Файл: ЛАБОРАТОРНЫЕ работы по ДМ.doc

Задание: 1) изучить работу коробки передач и способ переключения скоростей, определить основные кинематические параметры; вручную проверить свободное вращение валов;

2) определить геометрические параметры одной передачи по указанию преподавателя;

3) измерить и проставить на эскизе коробки передач габаритные и присоединительные размеры.

Теоретическое введение

Автомобильная коробка передач – это зубчатый многоступенчатый механизм с ручным переключением, служащий для изменения частоты вращения ведомого вала. Общий вид и кинематическая схема автомобильной коробки передач представлены на рис. 6.1.

Коробку передач образуют пять пар зубчатых колес, имеющих передаточные отношения . Зубчатые колеса образуют различные кинематические схемы, обеспечивающие четыре передаточных отношения коробки. На боковых поверхностях зубчатых колес выполнены кулачковые муфты, за счет включения которых происходит изменение передаточного отношения коробки. Переключение скоростей осуществляется перемещением блока зубчатых колес II₁ – III₁ и зубчатого колеса I₂ c помощью вилок и рычага переключения. Задний ход в коробке передач обеспечивается путем передвижения блока зубчатых колес I₁ – IV₁. Колесо I₂ связано с валом шлицевым соединением, допускающим его осевое перемещение. Посадочные поверхности зубчатых колес I₁, II₁, III₁, IV₁ образуют с валом подшипник скольжения. Это позволяет им вращаться со скоростью, отличной от скорости вращения вала. Остальные колеса и шестерни жестко зафиксированы на валу.

Рис. 6.1. Общий вид и кинематическая схема автомобильной коробки передач

передаточное отношение передачи определяется как

,

где ω₁ и ω₂ – угловые скорости соответственно ведущего и ведомого звена.

Если механизм имеет несколько передач, соединенных последовательно и передающих крутящий момент, общее передаточное отношение i₀ определяется как

i₀ = i₁ i₂ i₃ … i_n,

где i₁, …, i_n – передаточные отношения передач.

При расчетах зубчатых передач чаще используется понятие передаточного числа:

,

где z₁ и z₂ – числа зубьев соответственно шестерни и колеса.

Общий КПД механизма определяется по выражению:

,

где η₁, …, η_i – КПД отдельных звеньев механизма.

Следовательно, общий КПД коробки передач определяется по выражению:

,

где – КПД одной пары подшипников качения;– КПД одной зубчатой цилиндрической передачи;– КПД кулачковой муфты.

Геометрия цилиндрического зубчатого зацепления приведена в теоретическом введении к лабораторной работе № 2.

Основная геометрическая характеристика зубчатой передачи – модуль зацепления:

,

где p – шаг зубьев по делительной окружности колеса;  – угол наклона линии зуба.

Значения модуля m стандартизированы ГОСТ 9563-60.

При проектировании цилиндрической зубчатой передачи необходимо также рассчитывать:

– диаметры делительной окружности шестерни и колеса ;

– диаметры основных окружностей шестерни и колеса d_b = d cosα;

– диаметры впадин шестерни и колеса ;

– диаметры вершин шестерни и колеса ;

– делительное межосевое расстояние а = 0,5m(z₁ + z₂).

Если передача выполнена без смещения, то диаметры начальных окружностей d_w = d, а начальное межосевое расстояние а_w = a. Межосевые расстояния стандартизированы ГОСТ 2185-66.

Оборудование

В лабораторной работе используется коробка передач автомобиля ВАЗ, имеющая 4 передачи переднего хода и одну – заднего (рис. 6.2).

Корпус коробки передач состоит из картера 1 из алюминиевого сплава и крышки 21. В картере установлен первичный вал 2, выполненный заодно с шестерней 3. Левый конец вала устанавливается в приводе сцепления автомобиля, на правом конце вала стоит муфта синхронизатора. Шестерня 3 постоянно находится в зацеплении с колесом 4, выполненном заодно с промежуточным валом 5. На этом валу также установлены шестерня 6 III-й передачи, шестерня 7 II-й передачи и шестерня 8. Шестерни 6 и 7 входят в зацепление соответственно с колесами 9 и 10, свободно установленными на вторичном валу 12. На этом же валу установлено колесо 11 I-й передачи. Первичный и вторичный валы расположены соосно, с возможностью жесткого соединения между собой с помощью синхронизирующих муфт на торцах зубчатых колес 3 и 9. Задний ход в коробке передач обеспечивается путем соединения шестерни 8 с блоком шестерней 13, свободно установленном на оси 14.

Все передачи выполнены косозубыми, за исключением заднего хода, с разным наклоном и модулем зубьев.

Валы коробки передач имеют опоры – это радиальные шариковые и роликовые подшипники качения 15, 16, 17. Подшипниковые узлы закрыты крышками 18, 19, 20.

Переключение скоростей осуществляется при помощи рычага 22.

Рис. 6.2. Коробка передач автомобиля ВАЗ

Порядок выполнения работы

1. Изучить работу коробки передач и способ переключения скоростей. Для этого выполнить следующие операции:

а) с помощью рычага переключения скоростей включить передачу;

б) приведя в движение входной вал, определить схему передачи движения от входного вала к выходному;

в) вычертить кинематическую схему коробки скоростей, схематично показав изображение потока мощности, в одной паре зацепления нанести действующие силы с углом их направления;

г) поворачивать входной вал, пока выходной не выполнит полный оборот, по величине поворота стрелки определить угол поворота входного вала , соответствующего повороту выходного вала на угол, определить передаточные отношения коробкипо выражению:

.

2. Подсчитать числа зубьев шестерни и колесаи определить передаточное числоэтой передачи.

3. Составить выражения для определения общего передаточного отношения каждой ступени , гдеи– передаточные отношения соответствующие одной из четырех пар зубчатых колес и являющиеся для данного потока мощности быстроходной и тихоходной ступенями. Определить значения передаточных отношений,,.

4. Определить КПД коробки передач для всех ступеней.

5. Измерить межосевое расстояние и принять ближайшее стандартное .

6. Измерить длину зубьев l и ширину зубчатого венца b_w по колесу. Определить величину угла наклона зубьев β, град.

.

Для косозубых передач β = 8º … 22.

7. Штангенциркулем измерить окружной шаг зубьев по делительной окружности колеса одной передачи по указанию преподавателя и определить модуль зацепления:

,

округлить значение модуля до ближайшего стандартного значения по ГОСТ 9563-60.

8. Определить диаметры зубчатых колес одной ступени:

– диаметры делительных окружностей шестерни d₁ и колеса d₂

;

– диаметр основной окружности шестерни d_b1 и колеса d_b2

d_b = d cosα;