Введение 5
1 Состояние вопроса 7
1.1 Классификация веломобилей 8
1.2 Сферы применения 10
1.3 Популярные марки веломобилей 12
2 Тягово-динамический расчет автомобиля 20
3 Конструкторская часть 30
3.1 Техническое задание на разработку электрического велоквадроцикла 30
3.2 Техническое предложение на разработку электрического
велоквадроцикла 33
3.3 Конструкторские расчеты 42
4 Технологический раздел 44
4.1 Обоснование выбора технологического процесса 44
4.2 Определение трудоемкости сборки 47
4.3 Составление технологического процесса сборки электрического
велоквадроцикла 48
5 Безопасность и экологичность проекта 53
5.1 Конструктивно-технологическая и организационно-техническая характеристика технологического процесса сборки электрического велоквадроцикла 53
5.2 Идентификация профессиональных рисков 53
5.3 Методы и средства снижения профессиональных рисков 55
5.4 Обеспечение пожарной безопасности технического объекта 61
5.5 Обеспечение экологической безопасности рассматриваемого
технологического процесса сборки электрического велоквадроцикла 63
6 Экономическая эффективность проекта 66
Заключение 75
Список используемой литературы и используемых источников 76
Приложение А. Спецификация 83
«Очевидно, что в настоящее время ДВС практически достигли своего теоретического предела по экономичности и экологическим показателям, и дальнейшее значимое улучшение этих показателей вряд ли возможно. Такие показатели, как надежность и стоимостные показатели ДВС не имеют теоретического предела, но динамика их развития достигла такого состояния, когда даже незначительное их улучшение требует все больших временных и материальных затрат и уже не представляется экономически целесообразным» [32].
«В то время как перспективы развития и усовершенствования автомобильных электродвигателей и аккумуляторов представляются весьма обширными, а объему ресурсов, требуемые для такого развития в настоящее время имеют отрицательную динамику.
Всё это позволяет уверенно прогнозировать уменьшение доли автомобилей в ДВС в будущем и рост числа электромобилей и автомобилей с гибридной силовой установкой» [4].
«Сектор гибридный автомобилей претерпел качественные изменения. Появляется все больше гибридных автомобилей, в которых ДВС перестает быть основным двигателем, и ему все чаще отводится вспомогательная роль. Подобные гибридные автомобили могут уже заряжать аккумуляторы от внешних источников питания и использование внутреннего ДВС для этой цели уже не является необходимым.
Этот факт, в свою очередь позволяет ряду аналитиков относить такие автомобили к «электрическим» и учитывать их в статистических обзорах именно как электромобили.
Основным сдерживающим фактором для расширения сектора электромобилей на данном этапе становится не малая емкость аккумулятора, а недостаточно развитая инфраструктура для их использования» [1].
Поощрительные программы для владельцев электромобилей, принятые правительствами ряда стран и существенно более низкая стоимость эксплуатации привели к тому, что более высокая на данном этапе цена электромобиля уже утрачивает значение фактора, удерживающего потребителя от покупки.
Согласно расчётам [30] Vygon Consulting из доклада «Накопители энергии в России: инъекция устойчивого развития» только за счет экономии на топливе за 5 лет (при ежегодном пробеге в России стоимость владения электромобилем за пять лет может быть сопоставима со стоимостью владения бензиновой машиной. Для Европы, где стоимость топлива существенно выше, этот срок будет меньше «На первое место, в качестве фактора, удерживающего от покупки электромобиля выходят сложности с подзарядкой на трасе (недостаточное количество зарядных станций), существенно большее время зарядки, и еще не сформировавшаяся до конца инфраструктура обслуживания электромобилей.
Тем не менее, тот факт, что уже согласованы стандарты зарядного интерфейса автомобилей, позволяет надеяться, что решение этих проблем - вопрос недалекого будущего» [2].
Учитывая современные тенденции к использованию электрических приводов было принято решение разработать конструкцию электрического велоквадроцикла, который позволил бы осуществлять комфортные прогулки с сохранением своей мобильности.
В данном дипломном проекте была разработана конструкция электрического велоквадроцикла.
