Лабораторная работа № 4 Исследование дефектов цилиндрических зубчатых колес и шлицевых валов

Цель работы: закрепление и развитие знаний, способов, средств и техники дефектации цилиндрических зубчатых колес, приобретение практических навыков определения дефектов и их сочетаний, исполь­зование средств контроля и руководства по капитальному ремонту автомобилей, уяснение характера дефектовочных работ.

Оборудование: цилиндрические зубчатые колеса; лупа 4-х кратного увеличения; штангенциркуль ШЦ-2 (ГОСТ 166-73) с пределами измерений 0–160 мм; штангензубомер ШЗ-18 (ГОСТ 4446-81); тангенциальный зубомер (ГОСТ 4446-81); тиски слесарные.

Основные положения

Зубья колес работают в условиях трения скольжения и качения, воспринимают и передают большие статические и динамические нагрузки. Рабочая поверхность зубьев испытывает многократные повторные нагрузки, у корня зуба возникает концентрация напряжений. Шлицы валов испытывают напряжения смятия и подвержены воздействию трения скольжения.

Износы зубьев по толщине достигают 0,4 мм, а боковых поверхностей шлицев до 0,1 мм. На рабочих поверхностях появляются усталостное выкрашивание, задиры.

Зубья колес с предельными износами и механическими поврежде­ниями выбраковываются, изношенные шлицы валов наплавляются. Наибольшие износы зуба имеют место по длине постоянной хорды (рисунок 5.1), которая равна отрезку прямой, соединяющей точки а правой и левой эвольвентных боковых поверхностей зуба. Положение этих точек определяется нормалями, проведенными к боковым поверхностям зуба из точки пересечения делительной окружности зубчатого колеса с осью зуба. Для измерения толщины зуба необходимо знать расстояние между касательной в-в к вершине зуба и постоянной хордой. Расстояние зави­сит от модуля зубчатого колеса. Расстояния для коррегировочных и для некоррегировочных колес приведены в таблице 5.1.

Для измерения износа зуба по длине постоянной хорды используют различные инструменты: штангензубомеры, тангенциальные зубомеры, штангенциркули, шаблоны. В ремонтном производстве наиболее широко используется штангензубомер (рисунок 5.1). Измерения проводят следующим образом. На шкале 1 устанавливают расстояние или по нониусу 2, подвижный упор 4 упирают в выступ зуба, изме­рительные губки 3 и 5 подводят к боковым поверхностям и по шкале 7 и нониусу 6 отсчитывают длину постоянной хорды, которая соответствует толщине зуба . Точность отсчета 0,02 мм.

Рисунок 5.1 - Устройство штангензубомера

Таблица 5.1 – Значения и для зубчатых колес с разными модулями

m	2,00	2,25	2,50	3,00	3,50	4,00	4,50	5,00	5,50
	1,50	1,68	1,87	2,24	2,62	2,99	3,36	3,74	4,11
	1,48	1,66	1,85	2,21	2,58	2,95	3,30	3,68	4,04

Порядок выполнения работы

1. Ознакомиться с организацией рабочего места и проверить его комплектность.

2. Усвоить особенности конструкции цилиндрических зубчатых колес и шлицевых валов, усвоить условия их работы и характер возможных повреждений, технические требования на дефектацию детали.

3. Ознакомиться с правилами пользования инструментами и правилами техники безопасности.

4. Определить состояние детали.

4.1. Произвести наружный осмотр детали. Определить наличие таких дефектов как ступенчатая выработка, трещины, обломы, забоины, заусенцы, выкрашивание на рабочей поверхности зубьев или цилиндров в виде мелких раковин, состояние резьбы и посадочных мест. Осмотр провести в соответствии с дефектовочной ведомостью (таблица 5.2). Результаты осмотра записать в отчет (таблица 5.3).

4.2. Измерить штангенциркулем длину зуба шестерни и записать результат в таблицу 5.4 отчета.

4.3. Измерить толщину зуба штангензубомером (рисунок 5.1) для чего произвести настройку штангензубомера, установив подвижный упор 4 вертикальной линейки по шкале 1 и нонусу 2 на размер высоты головки зуба от хорды делительной окружности. Величина определяется по рабочему чертежу детали, по номинальным значениям в дефектовочной ведомости или по формуле:

, (5.1)

где m – модуль, мм;

Н – коэффициент, зависящий от числа зубьев (таблица 5.5).

После установки и закрепления упора на размер еще раз проверить точность установки по шкале и нониусу.

4.4. Установить упор 4 на выступ зуба, измерительные губки 3 и 5 подводятся к боковым поверхностям зуба и по шкале 7 и нониусу 6 определяется величина .

При соприкосновении измерительных губок с поверхностью зуба не должен появляться зазор между упором и вершиной зуба, а штангензу­бомер находится в плоскости перпендикулярной продольной оси зуба.

