Помощь студентам в учебе
Разработка механизма блокировки межколесного дифференциала ГАЗ-33106 «Валдай»
|
Введение 7
1 Анализ технической возможности осуществления модернизации трансмиссии автомобиля ГАЗ-33106 10
1.1 Направление модернизации трансмиссии автомобиля ГАЗ-33106 10
1.2 Выбор модельного автомобиля категории N2 для дальнейшей
модернизации трансмиссии 12
2. Проектировочный тяговый расчет автомобиля 15
2.1 Построение внешней скоростной характеристики автомобильного
двигателя 15
2.2 Тяговый баланс автомобиля 17
2.3 Динамический фактор автомобиля 23
2.4 Характеристика ускорений автомобиля 27
2.5 Характеристика времени и пути разгона автомобиля 29
2.6 Мощностной баланс автомобиля 32
3 Конструкторская разработка механизма блокировки межколесного
дифференциала автомобиля ГАЗ-33106 38
3.1 Разработка структурной схемы трансмиссии проектируемого
автомобиля 38
3.2 Прочностные расчёты разрабатываемой конструкции 42
3.2.1 Расчёт главной передачи 42
3.2.2 Расчёт дифференциала 47
3.2.4 Расчёт многодискового фрикциона 48
4 Технологический процесс сборки самоблокирующегося дифференциала .. 52
4.1 Операционно-технологическая карта ТО-1 заднего моста автомобиля
ГАЗ-33106 52
4.2 Технологический процесс сборки механизма самоблокирующегося
дифференциала 53
5 Охрана труда и безопасность объекта проектирования 59
5.1 Характеристика объекта проектирования (технологического процесса
сборочных работ) 59
5.2 Идентификация профессиональных рисков 59
5.3 Методы и средства снижения профессиональных рисков 64
5.4 Обеспечение пожарной безопасности технического объекта 67
5.5 Обеспечение экологической безопасности технического объекта 70
6 Экономический раздел дипломного проекта 71
6.1 Анализ объекта дипломного проектирования 71
6.2 Исходные данные для расчета 71
6.3 Расчет затрат на материалы 72
6.4 Расчет затрат на покупные изделия и полуфабрикаты 73
6.5 Расчет затрат на заработную плату 75
Заключение 77
Список используемых источников 80
1 Анализ технической возможности осуществления модернизации трансмиссии автомобиля ГАЗ-33106 10
1.1 Направление модернизации трансмиссии автомобиля ГАЗ-33106 10
1.2 Выбор модельного автомобиля категории N2 для дальнейшей
модернизации трансмиссии 12
2. Проектировочный тяговый расчет автомобиля 15
2.1 Построение внешней скоростной характеристики автомобильного
двигателя 15
2.2 Тяговый баланс автомобиля 17
2.3 Динамический фактор автомобиля 23
2.4 Характеристика ускорений автомобиля 27
2.5 Характеристика времени и пути разгона автомобиля 29
2.6 Мощностной баланс автомобиля 32
3 Конструкторская разработка механизма блокировки межколесного
дифференциала автомобиля ГАЗ-33106 38
3.1 Разработка структурной схемы трансмиссии проектируемого
автомобиля 38
3.2 Прочностные расчёты разрабатываемой конструкции 42
3.2.1 Расчёт главной передачи 42
3.2.2 Расчёт дифференциала 47
3.2.4 Расчёт многодискового фрикциона 48
4 Технологический процесс сборки самоблокирующегося дифференциала .. 52
4.1 Операционно-технологическая карта ТО-1 заднего моста автомобиля
ГАЗ-33106 52
4.2 Технологический процесс сборки механизма самоблокирующегося
дифференциала 53
5 Охрана труда и безопасность объекта проектирования 59
5.1 Характеристика объекта проектирования (технологического процесса
сборочных работ) 59
5.2 Идентификация профессиональных рисков 59
5.3 Методы и средства снижения профессиональных рисков 64
5.4 Обеспечение пожарной безопасности технического объекта 67
5.5 Обеспечение экологической безопасности технического объекта 70
6 Экономический раздел дипломного проекта 71
6.1 Анализ объекта дипломного проектирования 71
6.2 Исходные данные для расчета 71
6.3 Расчет затрат на материалы 72
6.4 Расчет затрат на покупные изделия и полуфабрикаты 73
6.5 Расчет затрат на заработную плату 75
Заключение 77
Список используемых источников 80
«Автомобильный транспорт играет существенную роль в транспортном комплексе страны. Согласно оценкам, вклад автомобильного транспорта в перевозки грузов составляет 75-77%, а пассажиров (без индивидуального легкового) 53-55%. Регулярными автомобильными перевозками (основными в пассажирских перевозках) охвачено 1,3 тыс. городов и 79,8 тыс. населённых пунктов.
