Главная / Технология / Методическая разработка практического занятия на тему «Редукторы и коробки скоростей»

Методическая разработка практического занятия на тему «Редукторы и коробки скоростей»

Методическая разработка практического занятия на тему «Редукторы и коробки скоростей»


Горбичева А.А. мастер производственного обучения


Тема: Редукторы и коробки скоростей

Цели занятия:

  • закрепить знания по назначению и устройству цилиндрических и конических зубчатых передач

  • изучить конструкцию цилиндрического и конического редукторов, коробки скоростей

  • ознакомиться с конструкцией автомобильной коробки передач

  • научиться рассчитывать передаточные числа редукторов и коробки скоростей на разных передачах

Связь с другими предметами (междисциплинарными курсами) данной специальности: МДК 01.01. «Устройство автомобилей»



При выполнении заданий обучающиеся осваивают следующие компетенции:

Общие компетенции:

ОК 1. Понимать сущность и социальную значимость своей будущей профессии, проявление к ней устойчивого интереса.

ОК 2. Организовывать собственную деятельность, выбирать типовые методы и способы выполнения профессиональных задач, оценивать их эффективности и качество.

ОК 3. Принимать решения в стандартных и нестандартных ситуациях и нести за них ответственность.

ОК 4. Осуществлять поиск и использование информации, необходимой для эффективного выполнения профессиональных задач, профессионального и личностного развития.

ОК 5. Использовать информационно-коммуникационные технологии в профессиональной деятельности.

ОК 6. Работать в коллективе и в команде, эффективно общаться с коллегами, руководством, потребителями.

ОК 7. Брать на себя ответственность за работу членов команды (подчиненных), за результат выполнения заданий.

ОК 8. Самостоятельно определять задачи профессионального и личностного развития, заниматься самообразованием, осознанно планировать повышение квалификации.

ОК 9. Ориентироваться в условиях частой смены технологий в профессиональной деятельности.

ОК 10. Исполнять воинскую обязанность, в том числе с применением полученных профессиональных знаний.

Профессиональные компетенции:

ПК1. Организовывать  и проводить работы по техническому обслуживанию и ремонту автомобильного транспорта.

ПК2. Осуществлять  технический  контроль при хранении эксплуатации техническом обслуживании  и ремонте  автотранспортных средств.

ПК3. Разрабатывать технологические процессы ремонта узлов и деталей.



Оборудование и инструменты:

  • макеты цилиндрического и конического редукторов

  • коробка передач автомобиля КамАЗ-5320

  • коробка передач автомобиля ВАЗ-2110

  • линейки

  • штангенциркуль

Литература:

Олофинская В.П. Детали машин. Краткий курс, практические занятия и тестовые задания: учеб. пособие/ Олофинская В.П.- 3-е изд., испр. и доп.- М.: ФОРУМ, 2012.-240с. (Профессиональное образование).



План (структура) занятия:

1) Организационный момент

2) Объяснение темы и целей занятия

3) Ознакомление с порядком выполнения заданий

4) Изучение обучающимися теоретической части

5) Обучающиеся разделяются на две подгруппы

6) Обучающиеся выполняют задания по изучению конструкции и расчету редукторов

7) Обучающиеся выполняют задания  по изучению конструкции и расчету автомобильных коробок передач

8) Оформление обучающимися отчетов по работе и выполнение индивидуальных заданий для защиты

 

Ход занятия

 

1) Организационный момент 



2) Объяснение темы и целей занятия

Преподаватель:

Механическими передачами или передачами называют механизмы, передающие энергию от двигателя к рабочим органам машины с преобразованием скоростей, сил или моментов, а иногда и характера движения

Вспомним из предыдущих занятий основные причины применения передач в машинах (обучающиеся при помощи преподавателя называют причины:

  • требуемые скорости рабочих органов машины часто не совпадают со скоростями стандартных двигателей;

  • скорости рабочего органа машины часто необходимо регулировать (изменять) в процессе работы;

  • большинство рабочих органов машин должны работать при малых скоростях и обеспечивать большие вращающие моменты, а высокооборотные двигатели экономичнее;

  • двигатели изготовляют для равномерного вращательного движения, а в машинах иногда требуется прерывистое поступательное движение с изменяющимися скоростями.

В конструкциях механизмов и машин передачи изготовляют в виде редукторов и коробок скоростей (коробок перемены передач).

На данном занятии Вам необходимо изучить кинематические схемы редукторов и коробок скоростей, произвести расчеты передаточных чисел и скоростей вращения входных и выходных валов, а также ознакомиться с конструкцией двух типов автомобильных коробок передач с целью представления принципа работы на различных передачах.



3) Ознакомление с порядком выполнения заданий

Преподаватель:

Порядок выполнения заданий следующий:

  • изучить теоретическую часть предложенную в методических указаниях

  • разделиться на две подгруппы с целью поочередного изучения конструкций редукторов и коробок передач

  • изучить конструкцию коробки передач (редуктора), выполнить требуемый расчет, затем поменяться с другой подгруппой

  • после расчетов представители из каждой подгруппы оглашают полученные результаты, которые затем сравниваются и делаются выводы

  • в конце занятия обучающиеся оформляют отчеты в тетрадях и выполняют  индивидуальные задания для защиты

4) Изучение обучающимися теоретической части



5) Обучающиеся разделяются на две подгруппы 



6) Обучающиеся выполняют задания по изучению конструкции и расчету редукторов

Одна из подгрупп самостоятельно изучает конструкцию макета редуктора:

Конструкция:

  • тип редуктора

  • тип и число ступеней

  • количество зубчатых колес

  • количество  и типы подшипников

  • количество валов

  • межосевые расстояния

Расчет:

  • передаточное число

  • частоты вращения валов



7) Обучающиеся выполняют задания  по изучению конструкции и расчету автомобильных коробок передач

Одна из подгрупп самостоятельно изучает конструкцию коробки передач:

Конструкция:

  • число валов

  • типы передач

  • число передач

  • число и типы подшипников

Расчет:

  • передаточные числа каждой из передач

После завершения расчетов по одному обучающемуся из каждой подгруппы оглашают данные полученные при изучении редукторов и коробок передач и совместно сравнивают полученные значения



Преподаватель:

Для оценки и подтверждения результатов давайте рассмотрим, насколько изменится число оборотов выходного вала коробки передач на первой передаче. Сделаем метки на входном и выходном валах, затем прокрутим входной вал вручную до тех пор, пока выходной сделает ровно один оборот. Число оборотов входного вала должно быть равно передаточному числу первой передачи.



Преподаватель обучающимся:

Теперь Вы выяснили назначение и общее устройство редукторов и коробок передач. Предлагаю ответить всем вместе на вопрос:

 С какой целью применяются редукторы и коробки передач на автомобилях?



8) Оформление обучающимися отчетов по работе и выполнение индивидуальных заданий для защиты

Обучающиеся оформляют отчет в тетрадях в соответствии с методическими указаниями и выполняют индивидуальные задания по расчету угловых скоростей валов коробок передач  по вариантам (по списку в журнале).

 

Приложение 1


Методические указания для практического занятия


Практическое занятие


Тема: Редукторы и коробки скоростей


Цели занятия:

-закрепить знания по назначению и устройству цилиндрических и конических зубчатых передач

-изучить конструкцию цилиндрического и конического редукторов, коробки скоростей

-ознакомиться с конструкцией автомобильной коробки передач

-научиться рассчитывать передаточные числа редукторов и коробки скоростей на разных передачах


Оборудование и инструменты:

-макеты цилиндрического и конического редукторов

-коробка передач автомобиля КамАЗ-5320

-коробка передач автомобиля ВАЗ-2110

-линейки

-штангенциркуль


Литература:

Олофинская В.П. Детали машин. Краткий курс, практические занятия и тестовые задания: учеб. пособие/ Олофинская В.П.- 3-е изд., испр. и доп.- М.: ФОРУМ, 2012.-240с. (Профессиональное образование).


Общее время занятия – 4 часа


1.Основные сведения о цилиндрических зубчатых редукторах и коробках скоростей


Зубчатым редуктором называется агрегат, состоящий из одной или нескольких зубчатых передач, смонтированных в отдельном закрытом корпусе.

Редукторы предназначаются для понижения скорости вращения выходного вала и увеличения на нем крутящего момента. Необходимость понижения скорости вызвана тем, что экономически целесообразные скорости вращения электродвигателей, как правило, выше, чем скорости рабочих органов машин.

Цилиндрические зубчатые редукторы бывают одно, двух и трехступенчатые.

Одноступенчатый редуктор (см. рисунок 1,а) применяется при необходимости получить небольшие передаточные числа, обычно от 2 до 8 (max 12,5).

В одноступенчатом зубчатом редукторе передаточное число может быть определено как отношение числа зубьев ведомого колеса к числу зубьев ведущего колеса

image002

где z1 и z2 - число зубьев ведущего и ведомого колёс соответственно.

Наибольшее распространение в машиностроении получили двухступенчатые редукторы с цилиндрическими зубчатыми колесами (см. рисунок 2, б). Чаще всего передаточное число этих редукторов лежит в пределах от 8 до 63. Оно подсчитывается как произведение передаточных чисел отдельных ступеней

image004

image006

а)image008     б)image010

в)image012

Рис. 1. Схемы зубчатых редукторов

 

Трёхступенчатые зубчатые редукторы обычно применяют при передаточных отношениях лежащих в пределах от 63 до 360 (см. рисунок 1,в). Определяют передаточное отношение по формуле

image014

image016

Часто в транспортных машинах, в металлорежущих станках возникает необходимость с помощью одного редуктора получать несколько передаточных отношений (передаточных чисел), т.е. у выходного вала должна быть не одна, а две и более различные скорости. С этой целью в схему редуктора добавляют механизм позволяющий осуществлять переключение зубчатых колес, получая при этом различные передаточные числа.

Зубчатый механизм, у которого частота вращения ведомого вала может ступенчато изменяться, называется в зависимости от применения: коробкой скоростей; коробкой подач; коробкой передач. Зубчатые коробки скоростей на выходном валу могут иметь от 2-х до 48-и скоростей.

На рисунке 2 представлены схемы простейших коробок скоростей: 2-х скоростной  - а)  и 3-х скоростной – б).

Переключение скоростей, в приведённых схемах, осуществляется осевым перемещением на ведущем (быстроходном) валу I блоков зубчатых колёс image018и image020

Валы I  и подвижные блоки имеют шлицевое соединение. Ведомые колеса соединены с выходным II (тихоходным) валом с помощью шпонок.

Передаточные числа каждой ступени определяются с помощью формулы (1).

а)image022б)image024

Рис. 2. Схемы зубчатых коробок скоростей

 

Заметим, что передаточное число и передаваемая мощность являются важнейшими параметрами, которые во многом определяют конструкцию и размеры зубчатых редукторов и коробок скоростей.

Зубчатые колеса и валы в редукторах общего назначения изготавливаются обычно из конструкционных среднеуглеродистых сталей:  сталь 40;  45;  50.

Если возникает необходимость в получении зубчатых колес минимальных  размеров,  для  их  изготовления  используют  легированные  стали: сталь 40Х; 40ХН и т.п. Для повышения прочности и твёрдости зубьев колеса подвергаются термической или химико-термической обработке.

Опорами валов в редукторах с цилиндрическими косозубыми колесами служат радиально-упорные роликовые подшипники. В зацеплении косозубых зубчатых колёс возникают значительные осевые усилия, что и определяет применение радиально-упорных подшипников.

Если в редукторах применяются прямозубые зубчатые колеса, в зацеплении которых не возникают осевые усилия, то в качестве опор валов используются более простые и дешевые радиальные подшипники шариковые или роликовые.

В коробках скоростей с подвижными блоками применяются только прямозубые колёса, чтобы обеспечить свободное включение скоростей и исключить осевые усилия, способствующие самопроизвольному выходу зубчатых блоков из зацепления.

Фиксация подшипников в осевом направлении осуществляется торцовыми крышками. Они служат не только для восприятия осевых нагрузок, действующих на подшипники, но и для герметизации подшипниковых узлов.

Торцевые крышки бывают глухими и сквозными с отверстиями для валов. В сквозных крышках устанавливаются манжетные уплотнения. Уплотнения предохраняют подшипники и зубчатые колёса от попадания грязи из окружающей среды и препятствуют утечке масла. Торцевые крышки крепятся к корпусу редуктора или коробки скоростей с помощью винтов.

Корпуса редукторов и коробок скоростей выполняются, как правило, разъёмными, состоящими из двух частей: корпуса и крышки. Как правило, корпусные детали изготавливаются методом литья из серого чугуна или лёгких сплавов с последующей обработкой плоскостей разъема и отверстий под подшипники. Крышка и корпус соединяются между собой шпильками  и болтами. На крышке устанавливаются рым-болты, служащие для подъёма и транспортирования редуктора. Для периодического осмотра зубчатой передачи и для заливки масла в крышке редуктора или коробки скоростей предусмотрено смотровое окно, которое закрывается специальной крышкой. Для уменьшения износа и трения, зубчатое зацепление необходимо смазывать. Смазка зубчатых колес в редукторах и коробках скоростей осуществляется путем окунания, для чего в корпус редуктора (коробки) заливается масло. Рекомендуется при этом зубчатые колеса погружать в масло на высоту зуба.

Емкость масляной ванны в корпусе определяется из расчета 0,5-0,7 литра на 1 кВт предаваемой мощности.

Уровень масла измеряют с помощью жезлового маслоуказателя. Для удаления отработанного масла служит сливное отверстие, закрываемое специальной резьбовой пробкой.

 

2. Устройство коробки скоростей

Схема  коробки  скоростей,  подлежащей  изучению,  приведена  на  рисунке 3. Коробка скоростей состоит из двух кинематических цепей. Первая цепь включает три зубчатых колеса z1 , z, z3. Вторая цепь образована лишь парой зубчатых колёс z, z5. Все зубчатые колёса – прямозубые цилиндрические.

На входном (быстроходном) валу I расположены два зубчатых колеса z1 и z4 с зубчатыми полумуфтами на их внутренних торцах и зубчатая муфта 1 между ними.

image026

Рис.3. Кинематическая схема коробки скоростей

 

Для передачи крутящего момента зубчатая муфта 1 с помощью шлицевого соединения связана с валом I. С помощью рукоятки 2 зубчатая муфта 1 может перемещаться по шлицам вдоль оси вала I и входить в зацепление с полумуфтой зубчатого колеса z1 (при перемещении вверх) или с полумуфтой зубчатого колеса z4  (при перемещении вниз). Зубчатые же колёса z1 и z4 насажены на вал свободно и жесткой связи с ним не имеют. Остальные зубчатые колеса для передачи крутящего момента жёстко связаны с соответствующими валами шпоночными соединениями: колесо z2  с промежуточным валом II, колеса z3 и z5 с выходным валом III.

В результате такого устройства коробка скоростей позволяет получить два различных передаточных числа. Одно передаточное число u(1) получаем, перемещая зубчатую муфту 1 вверх, при ее соединении с зубчатым колесом z1. В этом случае работает кинематическая цепь z1 , z, z3, зубчатые же колёса z, z5  вращаются вхолостую.

Передаточное отношение передачи из 3-х зубчатых колёс z1 , z, z3  будет равно произведению передаточных отношений двух ступеней

image028

где     image030  image032   тогда   image034

Как видно, зубчатое колесо z2 на величину передаточного отношения всей передачи никакого влияния не оказывает. Поэтому подобные зубчатые колеса получили наименование «паразитных». Наличие паразитного зубчатого колеса в передаче сказывается лишь на направлении вращения выходного вала.

Второе передаточное отношение u(2) получается в том случае, когда зубчатая муфта 1 перемещается вниз и входит в зацепление с зубчатым колесом z4. При этом в работу включается передача, состоящая из двух зубчатых колёс z4 , z5. Зубчатые же колеса z1 , z, z3 в этом случае будут вращаться вхолостую. Передаточное отношение при этом будет равно

image036

Если зубчатая муфта будет находиться в нейтральном положении, т.е. не будет сцеплена ни с  z1, ни с z4, то в этом случае движение на ведомый (тихоходный) вал передаваться не будет, и он остаётся неподвижным.

Порядок выполнения заданий:


1.Изучить теоретическую часть.


2.Изучить конструкцию коробки передач (редуктора), используя кинематические схемы, выполнить расчеты:

Редуктор:

-общее передаточное число редуктора

-частота вращения выходного вала при частоте вращения входного 3000мин-1

Коробка передач:

-передаточные числа 1-5-й передач по числам зубьев


3.Обменяться полученными данными с другой подгруппой для сравнения и корректировки.


Оформление отчета:

В отчете должны быть представлены следующие материалы (данные):

1.Тема и цели занятия

2.Оборудование и инструменты

3.Литература

4.Описание конструкции редуктора:

-тип редуктора

-виды передач и число ступеней

-количество зубчатых колес

-количество и типы подшипников

-количество валов

-межосевые расстояния

5.Эскиз-кинематическая схема редуктора

6.Описание конструкции коробки передач:

-число валов

-типы передач

-число передач

-число и типы подшипников


7.Расчеты редуктора и коробки передач см. п.2


8.Расчет частоты вращения выходного вала коробки передач в соответствии с вариантом индивидуального задания.

Вариант

Коробка передач

Номер передачи

1.

КамАЗ-5320

1

2.

ВАЗ-2110

2

3.

КамАЗ-5320

3

4.

ВАЗ-2110

зх

5.

КамАЗ-5320

5

6.

ВАЗ-2110

1

7.

КамАЗ-5320

2

8.

ВАЗ-2110

3

9.

КамАЗ-5320

4

10.

ВАЗ-2110

5

11.

КамАЗ-5320

зх

12.

ВАЗ-2110

4


9.Выводы.































Приложение 2

Форма рабочей тетради для оформления отчета












РАБОЧАЯ ТЕТРАДЬ


для практических занятий по дисциплине «Техническая механика»


специальности 190631 «Техническое обслуживание и ремонт автомобильного транспорта»


обучающегося группы______________курса_________________


_______________________________________________________

(ф.И.О)

_______________________________________________________




















Практическое занятие №_____


Тема: Редукторы и коробки скоростей


Цели занятия:

-закрепить знания по назначению и устройству цилиндрических и конических зубчатых передач

-изучить конструкцию цилиндрического и конического редукторов, коробки скоростей

-ознакомиться с конструкцией автомобильной коробки передач

-научиться рассчитывать передаточные числа редукторов и коробки скоростей на разных передачах


Оборудование и инструменты:

-макеты цилиндрического и конического редукторов

-коробка передач автомобиля КамАЗ-5320

-коробка передач автомобиля ВАЗ-2110

-линейки

-штангенциркуль


Литература:____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________


1.Описание конструкции редуктора







2.Кинематическая схема редуктора







3.Описание конструкции коробки передач







4.Расчет редуктора

Передаточное число






5.Расчет коробки передач

Передаточные числа:


I передача


II передача


III передача


IVпередача


V передача


Задний ход



6.Индивидуальное задание (____Вариант)

Задано:

Модель коробки передач____________

Число передач_______

Расчет передаточного числа для ____ передач






7.Выводы______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________





Оценка___________ ____________________

(подпись)




Кинематическая схема коробки передач автомобиля КамАЗ-5320

hello_html_992065d.png


hello_html_5ad5774c.png
























Кинематическая схема коробки передач автомобиля ВАЗ-2110

_%D0%BF%D0%B5%D1%80%D0%B5%D0%B4%D0%B0%D1%87%20

1 - подшипник выключения сцепелния; 2 - направляющая втулка муфты подшипника выключения сцепления; 3 - шестерня ведущеая главной передачи; 4 - роликовый подшипник вторичного вала; 5 - маслосборник; 6 - ось сателитов; 7 - ведущая шестерня привода спидометра; 8 - шестерня полуоси; 9 - коробка дифферинциала; 10 - сателлит; 11 - картер сцепления; 12 - ведомая шестерня главной передачи; 13 - регулировочное кольцо; 14 - роликовый конический подшипник дифферинциала; 15 - сальник полуоси; 16 - ведомая шестерня первой передачи вторичного вала; 17 - синхронизатор первой и второй передач; 18 - ведомая шестерня второй передачи  вторичного вала; 19 - ведомая шестерня третий передачи вторичного вала; 20 - синхронизатор третий и четвертой передачи; 21 - ведомая шестерня четвертой передачи вторичного вала; 22 - шариковый подшипник вторичного вала; 23 - ведомая шестерня пятой передачи вторичного вала; 24 - синхронизатор пятой передачи; 25 - вторичный вал; 26 - задняя крышка картера коробки передач; 27 - ведушая шестерня пятой передачи; 28 - шариковый подшипник первичного вала; 29 - первичный вал; 30 - картер коробки передач; 31 - роликовый подшипник первичного вала; 32 - сальник первичного вала











