Ступенчатые и планетарные коробки передач механических трансмиссий - часть 23

 

  Главная      Учебники - Транспорт     Ступенчатые и планетарные коробки передач механических трансмиссий - 2003 год

 

поиск по сайту            

 

 

 

 

 

 

 

 

 

содержание   ..  21  22  23  24   ..

 

 

Ступенчатые и планетарные коробки передач механических трансмиссий - часть 23

 

 

 

 

91

 

Горизонтальная реакция  А

г

 = 

.

H

a

b

C

b

P

г

 

Истинное значение  А = 

.

H

A

A

2

г

2

b

+

 

Реакция на опору В,   вертикальная реакция

.

H

a

r

Q

)

d

a

)(

R

С

(

В

1

d

1

1

d

b

+

+

=

 

Горизонтальная реакция:     В

г

 = 

.

a

)

b

a

(

C

)

b

a

(

P

г

1

+

+

 

Истинное значение:    В = 

.

B

B

2

г

2

b

+

 

По  приведенным  выражениям  для  переднего  и  заднего  хода  автомобиля 

определяем величины реакций на опоры первичного вала и их значения сводим 

в таблицу 5.3. 

Таблица 5.3. 

Реакции опор первичного вала 

 

Передачи 

Наименование реакций 

 III II  I Задний ход 

Значения реакций на  опоре С 

С

b

 Н 

C

г

 Н 

1660 
4550 

1250 
4753 

1234 
2648 

5400 

-2120 

Вертикальная реакция на опоре  А 

А

d

 H 

25,0 

19,0 

19 

79,6 

Горизонтальная реакция на опоре А 

А

г 

Н 30,2 27,3  580 

12760 

Истин. значение реакц. на опоре А 

А 392 333 610 

1500 

Вертикальная реакция на  опоре  В 

В

H 5430 4960  4950 

9720 

Горизонтальное значение реакции на 

опоре В 

В

г 

 Н 2370 2140  4550 

10010 

Истинное значение реакции на опоре В 

В 5920 

5400 6720  13950 

 

     г) Реакции на опорах оси блока шестерен заднего хода 

q = 90 мм;  n = мм;    k = мм. 

Усилия  F

г7

, F

г8

, F

b7

, и F

b8 

 были определены ранее. Но на шестерни  блока 

шестерен  они  действуют  в  противоположную  сторону  и  имеют  обозначения: 

,

F

1

7

г

 

,

F

1

8

г

 

,

F

1

7

b

 и 

1

8

b

F . 

     Реакции на опоры К и L   определяем по следующим выражениям: 

Реакция на опору К,  вертикальная реакция 

.

q

)

k

q

(

F

)

n

q

(

R

К

1

7

b

8

b

b

+

=

 

Горизонтальная реакция   K

г

 = 

.

q

)

k

q

(

F

)

n

q

(

F

1

7

г

1

8

г

 

Истинное значение  K = 

2

г

2

b

K

K

+

Реакция на опору L,  вертикальная реакция 

.

q

n

F

K

R

L

1

8

b

1

8

b

b

+

=

 

 

 

92

 

Горизонтальная реакция   L

г

 = 

.

q

n

F

K

F

1

8

г

1

7

г

+

 

Истинное значение:  L = 

2

г

2

b

L

L

+

     По приведенным выражениям определяем величины реакций на опоры 

оси блока шестерен заднего хода и их значения сводим в таблицу 5.4. 

 

Таблица 5.4 

 

Наименование реакций 

Величины 

усилий, Н 

Вертикальные усилия шестерни вторичного  вала  

F

1

х

/

з

8

b

 

17970 

Горизонтальное усилие шестерни  вторичного вала  

F

1

х

/

з

8

г

 

7060 

Вертикальное усилие шестерни  промежуточного вала 

F

1

7

b

 

15186 

Горизонтальное усилие шестерни  промежуточного вала 

F

1

7

г

 

1250 

Вертикальная реакция на опоре К 

К

5340 

Горизонтальная реакция на опоре К 

К

г 

4036 

Истинное значение реакций на опоре К 

К 6700 

Вертикальная реакция на опоре L 

L

2550 

Горизонтальная реакция на опоре L 

L

г 

1774 

Истинное значение реакций на опоре L 

       L 

       3110 

      
   Удельное давление втулки блока шестерен заднего хода. 

МПа

1

,

23

4

,

4

9

,

1

19290

e

d

Q

k

k

max

=

=

=

Ρ

 

где Q  = 

17970

7060

)

P

(

)

Р

(

2

2

1

х

/

з

8

b

2

2

х

/

з

8

г

+

=

+

=19307 Н, e

k

 = 45 – 1 = 44 мм.  

 

5.3.  Расчет валов  

 

 Расчет    валов  коробки  передач  на  прочность  производят  на  изгиб  и 

кручение: 

а) Вторичный вал 

 Усилия на вторичный вал передаются при включении одной из шестерен, 

соответствующей той или иной передаче. 

Величины  изгибающих  моментов  определяем  по  величинам  истинных 

значений реакции на опорах этого вала. 

