РПЗ2 (Готовый курсовой проект, вариант №1 (ещё один)), страница 4

τ=67,85 МПа

S_тσ =36,2

S_тτ=6,6

S_т=6,5>2 =>статическая прочность выходного вала обеспечена;

Проверочный расчёт выходного вала на сопротивление усталости:

Проверочный расчёт выходного вала на сопротивление усталости проводится в сечение по началу шлицов на валу для посадки втулки с эвольвентными шлицами, так как в этом сечении внутренний изгибающий момент практически максимален и, к тому же, имеется концентратор напряжений в виде прямобочных шлицов.

2) Пределы выносливости в рассматриваемом сечении:

_-1D = _-1/К_D=420МПа/1,388=302,5МПа

_-1D = _-1/ К_D=230МПа/2,102=109,4МПа

3) Амплитуды напряжений цикла:

_a = 10³*М_Σ/W_изг =17,7 МПа

_а =10³*Т/W_К=58,2 МПа

4) Коэффициенты чувствительности к асимметрии цикла напряжений для рассматриваемого сечения:

_D = _/ К_D =0,051

_= 0,1 (Сталь 40ХН)

5) Коэффициент запаса:

=>условие пригодности вала по сопротивлению усталости выполняется;

Таким образом, принимается d=70 мм (минимальный под установку подшипников качения).

5.4.Расчёт вала паразитной шестерни.

Так как длина вала мала, а изгибающий момент, создаваемый силами в зацеплении не будет достигать больших значений, а, следовательно, не будет создавать напряжения и прогибов вала близких к допустимым. В связи с этим, а также с отсутствием крутящего момента на этом валу, расчет достаточно провести только на смятие:

P- суммарная сила от двух зацеплений, действующих на вал;

В - суммарная ширина двух подшипников колеса;

d=70мм-диаметр вала;

=100МПа – допускаемые напряжения смятия;

=20,9 МПа

6.Расчёт подшипников.

6.1.Расчёт подшипников опор валов.

Расчёт подшипников опор валов производится по приведённой нагрузке. Результатом расчёта является динамическая грузоподъёмность, которой должен обладать подшипник, чтобы он отработал заданный ресурс с вероятностью 90%.

Приведённая нагрузка на подшипник определяется следующим образом:

-доля числа часов работы подшипника на -ой передаче; значения этого коэффициента приведены в таблице 3.2;

- частота вращения подшипника при данной нагрузке;

Минимальная грузоподъемность, которой должен обладать подшипник, что бы он отработал заданный ресурс при заданных нагрузках, определяется по формуле:

Где h=750ч-ресурс КПП;

- коэффициент характера нагрузки;

- температурный коэффициент;

Расчёт подшипников опор входного вала:

Расчёт производится на ЭВМ при помощи математического пакета Mathcad 14.

Результаты расчёта приведены в таблице 6.1.

Таблица 6.1.

Опора В- фиксирующая, так как она находится на входе в коробку, а опора А должна быть плавающей.

В качестве подшипника опоры А выбирается роликовый цилиндрический однорядный подшипник 2210.

В качестве подшипника опоры В выбирается шариковый радиальный однорядный подшипник 210.

Расчёт подшипников промежуточного вала:

Расчёт производится на ЭВМ при помощи математического пакета Mathcad 14.

Результаты расчёта приведены в таблице 6.2.

Таблица 6.2

Опора С- фиксирующей, а опоры А и В плавающие.

В качестве подшипников опор А и В выбираются роликовые цилиндрические однорядные подшипники 2211.

В качестве подшипника опоры С выбирается шариковый радиальный однорядный подшипник 213.

Расчёт подшипников выходного вала:

Расчёт производится на ЭВМ при помощи математического пакетаMathcad 14.

Результаты расчёта приведены в таблице 6.3.

Таблица 6.3

Опора С- фиксирующая, а опоры А и В плавающие.

В качестве подшипников опор А и В выбираются роликовые цилиндрические однорядные подшипники 2215.

В качестве подшипника опоры С выбирается шариковый радиальный однорядный подшипник 215.

Расчёт подшипников на валу паразитной шестерни:

Подшипники на валу паразитной шестерни считаются на статическую грузоподъемность, так как подшипники работают только без нагрузки. При передаче момента подшипники не нагружены.