Главной задачей автомобильного транспорта является полное, качественное и своевременное удовлетворение потребностей предприятий и населения в перевозках при возможно минимальных материальных затратах.
Поэтому основными задачами являются повышение уровня технического обслуживания, повышение производительности подвижного состава, и снижение затрат на перевозки грузов.» [1]
Современные реалии диктуют новые подходы в организации работ на всех уровнях. Все больше и больше используются транспортные средства, созданные на базе серийной техники, в условиях бездорожья. Подобное транспортное средство требует применения особого подхода и специфичных элементов трансмиссии и подвески. В первую очередь, узлов и агрегатов, обеспечивающих максимально равномерное распределение крутящего момента между всеми ведущими колесами для обеспечения наилучшей проходимости
В линейке производителя транспортных средств Горьковского автозавода есть полноприводные транспортные средства, такие как микроавтобус «Соболь», имеющий привод 4х4, но не имеющий механизмов межколесной блокировки. Между тем, применение подобных механизмов в трансмиссии позволило бы значительно расширить возможности транспортного средства в части проходимости.
«ГАЗ-33106 — среднетоннажный низкорамный грузовик с колесной формулой 4^2, оснащенный дизельным двигателем Cummins с турбокомпрессором. Грузоподъемность до 4170 кг. Модификация создана на основе модели ГАЗ-33104 с дизельным двигателем ММЗ Д-245.
Новый «Валдай» обладает повышенной на 500 кг грузоподъемностью, новый мотор обеспечивает прирост мощности более чем на 30 «лошадок», также имеются и другие изменения, в целом улучшившие характеристики грузовика. Серьезный упор конструкторы ГАЗ сделали на надежность отдельных компонентов и качество сборки автомобиля, и ряд принятых мер по повышению качества продвинули обновленный «Валдай» далеко вперед по сравнению с предшественниками.
Несмотря на многочисленные изменения, новый грузовик имеет много общего с предыдущими модификациями, а поэтому многие запчасти на ГАЗ- 33106 взаимозаменяемы с запчастями на ГАЗ-33104 и на другие модификации «Валдая».» [1]
Для автомобиля ГАЗ-33106 «Валдай» наличие межколесного дифференциала актуально по причине, что данное транспортное средство очень широко эксплуатируется в сельской местности, где очень часто проезд по дорогам общего пользования затруднен в межсезонье, поскольку подобные дороги не имеют постоянного твердого покрытия. Также накладывает свои особенности эксплуатации тот факт, что ГАЗ-33106 «Валдай» находит свое применение вне дорог общего пользования, например в качестве автомобиля технических служб и ремонтных мастерских. Следовательно, необходима установка межколесного дифференциала, что улучшило бы проходимость транспортного средства без использования полного привода. Это в равной степени позволило перемещаться как по дорогам с твердым покрытием, так и вне них.
Цель дипломного проекта состоит в модернизации трансмиссии автомобиля ГАЗ-33106 «Валдай» разработкой механизма блокировки межколесного дифференциала ведущих колес. Данное техническое решение позволит повысить проходимость транспортного средства без значительной доработки конструкции трансмиссии и увеличения веса транспортного средства, что является важным фактором.
