3.5. Вибір і розрахунок підшипників кп

В існуючих тривальних КП первинний вал переднім кінцем встановлюється в торець колінчастого валу на голчастих, роликових або кулькових радіальних підшипниках. Правим кінцем первинний вал встановлюється в картері коробки передач як правило на радіальних під­шипниках. Причому зовнішній діаметр цього підшипника повинен бути більшим від діаметру виступів зубчастого колеса первинного валу для можливого складання коробки передач. Тому дійсний розмір підшипника тут завжди більший від розрахункового, що дозволяє встановлювати раді­альний підшипник, який здатний сприйняти осьову силу, викликану косозубим зачепленням первинного і проміжного валів.

Проміжний вал переднім кінцем встановлюється в кулькових, або частіше в роликових підшипниках, а заднім кінцем в кулькових, або ро­ликових радіально-упорних підшипниках для сприйняття результуючих осьових сил на проміжному валі. Часто проміжний вал виконується у вигляді блоку зубчастих коліс, який обертається на осі на голчастих підшипниках. В цьому випадку результуюча осьова сила сприймається упорною шайбою, встановленою між блоком і корпусом коробки передач.

Вторинний вал переднім кінцем встановлюється в торець первинного вала, як правило на голчастих підшипниках без внутрішньої обойми, що збільшує діаметр опорної шийки вала, а значить збільшує його жорсткість.

Заднім кінцем вторинний вал встановлюється в кулькові або роликові радіально-упорні підшипники для сприйняття осьових сил, що діють в косозубому зачепленні зубчастих коліс вторинного і проміжного валів.

Для вибору підшипників креслять кінематичну схему КП з усіма діючими сила­ми і координатами точок їх прикладання на кожній передачі (див. рис. 3.2). Спочатку розглядають вторинний вал, потім проміжний і нарешті первинний. За ві­домими формулами опору матеріалів в кожній опорі кожного вала визна­чають вертикальні R_іе, горизонтальні R_іг і сумарні радіальні R_і ре­акції, а також осьові сили F_іа .

Підшипник для кожної опори вибирають за динамічною вантажопідйомністю С, яка визначається за розрахунковим (еквівалентним) навантаженням R_е та частотою обертання відповідного вала КП в об/хв у відповідності із ГОСТом 18855-82:

(3.17)

де Р = 3 – показник степені для кулькових підшипників;

Р = 3,33 - показник степені для роликопідшипників;

h - довговічність підшипника в годинах.

Для однорядних підшипників (радіальних), радіально-упорних кулькових та роликових підшипників еквівалентне навантаження на підшипник на і-й передачі

де _і – доля роботи на і-тій передачі, вибирається за таблицею 3.3;

_і - коефіцієнт відносної частоти обертання підшипника на і-й передачі;

R_ni - приведене навантаження на підшипник на і-й передачі.

Коефіцієнт відносної частоти обертання підшипника на і-тій передачі

де n_i - частота обертання кільця підшипника на і-й передачі;

n_екв - еквівалентна частота обертання, в розрахунках приймається 1000 хв^-1.

Таблиця 3.4

Значення _і

Число передач	П е р е д а ч а
	1	2	3	4	5
3	0,02	0,1	0,88
4	0,01	0,04	0,25	0,7
5	0,01	0,03	0,12	0,24	0,6

Частота обертання відповідного підшипника:

• для підшипників первинного вала

(3.18)

де V_aср= 0,6V_amax - середня швидкість руху автомобіля;

u_д2 , u₀ - передавальні числа додаткової коробки та головної передачі.

• для підшипників проміжного вала

• для заднього підшипника вторинного вала

• для переднього підшипника вторинного вала

Приведене навантаження на підшипник на і-й передачі

якщо (3.19)

якщо

де X, Y – коефіцієнти радіального та осьового навантаження;

e – параметр осьового навантаження;

R_ri, R_ai - відповідно радіальне та осьове навантаження на підшипник на і-й передачі;

V – коефіцієнт обертання, що враховує яке кільце обертається, V = 1,0 якщо обертається внутрішнє кільце, V = 1,2 якщо обертається зовнішнє кільце,

К_б - коефіцієнт безпеки, що враховує динамічність навантаження, К_б = 1,0…1,3;

К_T - температурний коефіцієнт, що залежить від температури нагріву, при температурі нагріву до 100 ⁰С К_Т = 1.

Коефіцієнти X, Y, e визначаються за каталогом.

Довговічність підшипника в годинах

де S - міжремонтний пробіг автомобіля; S =100000 км. - для малолітражних легкових автомобілів; S = 160000 км. - для решти легкових і всіх вантажних; S = 200000 км. - для автобусів.

На основі розрахованого значення динамічної вантажопідйомності за каталогом вибирають підшипник, виходячи із умови

де С₀ – базовий коефіцієнт динамічної вантажопідйомності підшипника за каталогом.