Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение
Высшего образования
«Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский университет)»
Политехнический институт
Автотракторный факультет
Кафедра «Колесные и гусеничные машины»
С.С. Никифоров
ИЗУЧЕНИЕ КОНСТРУКЦИИ, РАЗБОРКА И СБОРКА ТРЕХВАЛЬНОЙ КОРОБКИ ПЕРЕДАЧ ЗАДНЕПРИВОДНОГО ЛЕГКОВОГО АВТОМОБИЛЯ, ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЕРЕДАТОЧНЫХ ЧИСЕЛ
Методические указания к лабораторной работе
Челябинск
Цель работы: закрепление теоретических знаний конструкции трехвальных коробок передач, формирование практических навыков разборки и сборки коробки передач заднеприводного легкового автомобиля.
Перечень основных неисправностей, требующих разборки и ремонта коробки передач.
| НЕИСПРАВНОСТЬ | ПРИЧИНЫ (наиболее вероятные) |
| Повышенный шум в коробке передач | - износ подшипников; - износ зубьев шестерен и синхронизаторов; - осевое перемещение валов. |
| Затрудненное переключение передач | - износ сферического шарнира рычага переключения передач, либо отсутствие смазки в узле; - деформация рычага переключения передач; - заусенцы, погнутости, загрязнение гнезд штоков (ползунов), заклинивание блокировочных сухарей механизма блокировки; - загрязнение шлицев скользящей муфты синхронизаторов и ступицы; - деформация вилок переключения передач. |
| Самопроизвольное выключение или нечеткое включение передач | - износ лунок под шарики на штоках, поломка пружин фиксаторов; - износ блокирующего кольца синхронизатора; - поломка пружины синхронизатора; - износ зубьев муфты синхронизатора или зубчатого венца синхронизатора. |
| Пониженный уровень или утечка масла | - износ сальников первичного и вторичного валов; - ослабление крепления крышек картера коробки передач, повреждение уплотнительных прокладок; - ослабление крепления картера сцепления к картеру коробки передач. |
Указанные неисправности могут быть вызваны также иными причинами.
Техническое оснащение:
- коробка передач заднеприводного автомобиля ВАЗ;
- две отвертки;
- сменные головки "на 13", "на 17";
- удлинитель;
- вороток;
- ключи "на 10", "на 13" (два), "на 17", "на 19", "на 27";
- ударная отвертка;
- съемник стопорных колец;
- молоток;
- универсальные съемники;
- демонстрационный материал (технологические карты);
- электронное приложение для оформления отчета (записывается студенту на его носитель).
Порядок выполнения работы.
Работа выполняется при помощи демонстрационного материала, показывающего последовательность разборочных и особенности сборочных операций.
ВНИМАНИЕ! Крепежные и мелкие детали, высвобождающиеся в процессе разборки, складывать в отдельную емкость во избежание потери. Это также поможет контролировать правильность сборки коробки – отсутствие после сборки неиспользованных деталей является косвенным подтверждением правильности сборки агрегата.
1). Выполнить разборочные операции № 1…14 (см. демонстрационный материал):
- 1 снять с направляющей втулки муфту выключения сцепления,
- 2 снять чехол вилки выключения сцепления с картера, аккуратно поддевая чехол отверткой, и снять вилку с чехлом, повернув ее на 90°,
- 3 отвернуть семь гаек крепления картера сцепления, снять пружинные шайбы,
- 4 снять картер сцепления, отсоединив его от коробки передач,
- 5 снять прокладку,
- 6 снять пружинную шайбу,
- 7 отвернуть десять гаек крепления нижней крышки к
- картеру, снять пружинные шайбы,
- 8 снять крышку с картера,
- 9 аккуратно отделить прокладку от картера и снять ее со шпилек,
- 10 отвернуть две гайки крепления подушки задней подвески двигателя к картеру, снять пружинные шайбы,
- 11 снять подушку в сборе с поперечиной,
- 12 отвернуть гайку крепления корпуса привода спидометра к картеру, снять пружинную шайбу,
- 13 снять привод спидометра с картера,
- 14 перевернуть коробку передач, ослабить затяжку выключателя фонаря заднего хода и снять его.
2). На нейтральной передаче, вращая первичный вал и удерживая вторичный вал, определить и записать в табл. 1 какие элементы в КПП вращаются (см. также слайд №8 демонстрационного материала).
