Стенд для проверки и регулировки главных передач легковых автомобилей повышенной проходимости

Размещено на http://www.allbest.ru/

СГТУ имени Гагарина Ю.А.

СТЕНД ДЛЯ ПРОВЕРКИ И РЕГУЛИРОВКИ ГЛАВНЫХ ПЕРЕДАЧ ЛЕГКОВЫХ АВТОМОБИЛЕЙ ПОВЫШЕННОЙ ПРОХОДИМОСТИ

Фролов В.Г., Чернышов Н.О.

Аннотация

Приводится анализ существующих главных передач легковых автомобилей, конструкция стенда для регулировки главных передач после ремонта по пятну контакта зубьев.

Ключевые слова: главные передачи, анализ, стенд для регулировки, зубчатое зацепление, пятно контакта

Annotation

STAND FOR INSPECTION AND ADJUSTMENT OF MAIN TRANSMISSIONS OF CARS OF HIGH PERFORMANCE

Frolov V.G., Chernyshov N.O.

The analysis of the existing main gears of cars is given, the design of the stand for adjustment of the main gears after repair on the tooth contact spot.

Keywords: main gears, analysis, stand for adjustment, gearing, contact spot

Основная часть

Автомобильный парк легковых автомобилей в нашей стране в последние годы растет большими темпами. До недавнего времени основными производителями легковых автомобилей в нашей стране были такие крупные автозаводы как АвтоВАЗ с годовым выпуском примерно 660000 автомобилей в год, Горьковский автомобильный завод, производивший в основном легковые автомобили «Волга», и Ижевский автомобильный завод. В начале 2000-х годов в нашей стране зарубежные инвесторы интенсивно стали строить автозаводы по сборке легковых автомобилей. Так, например, на начало 1992 года парк легковых автомобилей, принадлежащих населению Российской Федерации составил 8,9 млн. единиц, при средней насыщенности 60 автомобилей на 1000 человек населения. На январь 2017 года общее количество легковых автомобилей в нашей стране составило 42 624 000.

Длительное время основной производитель легковых автомобилей АвтоВАЗ выпускал легковые автомобили с классическим приводом, то есть с приводом на задние колеса. Это были в частности автомобили ВАЗ-2101, -02, -03, -04, -05, -06, -07. Горьковский автомобильный завод также придерживался этой тенденции. Начиная с 1986 года, ведущий производитель легковых автомобилей АвтоВАЗ стал постепенно переходить на переднеприводные модели, начиная с ВАЗ-2108, -09, -99, -10, -11, -12, -13, -14, -15, Лада Калина, Лада Гранта, Лада Приора, Лада Веста. Основным преимуществом переднеприводных автомобилей является уменьшенный расход топлива, лучшая управляемость и проходимость, уменьшенный шум в салоне, вследствие отсутствия карданной передачи. Однако, на таких автомобилях ограничивают максимальную мощность устанавливаемых двигателей вследствие того, что невозможно реализовать большой крутящий момент на передних ведущих колесах, из-за малого сцепного веса, приходящегося на них. Обычно развесовка полного веса автомобиля, приходящаяся на передние и задние колеса, составляет 50 на 50 процентов, поэтому такие автомобили никогда не участвуют в таких тестах, как время разгона от 0 до 100 км/ч, так как при резком разгоне происходит перераспределение веса, то есть задние колеса нагружаются сильнее, а передние наоборот разгружаются и поэтому при резком разгоне передние ведущие колеса начинают буксовать. В связи с этим такие ведущие зарубежные производители легковых автомобилей с большой мощностью двигателя, например, Мерседес, БМВ, так и оставили классический привод на задние колеса, для успешного выполнения такого теста. Легковые автомобили повышенной проходимости, например, ВАЗ-2121, ВАЗ-2131, Нива Chevrolet и другие, имеют привод на все ведущие колеса.

В настоящее время легковые автомобили с классическим приводом, а также легковые автомобили повышенной проходимости составляют большой процент в общем парке легковых автомобилей в нашей стране.

В легковых автомобилях с классическим приводом, также как и в легковых автомобилях повышенной проходимости, крутящий момент от коленчатого вала двигателя через элементы трансмиссии передается на задние ведущие колеса, при этом трансмиссия включает в себя следующие элементы: сцепление, коробку передач, карданную передачу, главную передачу, дифференциал, ведущие полуоси.

