Разработка технологического процесса восстановления ведущего вала коробки передач автомобиля ГАЗ-51

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тема: «Разработка технологического процесса восстановления ведущего вала коробки передач автомобиля ГАЗ-51»

 

 

 
Введение

До 70% затрат на ремонт с/х техники приходится на приобретение новых запасных частей взамен предельно изношенных. Предельные износы 85% деталей не превышают 0,3 мм, причем многие из них имеют остаточные ресурсы 60% и более и только 20% деталей тракторов, поступающих в ремонт, подлежат окончательной выбраковке. Остальные можно восстановить, причем себестоимость восстановления составит 15…70% себестоимости изготовления.

В экономически развитых странах на рынке запасных частей восстановленные  детали преобладают, они в 1,5…2,5 раза дешевле новых, а по ресурсу, как правило, не уступают им. Это достигается прежде всего за счет участия в нем фирм, производящих машины и специализированных фирм по восстановлению изношенных деталей. Например, на мотороремонтном заводе английской фирмы «Бинз Индастриз Лимитед» ремонтируют ежегодно около 60 тыс. двигателей типа «Форд» и восстанавливают блоки цилиндров, головки блоков, коленчатые и распределительные валы, шатуны, гильзы и другие дорогостоящие детали. Аналогично поставлено восстановление деталей на ремонтных заводах кампании «Перкинс» и других.

Примером современного организационного и технологического уровня восстановления деталей может служить Швейцарская  кампания «Кастолин + Ютектик», имеющая дочерние предприятия в странах Европы и США. Разработка технологий, оборудования и материалов документации на восстановление деталей проводят в исследовательском центре, насчитывающем около двух тысяч специалистов, а также в исследовательских лабораториях, находящихся в различных странах.

Безотказность машин определяется стабильностью ресурсов восстановленных  деталей, которая зависит от правильного  выбора способа восстановления и  строгого соблюдения технологического процесса.

 

2. Устройство коробки  передач а/м ГАЗ-51.

Коробка передач служит для  преобразования крутящего момента, передаваемого от двигателя к  ведущим колесам, по величине и направлению (задний ход). Кроме того, коробка  передач позволяет длительное время  разъединять двигатель и трансмиссию. Такая необходимость появляется во время стоянки автомобиля или  при движении накатом при работающем двигателе.

Коробка передач должна обеспечивать необходимые тягово-скоростные и  топливно-экономические показатели автомобиля, иметь высокий коэффициент  полезного действия, работать бесшумно, легко управляться.

Коробка передач состоит  из редукторной части, являющейся основной, и механизма переключения передач. Разработке конструкции коробки  передач предшествует выбор схемы  редукторной части.

Коробки передач с двумя  степенями свободы выполняются  по трехвальной соосной или двухвальной  несоосной схемам. Более распространенной является nрехвальная соосная схема. При соосном расположении входного и выходного валов можно непосредственным их

 

передачу и существенно  ограничивает передаточное число низшей передачи. На всех передачах прямого  хода в двухвальной коробке силовой  поток передается через одно зубчатое зацепление и поэтому осуществление  передаточного числа, превышающего, например, возможно лишь при увеличении размеров конструкции.

Двухвальная схема применяется  в тех случаях, когда это приводит к упрощению трансмиссии и  при этом не требуется большого передаточного  числа низшей передачи. Эту схему  имеют обычно коробки передач  тех легковых и спортивных автомобилей, у которых двигатель размещен рядом с ведущим мостом.

Схемы трехвальных коробок  передач, имеющих одинаковое число  ступеней, различаются в основном количеством пар зубчатых колес, находящихся в постоянном зацеплении, и построением передачи заднего  хода.

При построении схемы передачи заднего хода используется одновенцовая промежуточная шестерня или промежуточный  двухвенцовый блок. Первый вариант  проще, но при этом зубья одновенцовой шестерни испытывают наиболее неблагоприятный  цикл изменения напряжений изгиба – знакопеременный симметричный. Для варианта с двухвенцовым блоком характерен более благоприятный односторонний цикл (от нуля). Этот вариант позволяет осуществить несколько большее передаточное число заднего хода.

