Федеральное агентство по образованию

Псковский государственный университет

О. В. Ворожцов

ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ ПО КУРСУ

"ДЕТАЛИ МАШИН"

Учебно – методическое пособие

Псков

Издательство ПГУ

2012

Содержание

1. 1.1. 1.2. 1.3. 1.3.1. 1.3.2. 1.3.3. 1.4. 1.4.1. 1.4.2. 1.5. 2. 2.1. 2.2. 2.3. 2.4. 2.5. 2.6. 2.7. 2.8. 2.9. 2.10.

Введение ………………………………………………………………. Лабораторная работа № 1. Изучение конструкций ступенчатых коробок передач ……………. Общие сведения ………………………………………………………. Определение кинематических и силовых параметров КПП ………. Описание ступенчатых КПП ………………………………………… Пятиступенчатая коробка передач JH3 143 R109095 ……………… Четырёхступенчатая коробка передач а/м "УАЗ" (старого образца) ……………………………………………………... Четырёхступенчатая коробка передач а/м "Nissan Datsun" ……….. Порядок выполнения работы ………………………………………... Определение кинематических и силовых параметров КПП ………. Составление кинематической схемы коробки передач ……………. Образец выполнения отчёта …………………………………………. Лабораторная работа № 2. Изучение конструкции и определение основных параметров червячных редукторов …………………………………. Общие сведения ……………………………………………………… Червячные редукторы ……………………………………………….. Редуктор поворота П41.03.190А ……………………………………. Основные механические характеристики редуктора ……………… Обозначение червячного редуктора ………………………………… Геометрия червячных передач ………………………………………. Основные геометрические параметры цилиндрической червячной передачи ………………………………………………….. Регулирование предварительного натяга подшипников и осевого положения червячного колеса …………………………… Порядок выполнения работы ………………………………………... Образец оформления отчёта …………………………………………. Приложение ………………………………………………………….. Список использованной литературы ………………………………..

3 4 4 6 7 7 8 8 9 9 10 11 13 13 16 17 20 21 22 22 24 25 26 28 34

Введение

Лабораторные работы составлены на основе существующих образовательных стандартов. Выполнение лабораторных работ осуществляется в соответствии с графиком, установленным кафедрой "Теория механизмов и машин".

В методических указаниях представлены методика и порядок проведения работ, дано описание и схемы установок, а также сведения о применяемой измерительной аппаратуре. Здесь же приводится краткое освещение некоторых тем, рассматриваемых в ходе изучения дисциплины "Детали машин и основы конструирования", опытное изучение которых и представляет содержание лабораторных работ.

Перед проведением лабораторных работ студенты должны быть ознакомлены с правилами и нормами техники безопасности при проведении работ. Инструктаж проводит преподаватель, руководящий выполнением работ. Прохождение инструктажа заверяется подписью каждого студента в специальном журнале регистрации инструктажа на рабочем месте (ГОСТ 12.0.004 – 90), хранящемся в помещении лаборатории.

Перед проведением лабораторной работы студенты должны самостоятельно ознакомиться с методикой проведения работы и конструкцией лабораторной установки, используя данное методическое пособие и рекомендованную литературу.

Отчёт по лабораторным работам выполняется в соответствии с межгосударственным стандартом ГОСТ 7.32 – 2001 "Отчёт о научно - исследовательской работе", и представляется к защите. В состав отчёта входит:

- титульный лист;

- название и цели лабораторной работы;

- схема лабораторной установки;

- исходные данные;

- таблицы с экспериментальными и расчётными данными;

- методика расчёта экспериментальных данных;

- графики полученных экспериментальных зависимостей;

- выводы по результатам работы.

Выполненная и оформленная лабораторная работа представляется к защите, в ходе которой студент (группа студентов) отвечает (отвечают) на контрольные вопросы.

Пропущенная лабораторная работа выполняется с разрешения преподавателя по отдельному графику.

Лабораторная работа № 1 Изучение конструкций ступенчатых коробок передач

Цель работы:

- изучение конструкций ступенчатых коробок перемены передач (КПП);

- построение кинематических схем КПП;

- определение кинематических и силовых параметров зубчатых зацеплений.

Лабораторное оборудование: пятиступенчатая КПП JH3 143 R109095 (а/м "Renault Simbol"); четырёхступенчатая КПП а/м "Nissan Datsun"; четырёхступенчатая КПП а/м "УАЗ – 469".