Для достижения цели проекта необходимо решить ряд задач:
- Произвести анализ конструкции существующих трансмиссий транспортных средств и определить оптимальную схему разрабатываемой конструкции;
- Произвести разработку структурной схемы трансмиссии с блокируемым межколесным дифференциалом;
- Выполнить тяговый расчет транспортного средства
- Выполнить расчет прочностных характеристик трансмиссии транспортного средства;
- Разработать комплект конструкторской документации трансмиссии транспортного средства;
- Выполнить рабочие чертежи разрабатываемой конструкции;
- Разработать мероприятия по охране труда и безопасности производства при выполнении сборочных операций;
- Рассчитать технико-экономические показатели проекта;
Выполнение комплекса указанных задач обеспечивает выполнение дипломного проекта на высоком организационном и конструкторском уровнях.
Главной задачей автомобильного транспорта является полное, качественное и своевременное удовлетворение потребностей предприятий и населения в перевозках при возможно минимальных материальных затратах.
Поэтому основными задачами являются повышение уровня технического обслуживания, повышение производительности подвижного состава, и снижение затрат на перевозки грузов.» [1]
Современные реалии диктуют новые подходы в организации работ на всех уровнях. Все больше и больше используются транспортные средства, созданные на базе серийной техники, в условиях бездорожья. Подобное транспортное средство требует применения особого подхода и специфичных элементов трансмиссии и подвески. В первую очередь, узлов и агрегатов, обеспечивающих максимально равномерное распределение крутящего момента между всеми ведущими колесами для обеспечения наилучшей проходимости
В линейке производителя транспортных средств Горьковского автозавода есть полноприводные транспортные средства, такие как микроавтобус «Соболь», имеющий привод 4х4, но не имеющий механизмов межколесной блокировки. Между тем, применение подобных механизмов в трансмиссии позволило бы значительно расширить возможности транспортного средства в части проходимости.
«ГАЗ-33106 — среднетоннажный низкорамный грузовик с колесной формулой 4^2, оснащенный дизельным двигателем Cummins с турбокомпрессором. Грузоподъемность до 4170 кг. Модификация создана на основе модели ГАЗ-33104 с дизельным двигателем ММЗ Д-245.
Новый «Валдай» обладает повышенной на 500 кг грузоподъемностью, новый мотор обеспечивает прирост мощности более чем на 30 «лошадок», также имеются и другие изменения, в целом улучшившие характеристики грузовика. Серьезный упор конструкторы ГАЗ сделали на надежность отдельных компонентов и качество сборки автомобиля, и ряд принятых мер по повышению качества продвинули обновленный «Валдай» далеко вперед по сравнению с предшественниками.
Несмотря на многочисленные изменения, новый грузовик имеет много общего с предыдущими модификациями, а поэтому многие запчасти на ГАЗ- 33106 взаимозаменяемы с запчастями на ГАЗ-33104 и на другие модификации «Валдая».» [1]
Для автомобиля ГАЗ-33106 «Валдай» наличие межколесного дифференциала актуально по причине, что данное транспортное средство очень широко эксплуатируется в сельской местности, где очень часто проезд по дорогам общего пользования затруднен в межсезонье, поскольку подобные дороги не имеют постоянного твердого покрытия. Также накладывает свои особенности эксплуатации тот факт, что ГАЗ-33106 «Валдай» находит свое применение вне дорог общего пользования, например в качестве автомобиля технических служб и ремонтных мастерских. Следовательно, необходима установка межколесного дифференциала, что улучшило бы проходимость транспортного средства без использования полного привода. Это в равной степени позволило перемещаться как по дорогам с твердым покрытием, так и вне них.
Цель дипломного проекта состоит в модернизации трансмиссии автомобиля ГАЗ-33106 «Валдай» разработкой механизма блокировки межколесного дифференциала ведущих колес. Данное техническое решение позволит повысить проходимость транспортного средства без значительной доработки конструкции трансмиссии и увеличения веса транспортного средства, что является важным фактором.
