Calculul de alegere a lagarelor cutiei de viteze

Calculul de alegere a lagarelor cutiei de viteze

Lagarele reductorului sunt componente prin intermediul carora arborii mecanismului reductor se sprijina pe carter pentru a le permite: fixarea si ghidarea, rotatia si preluarea eforturilor in timpul functionarii.

Principalele cerinte functionale sunt: functionarea silentioasa, capacitate portanta mare la un gabarit minim, durabilitate, reglaje minime in exploatare si sa permita variatiile de lungime ale arborilor.

In constructia reductoarelor de turatie pentru automobile sunt utilizate lagare lagare cu rostogolire (rulmenti).

Alegerea tipului de lagar se face in functie de:

- organizarea transmisiei - carter comun al cutiei de viteze si al puntii motoare;

- pozitia motorului (transversal sau longitudinal), ce implica utilizarea unui angrenaj cilindric sau conic pentru transmisia principala;

- pozitia cutiei de viteze - in prelungirea motorului sau in partea inferioara a acestuia;

- tipul si marimea incarcarilor - radiale, radial-axiale.

Lagarele cu rostogolire (rulmenti) sunt cele mai raspandite in constructia reductoarelor de turatie pentru automobile, deoarece se adapteaza perfect ungerii prin barbotare.

Dimensionarea unui rulment se determina in functie de sarcina din lagarul in care se monteaza, de durabilitatea in functiune si de siguranta impusa in exploatare.

Sarcina dinamica de baza c se foloseste la determinarea dimensiunii rulmentilor care se rotesc sub sarcina. Tinand seama de sarcina dinamica de baza a rulmentului, se calculeaza timpul de functionare pana la obosirea materialului, determinandu-se astfel durabilitatea calculata.

Durabilitatea unui rulment este numarul de rotatii sau de ore pe care le poate efectua, inainte de aparitia primelor semne de oboseala a materialului pe caile de rulare ale inelelor sau pe corpurile de rostogolire. Durabilitatea nominala este durabilitatea asociata unei fiabilitati de 90% si se calculeaza cu relatia

unde:

L₁₀ - durabilitatea nominala in milioane de rotatii;

c - sarcina de baza kN

P - sarcina dinamica echivalenta;

p - 3 pentru rulmenti cu bile;

-10/3 pentru rulmenti cu role.

Sarcina dinamica echivalenta se calculeaza cu relatiile:

P = F_r - pentru sarcina pur radiala,

P = Y F_r + Y F_a - pentru sarcina combinata,

unde, F_r - componenta radiala a incarcarii kN

F_a - componenta axiala a incarcarii kN

Pentru tipurile de rulmenti folosite sarcina radiala dinamica echivalenta se calculeaza cu relatiile:

- rulmenti radiali cu bile pe un rand:

P_r = F_r cand F_a/F_r £ e

P_r = XF_r + YF_a cand F_a/F_r >e;

- rulmenti radiali-axiali cu role cilindrice:

P_r = F_r cand F_a/F_r £ e

P_r = 0,4F_r + YF_a cand F_a/F_r >e.

Numarul de cicluri pe care il efectueaza un rulment in fiecare treapta a cutiei de viteze se calculeaza cu relatia:

unde: S - parcursul in km pana la RK km

c_u - coeficientul de utilizare al treptei de viteza k

i - raportul de transmitere de la arborele pe care este montat rulmentul si pana la roata:

i = i₀ pentru arborele secundar;

i = i₀ - i_k pentru arborele intermediar;

i = i₀ i_{CV k} pentru arborele primar.

Fortele de incarcare ale rulmentilor pe fiecare treapta de viteza sunt cele determinate la calculul de rezistenta al angrenajelor.

Propunandu-ne ca rulmentii sa reziste 300 000 km pana la RK, pentru un coeficient de utilizare a momentului motor d = 0,6 si coeficientii a a a a a = 25% obtinem urmatoarele valori pentru durata de viata ceruta si fortele din lagare, tabelul urmator.

Calculul sarcinii dinamice se face cu relatia:

kN

unde: F_m - sarcina medie constanta;

F₁, F₂, ., F_n - sarcina constanta in timpul rotatiilor n₁, n₂, ., n_n.

n₁, n₂, ., n_n - numarul de rotatii in timpul incarcarii cu sarcinile F₁, F₂, ., F_n.

P - 3 pentru rulmenti cu bile;

10/3 pentru rulmenti cu role.