В ходе выполнения выпускной квалификационной работы было сделано следующее:
- рассмотрена классификация веломобилей, изучены сферы применения, определены популярные марки веломобилей;
- выполнен тягово-динамический расчет электрического велоквадроцикла;
- составлены технические задание и предложение на разработку конструкции электрического велоквадроцикла. Выполнены конструкторские расчеты по подбору аккумуляторной батареи. Разработанная конструкция электрического велоквадроцикла проста в изготовлении и сборке, составляющие элементы
конструкции доступны в продаже и легко заменяемы в случае ремонта, транспортное средство обладает оптимальными технико-экономическими характеристиками;
- выполнены конструкторские расчеты по подбору аккумуляторной батареи;
- выполнено обоснование выбора технологического процесса, определена трудоемкость сборки, составлен технологический процесс сборки электрического велоквадроцикла;
- рассмотрены вопросы, касающиеся обеспечения безопасности, экологичности проекта;
- определена эффективность разработки электрического велоквадроцикла с экономической стороны. Стоимость изготовления составляет 44082,34 р., что значительно дешевле вариантов электрических велоквадроциклов представленных на рынке.
1 Автотранспортные средства. Основы конструирования : учебное пособие / Министерство науки и высшего образования Российской Федерации, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Кузбасский государственный технический университет имени Т. Ф. Горбачева», [Институт информационных технологий, машиностроения и автотранспорта] ; составители А. В. Буянкин, В. Г. Ромашко. - Кемерово : КузГТУ, 2021. - 203 с.
2 Аносов В. Н. Повышение эффективности систем тягового электропривода автономных транспортных средств [Текст] = [Improving the efficiency of traction electric drive systems for autonomous vehicles] / В. Н. Аносов, В. М. Кавешников. - Новосибирск : НГТУ, 2014. - 218, [1] с.
3 Анурьев В. И. Справочник конструктора-машиностроителя : В 3-х
т. / В. И. Анурьев. - 6-е изд., перераб. и доп. - М. : Машиностроение, 1982-. - 22 см. Т. 2. - М. : Машиностроение, 1982. - 584 с.
4 Блинов Е. И. Автомобиль и трактор: энергетика сложных механических систем [Текст] : учебное пособие для студентов вузов, обучающихся по смециальности "Наземные транспортно-технологические средства" / Е. И. Блинов ; М-во образования и науки Российской Федерации, Федеральное гос. бюджетное образовательное учреждение высш. проф. образования Московский гос. ун-т приборостроения и информатики. - Москва : МГУПИ, 2014. - 113 с.
5 Брылев И. С. Расчет систем и механизмов транспортных средств :
учебное пособие для студентов, магистров, аспирантов и преподавателей строительных, технических и автомобильно-дорожных университетов по направлению подготовки и специальностям: 15.03.03 (15.04.03)-"Прикладная механика", 23.03.03 (23.04.03)-"Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов", 23.03.01 (23.04.01)-"Технология транспортных
процессов", 23.03.02 (23.04.02)-"Наземные транспортно-технологические
комплексы", 23.05.01-"Наземные транспортно-технологические средства" / И. С. Брылев, С. А. Евтюков, П. А. Кравченко. - Санкт-Петербург : Петрополис, 2019. - 111 с.
6 Виноградов В. М. Ремонт и утилизация наземных транспортно-технологических средств [Текст] : учебное пособие : для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлениям подготовки 23.00.00 "Техника и технологии наземного транспорта", 20.05.01 "Наземные транспортно-технологические средства" (квалификация специалист) / В. М. Виноградов, А. А. Черепахин, В. Ф. Солдатов. - Москва : КУРС : ИНФРА-М,
2016. - 344, [1] с.
7 Войнаш А. С. Конструкция, теория и расчет малогабаритных транспортно-технологических средств [Текст] : учебное пособие для студентов вузов, обучающихся по специальности "Наземные транспортно-технологические средства" / А. С. Войнаш, С. А. Войнаш, Т. А. Жарикова ; Министерство образования и науки Российской Федерации, ФГБОУ ВО "Алтайский государственный технический университет имени И. И. Ползунова", Рубцовский индустриальный институт. - Барнаул : Изд-во АлтГТУ, 2015. - 132 с.
8 Воронов Д. Ю. Разработка сборочных технологических процессов
[Электронный ресурс] : электронное учебно-методическое пособие / Д. Ю. Воронов, А. В. Щипанов ; Министерство образования и науки Российской Федерации, Тольяттинский государственный университет, Институт машиностроения, Кафедра "Оборудование и технологии машиностроительного производства". - Тольятти : Тольяттинский гос. ун-т,
2017. - 1 электрон. опт. диск (СП-ROM) : ил.; 12 см.
