Помощь студентам в учебе
Разработка унифицированной силовой передачи для автомобилей многоцелевого назначения семейства УРАЛ. Коробка передач
|
ВВЕДЕНИЕ 7
1 НАЗНАЧЕНИЕ И ТТХ АВТОМОБИЛЯ МНОГОЦЕЛЕВОГО
НАЗНАЧЕНИЯ УНИФИЦИРОВАННОГО СЕМЕЙСТВА,
ХАРАКТЕРИСТИКА УСЛОВИЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ МНОГОЦЕЛЕВЫХ ВОЕННЫХ АВТОМОБИЛЕЙ 9
1.1 Назначение и характеристика автомобиля многоцелевого
назначения унифицированного семейства 9
1.2 Область применения автомобиля многоцелевого назначения
унифицированного семейства в ВС и сельском хозяйстве 9
1.3 Характеристика условий эксплуатации автомобиля 11
2 КЛАССИФИКАЦИЯ СТУПЕНЧАТЫХ КОРОБОК ПЕРЕДАЧ И
ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К НИМ ТРЕБОВАНИЯ 14
2.1 Классификация ступенчатых коробок передач 14
2.2 Требования, предъявляемые к КП 16
3 АНАЛИЗ КОНСТРУКЦИИ СТУПЕНЧАТЫХ КОРОБОК ПЕРЕДАЧ 20
3.1 Двухвальные коробки передач 20
3.2 Трехвальные коробки передач 21
3.3 Многовальные коробки передач 23
3.4 Планетарные коробки передач 24
3.5 Конструкция коробок передач перспективных образцов ВАТ
и зарубежных изготовителей 25
3.6 Выводы по анализу коробок передач 35
4 ОБОСНОВАНИЕ ВЫБРАННОЙ КОНСТРУКЦИИ 36
4.1 Описание коробки передач 36
4.1.1 Выбор кинематической схемы КП 38
4.2 Расчет зубчатых колес 39
4.2.1 Определение передаточных чисел высшей и низшей передач и
диапазона передаточных чисел КП 39
4.2.2 Выбор числа ступеней и определение передаточных чисел
промежуточных передач 41
4.2.3 Определение межосевого расстояния и основных параметров
зацеплений зубчатых колес 42
4.2.4 Определение чисел зубьев зубчатых колес КП 43
4.2.5 Определение геометрических параметров зубчатых колес и
проверка межосевого расстояния 44
4.2.6 Кинематический и силовой расчет 46
4.2.7 Расчет сил в зацеплении 47
4.2.8 Прочностной расчет зубчатых колес 49
4.3 Расчет валов 55
4.3.1 Определение действующих на вторичный вал нагрузок на
различных передачах 56
4.3.2 Расчет вторичного вала на статическую прочность 58
4.3.3 Расчет вторичного вала на жесткость 60
4.3.4 Определение действующих на первичный вал нагрузок 64
4.3.5 Прочностной расчет первичного вала 66
4.3.6 Расчет первичного вала на жесткость 67
4.3.7 Определение нагрузок, действующих на промежуточный вал68
4.3.8 Расчёт промежуточного вала на статическую прочность 68
4.3.9 Расчет промежуточного вала на жесткость 71
4.4 Расчет шпонок 74
4.5 Расчет шлицевых соединений 75
4.6 Подбор подшипников качения и проверка их долговечности 76
4.7 Картер редуктора 80
4.8 Смазка в уплотнения 80
5 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ 82
5.1 Расчет себестоимости предлагаемых решений 83
5.2 Расчет производительности проектируемого и выпускаемого
автомобилей 87
5.3 Расчет себестоимости годовой работы 89
5.4 Расчет удельных показателей и годового эффекта 92
6 ВОЕННО-ТЕХНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА СЕРИЙНОЙ И МОДЕРНИЗИРОВАННОЙ КОНСТРУКЦИИ КОРОБОК
ПЕРЕДАЧ АВТОМОБИЛЯ МНОГОЦЕЛЕВОГО НАЗНАЧЕНИЯ УНИФИЦИРОВАННОГО СЕМЕЙСТВА 95
7 ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ ПРЕДЛАГАЕМОЙ КОНСТРУКЦИИ КОРОБКИ ПЕРЕДАЧ 97
8 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ И ОХРАНА ТРУДА 99
8.1 Анализ опасных и вредных факторов (ОВПФ), возникающих
на этапе производства и эксплуатации 100
8.2 Нормирование опасных и вредных производственных
факторов 102
8.2.1 Микроклимат производственных помещений 102
8.2.2 Содержание вредных веществ в воздухе рабочей зоны 103
8.2.3 Требования к производственному освещению 105
8.2.4 Уровень шума в производственных помещениях 107