 Момент  сопротивления  на  изгиб  и  на  кручение  сечений  вала,  имеющего 

шлицы, определяем по внутреннему диаметру вала из выражений 

32

d

3

W из

π

=

 ;         

16

d

3

W кр

π

=

 

93

Из  рассмотрения  рис.5.2,  на  которой  приведена  схема  коробки  передач, 

определяем, что наибольшее напряжение от действия изгибающих моментов на 
разных передачах имеют следующие сечения: 
        1. Сечение I-I – находящееся под осью шестерни 4 третьей передачи  

2. Сечение II-II – под осью шестерни второй передачи. 
3. Сечение III-III – под осью шестерни 8 при включении передачи заднего 

хода. 

4. Сечение IV-IV – под осью шестерни 8 при включении первой передачи. 
Напряжения изгиба определяются по формуле 

                                               

W

M

п

изг

из

=

σ

,                                               (5.1) 

где 

M

из

–  изгибающий  момент  в  рассматриваемом  сечении. 

=

M

1

1

изг

 C 

⋅ b – 

изгибающий момент в сечении I–I; М

изII-II 

= C

⋅b – изгибающий момент в сечении 

II–II; М

изIII-III  

= C 

⋅ f –  изгибающий  момент  в  сечении III–III; М

изIV-IV 

= C

⋅ q – 

изгибающий  момент  в  сечении IV–IV; где  С – истинное  значение  реакции  на 
опоре С; d, e, f, q – расстояние от опоры С до рассматриваемого сечения. 

 

Рис. 5.2. Схема расчетных сечений вторичного вала 

 

Напряжения кручения подсчитываем по формуле 

                                                  

кр

кр

W

T

=

τ

,                                                        (5.2) 

где Т

кр

 = р

i

 

⋅ r

дi

 – крутящий момент на вторичном валу;  р

i

 – окружное усилие 

шестерни  рассматриваемого  сечения; r

дi

 

–  радиус  делительной  окружности 

шестерни рассматриваемого сечения. 

Изгибающие  и  крутящие  моменты,  подсчитанные  по  приведенным 

формулам,  а  также  получающиеся  напряжения    в  сечениях  приведены  в 

таблице 5.5. 

Величины  сложных  результирующих  напряжений,  приведенные  в  данной 

таблице,  определены  по  формуле  энергетической  теории  прочности 

2

2

из

c

3

τ

+

σ

=

σ

, которая для пластических материалов дает наиболее близкие 

к действительности результаты.        

 

94

Таблица 5.5 

Напряжения в сечениях вторичного вала 

 

 
 

Наименование величины 

Сечение 

I-I при 

включе-

нии III 

передачи 

Сечение 

II-II при 
включе-

нии II 

передачи 

Сечение 

IV-IV при 

включе-

нии I 

передачи 

Сечение 

III-III при 

включ-

нии зад-

него хода 

Истинное значение реакции на опору С 484 491 292 540 
Расстояние от опоры С до 
рассматриваемого сечения, см. 

8,1  10,2 15,6 13,5 

Изгибающий момент в рассматриваемом 
сечении М

из

, Н·м 

39200 50080 45550 72900 

Внутренний диаметр сечения d, см 2,950

*

 4,15

*

 5,36  5,36 

Момент сопротивления на изгиб W

из

, см

3

 

2,519 7,013 15,11 15,11 

Напряжение изгиба 

σ

из

, МПа 

155,6 71,4 30,1 48,2 

Крутящий момент Т

кр

, кг

⋅см 

26860 44900 70090 88810 

Момент сопротивления на кручение 
W

кр

, см

3

 

5,038 14,026 30,22  30,22 

Напряжение кручения 

τ, МПа 

53,8 32 23,2 39,4 

Наибольшие касательные напряжения 
(

τ

)

max

, МПа 

188,6 95,8  55,3  76 

Результирующие напряжения 

σ

с

, МПа 

180,9 90,3 50,2 70,1 

 
Примечание: *Размеры взяты по выточке. 

 
Величины  наибольших  эквивалентных  касательных  напряжений  (

σ

τ

э

)

max 

определены по третьей теории прочности по формуле 

2

2

из

э

4

τ

+

σ

=

σ

τ

 

б) Промежуточный вал 

На рис.  5.2  показаны расчетные сечения промежуточного вала: сечение I-I 

– под осью шестерни 3 – третьей передачи; сечение II-II – под осью шестерни 5 

– второй передачи. 

Напряжения изгиба определяем по формуле 

                                                    

из

из

из

W

М

=

σ

,                                                (5.3) 

М

изI-I 

= F 

⋅ (c – d – m) – изгибающий момент в сечении I-I;  М

изII-II 

= F 

⋅ (c – e – m)  

– изгибающий момент в сечении II-II (см. рис. 5.2.),  где  F – истинное значение 

реакции  на  опоре F; (c – d – m) и (c – e – m) – расстояние  от  опоры F до 

рассматриваемого сечения. 

Напряжения кручения подсчитываем по формуле 

                                            

кр

кр

W

Τ

=

τ

,                                                             (5.4) 

где  Т

кр

 = F 

⋅  r

d2

 – крутящий  момент  на  промежуточном  валу,  здесь F – 

окружное усилие; r

d2

– радиус начальной окружности шестерни 2. 

 

 

 

 

 

 

 

 

содержание   ..  21  22  23  24   ..