Помощь студентам в учебе
Модернизация трансмиссии автомобиля КАМАЗ-4310 с целью улучшения его скоростных и динамических характеристик
|
ВВЕДЕНИЕ 6
1 ОБЗОР АВТОМОБИЛЯ КАМАЗ-4310 И ЕГО ОСНОВНЫЕ КОНКУРЕНТЫ 8
1.1 Автомобиль КАМАЗ-4310 8
1.2 Основные конкуренты автомобиля КамАЗ-4310 11
1.2.1 Автомобиль УРАЛ 4320 11
1.2.2 Автомобиль МАЗ-6317 14
2 КОНСТРУКТОРСКИЙ РАЗДЕЛ 16
2.1 Анализ двигателя и тягово-динамических характеристик
автомобиля КАМАЗ-4310 16
2.1.1 Исходные данные автомобиля КАМАЗ-4310 16
2.1.2 Построение внешней скоростной характеристики 17
2.1.3 Построение тяговой и динамической характеристик 19
2.1.4 Изменение в технической характеристике автомобиля КАМАЗ-4310 24
2.1.5 Подбор нового двигателя и построение его внешней
скоростной характеристики 25
2.1.6 Построение тяговой и динамической характеристик
модернизированного автомобиля 27
2.2 Геометрические и прочностные расчеты зубчатых передач 31
2.2.1 Геометрические расчеты зубчатых передач стандартной
коробки 31
2.2.2 Расчет на прочность стандартной коробки переключения
передач 42
2.2.3 Геометрические расчеты зубчатых передач в новой коробке
переключения передач 49
2.2.4 Расчет на прочность новой коробки переключения передач 60
2.3 Расчет тяговых и динамических характеристик для нового автомобиля, с новыми передаточными числами коробки переключения передач 67
3 ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ 72
4 ОРГАНИЗАЦИОННО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ 80
4.1 Расчетная себестоимость изготовления экспериментальной
коробки переключения передач КАМАЗ-4310 80
4.2 Анализ прогрессивности проектируемой раздаточной
коробки 80
4.3 Расчет затрат при производстве детали 82
4.4 План маркетинга 85
4.5 Оценка коммерческой самостоятельности дипломного проекта 85
4.6 Оценка эффективности инвестиций 86
4.7 Срок окупаемости инвестиций 87
4.8 Точка безубыточности проекта 87
5 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ 90
5.1 Техническое обслуживание 90
5.2 Периодичность технического обслуживания 90
5.3 Требования безопасности и предупреждения 91
5.4 Ремонт и регулировка коробки переключения передач 92
5.5 Основные правила техники безопасности 93
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 96
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 99
Приложения должны быть в работе, но в данный момент отсутствуют
1 ОБЗОР АВТОМОБИЛЯ КАМАЗ-4310 И ЕГО ОСНОВНЫЕ КОНКУРЕНТЫ 8
1.1 Автомобиль КАМАЗ-4310 8
1.2 Основные конкуренты автомобиля КамАЗ-4310 11
1.2.1 Автомобиль УРАЛ 4320 11
1.2.2 Автомобиль МАЗ-6317 14
2 КОНСТРУКТОРСКИЙ РАЗДЕЛ 16
2.1 Анализ двигателя и тягово-динамических характеристик
автомобиля КАМАЗ-4310 16
2.1.1 Исходные данные автомобиля КАМАЗ-4310 16
2.1.2 Построение внешней скоростной характеристики 17
2.1.3 Построение тяговой и динамической характеристик 19
2.1.4 Изменение в технической характеристике автомобиля КАМАЗ-4310 24
2.1.5 Подбор нового двигателя и построение его внешней
скоростной характеристики 25
2.1.6 Построение тяговой и динамической характеристик
модернизированного автомобиля 27
2.2 Геометрические и прочностные расчеты зубчатых передач 31
2.2.1 Геометрические расчеты зубчатых передач стандартной
коробки 31
2.2.2 Расчет на прочность стандартной коробки переключения
передач 42
2.2.3 Геометрические расчеты зубчатых передач в новой коробке
переключения передач 49
2.2.4 Расчет на прочность новой коробки переключения передач 60
2.3 Расчет тяговых и динамических характеристик для нового автомобиля, с новыми передаточными числами коробки переключения передач 67
3 ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ 72
4 ОРГАНИЗАЦИОННО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ 80
4.1 Расчетная себестоимость изготовления экспериментальной
коробки переключения передач КАМАЗ-4310 80
4.2 Анализ прогрессивности проектируемой раздаточной
коробки 80
4.3 Расчет затрат при производстве детали 82
4.4 План маркетинга 85
4.5 Оценка коммерческой самостоятельности дипломного проекта 85
4.6 Оценка эффективности инвестиций 86
4.7 Срок окупаемости инвестиций 87
4.8 Точка безубыточности проекта 87
5 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ 90
5.1 Техническое обслуживание 90
5.2 Периодичность технического обслуживания 90
5.3 Требования безопасности и предупреждения 91
5.4 Ремонт и регулировка коробки переключения передач 92
5.5 Основные правила техники безопасности 93
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 96
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 99
Приложения должны быть в работе, но в данный момент отсутствуют
Способность двигателей внутреннего сгорания приспосабливаться к изменениям внешней нагрузки по сравнению с поршневой паровой машиной или сериесным электромотором невелика. Это обстоятельство обусловило установку на автомобиле коробки передач, обеспечивающей необходимые тяговые усилия на ведущих колесах в разных режимах движения.
