗ-5350.
5.6.2 .1 Расчет валов, выбор материала.
Таблица 10. Результаты расчета понижающей передачи.
Напряжение |
Номер формулы |
Понижающая передача |
Передача привода переднего моста |
||||
При эквивалентном нагружении |
При максимальном нагружении |
При эквивалентном нагружении |
При максимальном нагружении |
||||
Контактное |
поверхностное |
Расчетное |
3,70 |
995,6 |
1703 |
1038 |
2023 |
Допускаемое |
3,52 |
1887 |
2095 |
2095 |
2684 |
||
Глубинное |
Расчетное |
3,81 |
995,6 |
1038 |
1038 |
2023 |
|
Допускаемое |
3,58 |
2775 |
2687 |
2687 |
2529 |
||
Изгибное |
Расчетное |
3,83 |
19,73 |
39,18 |
39,18 |
39,71 |
|
Допускаемое |
3,64 |
715 |
2798 |
2263 |
2261 |
Выбираем для изготовления валов сталь 25ХГМ по следующим характеристикам:
Предел прочности МПа; МПа
Предел текучести МПа; МПа.
5.6.2.2 Расчет ведущего вала.
На рисунке 9 следует, что опасным сечением вала является сечение С-С.
В числителе значения при мах нагружении; в знаменателе- при эквивалентном .
Рисунок-9 Нагруженность, реакции опор, эпюры нагружения.
Примечания: Численные значения при максимальном нагружении.Рисунок-10. Нагруженность, реакции опор, эпюры нагружения вала.
5.6.2.3 Расчет вала на статическую прочность.
Суммарный изгибающий момент в сечении С-С, Н⋅м [19]:
, (100)
где - изгибающий момент в сечении С-С в вертикальной плоскости;
- изгибающий момент в сечении С-С в горизонтальной плоскости;
𝑇𝑒- крутящий момент в сечении С-С.
𝑀𝑢𝑐= =2736 Н⋅м.
Момент сопротивления при изгибе в сечении С-С, м3;
𝑊𝑢𝑐=𝜋⋅(𝐷𝑐⁴-𝑑𝑐⁴)/320. (101)
где 𝐷𝑐 и 𝑑𝑐- соответственно нагруженный и внутренний диаметр вала в сечении С-С, м.
𝑊𝑘𝑐=𝜋⋅(0,054-0,0154)/(32⋅0,05)=2,11⋅10-5 м3.
Момент сопротивления при кручении, м3;
𝑊𝑘𝑐=𝜋⋅(𝐷𝑐4-𝑑𝑐⁴)/160; (102)
𝑊𝑘𝑐=𝜋⋅(0,054-0,0154)/(16⋅0,05)=4,22⋅10-5 м3.
Площадь сечения, м² [19];
𝑆𝑐=𝜋⋅(𝐷𝑐²-𝑑𝑐²)/4; (103)
𝑆𝑐=𝜋⋅(0,005²-0,015²)/4=2,65⋅10-3 м2.
Напряжение изгиба, МПа [19];
; (104)
((2736/2,11⋅10-5+8/0,00265))⋅10-6=129,67 МПа,
Напряжение кручения, МПа [19];
; (105)
5477/(4,22⋅10-5⋅10⁶)=129,79 МПа.
Коэффициент запаса прочности по пределу текучести [19];
По напряжениям изгиба :
(106)
где - коэффициент, учитывающий влияние абсолютных размеров сечения вала по пределу текучести =0,79 [19];
=0,79⋅981/129,67=5,977;
По напряжению кручения:
, (107)
0,79⋅478/129,79=2,91.
Коэффициент запаса прочности по пределу прочности:
по напряжениям изгиба:
, (108)
где - коэффициент, учитывающий влияние абсолютных размеров вала по пределу прочности.
= =9,341,
по напряжениям кручения:
, (109)
=6,683,
Общий коэффициент запаса прочности, [19]:
по пределу текучести:
; (110)
;
по пределу прочности:
; (111)
.
Условие достаточной прочности вала [19]:
𝘩𝘛=4,36>(1,2…1,5)
𝘩в=9,08>(1,5…1,8)
Условие достаточной статистической прочности вала выполняется.
5.6.3 Расчет вала на жесткость.
На рисунке 10 представлены действующие на эквивалентных валах нагрузки и соответствующие им эпюры нагружения с учетом внутренних силовых факторов. Расчет на жесткость производится при действии максимальной нагрузкой.
Максимальный прогиб вала, мм [19]:
; (112)
где 𝑓𝑥; -максимальные прогибы вала в плоскостях 𝑋𝑂𝑍 и 𝑌𝑂𝑍, мм;
, (113)
где 𝑓𝑖𝑥,𝑦- прогиб сечения в плоскости 𝑋𝑂𝑍 и 𝑌𝑂𝑍 при действии на вал нагрузки 𝑖, мм;
𝐹𝑖𝑥,𝑦- находятся по уравнению упругой линии, [19]:
, (114)
где 𝐸- модуль упругости материала вала при растяжении, МПа;
𝑥- текущая координата сечения вала, в котором определяют прогиб 𝑓𝑥𝑦 и угол поворота 𝑄, мм;
𝑗- осевой момент инерции сечения, мм;
𝑎,𝑏- координаты сечения, в котором приложены сосредоточенные нагрузки 𝑀𝑢𝐹, мм;
𝐸𝑗𝑓𝑜𝑥,𝑦- постоянная определяющая условие закрепления вала в опорах;
𝑄- угол поворота, рад.
