D – диаметр вала в опасном сечении.

Шлицованый вал рассчитывают по внутреннему диаметру.

Жесткость валов определяют по их прогибу.

Возникаемые при работе коробки силы, вызывают прогиб вала в плоскости, в которой лежат оси валов.

Прогиб вала в каждой плоскости должен лежать в пределах от 0,05 до 0,1 мм.

Исходя из величин прогибов в вертикальных и горизонтальных плоскостях вала определяется величина полного прогиба:

.

Валы должны обладать остаточной жесткостью, поэтому напряжения в них находятся в пределах s=200…400 МПа.

Для изготовления валов используют те же материалы, что и для шестерен. При наличии на валу шлицов их проверяют на смятие [t_см]=200…300 МПа.

Долговечность подшипников.

Критерием эксплуатации автомобильных подшипников является базовая долговечность, соответствующая 90%-й надежности. Для определения долговечности подшипников необходимо знать:

- радиальные и осевые силы, действующие на подшипник (на каждой передаче);

- ресурс коробки до кап. ремонта;

- среднюю техническую скорость движения;

- распределение пробега на передачах.

Радиальные и осевые силы – реакции валов коробки.

Расчетная величина моментов при определении реакций устанавливается с учетом коэффициента использования крутящего момента, который зависит от отношения мощности двигателя к весу автомобиля по эмпирической формуле:

.

Ресурс коробки зависит от типа АТС:

- легковые особо малого класса 100…125 тыс. км;

- легковые малого класса 125…150 тыс. км;

- легковые среднего класса 200…250 тыс. км;

- грузовые 250…500 тыс. км.

Примерное распределение пробега АТС на различных передачах:

- 4-х ступенчатая КП:

1-я передача: 1%;

2-я передача: 4%;

3-я передача: 20%;

4-я передача: 75%;

З,Х. ------------- 0,3%;

- 5-ти ступенчатая КП:

1-я передача: 1%;

2-я передача: 3%;

3-я передача: 6%;

4-я передача: 15%;

5-я передача: 75%;

З,Х. ------------- 0,3%;

Базовая долговечность подшипника согласно ГОСТа определяется по ресурсу (в млн. оборотов) и равняется:

,

р – показатель степени, зависит от типа подшипника;

С – динамическая грузоподъемность;

Р – эквивалентная динамическая нагрузка, определяется из условий работы на каждой передаче;

Для радиальных подшипников .

Для радиально-упорных - .

Здесь:

X, Y – коэффициенты радиальной и осевой нагрузок;

F_r, F_a – радиальная и осевая нагрузки;

V – коэффициент вращения, при вращении внутреннего кольца V=1, наружного – V=1,2;

k₁ – коэффициент безопасности (для КП =1);

k₂ – температурный коэффициент (для температуры 150°С (режим работы КП) = 1,1).

Для вычисления эквивалентной динамической нагрузки на подшипник вначале определяют долю работы подшипника на каждой передаче с учетом нагрузки, числа оборотов за время работы на данной передаче затем суммируют нагрузки по всем передачам, определяя эквивалентную по формуле:

.

Аналогичным образом выполняется расчет дополнительных коробок – делителя, демультипликатора.