Анализ эксплуатационных свойств автомобиля ВАЗ-2112. Модернизация синхронизатора КПП, страница 21

Расчет показал ,что контактные напряжения в зубьях шестерен передней передачи находятся в допустимых пределах только для цементированных зубьев. Цементируемые . Цианируемые

7.3.2.2 Косозубое зацепление шестерён (пары постоянного

зацепления)

1. Общее выражение для определения напряжений в месте контакта:

,                            (129)

где     σ_к – контактные напряжения в полюсе зацепления шестерен;

N – нормальное давление между зубьями в полюсе зацепления;

Е – модуль упругости первого рода Е = 2·10МПа:

r₁ и r₂ – радиусы кривизны зубьев в полюсе зацепления соответственно ведущей и ведомой шестерен;

в – рабочая длина контакта или ширина шестерни, в=0,015м;

a – угол зацепления, a= 20º.

2. Окружное усилие на начальной окружности для первичного,  вторичного валов, Н:

,                                      (130)

       где     ,   – радиусы начальных окружностей зубчатых колес на пятой передаче.

3. Радиусы начальных окружностей зубчатых колес найдем из следующего соотношения:

,                                    (131)

Тогда

,                                             (132)

.

,                                            (133)

.

4. Окружное усилие на начальной окружности для первичного,  вторичного вала, Н:

;

Вторичного вала, Н:

5. Подставляем найденные значения в формулу (123), получим:

;

.

Расчет показал ,что контактные напряжения в зубьях шестерен передней передачи находятся в допустимых пределах только для цементированных зубьев. Цементируемые . Цианируемые

Аналогично расчет контактных напряжений в полюсе зацепления производится для всех передач КП.

7.3.3 Расчет вторичного вала на прочность

В коробке передач ее выла работают на кручение и изгиб. Поютому валы должны обладать достаточной прочностью.

Прогиб вторичного вала:

0,13 – 0,15 мм для высших передач

0,15 – 0,25 мм для низших передач

Валы КП передают крутящий момент и испытывают изгиб под действием сил, действующих в зубчатых зацеплениях.

Окружная сила:

,                                                     (134)

где      – передаточное число до рассчитываемой шестерни;

 – диаметр шестерни;

 – крутящий момент, приложенный к первичному валу.

.

Радиальная сила:

,                                                 (135)

где      – угол зацепления;

 – угол наклона зубьев шестерён.

.

Осевая сила:

,                                      (136)

.

7.3.3.1 Определение сил и реакций в подшипниках

Силы действующие на тихоходный вал:

окружная сила, радиальная сила .

Определим реакции связи:

Рассмотрим плоскость YOZ:

,                               (137)

,                                           (138)

.

,                          (139)

,                                           (140)

.

Проверка:

,                             (141)

.

Рассмотрим плоскость ХOZ:

,                            (142)

,                                          (143)

.

,                         (144)

,                                          (145)

.

Проверка:

,                               (146)

Построим эпюры моментов:

Рассмотрим плоскость YOZ:

1. ,

,

2. ,

,

3.

Рассмотрим плоскость ХOZ:

1. ,

,

2. ,

,

3.

Момент крутящий

7.3.3.2 Расчет  вторичного вала на выносливость

Предел выносливости:

,                                    (147)

где      – коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям,

 – коэффициент запаса прочности по касательным напряженим, - [1.5…2]

Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям:

,                                            (148)

где      – предел выносливости вала; 

 – напряжения в опасных сечениях.

Предел выносливости вала:

,                                      (149)

где      – предел выносливости, ,

 – коэффициент снижения предела выносливости:

,                               (150)

где     = 4,15;

 – коэффициент влияния качества поверхности, ;

 – коэффициент влияния поверхностного упрочнения, ,

Тогда 

;

.

Напряжения в опасном сечении: