Буров С.С. - Конструкция и расчёт танков (1053675), страница 47
Текст из файла (страница 47)
118. Поверочные расчеты зубьев наиболее напряженных (наимень- ших) шестерен коробок передач отечественных танков показывают, 'что изгибные напряжения, подсчитанные по формуле (67), не пре- восходят 4500 кгсгсм'. Для определения модуля т шестерен проек- тируемых коробок передач формулу (67) можно преобразовать, за- менив Ь = )т М где р— ы Р 2ЛХр Ьй соз «анги,й соз а контакта, лгс см; Е = 2,1 1О' кгс с,на — мо- иа етиннцу длины г1га юа 1Ф зс ас Рис Н8 Номограмма дая определения кояффициеита формы а~ба д руль упр1 гости первого рода материала шестерен; р„ив р,оа т зш и г,аа приведенный радиус кривизны р, и оа 2 г,— контактирующихся рабочих поверхностей зубьев двух шесте- 258 лг:, — 'зщх - (ыднус кривизны эвоэьчентцой поверхпорс" стн и ба ~ - той шестерни.
Подставляя найденные значения в формулу (69) и вычисляя постоянный коэффициент для угла зацепления э = 20' 8.2,1.10г,) О,-11' ~~ 8'21'1( =2140 полтччм рабочуюрасчегнуюформулу эш 40' г а; =-ЫФ4~ 1,~ ~,г'гь" ) гте г, -- ч,шло зуб ев рзссчнтываечои шестерни. к которой нри о лен ра четиыи чомснг М„= М, г т,; з, число з~ бьев сопчл ьепион шесгерни, .+" — для пары шестерен ьиешнего зим ~,ения, „— дэя папы шестерен внутренне~о зацепления Осэальные обозначения имеют прежний смысл Подсчитанные по этой формуле контактные напря,кения смятня зубьев наиболее напрял.снных шестерен коробок передач отечественных танков ие препон ходят 20 000 лгс/см' Валы коробок передач должны быть прочными, обладать высокой л.есткостью при нагруженни крутящими и изгибающими моментами, обеспечивать надежное крепление шестерен, зубчаток и м>фт Для получения достаточной прочности валы танковых коробок передач изготавливают из вышеуказанных выссколегированбых цсментпр)емых с~алей или высокоуглеродистых хрочистых типа 15Х и хронокрезшистых типа 38ХС сталей, подвергающихся соотншствэющей термической обработке Для повышения прочности и ьесткости валов )вслнчнваюг их диаметры, для средних и тяжелых танков оин достигают 70 — 90 мм, во избежание большой концентрации честных напряжений не допускают резких изменений сечений по алине вала, всемерно сокращают расстояние между опорами, причеияя вместо двухопорных трехопориые валы Наибольший пролет имеют двухопорные валы коробки передач танков ИС-З, он составляет 485 мэи Надежная передача крутящего момента от валов к шестерням, з) бчатьам и муфтам обеспечивается с помощью шлицев, неподвижные детали закрепляются на валах концевыми гайкамн Для установки на валах свободно сидящих шестерен чаще всего испотьз)ют игольчатые подшипники, принудительная смазка которых обычно осуществляется через осевое и радиальные сверления вала Прочность и жесткость вала проверяются по максимальному крутящему моменту М„=М„~ть подведенному от двигателя, и максимальномэ изгибающему моменту от действия сил в полюсах зацепления шестерен Цилиндрическая прямозубая шестерня (рпс 119,а) создает только радиальную нагрузку вала окружное 2М Р=~ — и распирающее Я = Р(пэ )силин Эти поперечные силы ивов 17 25'4 вызывают в теле вала небольшие касательные напряжения, которыми пренебрегают, н значительно ббльшие нормальные напряжения изгиба.