Измерения провести на трех зубьях, расположенных по окружности шестерни через 120⁰. Каждый зуб измеряют в двух поясах, расположенных от торцев зуба на расстоянии 1/4 его длины.

Измеренные значения записать в таблицу 5.4.

4.5. Рассчитать величину износа зубьев:

, (5.2)

где – толщина зуба по хорде делительной окружности для нового зуба, мм.

Таблица 5.2 - Карта технических требований на дефектацию

См. рис. 4.2	Деталь	Вал промежуточный коробки передач
№ детали
Материал
Твердость
№ де­фекта по эс­кизу	Возможные дефекты	Способ установления дефекта и контрольный инструмент	Размер, мм	Заключение
по рабочему чертежу	допусти­мый без ремонта
	Обломы и трещи­ны	Визуальная лупа 10-и кратная ЛИ-3-10 ГОСТ 8309-75	–	–	Браковать
	Выкрашивание рабочих поверх­ностей зубьев	Визуально	–	–	Браковать
	Износ зубьев по толщине	Штанген­зубомер
	– венца первой передачи;		=7,8; = =10,35	10,21	При размере менее 10,21 браковать.
	– венца заднего хода;		=6,72; = =8,43	8,29	При размере менее 8,29 браковать.
	– венца второй передачи.		=7,54; = =9,57	9,43	При размере менее 9,43 браковать.
	Износ шлиц муфты по диаметру	Штанген­циркуль	65,911-0.077	65,529	При размере ме­нее 65,526 напла­вить до номиналь­ного размера
	Износ шлиц муф­ты по толщине	Штанген­циркуль

Значение берется из рабочего чертежа детали, по номинальным значениям в дефектовочной ведомости или рассчитывается по формуле:

, (5.3)

где z – число зубьев.

Результаты расчетов записать в таблицу 5.4 отчета.

I – венец первой передачи; II – венец второй передачи;

З.Х. – венец заднего хода

Рисунок 5.2 – Эскиз промежуточного вала коробки передач

Таблица 5.3 – Карта осмотра промежуточного вала коробки передач

Конструктив­ные элементы детали	Требования ра­бочего чертежа	Действи­тель­ное со­стоя­ние эле­мен­та детали	Способ ус­тановле­ния дефекта	Заклю­чение
1. Обломы и трещины	Не допускаются
2. Выкрашивание рабочих поверхностей: – зубьев; – шлицев.	Не допус­каются
3. Наличие мелких раковин	Не допускаются
4. Другие дефекты

Таблица 5.4 – Результаты замеров параметров зубчатых колес

Измеряемые или рассчитываемые величины	Шестерня
второй передачи	заднего хода	первой передачи
1. Длина шестерни, мм
2. Толщина по хорде делительной окружности, мм
Окончание таблицы 5.34
первого зуба
плоскость I-I
плоскость II-II
второго зуба
плоскость I-I
плоскость II-II
третьего зуба
плоскость I-I
плоскость II-II
3. Износ Uх по толщине, мм
первого зуба
второго зуба
третьего зуба
4. Наименьшая толщина зуба по хорде делительной окружности, мм
5. Максимальный износ зуба по толщине, мм

Таблица 5.5 - Значения коэффициента Н в зависимости от числа зубьев шестерни

z	Н	z	Н	z	Н	z	Н
	1,0615		1,0324		1,0221		1,0167
	1,0559		1,0308		1,0212		1,0168
	1,0514		1,0293		1,0206		1,0158
	1,0474		1,0280		1,0199		1,0154
	1,0440		1,0268		1,0192		1,0150
	1,0410		1,0256		1,0187		1,0146
	1,0385		1,0245		1,0182		1,0144
	1,0362		1,0237		1,0176		1,0141
	1,0342		1,0228		1,0171		1,0137

4.6. Измерить наружный и внутренний диаметры шлицев. Наружный диаметр измеряют по вершинам шлицев, внутренний по пазам. Измерения производят по двум парам шлицев, расположенных во взаимно перпендикулярных плоскостях и в двух поясах рабочей зоны шлицевого соединения. Результаты замеров записать в таблицу 5.6.

4.7. Измерить штангензубомером ширину трех шлицев, расположенных под углом 120^о в двух поясах, расположенных от окончания шлицев на расстоянии 1/4 их общей длины. Результаты замеров записать в таблицу 5.6.

4.8. Рассчитать наибольший износ шлицев по диаметру и по ширине. Результаты расчетов записать в таблицу 5.6.

5. Привести в порядок рабочее место и сдать его лаборанту.

6. Оформить отчет о работе.

