Испытания на жесткость коробки передач автомобиля ЗИЛ-130
Коробки передач испытывают на жесткость, чтобы определить деформации
валов и картера при действии реальных нагрузок. Прогибы валов и
обусловленные этим перекосы шестерен в плоскости зацепления определяли
по возможности в местах установки шестерен. Наибольшее влияние на работу
шестерен оказывают прогибы валов в плоскости их осей, приводящие к
увеличению межосевого расстояния, и перекосы шестерен в плоскости,
перпендикулярной к плоскости осей валов.
Жесткость валов является одним из основных факторов, определяющих
прочность шестерен и влияющих на шум и вибрацию коробки передач в целом.
Жесткость коробки передач
оценивают по прогибам валов и углам поворота
шестерен в плоскости зацепления, замеренным в двух взаимно
перпендикулярных плоскостях. Испытания коробки передач ЗИЛ-130 на
жесткость проводили на крутильной машине. При подготовке коробки передач
к испытаниям было сделано следующее: прошлифованы полосы шириной до 15
мм на глубину 0,1 -—0,2 мм в местах замеров у валов Для устранения их
биения; прорезаны окна необходимых размеров в картере и крышке коробки
передач для прохода удлинительных стержней ножки индикатора; удалены
все детали механизма переключения передач из крышки
коробки передач; для удобства доступа к местам измерения прогиба
вторичного вала на него вместо синхронизаторов в сборе установлены
только каретки; вместо крышки заднего шарикоподшипника на первичный вал
установлена дополнительная опора, обеспечивающая центрирование вала по
переднему концу; индикаторы закрепляли на специально изготовленном
жестком каркасе, независимом от картера коробки передач.
Рис. 14. Каркас с закрепленными индикаторами для
испытания коробки передач на жесткость: а — вид слева; б — вид справа
Рис. 15. Удлинитель ножки индикатора с
наконечником:
1 — удлинитель ножки индикатора; 2 — наконечник;
3 — участок вала со шлицами
Подготовленную таким образом коробку передач вместе с каркасом для
индикаторов устанавливали на картер сцепления, закрепленный на монтажном
угольнике (рис. 14). К первичному валу подводился крутящий момент от
крутильной машины. Торможение вторичного вала при испытании (имитация
нагрузки) производили с помощью двух дисковых тормозов.
Для замера деформации применяли механические индикаторы часового типа.
Для удобства доступа к зонам измерения на ножки индикаторов
устанавливали специальные удлинители. Чтобы избежать западания во
впадины шлицев вала удлинителей, на них навинчивали специальные
наконечники с полусферической головкой (рис. 15).
Прогибы валов и смещение картера коробки передач замеряли на всех
передачах, кроме прямой, при нормальном направлении вращения первичного
вала. Нагрузка при испытании коробки передач изменялась ступенями через
10 кгс-м до максимальной 50 кгс-м. При этом сначала производилось
обжатие коробки под нагрузкой до 50 кгс-м с последующей разгрузкой.
Показания индикаторов в каждом опыте записывали при непрерывном вращении
валов. Фактический прогиб вала в каждом опыте определяли по
максимальному показанию индикатора за вычетом предварительно измеренного
биения вала в данной точке замера.
По фактическим величинам, характеризующим прогибы валов и их расхождение
как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскостях (т. е. по углам
непараллельности и скрещивания их осей), подсчитывало суммарный перекос
шестерен в плоскости зацепления по следующей формуле:
21.
Результаты испытаний коробок передач на жесткость
Параметры
3пл-130
ЗИЛ-120
Крутящий момент на
первичном валу в кгс-м
41
40*
Суммарный прогиб
валов в вертикальной (в числителе) и горизонтальной (в
знаменателе) плоскостях при включении различных передач в мм:
первой .
0,21/0,54
0,27/0,51
второй .
0,16/0,46
0,22/0,31
третьей
0,11/0,27
0,19/0,17
четверто.I
0,08/0,15
—
заднего хода
0,17/0,12
0,36/0,12
Угол перекоса
шестерни первой передачи и зад
него хода
вторичного вала в рад
0,00095
0,0015
Угол перекоса венца
шестерни первой передачи
0,00074
0,0008
промежуточного вала
в рад
*
Крутящий момент дни га тел я ЗИЛ-120 равен 33 кгс.м.
В табл. 21 приведены результаты испытаний коробок
передач ЗИЛ-130 и ЗИЛ-120 на жесткость. Анализ этих результатов
позволяет сделать следующие выводы:
— максимальное расхождение валов в плоскости расположения их осей,
характеризующее увеличение межцентрового расстояния, для коробки передач
ЗИЛ-130 равно 0,21 мм; для коробки передач ЗИЛ-120 при крутящем моменте
40 кгс-м эта величина равна 0,27 мм;
— максимальный перекос шестерен наиболее нагруженной первой передачи в
плоскости их зацепления для коробки передач ЗИЛ-130 равен 0,00095 рад,
а для коробки передач ЗИЛ-120
0,0015 рад.
Таким образом, фактические прогибы валов в плоскости расположения их
осей и угол перекоса шестерен в плоскости их зацепления при передаче
максимального момента для коробки передач автомобиля ЗИЛ-130 не
превышают величин, рекомендуемых в технической литературе:
— суммарное расхождение валов в плоскости расположения их осей,
характеризующее увеличение межцентрового расстояния, не более 0,2 мм;
— угол перекоса валов в плоскости, перпендикулярной
к плоскости расположения их осей, или угол перекоса шестерен в плоскости
зацепления не более 0,002 рад.