Цилиндрическая косов!бак шестерня !рнс. 119, б1 ссыдаст радиальную и '2М 'соа Р осевую нзгрузки вала: окр1жпое усилие Р =- — с —, распираюшую силу сг = Р— и осевую силу Л = РР, 'х Коническая пркнозубая шестерни !иа соз р (рнс. 119, в) также создает радиальн!ю н осеную нагрузки нала: окружное усилие Р—, расппрзкнцую силу О = Р!па сота и осевую силу 2Мв А =- шсл = Р!Иа а!п о.
Осевые силы не тотько с.кннают нли растягивают валы, чеы можно пренебречь, но, главное, вызывают продольный изгиб залов нз нлече раннои радиусу начальной окру,кностн шестерни. м ! Рис. 119. Силы в полюсах зацепления шестерен: а — цилиндрических прянозубых; б — цилиндрических косов>бых„. ив конических пряиозубых По известным силам и моментам, нагружающим вал, определяют реакции опор и строят эпюру изгибающих моментов. Статически неопределимые валы с тремя и более опорами рассчитываются по теореме трех моментов нли другими нзвестнымн методазт! 260 Для часто встречающегося трехопорного вала (рис.
120) реакцию средней опоры можно подсчитывать по формуле Рп (Е' — Е~~ — а') 2ЕаЕа Остальные реакции гтл и ЕЕв определяются из уравнений равновесия моментов. Для промежуточных и дополнительных валов с двумя одновременно работающими шестернями реакции находят ~а . М-а) с"~ У Е'и Рис. !2Ц Расиегиаи саеиа греаоиоииого вава отдельно от усилия каждой шестерни и затем их геометрически складывают. Эпюру изгибающих моментов в этом случае удобнее строить раздельно для двух взаимно перпендикулярных плоскостей.
Опасным считают то сечение вала, в котороаг суммарное напряжение о,, подсчитываемое обычно по третьей теории прочности, окажется наибольшим (7! ) где =, -.— нормальные напряжения изгиба и касательные напряжения кручения вала, определенные с учетом коэффициентов концентрации напряжений. Для выявления опасного сечения вала необходимо проверить суммарные напряжения в точках максимума эпюр изгибающих моментов и в сечениях с большими изгибающими моментами и наличием концентраторов напряжений. Кроме того, прочность валов должна проверяться на нескольких низших передачах и передаче заднего хода с учетом конкретного размещения шестерен между опорами, Суммарные напряжения в опасных сечениях валов на .наиболес нагруженных ступенях коробок передач отечественных танков не превосходят -., '.
2500 кгсЕсме, Жесткость валов оценивается величиной наибольнгего прогиба и угла закрутки вала, Прогиб вала определяют методом Мора-Верещагина путем перемножения эпюры изгибающих моментов от за- Р данной нормальной силы в полюсе зацепления йЕ = — с эпюрои сова В соответствии с третьим требованием для фиксирующей опоры вала выбирают такой подшипник качения, который способен воспринимать осевые силы. Его наружное кольцо наглухо закрепляют в картере, а внутреннее — на валу. Для остальных опор прнменшот подшипники, допускающие осевые смешения колец, закрепляя кольца в картере и на валу (сч рис.
107,8), нлн используют иные конструкции подшипников, нс закрепляя наружное кольцо от осевых Рнс Ган Расчетная стена консольного ната с конической шестсрнен перемещений относительно картера (см. рис. 107,5). Для выполнения пятого требования в фиксирующих опорах ведущей и ведомой конических шестерен предусматрйвают регулировочные детали для осевого смещения обеих шестерен при монтажной регулировке бокового зазора между зубьями и полноты зацепления конических шестерен. Особенность работы подшипников в танковых коробках передач состоит в переменной силовой нагрузке н перечснном числе оборотов, зависящих от режима работы двигателя и от номера включенной передачи Расчет подшипников танковых коробок основан на допущении о точ, что режим работы двш атсля остается постоянным и соответствующим максимальной чощности.
