Изучение конструкции, разборка и сборка трехвальной коробки передач заднеприводного легкового автомобиля, определение передаточных чисел

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