Уравнение углов поворота [19]:
, (115)
где 𝐸𝑗𝑄𝑜- постоянная, определяемая из условия закрепления вала в опорах.
Угол поворота вала под действием 𝑘 нагрузок, рад [19]:
, (116)
где 𝑄𝑖- угол поворота вала под действием на вал нагрузки 𝑖, рад.
Результаты расчетов по определению статической прочности и жесткости валов, проектируемой раздаточной коробке, приведены в таблице 11.
Таблица 11-Результаты расчета валов.
Деталь |
Коэффициент запаса прочности по пределу |
𝑚𝑎𝑥 прогиб, мкм. |
𝑚𝑎𝑥 угол поворота 𝑥⋅10-4 рад |
|
текучести |
прочности |
|||
Ведущий вал |
4,36 |
9,08 |
0,3 |
0,9 |
Вал привода водила |
3,26 |
4,78 |
1,6 |
1,9 |
Ступица солнечной шестерни |
3,57 |
4,53 |
0,4 |
1,1 |
Вал привода переднего моста |
2,14 |
4,83 |
5,0 |
3,0 |
Ступица и вал привода мостов тележки |
4,72 |
12,26 |
0,1 |
0,4 |
5.7 Расчет подшипников.
5.7.1 Расчет подшипников качения.
Расчет подшипников качения производится по эквивалентными нагрузкам (см. таблицу 11) [20], [16].
Расчет подшипника качения задней опоры ведущего вала. Назначаем роликовый цилиндрический подшипник. Эквивалентная нагрузка с учетом сил при понижающей передаче, 𝐻:
, (117)
где 𝑋- коэффициент радиальной нагрузки. Для выбранного типа подшипника 𝑋=1 [16];
𝑉- коэффициент вращения. При вращении внутреннего кольца 𝑉=1 [16];
𝐹𝑎𝗁- осевая нагрузка на подшипник, 𝐻. 𝐹𝑎𝗁=200𝐻;
- коэффициент безопасности. =1,5 [16];
𝐾т- температурный коэффициент. Для зубчатых передач автомобиля; 𝐾т=1 [16];
𝐾м- коэффициент материала. Для полноприводных подшипников 𝐾м=1 [16].
𝑃𝐻=(1⋅1⋅17019+0,3⋅200)⋅1,5⋅1,1=25619 𝐻.
Аналогично рассчитывается эквивалентная нагрузка при включенной прямой передаче. 𝑃п=4058𝐻.
Эквивалентная суммарная нагрузка на подшипники, 𝐻[16]:
, (118)
где 𝑁𝑘п, 𝑁𝑘н, 𝑁𝑘- число циклов нагружения соответственно при включенной понижающей, прямой передаче и суммарный (см. таблицу 10);
Требуемая динамическая грузоподъемность подшипника 𝐻,[16]:
(119)
где -показатель степени, зависающий от типа подшипника. Для роликовых подшипников 𝑚=1/3 [16]. 𝑁𝑘-8 млн. циклов.
𝐶т=9662⋅4051/3=71485,7.
По [16] назначаем подшипник 2611 ГОСТ 8338-75.
Основные параметры приведены в таблице-12.
Таблица 12-Параметры подшипников
Опора качения |
обозначение |
Грузоподъемность, кН |
Внутренний диаметр, мм |
Наружный диаметр, мм |
Ширина, мм |
Масса, мм |
Потеря мощности при вкл. Передачи вт |
|
П |
Н |
|||||||
Передняя ведущего вала |
312 |
64,1 |
60 |
130 |
31 |
1,35 |
1,04 |
1,79 |
Задняя ведущего вала |
12320 |
100 |
60 |
130 |
31 |
1,35 |
|
|
Вала привода мостов тележки |
214 |
48,8 |
70 |
125 |
24 |
1,35 |
1,48 |
2,02 |
Передняя вала привода переднего моста |
50314 |
56,1 |
55 |
120 |
29 |
1,35 |
0,69 |
1,38 |
Задняя вала привода переднего моста |
53610 |
120 |
50 |
110 |
40 |
1,7 |
1,99 |
3,11 |
5.7.2 Расчет остальных подшипников
Остальные подшипники качения рассчитываются аналогично, по формулам (117-119);
5.7.3 Расчет потерь мощности в подшипниках качения.
Момент трения в подшипниках ведущего вала, Н⋅м [20].
, (120)
где 𝑃- нагрузка на подшипник, 𝐻;
𝑓т𝑝- коэффициент трения, 𝑓𝑚𝑝=0,002 [20];
𝑑- внутренний диаметр подшипника, мм.
, (121)
где 𝐹𝑟 и 𝐹𝑎- силы действующие на подшипники, 𝐻 (см. таблицы 10)
𝐻.
Мощность затрачиваемая на трение в подшипниках, Вт
.
𝑁𝑝𝑘=1,047⋅10-2⋅𝑀т𝑝⋅𝜔, (122)
где 𝜔- угловая скорость вращения вала рад-1.
𝑀т𝑝=0,002⋅17224⋅0,06/2=1,033 𝐻⋅м;
𝑁𝑝𝑘=1,047⋅10-2⋅1,033⋅30,78=0,333 Вт.
Мощность, затрачиваемая на трение в подшипниках рассчитывается аналогично (см. формулы 120…122). Результаты расчетов приведены в таблице12.