Таблица 5.6 - Результаты замеров параметров шлиц

Конструктивный элемент	Плоскость	Поле
I-I	II-II	A-A	B-B
1. Наружный диаметр, мм
2. Внутренний диаметр, мм
3. Ширина шлица, мм
первого
второго
третьего
4. Наименьшие диаметры, мм
наружный
внутренний
5. Наибольший износ по диаметрам шлиц, мм
наружному
внутреннему
6. Наименьшая ширина шлица, мм
7. Наибольший износ шлица по ширине, мм

Содержание отчета

Отчет должен содержать:

1. Анализ условий работы и характерные дефекты деталей.

2. Таблицы с результатами измерений и расчетов.

3. Схемы замеров.

4. Выводы, включающие:

· результаты внешнего осмотра;

· результаты анализа измеренного износа зубьев и шлицев;

· возможность дальнейшей эксплуатации детали.

5.4 Контрольные вопросы

1. Перечислите конструкторские элементы цилиндрических зубча­тых колес и шлицевых валов.

2. Назовите основные диаметрические параметры зубчатого колеса и шлицевого вала, указать их на чертеже.

3. Перечислите характерные дефекты шестерен и шлицевых валов.

4. Перечислите основные параметры цилиндрических зубчатых колес и шлицевых валов, контролируемых при дефектовке.

5. Укажите дефекты, при наличии которых шестерня выбрако­вывается.

Образец титульного листа по лабораторной работе

Министерство образования и науки РФ

ФГБОУ высшего профессионального образования

"Новгородский государственный университет имени Ярослава Мудрого"

Политехнический институт

Кафедра Автомобильный транспорт

ИССЛЕДОВАНИЕ ДЕФЕКТОВ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС И ШЛИЦЕВЫХ ВАЛОВ

Лабораторная работа по учебной дисциплине

«Основы технологии производства и ремонта автомобилей»

по специальности 190601.65 – автомобили и автомобильное хозяйство.

Отчет

	Преподаватель ______________________ С.Г. Крылов “______” ______________ 20__
	Студент группы _______ ______________________ А. К. Петров “______” ______________ 20__

Цель работы:____________________________________________________

____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

Оборудование: __________________________________________________

____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

Анализ условий работы детали: ____________________________________

____________________________________________________________________

Дефекты зубчатых колес, выявленные внешним осмотром (таблица 5.3): ____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

Результаты замеров параметров зубчатых колес (таблица 5.4): __________

____________________________________________________________________

Результаты замеров параметров шлиц (таблица 5.6): __________________

____________________________________________________________________

Выводы:________________________________________________________

____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

Список литературы

1. Карагодин В. И., Митрохин Н. Н. Ремонт автомобилей и двигателей: Учеб. для студ. сред. проф. учеб. заведений. – М.: Высш. школа, 2001. – 496 с.

2. Ремонт автомобилей: Учебник для автотрансп. техникумов/ Румянцев С. И., Боднев А. Г., Бойко Н. Г. И др.; Под ред. С. И. Румянцева. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Транспорт, 1988. – 327 с.

3. Иващенко Н. И. Технология ремонта автомобилей. – Киев: Виша школа, 1977. – 360 с.

4. Восстановление автомобильных деталей: Технология и оборудование: Учеб. для вузов/В. Е. Канарчук, А. Д. Чигринец, О. Л. Голяк, П. М. Шоцкий. – М.: Транспорт, 1995. –

5. Автомобили КамАЗ: Техническое обслуживание и ремонт /В. Н. Барун, Р. А. Азаматов, В. А. Трынов и др. – М.: Транспорт, 1984. – 251 с.

6. Автомобиль “Волга” ГАЗ-31029. Руководство по ремонту. – ПО “ГАЗ”, 1993. – 212 с.

7. Горбацевич А. Ф., Шкред В. А. Курсовое проектирование по тех­нологии машиностроения: Учеб. пособие. – М.: Высш. шк., 1983. – 256 с.

8. Ремонт автомобилей: Учебник для вузов /Л. В. Дехтеринский, К. Х. Акмаев, В. П. Аисин и др.; Под ред. Л. В. Дехтеринского. – М.: Транспорт, 1992. – 295 с.

9. Справочник технолога-машиностроителя. Т. 1 /Под ред. А. Г. Косиловой, Р. К. Мещерекова. – М.: Машиностроение, 1985. – 656 с.

10. Технологические карты текущего ремонта агрегатов автомо­билей КамАЗ. – Минавтотранс РСФСР, Центравтотех, 1990.

11. Титунин Б. А. Ремонт автомобилей КамАЗ. – М.: Агро­промиздат, 1991. – 320 с.

12. Шадричев В. А. Основы технологии автостроения и ремонт автомобилей. Учебник для вузов. – Л.: Машиностроение, 1976. – 560 с.

13. Азаматов Р. А., Дажин В. Г., Кулаков А. Т., Модин А. И., Воостановление деталей автомобилей./Под ред. В. Г. Важина. – Набережные Челны: КамАЗ, 1994. – 215 с.

Учебно-методическое издание