Інженерна механіка

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА

 

ВИВЧЕННЯ КОНСТРУКЦІЇ

КОРОБКИ ПЕРЕМІНИ ПЕРЕДАЧ

 

Мета роботи: Закріпити знання по застосуванню циліндричних зубчастих передач для механізмів ступінчастого регулювання частоти обертання. На прикладі коробки переміни передач автомобіля розглянути основні принципи конструювання коробок передач і коробок швидкостей та компонувальні особливості даних конструкцій.

 

1 Порядок виконання роботи

- дати короткий опис конструкції КПП, порядок її складання, розбирання та регулювання;

- зобразити кінематичні схеми коробки переміни передач при реалізації кожної передачі переднього ходу і передачі заднього ходу;

- підрахувати число зубів кожного зубчастого колеса коробки передач і заповнити таблицю характеристик зубчастих коліс КПП;

- вивести розрахункові формули для визначення передаточного відношення коробки на кожній передачі, вичислити значення передаточних відношень і заповнити таблицю;

- зробити висновки по роботі;

- відповісти на контрольні запитання;

- зарахувати лабораторну роботу у викладача.

 

2 Завдання для самопідготовки

  Під час підготовки до роботи з’ясувати призначення і область використання механізмів ступінчастого регулювання передаточного відношення, ознайомитись з класифікацією коробок переміни передач по кількості валів та числу передач, вивчити основні способи перемикання передач, методи реверсування руху.

3 Короткі теоретичні відомості

Коробки передач транспортних засобів служать для змінення сили тяги і швидкості руху трактора, автомобіля, самохідної машини. Крім основних, коробка виконує і додаткові функції: з її допомогою реалізується задній хід, зупинка при працюючому двигуні, рух машини по інерції.

Механічні коробки передач об’єднує основний принцип – вони здійснюють ступінчасте регулювання передаточного відношення.

Велике різноманіття умов роботи і технологічних процесів, які виконуються тракторами, вимагає від тракторних коробок передач великої кількості ступіней (8...16), а іноді і більшої, причому всі ступіні сповільнюють рух машини. Для автомобільних коробок, як правило вистачає від трьох до п’яти ступіней, в тому числі одну вищу передачу (пряму або прискорюючу).

Як для тракторів, так і для автомобілів передбачається рух заднім ходом. Автомобіль має одну таку передачу – для маневрування при розворотах, для трактора ж такі передачі використовуються при деяких видах польових або транспортних робіт і число ступіней заднього ходу може бути до шести і більше.

У першому випадку переключення відповідної передачі досягається за рахунок переміщення блоку шестірень, а у другому – за рахунок вмикання і вимикання муфт. Як видно, для схеми ( основні динамічні навантаження при переключенні передачі припадають на зуби зубчастих коліс, а для схеми (б) – на муфти (зубчасті, кулачкові, фрикційні, тощо). Обидві схеми мають як переваги, так і відповідні недоліки, що обумовлює їх використання у конкретній конструкції.

Слід відмітити, що термін “шестірня” для даних пристроїв відноситься як до ведучого, так і для веденого зубчастих коліс, крім того ведучий вал іменують “первинний”, ведений – “вторинний”, інші вали як і для редукторів – “проміжні”.

Коробки передач класифікують також по числу рухомих шестірень (блоків, кареток) або муфт для вмикання шестірень на двоходові, триходові і чотириходові.

По числу валів для передач переднього ходу коробки розділяють на двовальні, тривальні, чотиривальні і коробки помножуючого типу (з редуктором).

На рисунку 2 а) показана кінематична схема двовальної коробки. На первинному валу (І) встановлені рухомі шестерні 1, 2 і 3 (шестірні 2 і 3 поєднані в блок), на вторинному валі (ІІ) – нерухомі шестеірні 4, 5 і 6. При такій конструкції коробки реалізується три передачі: перша (шестірні 1 і 6), друга (2 і 5) та третя (3 і 4), передачі нумерують у порядку підвищення швидкості машини. Таким чином, коробку з таким компонуванням можна класифікувати як триступінчасту двоходову (шестірня 1 і блок шестірень 2-3).

Коробка, що представлена на рисунку 2 б) тривальна, чотириступінчаста, триходова з прямою передачею. Первинний (І) і вторинний (ІІ) вали розташовані на одній геометричній осі.

Для цього в торці первинного вала встановлений підшипник, який служить передньою опорою вторинного вала, шестірня (8) первинного вала знаходиться у постійному зачепленні з шестірнею (9) проміжного вала.

Як і у попередній конструкції вздовж шліцьового первинного вала переміщуються рухома шестірня (1) і блок (з шестірнями 2 і 3), які можуть по черзі входити у зачеплення з шестірнями 4, 5, 6 на проміжному валі, при першій, другій і третій передачі. Зубчастий пристрій на маточині рухомої шестірні (1) використовується у якості зубчастої муфти (7), що з’єднує первинний і вторинний вали при вмиканні найвищої прямої передачі.

   Тракторні коробки передач помножуючого типу звичайно представляють комбінацію двох коробок: допоміжної – двовальної (редуктора) і основної тривальної.

В автотракторних коробках передач рух машини заднім ходом одержують за рахунок введення в кінематичний ланцюжок проміжної (паразитної) шестірні (рис. 3 а), зубчастого перебору (б) або спеціального механізму реверса.