Переход от передвижных зубчатых колес коробок передач, применявшихся  в ранних конструкциях, к зубчатым колесам постоянного зацепления объясняется рядом преимуществ  последнего. При постоянном зацеплении парных зубчатых колес торцы зубьев рабочих венцов не повреждаются. Повреждения  торцов зубьев характерны для пар, имеющих  передвижное зубчатое колесо. Ход  передвижной зубчатой муфты, включающей передачу при постоянном зацеплении зубчатых колес, значительно меньше хода передвижного зубчатого колеса. Соответственно

меньше и ход при  постоянном зацеплении упрощается применение косозубых передач, имеющих в  сравнении с прямозубыми большую  плавность работы. Передвижные колеса устанавливаются на валу на шлицах; для косозубых колес шлицевое соединение должно выполняться винтовым, что технологически сложнее.

Однако с увеличением  числа пар зубчатых колес с  постоянным зацеплением повышаются нагрузки на синхронизаторы коробки  передач. Последние в процессе синхронизации  должны воздействовать на систему большего числа согласованно вращающихся  деталей. Чтобы получить первую передачу и задний ход при постоянном зацеплении, необходимо на вторичном валу устанавливать  два колеса относительно большого диаметра.

В то же время можно получить указанные две передачи, имеющие  близкие абсолютные значения передаточных чисел, устанавливая на вторичном валу не два колеса, а одно, если выполнить  его передвижным. Вопрос выбора схемы  построения первой передачи и заднего  хода должен решаться с учетом предполагаемой интенсивности использования указанных  передач. Чем больше интенсивность  их использования, тем вероятнее  разрушения торцов зубьев передвижного колеса и парных ему, и тем определеннее этот вопрос должен решаться в пользу схемы с постоянным зацеплением  парных зубчатых колес.

Для всех схем характерно выполнение выходного вала вместе с ведущей  шестерней главной передачи, применение постоянного зацепления зубчатых колес  для всех передач прямого хода рукоятки рычага переключения, что  облегчает управление. Повышению  удобства управления при постоянном зацеплении зубчатых колес способствует также возможность применения синхронизаторов. Наконец, и передвижной шестерни для передачи заднего хода.

К редукторной части коробки  передач относятся картер, валы, подшипники, зубчатые колеса и зубчатые муфты. Большинство конструкций

 

имеют установившуюся типовую  компоновку редукторной части. Особенно это относится к трехвальным  соосным коробкам передач.

При числе ступеней 3…6 трехвальные коробки передач выполняются, как правило, в одном неразделенном картере и имеют двухопорные валы. Для размещения подшипников в передней и задней стенках картера выполнены по два отверстия; противоположные отверстия попарно соосны. Передний подшипник первичного вала расположен в расточке маховика или фланца коленчатого вала двигателя, задний – в передней стенке картера.

На переднем участке первичного вала устанавливается ведомый диск сцепления. На заднем конце, расположенном  консольно за главным подшипником, заодно с валом выполнена ведущая  шестерня привода промежуточного вала. В утолщении заднего конца  первичного вала выполняется расточка, являющаяся гнездом переднего подшипника вторичного вала. Задний подшипник  вторичного вала расположен в задней стенке картера.

Соосность первичного и вторичного валов обеспечивается за счет соосного выполнения базовых поверхностей: отверстий  под подшипники в картере, опорных  шеек вторичного вала, шеек первичного вала и гнезда в нем под передний подшипник вторичного вала. Центрирование  коробки передач относительно оси  коленчатого вала двигателя осуществляется через картер сцепления, правильность крепления которого к двигателю  обеспечивается конструктивно и  технологией обработки. Относительно картера сцепления коробка передач  центрируется с помощью выступающей  части наружного кольца заднего  подшипника первичного вала или концетрично  обработанного пояска на фланце крышки этого подшипника.

Подшипники промежуточного вала расположены в отверстиях передней и задней стенок картера. Ось этих отверстий располагается строго параллельно оси отверстий под  задние подшипники первичного и вторичного валов. Один из подшипников каждого  вала коробки передач фиксирует  вал в осевом направлении и  воспринимает комбинированную нагрузку.  

Первичный и вторичный  валы фиксируются е помощью задних подшипников; промежуточный вал  – с помощью заднего (чаще) или переднего подшипника.

Зубчатые колеса, расположенные  на промежуточном валу, соединяются  с ним неподвижно. В коробках передач  легковых и некоторых легких и  средних грузовых автомобилей все  зубчатые венцы промежуточного вала выполняются в виде блока вместе с валом. В отдельных случаях  этот блок выполняется пустотелым и  устанавливается на оси на игольчатых подшипниках.

Так как для оси требуются  меньшие отверстия в картере, чем для подшипников вала, конструкция  картера при этом получается более  жесткой. В коробках передач большинства  грузовых автомобилей заодно с промежуточным  валом выполняются только зубчатые венцы малого диаметра, например венец  первой передачи и иногда второй.

Крайним передним зубчатым венцом на промежуточном валу является ведомое колесо привода этого  вала. За ним располагаются: ведущее  колесо высшей редукторной передачи и далее – ведущие зубчатые колеса более низких передач в порядке убывания номера передачи. Крайним задним зубчатым венцом на промежуточном валу является шестерня первой передачи или заднего хода.

Ведомые зубчатые колеса постоянного  зацепления, располагаемые на вторичном  валу, устанавливаются по подвижной  посадке – на игольчатых подшипниках; бронзовых втулках, запрессованных в ступицу зубчатого колеса; непосредственно на шейках вала или на стальных втулках, плотно посаженных на эти шейки. В последних случаях во избежание заедания поверхностей скольжения на поверхности охватываемой детали выполняются канавки для сбора масла, а сама поверхность фосфатируется или сульфидируется. Если применяется ведомое передвижное зубчатое колесо, его установка на вторичном валу выполняется на эвольвентных или прямобочных шлицах по подвижной посадке.

Принятая в трехвальных  коробках передач последовательность расположения зубчатых колес исключает  перегрузку передней менее жесткой  опоры вторичного вала, так как  низшие передачи с большими усилиями в зацеплении располагаются ближе  к задней опоре этого вала. Такое  расположение обеспечивает технологичность  сборки. При обычной схеме сборки промежуточный вал в сборе  устанавливается через достаточно широкое окно, выполненное в картере  сверху или сбоку, а иногда снизу. Через это же окно устанавливаются  вторичный вал и его детали. Первичный вал в сборе устанавливается  через отверстие под подшипник  в передней стенке картера; возможность  такой сборки обеспечивается тем, что  зубчатый венец вала в этом случае выполняется меньшего размера, чем  отверстие.

Имеющие место отступления  от типовой компоновки в трехвальных  коробках передач могут преследовать различные цели. Некоторые коробки  передач легковых автомобилей выполняются  с удлинителем и имеют цельный  или составной трехопорный вторичный  вал, третья опора которого размещается  в приставном корпусе удлинителя. Основное назначение удлинителя – уменьшение длины карданной передачи. Корпус удлинителя может использоваться для размещения зубчатых колес передачи заднего хода и узла механизма переключения передач. Это позволяет уменьшить габариты основной части коробки.

В некоторых коробках передач  грузовых автомобилей с целью  повышения жесткости конструкции  передняя опора вторичного вала выполняется  в специальном приливе картера, но тогда ведомая шестерня высшей редукторной передачи оказывается  на консоли. Обеспечивая высокую  жесткость конструкции, такое решение  усложняет сборку, требует повышенной точности изготовления деталей и  применения картера с разъемом в  плоскости валов. К особенностям компоновки редукторной части этой коробки передач относятся также  размещение зубчатых колес первой передачи и заднего хода в среднем пролете, а синхронизаторов средних передач  – на промежуточном валу.

Последнее обеспечивает уменьшение суммарного приведенного момента инерции  согласованно вращающихся деталей  коробки передач и нагрузок на синхронизаторы. Такое решение позволяет  получить в высокой степени унифицированную  модификацию с увеличенным числом передач, например – 7-ступенчатую модель на базе 6-ступенчатой или 6-сту-пенчатую на базе 5-ступенчатой. Особенности компоновки редукторной части двухвальных коробок передач можно установить по схемам.