Методика выполнения лабораторных работ.

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

 

Студент допускается к выполнению лабораторной работы только после проверки знания им теоретических положений, цели, задач, содержания и порядка выполнения работы.

Студенты, имеющие неудовлетворительные знания, к ее выполнению не допускаются.

Студенты, выполняющие лабораторную работу, должны:

- изучить правила техники безопасности, касающиеся выполняемой работы;

- ознакомиться со средствами технологического оснащения;

- изучить технику проведения экспериментов и порядок обработки их результатов.

Результаты работы оформляют в виде отчета на листах формата А4. Первую страницу (титульный лист) оформляют по образцу, приведенному в приложении. Содержание последующих страниц отчета приведено в приложениях.

Работа считается выполненной после просмотра и подписи отчета преподавателем. Выполненная работа защищается перед преподавателем, ведущим занятия.

 

 

Лабораторная работа № 1

РЕГУЛИРОВАНИЕ ПОДШИПНИКОВЫХ УЗЛОВ КОНИЧЕСКИХ РЕДУКТОРОВ ВЕДУЩИХ МОСТОВ АВТОМОБИЛЕЙ

Цель работы: привитие навыков регулирования подшипниковых узлов мостов автомобилей в процессе их изготовления и ремонта.

Задачи работы:

1. Получение навыков регулирования подшипниковых узлов мостов автомобилей.

2. Изучение методики регулирования подшипниковых узлов мостов автомобилей.

Теоретическая часть

 

Конические редукторы мостов автомобилей включают главную передачу и дифференциал.

С целью ограничения осевого перемещения шестерни и колеса в процессе эксплуатации, исходя из требований к зацеплению в передаче, в процессе сборки создают предварительный натяг подшипниковых узлов.

При затяжке гайки ведущей шестерни с определенным крутящим моментом возникает осевая сила Р_о (рис. 1.1).

 

Рис. 1.1. Схема размерной цепи, регламентирующей натяг в подшипниковом узле ведущей шестерни: 1 - ведущая шестерня; 2 - кольцо регулировочное; 3 - подшипник; 4 - прокладка; 5 - втулка

Эта сила раскладывается на две неравные силы:

большая сила Р¹ действует во «внутреннем» контуре узла, образованном внутренними кольцами подшипников и находящимися между ними элементами (кольцо, втулка);

меньшая сила F₀ действует в «наружном» контуре, образованном корпусом и наружными кольцами подшипников (см. рис. 1.1).

При нагружении деталей подшипникового узла ведущей шестерни осевой силой размеры деталей изменяются за счет их податливости и отличаются от размеров, полученных при изготовлении на операциях механической обработки.

К этому же приводит деформация при выполнении неподвижных соединений.

Так, высота конического подшипника в узле является замыкающим звеном Н_D размерной цепи, составляющими звеньями которой являются: размер Н¹ изготовленного подшипника; деформации (увеличение размера) подшипника Н₂ и Н₃, появляющиеся при установке колец подшипников на вал и в корпус; деформация (уменьшение размера) подшипника Щ при нагружении его осевой силой (рис. 1.2).

Высота конических подшипников в узле имеет значительную погрешность, не позволяющую обеспечить технические требования (в том числе, натяг в подшипниковом узле) методами полной или неполной взаимозаменяемости.

Размерные цепи, с помощью которых решаются задачи обеспечения технических требований, должны учитывать производные размерные цепи, возникающие в результате выполнения неподвижных соединений и силового замыкания.

Рис. 1.2. Схема размерной цепи Н

 

Следовательно, уравнение размерной цепи, имеющее согласно ГОСТ 16320-80 выражение

примет вид

где т - число звеньев размерной цепи;

Аi - размер i-го составляющего звена цепи (до сборки); x- передаточное отношение i-го составляющего звена цепи; Сi - замыкающее звено производной размерной цепи, связанное с изменением размера i-го составляющего звена цепи при выполнении неподвижного соединения;

x_ci - передаточное отношение размерного параметра:

Р - сила, действующая в контуре размерной цепи или ее части;

w_i - податливость i-го составляющего звена цепи;

xw_i - передаточное отношение размерного параметра:

Уравнение для расчета погрешности замыкающего звена имеет вид:

 

где ωАi - погрешность составляющего звена Аi,

ωci - погрешность замыкающего звена производной размерной цепи С,i,

ωp.wi - погрешность (рассеивание) перемещений (уменьшения размера) звеньев за счет их податливости.