Для достижения цели проекта необходимо решить ряд задач:
- Произвести анализ конструкции существующих трансмиссий транспортных средств и определить оптимальную схему разрабатываемой конструкции;
- Произвести разработку структурной схемы трансмиссии с блокируемым межколесным дифференциалом;
- Выполнить тяговый расчет транспортного средства
- Выполнить расчет прочностных характеристик трансмиссии транспортного средства;
- Разработать комплект конструкторской документации трансмиссии транспортного средства;
- Выполнить рабочие чертежи разрабатываемой конструкции;
- Разработать мероприятия по охране труда и безопасности производства при выполнении сборочных операций;
- Рассчитать технико-экономические показатели проекта;
Выполнение комплекса указанных задач обеспечивает выполнение дипломного проекта на высоком организационном и конструкторском уровнях.
Выполнение дипломного проекта проводилось путем последовательного выполнения поставленных задач в рамках выпускной квалификационной работы. Работа производилась в разделах дипломного проекта, связанных между собой последовательным повествованием.
В первом разделе выпускной квалификационной работы проведен анализ конструкции транспортного средства и определены его технические характеристики. Определённые в результате обзора данные явились основанием для проведения дальнейших расчетов конструкции транспортного средства и его отдельных элементов. По данным проводится тяговый расчет транспортного средства, в результате которого определяется его тягово-скоростная характеристика и характеристики топливной экономичности. Отдельно рассмотрена компоновочная схема трансмиссии автомобиля.
Определены основные составляющие части трансмиссии и приведено их краткое описание. Рассмотрена возможность проведения модернизации трансмиссии автомобиля, исходя из направлений развития конструкторской мысли и общемировых тенденций в отрасли автомобилестроения. Как наиболее перспективные и не требующие при этом значительных капитальных вложений, в отличие от большинства других направлений модернизации, принято решение о модернизации трансмиссии путем разработки механизма блокировки межколесного дифференциала. Именно этот вид конструкторской разработки будет рассмотрен в дипломном проекте.
Во втором разделе дипломного проекта был выполнен тяговый расчет транспортного средства. Рассчитана мощность и крутящий момент двигателя на различных оборотах. Произведен расчет динамики разгона и ускорений, исходя из передаточных чисел коробки передач и главной передачи. Произведен расчет силового баланса и определена максимальная скорость транспортного средства. Исходя из определенных ранее параметров, определен путь и время разгона. Рассчитана топливная экономичность транспортного средства. Результаты тягового расчета в виде графиков вынесены на лист графической части.
В конструкторском разделе выпускной квалификационной работы выполнен расчет механизма самоблокирующегося дифференциала. Определены расчетами передаточные числа проектируемого механизма главной передачи. Выполнен комплексный расчет зубчатых колес и корпуса дифференциала.
Расчет был выполнен по методике общего машиностроения без применения отраслевых стандартов расчета зубчатых передач, применяемых, как правило при расчетах коробок передач и узлов трансмиссии автомобилей. Все полученные в результате расчетов значения использованы в проектировании конструкции дифференциала, учтены габаритные размеры зубчатых колес и осей, толщина стенок механизма дифференциала. Правильность выполненных расчетов подтверждается проверочными расчетами крепежных элементов механизма самоблокирующегося дифференциала. Чертеж разработанного механизма дифференциала представлен в графической части дипломного проекта.
В технологическом разделе был определен состав работ при производстве сборочных операций механизма самоблокирующегося дифференциала автомобиля ГАЗ-33106. Произведен подбор основного оборудования и использованы аналитические данные для определения трудоемкости каждой отдельной операции.
Исходя из отдельной трудоемкости каждой операции определена трудоемкость всего технологического процесса и определен такт производства, исходя их программы выпуска. На основании разработанной технологической карты произведена разработка технологической схемы, которая выносится на лист графической части.
В экономическом разделе был произведен расчет себестоимости изготовления конструкции. Определены расходы по основным статьям затрат. Определены наиболее расходные статьи затрат на производство конструкции.