Благодаря коробке передач автомобиль может двигаться и с малой скоростью, и с максимальной. Она позволяет регулировать скорость в гораздо большем диапазоне, чем тот, который может обеспечить двигатель. Заметим также, что именно коробка передач дает возможность автомобилю двигаться задним ходом, и она же отсоединяет от ведущих колес двигатель при его пуске, на стоянке или при движении накатом.
Коробки передач грузовых автомобилей стараются разрабатывать так, чтобы они гарантировали машине необходимые динамические и экономические свойства, работали бесшумно, с высоким КПД, отличались надежностью, простотой обслуживания, имели по возможности малые габариты и массу, а также невысокую стоимость.
По способу изменения передаточных чисел коробки передач делятся на ступенчатые и бесступенчатые. Бесступенчатое изменение передаточного числа, как правило, достигается за счет гидротрансформатора, хотя на легких машинах могут использоваться и вариаторы, а на специальных шасси встречается объемный гидропривод. На концептуальных машинах можно найти и вовсе экзотические конструкции, но в эксплуатацию они, естественно, не попадают. Кроме того, коробки передач могут иметь неподвижные или вращающиеся (планетарные) оси валов, а также их комбинацию.
В последние годы изготовители грузовиков все больше внимания уделяют автоматизации процесса переключения передач. На грузовых автомобилях, работающих в городе, это кардинально улучшает условия труда водителя и, соответственно, положительно сказывается на безопасности движения. На магистральном транспорте автоматизация переключения передач еще и повышает эффективность перевозок, поскольку позволяет оптимизировать взаимодействие двигателя и трансмиссии.
Как компромиссный вариант, более дешевый, чем автоматические трансмиссии, все большее распространение получают полуавтоматические коробки, как правило, без гидротрансформатора. Они избавляют водителя от одной из наиболее энергоемких операций, связанных с переключением передач: или от выжима педали сцепления, или от собственно переключения, которое сводится к заданию передачи с помощью джойстика. Появились уже конструкции, например, Volvo I-Shift, работающие как полный автомат с гидротрансформатором. Заметим, что во всех трех случаях базовая коробка является механической.
Ступенчатые коробки передач, обладая большим КПД (при передаче полной мощности он составляет от 0,96 до 0,98), по конструкции проще бесступенчатых, дешевле в производстве и поддаются автоматизации процесса управления. Они -то и получили наибольшее распространение на грузовых автомобилях[2].
Целью ВКР является усовершенствование коробки перемены передач автомобиля КАМАЗ-4310, чтобы улучшить тяговые и динамические характеристики данного автомобиля.
Благодаря коробке передач автомобиль может двигаться и с малой скоростью, и с максимальной. Она позволяет регулировать скорость в гораздо большем диапазоне, чем тот, который может обеспечить двигатель. Заметим также, что именно коробка передач дает возможность автомобилю двигаться задним ходом, и она же отсоединяет от ведущих колес двигатель при его пуске, на стоянке или при движении накатом.
Коробки передач грузовых автомобилей стараются разрабатывать так, чтобы они гарантировали машине необходимые динамические и экономические свойства, работали бесшумно, с высоким КПД, отличались надежностью, простотой обслуживания, имели по возможности малые габариты и массу, а также невысокую стоимость.