Уравнение размерной цепи, регламентирующей предварительный натяг подшипников, имеет вид:

ζССi j - замыкающее звено производной размерной цепи, связанное с i-м составляющим звеном основной цепи;

Р1 - сила, действующая во «внутреннем» контуре.

В конструкции, приведенной на рис. 1.1, натяг в подшипниковом узле обеспечивается методом регулирования за счет неподвижного ступенчатого компенсатора (звено А₇).

Это звено выполняется в двух вариантах - прокладки с определенным числом ступеней или пакета прокладок различной толщины. Если пренебречь уменьшением звена А₂ за счет податливости, то, решив уравнение размерной цепи относительно компенсирующего звена, получим:

Для определения в процессе изготовления размера ступенчатого компенсатора измеряют размеры Н и В деталей, образующих наружный и внутренний контуры, и нагруженных осевыми силами F₀ и Р_х соответственно (рис. 1.3).

Измеренное значение компенсирующего звена А₇ определяют по формуле:

 

 

Рис. 1.3. Схема измерения размеров Н (а) и В (б) деталей, образующих наружный и внутренний контуры

 

 

Ориентируясь на полученное значение А₇, подбирают размер неподвижного ступенчатого компенсатора. В ряде конструкций автомобилей используется бесступенчатое регулирование натяга с помощью деформируемого распорного элемента (втулки), устанавливаемого во внутреннем контуре.

Деформируясь, этот элемент компенсирует погрешности звеньев размерной цепи. При сжатии этого элемента с определенной осевой силой элемент теряет устойчивость (в точке С); на участке СЕ размеры элемента могут значительно измениться при небольшом увеличении осевой силы Р\\ точка Е соответствует пределу прочности элемента (рис. 1.4). Следовательно, деформируемый распорный элемент выполняет свое служебное назначение при деформации на участке СЕ, а максимальная возможная компенсация равна ΔlЕ - Δlс.

Рис. 1.4. Зависимость деформации сжатия А£ деформируемого распорного элемента от прикладываемой к нему силы Pi

 

Таким образом, создание необходимого предварительного натяга в подшипниковом узле ведущей шестерни с деформируемым распорным элементом достигается при выполнении условий:

где wp.э min, Wp.Эmax — минимальная и максимальная податливость распорного элемента.

В процессе изготовления (сборки) бесступенчатое регулирование осуществляется следующим образом. На измерительной позиции измеряется действительный момент трения Мтр.д в предварительно собранном наружном контуре (см. рис. 1.3, а), нагруженном силой F0, с передачей информации о Мтр.д на сборочную позицию.

На сборочной позиции устанавливается деформируемый распорный элемент, сальник и осуществляется затяжка гайки. При достижении в контуре момента, равного

Мтр.д + ттр.,

где ттр. - момент сил трения в сальнике, привод затяжки гайки отключается.

При регулировании натяга в подшипниковом узле автомобиля в процессе ремонта с использованием неподвижного ступенчатого компенсатора собирают узел, изменяя размер компенсатора, и контролируя момент сопротивления проворачиванию (момент трения) и осевой люфт.

При правильной регулировке осевой люфт должен отсутствовать, а момент сопротивления проворачиванию должен находиться в пределах, регламентируемых техническими требованиями.

При бесступенчатом регулировании натяга затягивают гайку фланца, периодически контролируя момент сопротивления подшипников проворачиванию ведущей шестерни.

Если момент сопротивления окажется ниже нормы, то подтягивают гайку. При превышении нормированного значения заменяют распорную втулку, поскольку она получила недопустимо большую деформацию. Затем повторяют сборку с соответствующими регулировками.

 

Содержание работы

 

В процессе выполнения работы студент изучает сборочный чертеж конического редуктора моста автомобиля.

Формулирует служебное назначение конического редуктора, анализирует технические требования, предъявляемые к редуктору, разрабатывает методы их контроля, выявляет и составляет размерные цепи, с помощью которых решается задача обеспечения натяга подшипниковых узлов дифференциала и ведущей шестерни, составляет схему сборки.

Выполняет разборку и сборку редуктора, производя при этом регулировку подшипников дифференциала и ведущей шестерни, оформляет маршрутную карту сборки.