1.1. Общие сведения

Коробка перемены передач (КПП) – это силовой механизм (агрегат) трансмиссии автомобиля, предназначенный для передачи и трансформации вращающего момента от коленчатого вала двигателя к колёсам автомобиля. В механических КПП преобразование вращающего момента осуществляется ступенчато с помощью зацеплений пар зубчатых колёс.

Различают два основных вида ступенчатых КПП: вальные с неподвижными осями валов, и планетарные. В данной лабораторной работе рассматриваются двухвальная КПП для переднеприводного и трёхвальная соосная КПП для заднеприводного автомобилей.

Для определения кинематических параметров и при расчётах на прочность, нагруженных крутящим и изгибающим моментами деталей КПП (зубчатые колёса, валы, оси), необходимо знать передаточные числа зацеплений пар зубчатых колёс. Передаточное число u – это отношение чисел зубьев колеса и шестерни:

u_1-2 = = ,

где ω₁ и ω₂ – угловая скорость колеса и шестерни соответственно;

z₁ и z₂ – числа зубьев колеса и шестерни соответственно.

Для зубчатого зацепления одно из колёс является ведущим и обозначается индексом 1, другое – ведомым с индексом 2. Зубчатое колесо с мéньшим диаметром в зацеплении называется шестерней, с бóльшим – колесом. Индекс передаточного числа зубчатого зацепления состоит из двух цифр, очерёдность которых указывает направление потока мощности. Например, для двухступенчатого редуктора (рис. 1.1, а) передаточные числа будут равны:

u_1-2 = , u_3-4 = .

Общее передаточное число редуктора: u_1-4 = u_1-2 × u_3-4. Значение вращающего момента на выходном валу редуктора Т_вых можно определить, исходя из равенства мощностей на входе и выходе:

N_вых = ,

где η – коэффициент полезного действия передачи.

Коэффициент полезного действия передачи определяют как произведение КПД зубчатых зацеплений, участвующих в передаче, и КПД пар подшипников, в которых установлены валы редуктора с закреплёнными на них зубчатыми колёсами:

η = ,

где – КПД одной пары подшипников;

k – количество пар подшипников или количество валов (для схемы редуктора, изображенного на рис. 1.1, а, k = 3).

а) б)

Рис. 1.1. Схема двухступенчатого редуктора (а) и трёхвальной

четырёхступенчатой соосной КПП (б):

z₁ … z₈ – числа зубьев зубчатых колёс; ω₁ – угловая скорость ведущего колеса на входе; ω₄ – угловая скорость ведомого колеса на выходном валу; Т_вх и Т_вых – вращающий момент на входном и выходном валах соответственно; Т_пр – вращающий момент напромежуточном валу; I, II и III – ведущий, промежуточный и ведомый валы соответственно; l - расстояние для установки синхронизатора

Так как мощность N = Tω, зависимость между вращающими моментами на выходном и входном валах будет равна:

= = , следовательно, Т_вых = .

Ступенчатые КПП автомобиля имеют некоторые отличия от цилиндрического редуктора с внешним зацеплением:

- единое межосевое расстояние для всех зубчатых передач;

- бóльшее количество ступеней (в КПП современных автомобилей количество ступеней может достигать 16);

- непостоянство крутящего момента вследствие различных частот вращения двигателя автомобиля;

- наличие устройства для включения передач – синхронизатора.

Передаточные числа двухвальных КПП определяют аналогично одноступенчатому редуктору, исходя из зацепления соответствующей пары зубчатых колёс. При работе трёхвальной соосной КПП в зацеплении находятся две пары зубчатых колёс (рис. 1.1, б). Так как зацепление зубчатых колёс 1 и 2 участвует в работе передачи любой ступени, то такое зацепление называется постоянным:

u_пз = .

Для данной схемы возможны четыре передачи (очерёдность передач начинается с наименьшего диапазона частот вращения выходного вала):

- первая при работе постоянного зацепления и включении зацепления 7 – 8;

- вторая при работе постоянного зацепления и включении зацепления 5 – 6;

- третья при работе постоянного зацепления и включении зацепления 3 – 4;

- четвёртая при блокировке ведущего I и ведомого III валов (Т_вх = Т_вых).