3. Надежность валов Исходные данные для расчета вероятности безотказной работы валов по критериям прочности и жесткости

Вращающийся момент Т=1050Нм;

Коэффициент вариации = 0,12;

;

d=48мм;

= 0,04;

=0,44;

= 0,03;

0,08;

= 0,3;

Так как все валы коробки передач изготовлены из одного материала с одинаковой термообработкой и физическими свойствами, то расчет будет проводиться по наименее надежному валу, испытывающему максимальные нагрузки с минимальным сечением.

Коэффициент вариации предела выносливости детали по нормальным напряжениям определяем по зависимости:

= + + 0,04² + 0,08² + 0,44² =

0,0016 + 0,0064 + 0,1936 = 0,202

Квантиль нормального распределения u_p вероятности безотказной работы определяем по формуле:

u_p = - = - = - = - =

- 2,112.

По полученному значению квантили и по таблицам нормированного нормального распределения определяем вероятность безотказной работы промежуточного вала по критериям прочности и жесткости, которая будет равна р_пром 0,9821. (см. Приложение Б, таблица - квантили нормального нормированного распределения[7])

Остальные валы коробки передач также имеют в своем составе шестерни, которые передают усилия через крутящие моменты, но шестерни на них сделаны за одно целое с валом или располагаются на шлицах, поэтому для определения общей вероятности безотказной работы валов коробки передач можно рассматривать как произведение этих вероятностей по наиболее уязвимому варианту.

Р_пр;ж =р_пром⁴ = 0,9821⁴ = 0,930

4. Расчет надежности подшипников качения Исходные данные для расчета вероятности безотказной работы подшипников качения

Выбираем в качестве базового образца роликоподшипник 2207, нагруженный случайной радиальной силой с коэффициентом вариации =0,12.

Частота вращения внутреннего кольца подшипника n = 300 мин^-1;

требуемый ресурс L_h = 3500 ч;

среднее значение эквивалентной нагрузки = 4700 Н;

По каталогу-справочнику определяем 90%-ную динамическую грузоподъемность = 25600 Н.

Вычисляем заданный ресурс в миллионах оборотов

L = 60 n L_h10^-6 = 60 *300 *3500 10^-6 = 63.

Среднее значение динамической грузоподъемности

= 1,46*С₉₀ == 1,46* 25600 = 37400 Н.

Проведем проверочный расчет соотношения в зависимости от долговечности L_h и частоты вращения n

Р = 37400 / 4700 = 7,96

По таблицам «Справочника техника-конструктора» для роликоподшипников по заданным значениям L_h = 3500ч., n = 300мин^-1 находим, Р 3,7. [8]

Полученный результат Р = 7,96 в сравнении с табличным Р  3,7 следует считать вполне приемлемым, т.к. выбор номинальной долговечности подшипника определяется технико-экономическими показателями эксплуатации машины, сложностью ее разборки при замене подшипника и требованиями к ее надежности.

Коэффициент запаса по средним

= = = = 2,3.

Коэффициент вариации эквивалентной динамической нагрузки принимаем равным коэффициенту вариации внешней нагрузки = 0,12.

u_p = - = - = - =

- 2,2.

По таблицам нормального распределения в зависимости от полученного значения квантили u_p находим, что вероятность безотказной работы роликоподшипника равна P_L= 0,9861. (см. Приложение Б, таблица - квантили нормального нормированного распределения[7]).Так как роликовых подшипника четыре, то вероятность безотказной работы роликоподшипников равна P_L= =0,9455

Так как показатель степени для шарикоподшипникар=3,то коэффициент запаса будет определяться следующим образом:

= = = = 2,03

u_p = - = - u_p = - = - = - 1,97

По таблицам нормального распределения в зависимости от полученного значения квантили u_p находим, что вероятность безотказной работы шарикоподшипника равна P_L= 0,9772. (см. Приложение Б, таблица - квантили нормального нормированного распределения[7]). Так как шариковых подшипника четыре, то вероятность безотказной работы шарикоподшипников равна P_L= =0,912

0бщая вероятность безотказной работы подшипников качения P=0,9455*0,912=0,862