Для учета второ~о обстоятельства коэффициент работоспособно<ти С подшипника рассчитывается по приведенной нагрузке 9,р и произвольно выбранному приведенночу числу оборотов»нр С гУ р (» й) ' йей (79) где йа = ',б — коэффнцисн< дина< ично;ти нагрузки; и„ табличиыи коэффициент, учи<ыннющпн, какое пз двух кол<'ц подшипника вращается; й — об <ес число часов работы подишига, с пикон, ж ла<едьио не л<е1<сс 500 ч; (1, -= ! ~' а,"., <1 л -- п(н! 263 Передачи Передачи середнего хода коробки середич заднего Ь ~пи ~ли ! и ~п~ н(ч у чаган о.%, хт / ( О.эь О,! 0 Го 0,03 0,05 0,05 О,! 0,02 0,2 0,3 0,2 0,03 Для подшипников, воспринимающих и осевую нагрузку Л, коэффициент работоспособности подсчитывается по приведенной радиальной и приведенной аналогичным способом осевой Лка нагруз- кам С = Щей„-',— ш, А„,,) (л„ай)ел /га, где нь~ — табличный коэффициент, характеризующий способность данного типа подшипника воспринимать осевую силу, Синхронизаторы применяются в простых коробках передач для предварительного выравнивания угловых скоростей включаемых зубчатых элементов посредством их взаимного трения.
Достоинство синхронизаторов заключается в уменьшении износа зубьев шестерен или муфт коробка передач, в облегчении работы водителя, в некотором сокрашении времени переключения передач. К ним предь являются следующие требования: !) высокая эффективность действия, обеспечивающая быстрое выравнивание скоростей; 2) высокая износоустойчивость, гарантирующая эффективную работу синхронизатора в течение длительного периода эксплуатации; 3) компактность и простота устройства. По принципу работы синхронизаторы делятся на простые (нли пружинные) и инершьонные; по форме трущихся поверхностей— на конусные и дисковые (рььс. 122). Широкое распространение кон)сных синхронизаторов (см. рнс.
!22,а, в, г) объясняется их компактностью и высокой эффективностью (возмо кностыо нолт*!ения большого момента сил трения прп ограниченном осевом >силин, приложенном к муфте). Прп ма- чбх ведениая радиальная нагрузка на подшипник; Ь,Ь, - радиальная нагрузка подшипника на ь-той передаче, кгс; ~3, = — ' — отнол, ььср шение числа оборотов подшипника на ь'-той передаче к произвольно выбранному приведенному числу оборотов; ль„-1- А— суммирование по всем т„передачам переднего хода и А ььередачам заднего хода; н, — доля временя работы коробки передач ьш ь той ступени.
На основании статистических данных могут быть рекомендованы следующие числовые значения н, для б-ст)!)ьенчатой КП и ориентировочно для 8-ступенчатой КП (табл. !6). Табднда ьб лом угле конуса (а = 7'30') синхронизатора танка Т-54 он создает момент трения почти в восемь раз болыппй, чем равновеликий дисковый синхронизатор. Для повышения эффективности дисковых синхронизаторов увеличивают число Я„., пар поверхностей трения (см. рпс.
122,б; 2,, = 29), что одновременно создает предпосылки получения более износостойкой конструкции. В простых сннхронизаторах немецких танков Т-1Ч (см. рис. 122, б) и Т-Ъ' (см. рпс. 122,г) усилие от зубчатой муфты 1 к поверхностям трения 4 синхронизаторов передается через фиксаторы 7 и ограничивается усилием их пружин 8. В синхронизаторе танка Т-1Ч усилие от фиксаторов 7 к поверхностям дисков трения 4 передается тремя скользящими шпоикамн 6, в лунки 5 которых входят колпачки фиксаторов 7. При чрезмерно быстром перемещении кулисы фиксаторы утапливаются и пропускают муфту 1 к шестерне 8 до полного выравнивания их скоростей. В инерционных спнхроннзаторах танка Т-54 (см. рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