3). Включить 1-ю передачу (см. также слайд №8 демонстрационного материала). Выполнить следующие действия:
- вращая первичный вал, определить и записать в табл. 1 какие элементы в КПП вращаются;
- провернуть первичный вал на 10 оборотов (
), подсчитать, на сколько оборотов провернулся вторичный вал (
), записать в табл. 1;
- в табл. 1 записать путь передачи крутящего момента через КПП;
- вычислить передаточное число на первой передаче 
.
4). Выполнить те же действия при включенных 2-й, 3-й, 4-й передачах и передаче заднего хода. Результаты занести в табл. 1.
5). Если КПП 5-ступенчатая, выполнить те же действия при включенной 5-й передаче. Результаты занести в табл. 1.
Таблица 1
| передача | Вращающиеся элементы |
|
|
| |
| нейтраль | первичный вал – шестерня 1 – шестерни 2,4,6,8 и 10 вместе с промежуточным валом – шестерни 7, 5 и 3. | Не передается | |||
| 1-я | первичный вал – ____ – ______ – _______… вторичный вал | первичный вал – ____ – ____ – __ – вторичный вал | |||
| 2-я | первичный вал – ____ – ______ – _______… вторичный вал | первичный вал – ____ – ____ – __ – вторичный вал | |||
| 3-я | первичный вал – ____ – ______ – _______… вторичный вал | первичный вал – ____ – ____ – __ – вторичный вал | |||
| 4-я | первичный вал – ____ – ______ – _______… | первичный вал – ____ – ____ – __ – вторичный вал | |||
| Задний ход | первичный вал – ____ – ______ – _______… вторичный вал | первичный вал – ____ – ____ – __ – вторичный вал | |||
| 5-я | первичный вал – ____ – ______ – _______… вторичный вал | первичный вал – ____ – ____ – __ – вторичный вал |
6). Выполнить разборочные операции № 15…45 (см. демонстрационный материал):
- 15 отвернуть болт крепления вилки переключения III и IV передач,
- 16 включить I передачу рукояткой переключения передач,
- 17 включить IV передачу, сдвинув отверткой муфту синхронизатора,
- 18 снять стопорное кольцо с конца вторичного вала,
- 19 разогнуть стопорную пластину гайки крепления фланца эластичной муфты,
- 20 отвернуть на несколько оборотов гайку, чтобы сдвинуть центрирующее кольцо эластичной муфты, и снова завернуть гайку,
- 21 съемником спрессовать центрирующее кольцо эластичной муфты,
- 22 снять уплотнитель центрирующего кольца,
- 23 отвернуть гайку,
- 24 снять стопорную шайбу,
- 25 съемником сдвинуть фланец эластичной муфты,
- 26 снять фланец эластичной муфты,
- 27 установить рычаг переключения передач в нейтральное положение и снять манжету с фланца привода переключения передач для облегчения доступа к гайкам крепления,
- 28 отвернуть три гайки крепления фланца к картеру, снять пружинные шайбы,
- 29 снять привод переключения передач,
- 30 снять прокладку с фланца,
- 31 отвернуть две гайки крепления кронштейна приемной трубы, снять пружинные шайбы и кронштейн,
- 32 вынуть закладной болт,
- 33 отвернуть гайку крепления задней крышки, расположенную с внутренней стороны картера, снять пружинную шайбу,
- 34 отвернуть снаружи пять гаек крепления задней крышки, снять пружинные шайбы; правую верхнюю гайку невозможно отвернуть до конца в исходном положении крышки,
- 35 разъединить заднюю крышку и картер, отодвинув крышку на максимально возможное расстояние,
- 36 отвернуть окончательно правую верхнюю гайку, снять пружинную шайбу,
- 37 отведя заднюю крышку назад и поворачивая примерно на 20° по часовой стрелке, снять ее с картера коробки,
- 38 снять внутреннее кольцо подшипника вторичного вала,
- 39 снять ведущую шестерню привода спидометра,
- 40 снять шарик-фиксатор ведущей шестерни привода спидометра,
- 41 снять масло отражательную шайбу,
- 42 отвернуть два болта крепления крышки фиксаторов,
- 43 снять крышку с болтами и прокладку крышки,
- 44 снять пружины фиксаторов,
- 45 перевернув коробку передач, вынуть шарики фиксаторов; другой способ – использовать намагниченный стержень.