По способу изменения передаточных чисел коробки передач делятся на ступенчатые и бесступенчатые. Бесступенчатое изменение передаточного числа, как правило, достигается за счет гидротрансформатора, хотя на легких машинах могут использоваться и вариаторы, а на специальных шасси встречается объемный гидропривод. На концептуальных машинах можно найти и вовсе экзотические конструкции, но в эксплуатацию они, естественно, не попадают. Кроме того, коробки передач могут иметь неподвижные или вращающиеся (планетарные) оси валов, а также их комбинацию.
В последние годы изготовители грузовиков все больше внимания уделяют автоматизации процесса переключения передач. На грузовых автомобилях, работающих в городе, это кардинально улучшает условия труда водителя и, соответственно, положительно сказывается на безопасности движения. На магистральном транспорте автоматизация переключения передач еще и повышает эффективность перевозок, поскольку позволяет оптимизировать взаимодействие двигателя и трансмиссии.
Как компромиссный вариант, более дешевый, чем автоматические трансмиссии, все большее распространение получают полуавтоматические коробки, как правило, без гидротрансформатора. Они избавляют водителя от одной из наиболее энергоемких операций, связанных с переключением передач: или от выжима педали сцепления, или от собственно переключения, которое сводится к заданию передачи с помощью джойстика. Появились уже конструкции, например, Volvo I-Shift, работающие как полный автомат с гидротрансформатором. Заметим, что во всех трех случаях базовая коробка является механической.
Ступенчатые коробки передач, обладая большим КПД (при передаче полной мощности он составляет от 0,96 до 0,98), по конструкции проще бесступенчатых, дешевле в производстве и поддаются автоматизации процесса управления. Они -то и получили наибольшее распространение на грузовых автомобилях[2].
Целью ВКР является усовершенствование коробки перемены передач автомобиля КАМАЗ-4310, чтобы улучшить тяговые и динамические характеристики данного автомобиля.
В выпускной квалификационной работе рассмотрен автомобиль КамАЗ-4310. На данном автомобиле были увеличены грузоподъёмность и масса автомобиля на 2000 кг, при этом максимальная скорость машины стала больше, следовательно скоростные характеристики увеличились. Динамический фактор вырос с 0,027 до 0,030, что позволяет сделать вывод об улучшении динамических показателей. При всех изменениях в КПП, межосевое расстояние между шестернями осталось прежним, поэтому корпус КПП остается без изменений.
Проведен анализ новой коробки переключения передач. Посчитаны передаточные числа на каждой передаче, рассчитана внешняя скоростная характеристика двигателя КАМАЗ-740.50.320 с новой коробкой переключения передач, рассчитаны тяговые и динамические характеристики автомобиля. Проведен проверочный расчет на прочность зубчатого зацепления, показавший, что фактические напряжения не превышают предельно допустимых. Произведен краткий обзор возможностей системы автоматизированного проектирования Компас 3D v16, которая использовалась при расчетах.
Разработана технологическая карта производства детали «Зубчатое колесо» для станка с ЧПУ DMG Sprint 65.
Выполнен расчет затрат на изготовление и определена себестоимость коробки переключения передач, рассчитана его себестоимость. Дана оценка коммерческой состоятельности и эффективности инвестиций. Проведен анализ безубыточности производства.
Для слесаря-ремонтника предусмотрен комплекс мер по обеспечению безопасности жизнедеятельности при эксплуатации, обслуживании и ремонте коробки переключения передач.
На основе чертежей в дальнейшем планируется изготовление опытного образца коробки переключения передач, его испытания, выявление недостатков и доводка.
Проведен анализ новой коробки переключения передач. Посчитаны передаточные числа на каждой передаче, рассчитана внешняя скоростная характеристика двигателя КАМАЗ-740.50.320 с новой коробкой переключения передач, рассчитаны тяговые и динамические характеристики автомобиля. Проведен проверочный расчет на прочность зубчатого зацепления, показавший, что фактические напряжения не превышают предельно допустимых. Произведен краткий обзор возможностей системы автоматизированного проектирования Компас 3D v16, которая использовалась при расчетах.
Разработана технологическая карта производства детали «Зубчатое колесо» для станка с ЧПУ DMG Sprint 65.
Выполнен расчет затрат на изготовление и определена себестоимость коробки переключения передач, рассчитана его себестоимость. Дана оценка коммерческой состоятельности и эффективности инвестиций. Проведен анализ безубыточности производства.
Для слесаря-ремонтника предусмотрен комплекс мер по обеспечению безопасности жизнедеятельности при эксплуатации, обслуживании и ремонте коробки переключения передач.
На основе чертежей в дальнейшем планируется изготовление опытного образца коробки переключения передач, его испытания, выявление недостатков и доводка.