На основании произведенного расчета можно сделать вывод, что разработанная конструкция находится в рыночном ценовом сегменте, а разработанный механизм дифференциала ведущего моста автомобиля будет являться конкурентной по цене.
Проделанная работа отражает весь комплекс задач, поставленных в рамках дипломного проектирования. Выполнены все поставленные задачи, достигнута цель проекта - выполнена разработка механизма самоблокирующегося межколесного дифференциала. На основании всего изложенного, считаем задание, выданное в рамках выполнения выпускной квалификационной работы полностью выполненным.
В первом разделе выпускной квалификационной работы проведен анализ конструкции транспортного средства и определены его технические характеристики. Определённые в результате обзора данные явились основанием для проведения дальнейших расчетов конструкции транспортного средства и его отдельных элементов. По данным проводится тяговый расчет транспортного средства, в результате которого определяется его тягово-скоростная характеристика и характеристики топливной экономичности. Отдельно рассмотрена компоновочная схема трансмиссии автомобиля.
Определены основные составляющие части трансмиссии и приведено их краткое описание. Рассмотрена возможность проведения модернизации трансмиссии автомобиля, исходя из направлений развития конструкторской мысли и общемировых тенденций в отрасли автомобилестроения. Как наиболее перспективные и не требующие при этом значительных капитальных вложений, в отличие от большинства других направлений модернизации, принято решение о модернизации трансмиссии путем разработки механизма блокировки межколесного дифференциала. Именно этот вид конструкторской разработки будет рассмотрен в дипломном проекте.
Во втором разделе дипломного проекта был выполнен тяговый расчет транспортного средства. Рассчитана мощность и крутящий момент двигателя на различных оборотах. Произведен расчет динамики разгона и ускорений, исходя из передаточных чисел коробки передач и главной передачи. Произведен расчет силового баланса и определена максимальная скорость транспортного средства. Исходя из определенных ранее параметров, определен путь и время разгона. Рассчитана топливная экономичность транспортного средства. Результаты тягового расчета в виде графиков вынесены на лист графической части.
В конструкторском разделе выпускной квалификационной работы выполнен расчет механизма самоблокирующегося дифференциала. Определены расчетами передаточные числа проектируемого механизма главной передачи. Выполнен комплексный расчет зубчатых колес и корпуса дифференциала.
Расчет был выполнен по методике общего машиностроения без применения отраслевых стандартов расчета зубчатых передач, применяемых, как правило при расчетах коробок передач и узлов трансмиссии автомобилей. Все полученные в результате расчетов значения использованы в проектировании конструкции дифференциала, учтены габаритные размеры зубчатых колес и осей, толщина стенок механизма дифференциала. Правильность выполненных расчетов подтверждается проверочными расчетами крепежных элементов механизма самоблокирующегося дифференциала. Чертеж разработанного механизма дифференциала представлен в графической части дипломного проекта.
В технологическом разделе был определен состав работ при производстве сборочных операций механизма самоблокирующегося дифференциала автомобиля ГАЗ-33106. Произведен подбор основного оборудования и использованы аналитические данные для определения трудоемкости каждой отдельной операции.
Исходя из отдельной трудоемкости каждой операции определена трудоемкость всего технологического процесса и определен такт производства, исходя их программы выпуска. На основании разработанной технологической карты произведена разработка технологической схемы, которая выносится на лист графической части.
В экономическом разделе был произведен расчет себестоимости изготовления конструкции. Определены расходы по основным статьям затрат. Определены наиболее расходные статьи затрат на производство конструкции.
На основании произведенного расчета можно сделать вывод, что разработанная конструкция находится в рыночном ценовом сегменте, а разработанный механизм дифференциала ведущего моста автомобиля будет являться конкурентной по цене.
Проделанная работа отражает весь комплекс задач, поставленных в рамках дипломного проектирования. Выполнены все поставленные задачи, достигнута цель проекта - выполнена разработка механизма самоблокирующегося межколесного дифференциала. На основании всего изложенного, считаем задание, выданное в рамках выполнения выпускной квалификационной работы полностью выполненным.