9 Герасимов М. Д. Конструкции наземных транспортно-технологических машин [Текст] : практикум : учебное пособие для студентов специальности 23.05.01 - "Наземные транспортно-технологические средства" / М. Д. Герасимов ; Министерство образования и науки Российской Федерации, Белгородский государственный технологический университет им. В. Г. Шухова. - Белгород : Белгородский гос. технологический ун-т (БГТУ) им В. Г. Шухова, 2018. - 115 с.
10 Горина Л. Н., Фесина М. И. Раздел бакалаврской работы «Безопасность и экологичность технического объекта». Уч.-методическое пособие (2-е изд. Доп.). - Тольятти: изд-во ТГУ, 2021. -22 с.
11 Горшкова О. О. Электрооборудование автомобиля [Текст] : учебное пособие для студентов вузов, обучающихся по специальности "Наземные транспортно-технологические средства" / О. О. Горшкова, Г. Н. Шпитко ; Министерство образования и науки Российской Федерации, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тюменский индустриальный университет". - Тюмень : ТИУ, 2016. - 333 с.
12 Демура Н. А. Экономика предприятия [Текст] : учебное пособие для студентов специальности 23.05.01 - Наземные транспортно-технологические средства и направления подготовки 15.03.02 - Технологические машины и оборудование / Н. А. Демура, Л. И. Ярмоленко ; Министерство образования и науки Российской Федерации, Белгородский государственный технологический университет им. В. Г. Шухова. - Белгород : Белгородский гос. технологический ун-т им. В. Г. Шухова, 2018. - 124 с.
13 Карпухин К. Е. . Этапы развития транспортных средств на электрической тяге в России и мире [Текст] : монография / К. Е. Карпухин, В. Н. Кондрашов, А. С. Теренченко ; Государственный научный центр Российской Федерации, Федеральное государственное унитарное предприятие Центральный научно-исследовательский автомобильный и автомоторный институт "НАМИ". - Москва : НАМИ, 2018. - 306 с.
14 Ковальчук Л. И. Динамика и основы конструирования автомобильных двигателей [Текст] : учебное пособие по курсовому проектированию для студентов направления подготовки 23.03.03 «Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов», профилей подготовки «Автомобили и автомобильное хозяйство» и «Автомобильный сервис» всех форм обучения / Л. И. Ковальчук ; Федеральное агентство по рыболовству, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Калининградский государственный технический университет", Балтийская государственная академия рыбопромыслового флота. - Калининград : Изд-во БГАРФ, 2018. - 123 с.
15 Конструирование и эксплуатация транспортно-технологических машин [Текст] : учебное пособие для студентов вузов, обучающихся по специальности "Наземные транспортно-технологические средства" / [А. Ю. Барыкин, Р. М. Галиев, А. Т. Кулаков и др.] ; Казанский федеральный университет, Набережночелнинский институт. - Казань : Изд-во Казанского ун-та, 2016. - 176 с.
16 Кудрявцев Е. М. Компьютерное моделирование, проектирование и расчет элементов машин и механизмов [Текст] : учебное пособие по направлению 25.05.01 "Наземные транспортно-технологические средства", профиль "Подъемно-транспортные, строительные, дорожные машины и оборудование" / Е. М. Кудрявцев. - Москва : АСВ, 2018. - 327 с.
17 Макридина М. Т. Проектирование металлических конструкций
[Текст] : учебное пособие для студентов направления бакалавриата 23.03.02 - Наземные транспортно-технологические комплексы и специальности 23.05.01 - Наземные транспортно-технологические средства / М. Т.
Макридина, А. А. Макридин ; М-во образования и науки Российской Федерации Белгородский гос. технологический ун-т им. В. Г. Шухова. - Белгород : Белгородский гос. технологический ун-т (БГТУ) им. В. Г. Шухова, 2014. - 170 с.
18 Михайлов В. А. Экологичные системы защиты воздушной среды объектов автотранспортного комплекса : учебное пособие для студентов вузов, обучающихся по специальности "Наземные транспортно-технологические средства" / В. А. Михайлов, Е. В. Сотникова, Н. Ю. Калпина. - 2-е изд., перераб. и доп. - Москва : ИНФРА-М, 2022. - 213 с.
19 Нарбут А. Н. Мотоциклы : учебное пособие для студентов высших учебных заведений, обучающихся по специальности "Автомобиле- и тракторостроение" направления подготовки "Транспортные машины и транспортно-технологические комплексы" / А. Н. Нарбут. - Москва : Академия, 2008. - 172, [4] с.