7). Если коробка передач 5-ступенчатая, выполнить разборочные операции № 46…56 по демонтажу блоков 5-й передачи и заднего хода (см. демонстрационный материал):
- 46 отвернуть болт крепления блока шестерен V передачи, предварительно включив две передачи,
- 47 вынуть болт,
- 48 отвернуть болт крепления вилки включения V передачи и передачи заднего хода,
- 49 потянуть на себя шток включения V передачи и передачи заднего хода и вынуть его из картера и вилки выключения,
- 50 снять блок шестерен V передачи и заднего хода,
- 51 снять вилку включения V передачи и заднего хода,
- 52 снять с вторичного вала втулку шестерни V передачи,
- 53 снять шестерню, зубчатый венец, блокирующее кольцо и муфту синхронизатора V передачи,
- 54 снять ступицу муфты синхронизатора V передачи,
- 55 снять промежуточную шестерню заднего хода,
- 56 снять шестерню заднего хода с вторичного вала.
8). Если коробка передач 4-ступенчатая, выполнить следующие операции:
- снять стопорное кольцо шестерни заднего хода с вторичного вала,
- снять пружинное кольцо,
- снять шестерню заднего хода с вторичного вала,
- снять стопорное кольцо промежуточной шестерни заднего хода с неподвижной оси,
- снять пружинное кольцо,
- снять промежуточную шестерню заднего хода.
9). Выполнить разборочные операции № 57…92 (см. демонстрационный материал):
- 57 выпрессовать задний подшипник промежуточного вала легкими ударами по наружному кольцу,
- 58 снять дистанционную втулку с вторичного вала,
- 59 снять наружное кольцо заднего подшипника с роликами,
- 60 снять внутреннее кольцо заднего подшипника,
- 61 разжать стопорное кольцо переднего подшипника промежуточного вала,
- 62 снять это кольцо,
- 63 отвернуть болт крепления переднего подшипника промежуточного вала, включив одновременно две передачи (I и IV),
- 64 снять болт с пружинной и зажимной шайбами,
- 65 установить отвертку между наружным кольцом подшипника и шестерней промежуточного вала,
- 66 действуя этой отверткой как рычагом, выпрессовать наружное кольцо подшипника с шариками и передним внутренним кольцом,
- 67 спрессовать заднее внутреннее кольцо подшипника, аккуратно действуя отверткой как рычагом; пометить внутренние кольца переднего подшипника промежуточного вала, чтобы при сборке установить их на прежние места
- 68 вынуть промежуточный вал из картера,
- 69 перевернуть коробку передач,
- 70 вынуть блокировочный сухарь штока включения III и IV передач,
- 71 выдвинуть шток включения III и IV передач; болт крепления вилки переключения III и IV передач был выкручен при операции 15,
- 72 вытолкнуть отверткой из штока промежуточный блокировочный сухарь,
- 73 снять промежуточный блокировочный сухарь,
- 74 снять шток включения III и IV передач,
- 75 снять вилку включения III и IV передач,
- 76 отвернуть болт крепления вилки включения I и II передач,
- 77 вынуть шток включения I и II передач из картера,
- 78 снять вилку включения I и II передач,
- 79 перевернуть коробку передач,
- 80 вынуть блокировочный сухарь штока включения I и II,
- 81 вынуть первичный вал в сборе,
- 82 вынуть из первичного вала игольчатый подшипник вторичного вала,
- 83 ослабить затяжку трех винтов крепления стопорной пластины промежуточного подшипника вторичного вала и оси промежуточной шестерни заднего хода ударной отверткой,
- 84 снять винты со стопорными шайбами,
- 85 развернуть стопорную пластину так, чтобы вывести ее из паза оси промежуточной шестерни заднего хода,
- 86 снять ось промежуточной шестерни заднего хода,
- 87 снять стопорную пластину,
- 88 разжать стопорное кольцо промежуточного подшипника вторичного вала,
- 89 снять это стопорное кольцо,
- 90 снять шпонку с вторичного вала,
- 91 снять промежуточный подшипник с вторичного вала, действуя отверткой как рычагом,
- 92 подать вторичный вал назад и вынуть его из картера передним концом вверх.
10). Ознакомиться с операциями № 93…95 (см. демонстрационный материал), которые выполняются при разборке реальной коробки. В лабораторной работе данные операции не выполняются.
11). Подсчитать числа зубьев шестерен (номера указаны на рис.1). Если КПП 5-ступенчатая, также подсчитать числа зубьев ведущей и ведомой шестерен 5-й передачи. Данные занести в табл. 2.
 |
Рис. 1. Продольный разрез 4-х ступенчатой коробки передач
заднеприводного автомобиля ВАЗ.