C_r=9,7 кН

На вал паразитной шестерни ставятся два шариковых радиальных однорядных подшипника SKF 6013

6.2.Расчёт подшипников, устанавливаемых между зубчатыми колёсами и валами.

Устанавливаются шариковые радиальные однорядные подшипники. Рассчитываются на статическую грузоподъемность, так как подшипники работают только без нагрузки. При передаче момента подшипники не нагружены. Минимальная статическая грузоподъёмность, которой должен обладать подшипник определяется по формуле:

C_ori=Q_i

Результат расчёта приведён в таблице 6.4.

Таблица 6.4

Выбираются следующие шариковые радиальные однорядные подшипники:

Под колёсами I и II SKF 6010,

Под колёсами 4, 8 и 9 SKF 6013,

Под колёсами 5 и 6 SKF 6015.

7.Расчёт шлицевых соединений.

Подбираются стандартные шлицевые соединения по ГОСТ 6033-80 (эвольвентные шлицевые соединения) и по ГОСТ 1139-80 (прямобочные шлицевые соединения). Если же стандартные соединения применять нецелесообразно (неудачная конструкция в плане использования лишнего металла и увеличения габаритов КПП), то используются нестандартные шлицевые соединения. Тогда, кроме расчета на смятия, они считаются еще и на срез.

Задаются допускаемые напряжения смятия и среза.

[σ]_см=150 МПа для неподвижных (прямобочных шлицов) соединений.

[σ]_см=50 МПа для подвижных (эвольвентных шлицов) соединений.

[τ]_ср= 50 МПа

Рабочая длина шлицевого соединения из условия не превышения допускаемых напряжений смятия определяется по формуле:

F-площадь сминаемых поверхностей; она определяется по формуле:

(для прямобочных шлицов)

(для эвольвентных шлицов)

r_ср-радиус по середине высоты зуба; он определяется по формуле:

Величина напряжений среза определяется по следующей формуле (для нестандартных шлицов) τ_ср=

7.1.Расчёт шлицевых соединений на входном валу.

Расчёт прямобочных шлицевых соединений на входном валу:

Для соединения входного вала с зубчатой полумуфтой:

D=54мм, d=46мм, T=1286Нм

Обозначение d-8x46H7/f7x54x8H8/f8

Для соединения втулки с валом:

D_в=62мм, d_а=56мм, T=1402,5Нм

Обозначение d-8x56H7/f7x62x10H8/f8

Расчёт эвольвентных шлицевых соединений на входном валу:

Соединение втулки и корпуса синхронизатора:

m=3 мм, z=27, r_ср=39,3мм, T=1402,5 Нм

Обозначение:

Соединение корпуса синхронизатора и колеса:

m=3 мм, z=45, r_ср=67,5мм, T=1402,5 Нм

Обозначение:

Соединение главного фрикциона и зубчатой полумуфты:

m=3 мм, z=34, r_ср=49,1мм, T=1402,5 Нм

Обозначение:

7.2.Расчёт шлицевых соединений на промежуточном валу.

Шлицевые соединений на промежуточном валу рассчитываются при максимальном действующем моменте, то есть фактически рассчитывается соединение колеса 1 с валом.

На промежуточном валу шлицевыми соединениями соединяются зубчатые колёса с валом.

Для соединения колеса 1 с валом:

D_в=62мм, d_а=56мм, T=2041Нм

Обозначение d-8x56H7/f7x62x10H8/f8

7.3.Расчёт шлицевых соединений на выходном валу.

Расчёт прямобочных шлицевых соединений:

Для соединения выходного вала с полумуфтой:

D_в=70мм, d_а=60мм,T=4567Нм

τ_ср= [τ]_ср

Обозначениеd-8x60H7/f7x70x10H8/f8

Для соединения втулки с валом:

В данном соединении используются нестандартные шлицы, поэтому их необходимо просчитать на срез.

D_в=78мм, d_а=72мм, T=4567Нм

Обозначениеd-10x72H7/f7x78x10H8/f8

Расчёт эвольвентных шлицевых соединений на выходном валу:

Соединение втулки и корпуса синхронизатора:

m=3 мм, z=34, r_ср=49,3мм, T=4567 Нм

Обозначение:

Соединение колеса и корпуса синхронизатора:

m=3 мм, z=48, r_ср=72мм, T=4567 Нм

Обозначение:

Соединение зубчатой полумуфты с механизмом поворота: