Разработка метода и технология напыления износостойких покрытий на наружную коническую поверхность кольца блокирующего синхронизатора ВАЗ 2123
Дипломная работа - Транспорт, логистика
Другие дипломы по предмету Транспорт, логистика
Введение
В связи с увеличением удельных тепловых и механических нагрузок в современных автомобилях все большее значение приобретает проблема повышения надежности и долговечности деталей узлов трения.
Кольцо блокирующее синхронизатора является одним из важнейших компонентов любой коробки передач. Применяемый в настоящее время на ВАЗе материал кольца (латуни ЛМцАЖН, ЛМцАЖКС) не обеспечивает требуемый ресурс этой детали из-за пластической деформации вершин резьбы конусной рабочей части и повышенного износа материала кольца.
Традиционно в мировой практике автомобилестроения эта проблема решается путем напыления газотермических покрытий на основе молибдена - в настоящее время в мире применяется до 25% колец с такими покрытиями. Тем не менее, такая операция приводит к повышению стоимости готовых изделий, что требует проведение дополнительных работ по улучшению трибологических свойств колец блокирующих синхронизатора с учетом оптимизации их стоимости.
В настоящее время на Волжском автомобильном заводе активно ведутся исследования, направленные на улучшение работы синхронизаторов, а именно повышение износостойкости колец блокирующих синхронизатора автомобиля ВАЗ 2123, путем нанесение износостойких покрытий на наружную конусную поверхность трения кольца.
Дипломный проект посвящен разработке технологии напыления износостойких покрытий на наружную коническую поверхность кольца блокирующего синхронизатора, как одного из способов повышения долговечности узла синхронизатора коробки переключения передач ВАЗ 2123.Технология нанесения износостойких покрытий основана на действующей базовой технологии изготовления колец ВАЗ 2101. В качестве решения этой задачи исследованы различные методы оптимизации синхронизаторов.
1. Анализ исходных данных
.1 Описание конструкции и условий функционирования узлов синхронизации
.1.1 Описание конструкции синхронизатора автомобиля ВАЗ 2123
Все передачи переднего хода КПП автомобиля ВАЗ 2123 синхронизированы. Принцип действия синхронизатора при включении III передачи показан на рис.1.
схема I - нейтральное положение
схема II - начало включения III передачи
схема III - полное включение III передачи
Рис.1.1 Принцип действия синхронизатора при включении III передачи
- вторичный вал, 3 - шестерня постоянного зацепления первичного вала, 5 - блокирующее кольцо синхронизатора IV передачи, 6 - скользящая муфта синхронизатора III и IV передач, 7 - вилка включения III и IV передач, 8- стопорное кольцо, 9 - блокирующее кольцо синхронизатора III передачи, 10 - пружина синхронизатора, 11- упорная шайба пружины синхронизатора, 12 - шестерня и зубчатый венец синхронизатора III передачи, 42 - ступица муфты синхронизатора III и IV передач, 44 - стопорное кольцо, 45 - тарельчатая пружина.
В нейтральном положении (схема I) блокирующие кольца 5 и 9 прижаты пружинами к стопорным кольцам 8. Между коническими поверхностями колец и муфты 6 имеется зазор, а зубья блокирующих колец находятся во впадинах зубчатых венцов 4 и 12 синхронизаторов. Крутящий момент от зубчатого венца 12 через блокирующее кольцо 9 не передается.
В начале включения III передачи (схема II) скользящая муфта 6, перемещаясь по шлицам ступицы 42, прижимается своим конусом к конической поверхности блокирующего кольца 9. Между поверхностями возникает трение, вследствие которого кольцо проворачивается на небольшой угол (окружной ход от 2,5 до 5 мм). При этом боковые скосы зубьев кольца упираются в боковые скосы зубьев венца 12, и дальнейшее проворачивание кольца прекращается. Одновременно создается сопротивление дальнейшему осевому перемещению муфты 6. Это будет продолжаться до тех пор, пока не станут равными скорости вращения вторичного и промежуточного валов коробки передач. Уравнивание скоростей происходит за счет трения между блокирующим кольцом и муфтой 6.
При полном включении III передачи (схема III), когда скорости вращения станут равными, сила трения между коническими поверхностями муфты 6 и кольца 9, а также между скосами блокирующего кольца и венца 12, уменьшится, и блокирующее кольцо, скользя по скосам зубьев венца 12, переместится вместе с муфтой по зубьям венца синхронизатора. При этом муфта 6 соединит шестерню III передачи со ступицей 42, и произойдет безударное включение III передачи.
Вал первичный коробки переключения передач с синхронизатором и подшипником в сборе представлен на рис.1.2.
Рис.1.2 Вал первичный коробки передач с синхронизатором и подшипником в сборе
.1.2 Трибологическая система пары трения синхронизатора
Важнейшими элементами инерционного синхронизатора коробки передач являются скользящая муфта, предназначенная для выравнивания частот вращения между валом и свободной шестерней, а также зубчатое зацепление, которое должно предотвратить преждевременное включение передач. Совокупность элементов, представленных на рисунке 1.3 составляют трибологическую систему пары трения синхронизатора.
Рис.1.3 Трибологическая система пары трения синхронизатора:1-запас на износ, 2-усилие включения, 3- блокирующее кольцо синхронизатора, 4-фрикционное покрытие, 5-смазочный материал, 6-муфта скользящая синхронизатора
.1.3 Оценка коэффициента трения пары трения синхронизатора
Геометрия зубчатого зацепления и величина угла конусов трения должны совпадать с уровнем коэффициента трения так, чтобы во время всей фазы скольжения остав