4 Динамический расчет коробки  скоростей

 

         Крутящий момент двигателя:

 

                                      ,                                              (4.1)

          

где - мощность двигателя, кВт;

  - частота вращения вала двигателя, об/мин.

                           

. 

          Крутящие моменты на валах рассчитываем по следующим формулам: 

                                                                                            

                                                                                   (4.2)

                                                                                    (4.3)

                                                           (4.4)

                                                                                   (4.5) 

         Крутящий момент на первом  валу по формуле (4.2):

 

.

 

          Крутящий момент на втором  валу по формуле (4.3): 
 
 

.

 

            Крутящий момент на третьем   валу по формуле (4.4): 

. 

          Крутящий момент на четвёртом  валу по формуле (4.5): 

.

                                    

        4.1 Ориентировочный расчет  валов  

        Предварительный расчет проводим на кручение по допускаемым напряжениям: 

       ,                                                    (4.6) 

где  допускаемое напряжение на кручение;

   - крутящий момент на валу,Нм.

      

       Диаметр первого вала по формуле (4.6): 

. 

       Диаметр второго вала по формуле  (4.6): 

.

        Диаметр третьего вала по формуле  (4.6): 

. 

     Диаметр четвёртого вала по формуле (4.6): 

.

       

       4.2 Уточненный расчет валов 

       Уточнённый расчет проводим для  наиболее нагруженного вала (с наибольшим крутящим моментом). Выбираем колесо с наименьшим диаметром на этом валу и для него строим эпюры моментов, которые возникают при вращении.

       Окружное усилие, возникающее в зацеплении: 

                                    ,                                                    (4.7) 

где  - крутящий момент на валу, Нм;

          - делительный диаметр колеса, мм.                                                              

      Для четвертого вала, на котором и   окружная сила по формуле (4.7): 

.

   

        Радиальное усилие: 

                                         ,                                                  (4.8)

                                               

где      - угол в зацеплении.

                                                       

.

        Находим сумму моментов относительно точки А: 

   

     Находим сумму моментов относительно точки В: 

;

    

     Изгибающий  момент в плоскости xz: 

                                     .                                                       (4.9) 

      Изгибающий момент в плоскости yz: 

                                    .                                                     (4.10) 

;

.

                                                

      По полученным данным строим эпюры моментов, которые представлены на рисунке 4 .

         R_x1        A                                                                                            B      R_x2

   R_y1                                                                           F_t                     R_y2  

                                      a = 450                              F_r               b = 320

                                                                                                                         M_y, Нм

                                                                           139,05                                   M_x, Нм   

                                                                      382,05                                  

           Рисунок 4- Эпюры моментов

      Результирующий момент:

 

                                                                 (4.11) 

       .

      Диаметр четвертого вала по формуле (4.6) с учетом : 

. 

         После уточнённого расчета диаметр  четвертого вала увеличился на 30%  по сравнению с предварительным  расчетом, следовательно, диаметры  остальных валов увеличиваем  на 30%.  

Принимаем диаметры валов: d_в1 = 37 мм, d_в2 = 38 мм, d_в3 = 38 мм, d_в4 = 44 мм;

диаметры  валов под подшипниками: d_п1 = 40 мм, d_п2 = 40 мм, d_п3 =   40 мм,

d_п4 = 45 мм;

диаметры  валов под колесами: d_к1 = 42 мм, d_к2 = 44 мм, d_к3 = 42 мм,

d_к4 = 46 мм.