20 Носов С. В. Конструкции наземных транспортно-технологических
средств [Текст] : учебное пособие / С. В. Носов ; Министерство образования и науки Российской Федерации, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Липецкий
государственный технический университет". - Липецк : Липецкий государственный технический университет, 2016. - 21 см.
21 Огороднов С. М.Конструкция автомобилей и тракторов [Текст] : учебное пособие для студентов, обучающихся по направлению подготовки 23.03.02 "Наземные транспортно-технологические комплексы" и специальности 23.05.01 "Наземные транспортно-технологические средства" / С. М. Огороднов, Л. Н. Орлов, В. Н. Кравец ; Министерство образования и науки Российской Федерации, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Нижегородский государственный технический университет им. Р. Е. Алексеева". - Нижний Новгород : Нижегородский государственный технический университет им. Р. Е. Алексеева, 2017. - 284, [1] с.
22 Основы процесса производства и эксплуатации автомобилей и
тракторов : учебное пособие : специальность 23.05.01 Наземные
транспортно-технологические средства / Министерство сельского хозяйства Российской Федерации, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский государственный аграрный университет имени Н. И. Вавилова" ; составители: А. В. Русинов [и др.]. - Саратов : Амирит, 2022. - 116 с.
23 Перегудов Н. Е. Основы создания трехмерных моделей деталей и сборочных единиц автотракторной техники : учебное пособие / Н. Е. Перегудов ; Министерство науки и высшего образования Российской Федерации, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Липецкий государственный технический университет". - Липецк : Изд-во ЛГТУ, 2021. - 112 с.
24 Потапов С. И. Электрооборудование автомобилей и тракторов [Текст] : учебное пособие для студентов высших учебных заведений, обучающихся по специальности 23.05.01 "Наземные транспортно-технологические средства" / С. И. Потапов, Е. А. Чащин ; Федеральное гос. бюджетное образовательное учреждение высш. проф. образования "Ковровская гос. технологическая акад. им. В. А. Дегтярева". - Ковров : КГТА им. В. А. Дегтярева, 2014. - 87 с.
25 Русинов А. В. Основы дизайна в машиностроении : учебное пособие для студентов обучающихся в высших учебных учреждениях по направлению подготовки "Наземные транспортно-технологические комплексы" и специальности "Наземные транспортно-технологические средства" / Русинов А. В. ; Министерство сельского хозяйства Российской Федерации, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский государственный аграрный университет имени Н. И. Вавилова". - Саратов : ФГБОУ ВО Саратовский ГАУ, 2018. - 101 с.
26 Хэдленд Т. Велосипед : иллюстрированная история : [16+] / Тони Хэдленд, Ханс Эрхард Лессинг, при участии Ника Клейтона и Гэри У. Сандерсона ; [перевод с английского Андрея Сатунина]. - Москва : КоЛибри : Азбука-Аттикус, печ. 2019. - 542, [1] с.
27 Черепанов Л. А. Наземные транспортно-технологические средства. Выполнение дипломного проекта : электронное учебно-методическое пособие / Л. А. Черепанов ; Министерство науки и высшего образования Российской Федерации, Тольяттинский государственный университет, Институт машиностроения. - Тольятти : Тольяттинский гос. ун-т, 2021. - 1 электрон. опт. диск (GD-ROM); 12 см.
28 Шубин А. А. Разработка технологического процесса изготовления детали [Текст] : учебное пособие к выполнению курсового проекта по дисциплине "Технология производства наземных транспортно¬технологических средств" / А. А. Шубин ; Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московский государственный технический университет имена Н. Э. Баумана (Национальный исследовательский университет), Калужский филиал. - Калуга : Манускрипт, cop. 2018. - 65 с.
29 Garrett T.K. The Motor Vehicle / T.K Garrett, K. Newton, W. Steeds. 13th ed. - Oxford: Butterworth-Heinemann, 2014. - 1214 p.
30 Genta G. The Automotive Chassis. Vol. 2: System Design / Prof. Dr. Giancarlo Genta, Prof. Dr. Lorenzo Morello. - [Without locations], Netherlands : Springer Science+Business Media, 2009. - 832 p.
31 Jazar N.R. Vehicle Dynamics: Theory and Application. — New York: Springer, 2008.-1015 p.
32 Wong, J.Y. Theory of ground vehicles .-2nd ed., NY, 2013. - 435 p.
33 Zanten A., Erhardt R., Pfaff G. An Introduction to Modern Vehicle Design /Edited by Julian Happian-Smith. Reed Educational and Professional Publishing Ltd 2012. - 600 p.