Главная передача предназначена для увеличения крутящего момента, передаваемого от коленчатого вала двигателя на ведущие колеса и передаче его под прямым углом на ведущие полуоси.

На легковых автомобилях повышенной проходимости главная передача находится в заднем ведущем мосту. Главные передачи подразделяются на одинарные и двойные.

Одинарные делятся на: конические (прямозубую, со спиральным зубом, оси зубчатых колес пересекаются), гипоидные (с верхним смещением, с нижним смещением, оси зубчатых колес перекрещиваются); цилиндрические (прямозубую, косозубую, шевронную), двойные подразделяются на: центральные (одноступенчатая, двухступенчатая), разнесенные (с колесным редуктором, с бортовым редуктором) (рис. 1).

Рисунок 1 Виды главных передач: а - коническая главная передача; б - гипоидная главная передача; в - цилиндрическая главная передача; г - двойная главная передача; 1 - ведущая шестерня; 2 - ведомая шестерня; 3 - ведущая цилиндрическая шестерня; 4 - ведомая цилиндрическая шестерня

Гипоидная передача обеспечивает более низкое расположение карданного вала, вследствие этого уменьшается высота кожуха, закрывающего карданную передачу, что улучшает комфорт для пассажира, сидящего сзади. Кроме того, центр тяжести автомобиля становится ниже, что улучшает его поперечную устойчивость на поворотах. Однако гипоидная передача, вследствие высоких удельных давлений в зоне контакта зубьев, требует специальной гипоидной смазки, если залить обычную трансмиссионную смазку, то примерно через 2-3 месяца гипоидная передача выйдет из строя.

Передаточное число главных передач обычно находится в пределах 6-10. Главную передачу устанавливают как можно ближе к ведущим колесам, чтобы уменьшить нагрузки на агрегаты трансмиссии, расположенные между двигателем и главной передачей.

Конические зубчатые пары главной передачи, то есть ведущая коническая шестерня и ведомая коническая шестерня при ремонте главной передачи должны заменяться одновременно. Завод изготовитель поставляет такие шестерни только парами и ни в коем случае не разрешает их разукомплектовывать. Выполнение этого требования позволяет повысить ресурс главной передачи и обеспечить ей длительную безотказную работу в процессе эксплуатации. Регулировка такого зубчатого зацепления при проведении технического обслуживания и текущего ремонта такой передачи, должна производиться по пятну контакта зубьев.

Регулирование зацепления в конической главной передаче осуществляется осевым перемещением шестерен. Перемещение ведущей шестерни осуществляется подбором регулировочного кольца 1 (см. рис. 2, а) соответствующей толщины (диапазон толщин 2,55-3,35 мм, рекомендуемый шаг 0,05 мм).

Если расстояние между центрами зубчатых колес больше нормативного, то в этом случае зубья шестерен будут контактировать только по вершинам зубьев, что приведет к быстрому выходу из строя такой передачи. Если же расстояние между осями шестерен меньше допустимого, то это будет приводить к подрезанию зубьев и также к быстрому выходу передачи из строя. Нормальное пятно контакта зубьев шестерен должно располагаться в средней части зубьев равномерно по всей ширине. В этом случае главная передача будет служить долго и безотказно.

Рисунок 2 Схема установки конических подшипников: а - «врастяжку» с преднатягом; б - «врастяжку» с зазором; в - «враспор» с преднатягом; 1 - регулировочное кольцо.

передача автомобиль стенд ремонт

Таким образом после сборки такой передачи окончательная проверка качества зацепления должна выполняться по пятну контакта и, если пятно контакта не соответствует правильному расположению, то надо сдвигать (раздвигать) шестерни.

На рис. 3 в левой колонке показаны пятна контакта на вогнутой стороне зуба ведомой шестерни (z2). Эта сторона контактирует с выпуклой стороной зубы хвостовика (z6). Рассматриваемые стороны зубьев являются рабочими при торможении двигателем и при движении задним ходом.

Рисунок 3 Расположение пятна контакта на зубе ведомой шестерни: а - нормальное; б - необходимо отодвинуть хвостовик от ведомой шестерни; в - необходимо придвинуть хвостовик к ведомой шестерне; z, - хвостовик

Так как зуб хвостовика имеет левое направление, а зуб ведомой шестерни - правое, хвостовик втягивается в зацепление, перемещаясь в сторону ведомой шестерни.

