2 齿轮的设计及校核(7)

2019-08-30 22:35

虑。截面Ⅱ与Ⅲ相比,截面尺寸相同,弯矩相差不大,但截面Ⅱ的应 力集中没有截面Ⅲ严重,故截面Ⅱ不予考虑。截面Ⅳ与Ⅲ相比,截面尺寸相同,但截面Ⅳ的载荷相对较小,故截面Ⅳ不予考虑。截面Ⅴ与Ⅵ相比,均有应力集中,且截面尺寸相同,但截面Ⅵ载荷相对较小,故截面Ⅵ不予考虑。

因此,最后确定截面Ⅲ和Ⅴ为危险截面。由于Ⅳ档时C点的合成弯矩和转矩均小于Ⅲ档时C点的合成弯矩和转矩,且Ⅲ档时第二轴的强度足够,显然Ⅳ档时第二轴无需强度校核,其强度一定也足够。

通过上述对第二轴各档时的校核计算可知,第二轴的强度足够,工作安全可靠。

5轴的刚度校核 由公式得:fc?F1ab3EIL22?4541.90?49?2293?2.1?10?5223.14?306424?0.082?0.05?0.10?278

fs?F2ab3EIL22?1759.21?49?2293?2.1?10?523.14?3864224?0.13?0.10?0.15?278

轴的全挠度为f度要求。 ? 倒档时 1.轴上受力分析

?fc?fs?220.082?0.13?0.15mm?0.2mm,符合刚

齿轮的圆周力为:Ft11 齿轮的径向力为:Fr11?2T11d11?2?870.33?10124.513?14135.41N

?Ft11tg?cos??14135.41?tg20?cos20??5475.06N 齿轮的轴向力为:Fa112.求支反力

?Ft11tg??14135.41?tg20??5144.87N

1)水平平面内的支反力:

RBx RAx?Ft11l1l?14135.41?45278?2288.11N

?Ft11?RBx?14135.41?2288.11?11847.30N 2)垂直平面内的支反力: RAy RBy?Fr11l2l?5475.06?62.26278?1226.08N

?Fr11?RBy?5475.06?1226.08?4248.98N 3)合成支反力

作用点A上的合成支反力:

RA?RAx?RAy?2211847.302?1226.082?11910.57N

作用点B上的合成支反力:

RB?RBx?RBy?222288.11?4248.9822?4825.90N

3.弯矩和转矩 1)弯矩

齿轮的作用力在水平平面的弯矩

MCx?14135.41?233278?45?533128.68N?m

齿轮的作用力在垂直平面的弯矩

MCy?5475.06?233?5144.87?62.26278?45?258346.71N?m

齿轮的作用力在C截面作出的最大合成弯矩

MC?M2Cx?M2Cy?533128.682?258346.712?592426.55N?m

2)转矩

当变速器挂在倒档时第二轴的转矩 T11?870.33N?m 4轴的强度校核 按第三强度理论得: M?M2Cx?M2Cy?Tj?2533128.682?258346.71?870.3322?592427.18N?m则在弯矩和转矩联合作用下的轴应力?(MPa)

??32M?d3?32?592427.183.14?373?119.19MPa?????400MPa

5轴的刚度校核 由公式得:fc?F1ab3EIL22?14135.41?233?453?2.1?10?5223.14?376424?0.096?0.05?0.10

?278 fs?F2ab3EIL22?5475.06?233?453?2.1?10?523.14?376424?0.11?0.10?0.15?278

轴的全挠度为f度要求。

?fc?fs?220.096?0.11?0.146mm?0.2mm2,符合刚

3.3 轴承的选择及校核 3.3.1 轴承的确定

第一轴后轴承采用外座圈上有止动槽的深沟球轴承,为便于第一轴的拆装,通常该轴承的外圈直径选择得比第一轴齿轮的齿顶圆直径大。

对于第二轴前轴承,由于第二轴是空套在第一轴齿轮内腔中的,空间有限,而滚针轴承适用于安装尺寸受限制的地方,因而选用向心滚针轴承。后轴承同样采用外座圈上有止动槽的深沟球轴承。

第二轴Ⅰ至Ⅳ档齿轮以及倒档齿轮均通过滚针轴承与轴联接,使齿轮与轴的转动互不干涉。由于尺寸受到限制,故采用无内外座圈的滚针和保持架组件。

在轴的设计计算中,已经分别完成了对各轴的轴径尺寸以及轴承型号的确定。现将轴承参数汇总如表3.1所示:

表3.1 深沟球轴承型号及尺寸 外形尺寸(mm)

轴承 型号

第一轴后轴承 第二轴后轴承 第二轴后轴承

表3.2 滚针轴承型号及尺寸

安装尺寸额定动额定静

轴或 齿轮

d

第二轴 Ⅲ档齿轮

K38×44×25

38

D 44

B 25

外形尺寸(mm)

轴承型号

(mm)

H1

安装尺寸(mm)

damin

Damin

额定动额定静

ramax

d D B

载荷Cr 载荷C0r (kN)

(kN) 17.8

6307 35 80 21 44 71 1.5 25.8

6309 45 100 25 54 90 1.5 40.8 29.8

6207 35 72 17 42 65 1 19.8 13.5

载荷Cr 载荷C0r (kN) 49.8

(kN) 105

2.7

第二轴 Ⅱ档齿及K45×50×27

45

50

27

1.7

33.5

86

一档齿轮/倒档齿轮

3.3.2 轴承的校核

第二轴后轴承6309校核轴承寿命 1)求水平面内支反力RAx、RBx和弯矩MCx

可得RAx=10549.37N,RBx=6907.33N,MCx=1160430.99N.mm

Fa9676.41 内部附加力FS1、

FS2,

C?0r29800?0.32 ,Y=1.12,e=0.40 RAx FS1?2Y?4709.54N

FRBxS2?2Y?3083.63N

2)轴向力Fa1和Fa2 由于 Fa9?FS2?9676.41?3083.63?12760.04N?FS1?4709.54N

所以轴承2被放松,轴承1被压紧 Fa1?Fa9?FS2?12760.04N

Fa2?FS1?4709.54N

3)求当量动载荷 查得: Cr?40800N,C0r?29800N

径向当量动载荷Pr

查得


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