Звичайно проміжні кінематичні елементи вводять у зачеплення між шестернями, що забезпечують першу передачу. Слід зауважити, що застосування зубчастого перебору ще більш підвищує загальне передаточне число коробки і задня передача, як правило, повільніша за першу. Механізм реверсу забезпечує рівне число передніх і задніх передач і тому найчастіше використовується для тракторних коробок.

Специфіка призначення і конструктивні особливості різних типів коробок передач обумовлюють специфічні вимоги до геометрії, кінематики та конструктивного оформлення зубчастих передач.

У зв’язку з тим, що розміри, конфігурація і основні параметри коробок передач транспортних засобів залежать від відповідних параметрів самої машини, то дуже часто міжосьові відстані зубчастих передач не мають стандартних значень. Передаточні числа послідовних ступіней коробки (передач) не обов’язково повинні утворювати параметричний ряд і відповідати стандартам на зубчасті передачі.

Щоб забезпечити максимальну об’ємну міцність зубів, модулі зубчастих коліс, особливо для рухомих шестерень, що переключають передачі, повинні мати максимальні (у межах відповідних геометричних розрахунків) значення.

  Ширина зубчастих вінців шестерень і блоків приймається мінімальною, (коефіцієнти y_ba= 0,1...0,16, y_bm= 6...10).

По-перше, це скорочує шлях переміщення рухомих елементів (шестерень, блоків) при переключенні передач (тобто зменшує габарити всього пристрою).

По-друге, для вузьких зубчастих коліс концентрація навантаження по довжині зуба виявляється у меншій мірі. Треба пам’ятати, що при експлуатації коробки по мірі зносу шліцьового вала та отвору маточини збільшуються зазори між ними і це неминуче веде до концентрації навантаження по довжині зуба, тобто все більше погіршує умови роботи зачеплення.

В цілому ж основні вимоги до геометрії, кінематики та силових співвідношень зубчастих передач коробок такі ж як і для зубчастих передач циліндричних редукторів.

 

2.3 Оснащення робочого місця

- коробка переміни передач автомобіля (зразок макетний);

- комп’ютер з програмним забезпеченням;

- файли з моделями черв’ячної пари;

- методичні вказівки по виконанню лабораторної роботи;

- звіт з лабораторної роботи;

- калькулятор.

Контрольні запитання

1 Назвіть основні деталі коробки переміни передач.

2 З якою метою при конструюванні коробок передач рекомендують приймати ширину зубчастих коліс меншу чим ширина коліс редукторів?

3 Перерахуйте заходи, що запобігають руйнуванню торців зубчастих коліс при введенні

у зачеплення на ходу машини.

4 Що таке пряма передача?

5 Яка з передач (перша чи друга) має більше передаточнечисло?

6 Якийпристрій запобігає самовільному виключенню передач у коробці переміни передач?

 

8 Тестові завдання

1 Призначення коробки передач

– для зрушення з місця;

– для передачі крутного моменту на ведучий міст, зміни крутного моменту за величиною і за напрямком, а також для тривалого роз'єднання трансмісії і працюючого двигуна;

– для стійкого руху;

– для з'єднання вала електродвигуна з валом барабана транспортера.

 

2 Скільки передач може мати коробка передач вантажного автомобіля?

– шість для руху вперед і одну назад;

– чотири для руху вперед і одну назад;

– коробка безступенева;

– три для руху вперед і одну назад.

 

3 Призначення замків в механізмі перемикання передач

– не допустити включення двох передач одночасно;

– запобігти довільне виключення передач;

– для стійкого руху;

– запобігти довільне включення передач.

 

4 Призначення проміжного вала у коробках передач традиційного типу

– для з’єднання через зчеплення з маховиком двигуна;

– для з’єднання через зчеплення з карданним валом;

– для передачі обертання від первинного валу до вторинного;

– у таких коробках немає проміжного вала.

 

5 Що дає змогу змінювати передавальне число коробки передач?

– наявність синхронізатора;

– наявність різної кількості зубів й передавального відношення;

– наявність муфти зчеплення;

– наявність вторинного вала.

 

6 Призначення синхронізатора у коробках передач

– для безударного зачеплення ковзної муфти із встановленимзубчастим колесом;

– для ступіневого змінення передаточного числа;

– для плавного змінення передаточного числа;

– у коробках передач немає синхронізатора.

 

7 Призначення фіксаторів в механізмі перемикання передач

– запобігти включення двох передач одночасно;

– для полегшення включення передач;

– для плавного змінення передаточного числа;

– запобігти мимовільне включення, вимикання передач.

 

8 Вкажіть переваги планетарної передачі, яку застосовують в коробках передач у порівнянні із зубчастою

– зменшення габаритів трансмісії;

– не потребує високої точності виготовлення;

– простота у виготовленні;

– безступеневе регулювання швидкості.

 

9 Які функції виконує коробка передач?

– змінює крутний момент за величиною;

– змінює крутний момент у напрямку;

– збільшує потужність;

– тривало роз'єднує двигун і трансмісію.

 

10 У чотириступінчастій коробці передач для отримання максимального зусилля на приводних колесах необхідно включити ...

– першу передачу;      – другу передачу;

– третю передачу;       – четверту передачу.