Файл: Шасси автомобиля ЗИЛ-130. Практика проектирования, испытаний и доводки.pdf

Результаты испытаний коробок передач автомобиля ЗИЛ-130 на статическую прочность приведены в табл. 2 0 , из которой

следует, что при замене стали 25ХГТ на сталь 25ХГМ для ше­ стерен вторичного вала несколько увеличивается статическая прочность коробки передач.

шестерен оказывают прогибы валов в плоскости их осей, приво­

Жесткость валов является одним из основных факторов, определяющих прочность шестерен и влияющих на шум и виб­ рацию коробки передач в целом. Жесткость коробки передач

Рис. 14. Каркас с закрепленными индикаторами для испытания коробки пере­ дач на жесткость:

а — вид слева; б — вид справа

оценивают по прогиоам валов и углам поворота шестерен в пло­ скости зацепления, замеренным в двух взаимно перпендикуляр­ ных плоскостях. Испытания коробки передач ЗИЛ-130 на жест­ кость проводили на крутильной машине. При подготовке короб­ ки передач к испытаниям было сделано следующее: прошлифо­ ваны 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

58

все детали механизма переключения передач из крышки короо­ ки передач; для удобства доступа к местам измерения прогиба вторичного вала на него вместо синхронизаторов в сборе установлены только каретки; вместо крышки заднего шарико­ подшипника на первичный вал установлена дополнительная опора, обеспечивающая центрирование вала по переднему кон­ цу; индикаторы закрепляли на специаль­ но изготовленном жестком каркасе, независимом от картера коробки пе­ редач.

вичному валу подводился крутящий момент от крутильной машины. Торможение вторичного вала при испытании (ими­ тация нагрузки) производили с помощью двух дисковых тормо­ зов.

Для замера деформации применяли механические индика­

каждом опыте определяли по максимальному показанию инди­ катора 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 горизон­ тальной плоскостях (т. е. по углам непараллельностп и скрещн-

59

вания их осей), подсчитывали суммарный перекос шестерен в плоскости зацепления по следующей формуле:

*Крутящий момент двигателя 31ІЛ-120 равен 33 кгс-м.

Втабл. 21 приведены результаты испытаний коробок пере­ дач ЗИЛ-130 II ЗИЛ-120 на жесткость. Анализ этих результатов

позволяет сделать следующие выводы:

—максимальное расхождение валов в плоскости располо­ жения 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 пере­ дач ЗИЛ-130 равен 0,00095 рад, а для коробки передач ЗИЛ-120 0,0015 рад.

Таким образом, фактические прогибы валов в плоскости рас­ положения их осей и угол перекоса шестерен в плоскости их зацепления при передаче максимального момента для коробки передач автомобиля ЗИЛ-130 не превышают величин, рекомен­ дуемых в технической литературе:

—суммарное расхождение валов в плоскости расположения их осей, характеризующее увеличение межцентрового расстояния, не более 0 , 2 мм;

60

— угол перекоса валов в плоскости, перпендикулярной к плоскости расположения их осей, или угол перекоса шестерен в плоскости зацепления не более рад.

Испытания на изгибно-усталостную прочность

Испытания шестерен коробок передач на изгнбно-усталост- ную прочность являются основным видом стендовых испытаний, позволяющих воспроизводить условия и режимы работы испы­ туемого объекта, наиболее близкие к эксплуатационным. Одна

Рис. 16. Стенд с замкнутым силовым контуром для ис­ пытания шестерен коробок передач иа изгнбно-уста- лостмую прочность

из главных задач этих испытаний — получить сравнительные данные по долговечности шестерен, изготовленных из стали разных марок и по различной технологии.

Испытания на изгибно-усталостную прочность проводили на стенде с замкнутым силовым контуром (рис. 16). Для нагру­ жения коробок передач при испытаниях на этом стенде исполь­ зуется мощность, циркулирующая в замкнутом контуре стенда и создаваемая в нем за счет угловой жесткости элементов, закрученных с помощью планетарного нагружателя. Силовой контур стенда состоит из двух однотипных редукторов, вклю­ ченных в контур с помощью торсионных валов, упругих муфт, индуктивного датчика и нагружателя.

При испытании на стенд одновременно устанавливаются и включаются в силовой контур две коробки передач. Одна из них — испытуемая, работает в режиме, соответствующем работе коробки передач на автомобиле, другая — технологическая,

61

замыкает контур и работает с обратным направлением враще­ ния и силового потока.

Контроль за нагрузкой в контуре стенда в процессе испы­ таний осуществляется с помощью индуктивного датчика и стрелочного прибора, шкала которого протарпрована в кгс-м.

Режим испытаний коробок передач автомобиля ЗИЛ-130 на стенде был принят следующим (для всех передач): крутящий момент на первичном валу равен крутящему моменту двигателя

в течение 15—20 ч для каждой испытуемой передачи. При этом происходила приработка сопряженных поверхностей шестерен

требуемых норм долговечности или до поломки наименее проч­ ной детали. Допускались кратковременные остановки стенда для профилактического осмотра его узлов и коробок передач. Принятые нормы долговечности (в ч) шестерен коробки передач автомобиля ЗИЛ-130 из условия обеспечения пробега автомо­ билем 200 тыс. км приведены ниже (при Мс — 41 кгс-м и часто­ те вращения первичного вала 1480 об/мин):

В табл. 22 приведены результаты испытаний шестерен, изготовленных из сталей разных марок. Анализ результатов испытаний позволяет сделать следующие выводы:

— упрочнение шестерен коробки передач автомобиля ЗИЛ-130 наклепом стальной дробью при принятом процессе термообработки повышает их изгибно-усталостную прочность и долговечность в среднем в 10 раз. Долговечность упрочненных стальной дробью шестерен соответствует принятым нормам долговечности коробки передач;

■— изгибно-усталостная прочность и долговечность шестерен первой передачи, изготовленных из стали 25ХГМ и упрочнен­ ных стальной дробью, несколько выше, чем шестерен из стали 12Х2Н4А без упрочнения.

62