Плакаты


Двухступенчатый цилиндрический редуктор

редуктор


Коробка передач КамАЗ-5320

plakat_kamaz_a3_17




Коробка передач ВАЗ-2110

Схема коробки передач ВАЗ 2110


1 - подшипник выключения сцепелния; 2 - направляющая втулка муфты подшипника выключения сцепления; 3 - шестерня ведущеая главной передачи; 4 - роликовый подшипник вторичного вала; 5 - маслосборник; 6 - ось сателитов; 7 - ведущая шестерня привода спидометра; 8 - шестерня полуоси; 9 - коробка дифферинциала; 10 - сателлит; 11 - картер сцепления; 12 - ведомая шестерня главной передачи; 13 - регулировочное кольцо; 14 - роликовый конический подшипник дифферинциала; 15 - сальник полуоси; 16 - ведомая шестерня первой передачи вторичного вала; 17 - синхронизатор первой и второй передач; 18 - ведомая шестерня второй передачи  вторичного вала; 19 - ведомая шестерня третий передачи вторичного вала; 20 - синхронизатор третий и четвертой передачи; 21 - ведомая шестерня четвертой передачи вторичного вала; 22 - шариковый подшипник вторичного вала; 23 - ведомая шестерня пятой передачи вторичного вала; 24 - синхронизатор пятой передачи; 25 - вторичный вал; 26 - задняя крышка картера коробки передач; 27 - ведушая шестерня пятой передачи; 28 - шариковый подшипник первичного вала; 29 - первичный вал; 30 - картер коробки передач; 31 - роликовый подшипник первичного вала; 32 - сальник первичного вала





Фото макетов


Цилиндрический двухступенчатый редуктор


13188089_w640_h640_53


Коробка передач автомобиля КамАЗ


Фото0157








Коробка передач автомобиля ВАЗ-2110


Фото0158




Методическая разработка практического занятия на тему «Редукторы и коробки скоростей»
  • Технология
Описание:

 

 

При выполнении заданий обучающиеся осваивают следующие компетенции:

Понимать сущность и социальную значимость своей будущей профессии, проявление к ней устойчивого интереса.Организовывать собственную деятельность, выбирать типовые методы и способы выполнения профессиональных задач, оценивать их эффективности и качество. Принимать решения в стандартных и нестандартных ситуациях и нести за них ответственность. Осуществлять поиск и использование информации, необходимой для эффективного выполнения профессиональных задач, профессионального и личностного развития. Использовать информационно-коммуникационные технологии в профессиональной деятельности. Работать в коллективе и в команде, эффективно общаться с коллегами, руководством, потребителями. Брать на себя ответственность за работу членов команды (подчиненных), за результат выполнения заданий.Самостоятельно определять задачи профессионального и личностного развития, заниматься самообразованием, осознанно планировать повышение квалификации. Ориентироваться в условиях частой смены технологий в профессиональной деятельности. Исполнять воинскую обязанность, в том числе с применением полученных профессиональных знаний. Организовывать  и проводить работы по техническому обслуживанию и ремонту автомобильного транспорта.Осуществлять  технический  контроль при хранении эксплуатации техническом обслуживании  и ремонте  автотранспортных средств.  Разрабатывать технологические процессы ремонта узлов и деталей.

Автор Горбичева Алёна Анатольевна
Дата добавления 02.01.2015
Раздел Технология
Подраздел
Просмотров 828
Номер материала 20764
Скачать свидетельство о публикации

Оставьте свой комментарий:

Введите символы, которые изображены на картинке:

Получить новый код
* Обязательные для заполнения.


Комментарии:

↓ Показать еще коментарии ↓