2) танк размещён на горизонтальном участке;

3) распределение дополнительной вертикальной нагрузки шариков подчиняется синусоидальному закону;

4) горизонтальные силы распределяются по шарикам аналогично нагрузке в радиальных подшипниках качения.

Суммарная вертикальная реакция N₀ представляет равнодействующую вертикальных составляющих реактивных сил, с которыми шарики действуют на подвижный погон башни. Она определяется из уравнения равновесия сил, приложенных к башне в проекциях на вертикальную ось oz :

N₀ = G_б + R · sin φ

Координату (ρ₀) приложения этой реакции находят из уравнения равновесия моментов относительно оси oy :

Суммарной горизонтальной реакцией N_г называется равнодействующая горизонтальных составляющих реактивных сил шариков на подвижный погон

N_г = R · cos φ

В опорах с охватывающим подвижным погоном N_г оказывается равнодействующей горизонтальных реакций шариков передней полуокружности погона, а самым нагруженным оказывается передний шарик. В опорах с охватываемым подвижным погоном N_г представляет равнодействующую горизонтальных реакций шариков кормовой полуокружности погона, а самым нагруженным является кормовой шарик.

Вертикальная нагрузка шариков. В частном случае при ρ₀ = 0 все шарики равномерно нагружены и вертикальная нагрузка на один шарик равна

q = N₀ / z

где z – общее количество шариков в погоне.

В общем случае нагружения ρ₀  0 и вертикальная нагрузка определяется на основании уравнения моментов действующих на шарики (см. Рис 3.5)

где q_i – вертикальная нагрузка i-ого шарика;

_i – угловая координата i-ого шарика.

Рис. 3.5 Эпюра распределения вертикальных сил действующих на шарики

Вертикальную нагрузку i-ого шарика можно представить как сумму средней нагрузки q = N₀ / z и дополнительной нагрузки q_i , распределяемой согласно 3-му допущению по закону синуса, q_i = q_т·sin_i , тогда

, так как

. Суммы в крайних слагаемых для большого числа расположенных по окружности шариков стремятся к нулю. Таким образом

, откуда

как видно из рисунка 3.5 нагрузка на передний шарик (q_п) и кормовой шарик (q_к) будут определяться по формулам:

Из формулы видно, что при увеличении смещения ρ₀ , что соответствует большим углам возвышения орудия, увеличивается нагрузка на передний шарик. На малых углах, при , q_п обращается в нуль. Нагрузка на кормовой шарик максимальна при полном склонении орудия и уменьшается с ростом углов его возвышения.

Горизонтальная нагрузка шариков. Наибольшая горизонтальная сила (p) (см. Рис.3.6) в опорах с охватывающим подвижным погоном действует на передний шарик, а в опорах с охватываемым подвижным погоном на кормовой. В соответствии с теорией радиальных подшипников качения максимальная горизонтальная сила действующая на наиболее нагруженный шарик в пять раз больше средней нагрузки, т.е.

p = 5 · N_г / z

Рис.3.6 Эпюра горизонтальных сил действующих на шарики

Результирующая нагрузка шарика f будет равна:

.

Как видно из сказанного выше эта нагрузка зависит от угла возвышения пушки . Для выявления наиболее нагруженного шарика в опорах с охватывающим подвижным погоном достаточно сравнить вертикальную нагрузку кормового шарика (q_к) на полном угле снижения пушки с результирующей нагрузкой , переднего шарика на максимальном угле возвышения пушки.

В опорах с охватывающим неподвижным погоном наиболее нагруженным всегда является кормовой шарик . Нагрузка на кормовой шарик максимальна на полном угле склонения пушки.

Работоспособность и долговечность погонов для режима систематических нагружений опоры оценивается по контактным напряжениям смятия погонов наиболее нагруженным шариком

где r_к – радиус канавки тороидальной беговой дорожки погона;

r_ш – радиус шарика.

Эта формула применима для опор со стальными погонами и шариками при отношении r_к / r_ш=1,011,20 .В опорах с погонами выполненнми из легированной стали с твёрдостью HRC  50 , контактные напряжения не должны превышать [σ_к]  2500 МПа.

3.5.2 Расчёт цапфы пушки

Список используемой литературы

1. Военные гусеничные машины: Учебник/ в 4-х т. Т. 1. Устройство. Кн. 1. – М.: МГТУ им. Н. Э. Баумана, 1990. 380 с., 182 ил.

2. Современные танки. Под редакцией Сафонова Б.С. и Мураховского В.И. – М.: Арсенал – Пресс, 1995. 320 с.: ил.

3. Конструкция и расчёт танков. Буров С.С. – М.: Издание Академии, 1973. 600 с.: ил.

23