Таблица 2
| Номер шестерни | передача | Номера шестерен, передающих крутящий момент | Передаточное число | ||||||||||
| Число зубьев | 1 и 2 (первая ступень), 8 и 7 (вторая ступень) | ||||||||||||
| З.Х. | |||||||||||||
12). Вычислить передаточные числа на всех передачах. При вычислении передаточных чисел использовать следующий алгоритм:
- определить шестерни, которые передают крутящий момент на данной передаче,
- учесть, что передаточное число одной ступени (т.е. пары шестерен) вычисляется как отношение числа зубьев ведомой шестерни к числу зубьев ведущей шестерни,
- учесть, что трехвальная коробка передач на всех передачах, кроме одной, является двух ступенчатым редуктором (мультипликатором),
- учесть, что передаточное число при двух ступенях (т.е. две пары шестерен) вычисляется как произведение передаточных чисел каждой из ступеней.
Пример для первой передачи:
- крутящий момент на данной передаче передается шестернями №1, №2 и №8, №7,
- первая ступень – шестерня №1 (ведущая) и шестерня №2 (ведомая), передаточное число 
,
- вторая ступень – шестерня №8 (ведущая) и шестерня №7 (ведомая), передаточное число 
,
- передаточное число на первой передаче 
.
При вычислении передаточного числа на заднем ходу учесть, что промежуточная шестерня (на рис. 1 не показана) не влияет на величину передаточного числа.
Промежуточные вычисления отразить в отчете. Данные занести в табл. 2.
13). Осуществить сборку коробки передач:
- установить в корпус КПП вторичный вал (см. операцию 92),
- промежуточный подшипник вторичного вала запрессовывать оправкой, опирающейся на внутреннее кольцо подшипника,
- выполнить обратные (сборочные) операции 90…84,
- выполнить обратные (сборочные) операции 82…81,
- для окончательной установки первичного вала в сборе с игольчатым подшипником переднего конца вторичного вала запрессовать подшипник в сборе с валом до упора легкими ударами молотка через деревянный брусок по окружности наружного кольца подшипника,
- проверить легкость вращения первичного вала. Стопорное кольцо в проточке на наружном кольце подшипника должно быть установлено,
- выполнить обратные (сборочные) операции 80…69,
- установить промежуточный вал в картер коробки передач,
- выполнить обратные (сборочные) операции 67…64 и 62…57. При установке переднего и заднего подшипников промежуточного вала необходимо пользоваться оправкой, прилагая усилие к их внутренним кольцам,
- затянуть болт крепления переднего подшипника промежуточного вала динамометрическим ключом, одновременно включив две передачи (I и IV). Момент затяжки болта 79,4…98 Н·м (8,1…10,0 кгс·м),
- выполнить обратные (сборочные) операции 56…10,
- выполнить обратные (сборочные) операции 9…4,
- затянуть гайки крепления картера сцепления к коробке передач динамометрическим ключом. Момент затяжки гаек М10 - 31,8-51,4 Н·м (3,2-5,2 кгс·м); М8 - 15,7-25,5 Н·м (1,6-2,6 кгс·м),
- выполнить обратные (сборочные) операции 2…1,
- проверить легкость вращения первичного вала на каждой передаче (на вал установить ведомый диск сцепления для облегчения проворота).
Содержание отчета
Отчет по лабораторной работе оформляется каждым студентом и защищается индивидуально. Образец титульного листа отчета представлен в Приложении.
Отчет по лабораторной работе должен содержать:
– описание объекта исследования (тип, назначение, краткая характеристика коробки передач);
– краткое описание порядка выполнения работы без подробного описания каждой операции, например: демонтаж задней крышки, демонтаж первичного вала, демонтаж фиксирующего механизма и т.п.;
– заполненную таблицу 1;
– рисунок 1;
– заполненную таблицу 2;
– промежуточные вычисления передаточного числа на каждой передаче, производимые для заполнения таблицы 2.
Контрольные вопросы
1. Каково назначение коробки передач?
2. В состав какого типа трансмиссии входит исследованная коробка передач?
3. Что такое редуктор и мультипликатор?
4. К какому типу относится исследованная коробка передач?
5. Что такое передаточное число?
6. Какие передачи в коробке передач называются понижающими, а какие повышающими?
7. Почему на понижающих передачах происходит увеличение крутящего момента?
8. Как изменяется крутящий момент на повышающих передачах?
9. Каково основное отличие шестерен переднего и заднего хода в исследованной коробке передач? Почему?
10. Каково назначение фиксирующего механизма?
11. Каково назначение блокирующего механизма?
12. С какой целью при разборке блока шестерен 5-й передачи включают 2 передачи одновременно?
ПРИЛОЖЕНИЕ
Образец титульного листа:
Министерство образования и науки Российской Федерации