В правой колонке показаны пятна контакта на выпуклой стороне зуба ведомой шестерни (z2). Эта сторона контактирует с вогнутой стороной зуба хвостовика (z1). Направление осевой силы, действующей на ведомую шестерню, - вперед (хвостовик выталкивается из зацепления, перемещается в сторону от ведомой шестерни).

В средней колонке условно показаны сечения зубьев ведущей шестерни (два зуба) и ведомой шестерни (один зуб). На сечениях обозначены точки контакта (середина пятна контакта), под сечением изображен хвостовик и стрелкой показано необходимое его перемещение для получения правильного расположения пятна контакта.

Если на выпуклой стороне зуба ведомой шестерни пятно контакта, занимающее примерно 1/2 или чуть больше длины зуба, смещено ближе к узкому торцу зуба, а на вогнутой стороне пятно контакта смещено ближе к широкому торцу зуба (см. рис. 3, б), то надо отодвинуть хвостовик от ведомой шестерни (необходимо более тонкое регулировочное кольцо).

Если на выпуклой стороне зуба пятно контакта может занимать до 2/3 длины зуба и смещено к широкому торцу, а на вогнутой стороне пятно, примерно такой же длины, но смещено к узкому торцу зуба (см. рис. 3, в), то надо подвинуть хвостовик к ведомой шестерне (необходимо более толстое регулировочное кольцо).Чтобы получить пятно контакта, необходимо смазать зубья одной из шестерен тонким слоем любой краски. Краска не должна быстро сохнуть, быть слишком жидкой (будет растекаться) или быть слишком густой (не будет выжиматься из зоны контакта).

Нами предлагается конструкция стенда для проверки и регулировки главных передач легковых автомобилей по пятну контакта зубьев. Внешний вид стенда представлен на рис. 4.

Рисунок 4 стенд для проверки и регулировки главной передачи 1 - электродвигатель; 2 - стойка; 3 - планшайба для крепления главной передачи

Конструктивно стенд представляет собой вертикальную стойку 2 в верхней части, которой находится захват 3, на котором устанавливается проверяемая главная передача.

Проверка проводится по пятну контакта зубьев ведущей и ведомой шестерен. Для того чтоб проследить работу главной передачи в динамике к хвостовику ведущей шестерни крепится фланец со шкивами. Кроме того на стенде установлен приводной электродвигатель 1 со шкивами. Шкивы соединяются между собой клиноременной передачей. Перед началом испытаний на зубья шестерен наносят краску, включают привод электродвигателя и после 5 минут работы выключают его. Визуально осматривают величину и форму пятна контакта зубьев, при необходимости подтягивают регулировочную гайку, тем самым изменяя форму пятна контакта.

Конструктивно стенд представляет собой раму в верхней части, которой находится захват, на котором устанавливается проверяемая главная передача.

После замены зубчатой пары не допускается перегрузка автомобиля (перегрузкой также может считаться движение груженого автомобиля по плохой дороге на низших передачах или движение со скоростями, близкими к максимальной). Если зубчатые пары были изготовлены кустарным способом и не прошли термообработку, то в этом случае идет быстрое изнашивание боковых поверхностей зубьев, трансмиссионное масло будет темнеть, в нем явно заметны металлические частицы. После замены подшипников не рекомендуется езда со скоростью более 80 км/ч в течение первых двух тысяч километров пробега, а после указанного пробега необходимо сменить масло.

Применение данного стенда для регулировки зубчатой пары главной передачи по пятну контакта зубьев, в условиях автосервиса, позволит обеспечить длительную и безотказную работу главной передачи в течение длительного периода эксплуатации.

Список литературы

1. Песков В.И. Конструкция автомобильных трансмиссий. М.: Форум, НИЦ, Инфра - М, 2013. 144 с.

2. Савич Е.Л. Легковые автомобили. М.: Новое знание, Инфра-М, 2013. 758 с.

3. Иванов А.М., Иванов С.Н., Квасновская Н.П. Автомобили. Конструкция и рабочие процессы. М.: И.Ц. «Академия», 2012. 384 с.

4. Вахламов В.К Автомобили: Конструкция и элементы расчета / В.К. Вахламов. М.: ИЦ. «Академия», 2006. 240 с.

5. Шестопалов С. К. Устройство, техническое обслуживание и ремонт легковых автомобилей: М:, 2003. 544 с.

6. Росс Т. Ремонт трансмиссии и ходовой части Жигулей. М.: За рулем, 1998. 161 с.

Размещено на Allbest.ru