8.2.5 Значения напряжений прикосновения и токов 108
8.3 Требования пожарной безопасности 109
8.4 Обеспечение безопасности при эксплуатации
автоматического привода компрессора 109
8.5 Экологическая безопасность 111
9 ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ 113
9.1 Описание общей конфигурации 114
9.2 Определение типа производства 115
9.3 Выбор вида заготовки 116
9.4 Характеристика материала детали 117
9.5 Технологический маршрут изготовления вала в серийном
производстве 118
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 123
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 124
1 НАЗНАЧЕНИЕ И ТТХ АВТОМОБИЛЯ МНОГОЦЕЛЕВОГО
НАЗНАЧЕНИЯ УНИФИЦИРОВАННОГО СЕМЕЙСТВА,
ХАРАКТЕРИСТИКА УСЛОВИЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ МНОГОЦЕЛЕВЫХ ВОЕННЫХ АВТОМОБИЛЕЙ 9
1.1 Назначение и характеристика автомобиля многоцелевого
назначения унифицированного семейства 9
1.2 Область применения автомобиля многоцелевого назначения
унифицированного семейства в ВС и сельском хозяйстве 9
1.3 Характеристика условий эксплуатации автомобиля 11
2 КЛАССИФИКАЦИЯ СТУПЕНЧАТЫХ КОРОБОК ПЕРЕДАЧ И
ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К НИМ ТРЕБОВАНИЯ 14
2.1 Классификация ступенчатых коробок передач 14
2.2 Требования, предъявляемые к КП 16
3 АНАЛИЗ КОНСТРУКЦИИ СТУПЕНЧАТЫХ КОРОБОК ПЕРЕДАЧ 20
3.1 Двухвальные коробки передач 20
3.2 Трехвальные коробки передач 21
3.3 Многовальные коробки передач 23
3.4 Планетарные коробки передач 24
3.5 Конструкция коробок передач перспективных образцов ВАТ
и зарубежных изготовителей 25
3.6 Выводы по анализу коробок передач 35
4 ОБОСНОВАНИЕ ВЫБРАННОЙ КОНСТРУКЦИИ 36
4.1 Описание коробки передач 36
4.1.1 Выбор кинематической схемы КП 38
4.2 Расчет зубчатых колес 39
4.2.1 Определение передаточных чисел высшей и низшей передач и
диапазона передаточных чисел КП 39
4.2.2 Выбор числа ступеней и определение передаточных чисел
промежуточных передач 41
4.2.3 Определение межосевого расстояния и основных параметров
зацеплений зубчатых колес 42
4.2.4 Определение чисел зубьев зубчатых колес КП 43
4.2.5 Определение геометрических параметров зубчатых колес и
проверка межосевого расстояния 44
4.2.6 Кинематический и силовой расчет 46
4.2.7 Расчет сил в зацеплении 47
4.2.8 Прочностной расчет зубчатых колес 49
4.3 Расчет валов 55
4.3.1 Определение действующих на вторичный вал нагрузок на
различных передачах 56
4.3.2 Расчет вторичного вала на статическую прочность 58
4.3.3 Расчет вторичного вала на жесткость 60
4.3.4 Определение действующих на первичный вал нагрузок 64
4.3.5 Прочностной расчет первичного вала 66
4.3.6 Расчет первичного вала на жесткость 67
4.3.7 Определение нагрузок, действующих на промежуточный вал68
4.3.8 Расчёт промежуточного вала на статическую прочность 68
4.3.9 Расчет промежуточного вала на жесткость 71
4.4 Расчет шпонок 74
4.5 Расчет шлицевых соединений 75
4.6 Подбор подшипников качения и проверка их долговечности 76
4.7 Картер редуктора 80
4.8 Смазка в уплотнения 80
5 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ 82
5.1 Расчет себестоимости предлагаемых решений 83
5.2 Расчет производительности проектируемого и выпускаемого
автомобилей 87
5.3 Расчет себестоимости годовой работы 89
5.4 Расчет удельных показателей и годового эффекта 92
6 ВОЕННО-ТЕХНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА СЕРИЙНОЙ И МОДЕРНИЗИРОВАННОЙ КОНСТРУКЦИИ КОРОБОК
ПЕРЕДАЧ АВТОМОБИЛЯ МНОГОЦЕЛЕВОГО НАЗНАЧЕНИЯ УНИФИЦИРОВАННОГО СЕМЕЙСТВА 95
7 ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ ПРЕДЛАГАЕМОЙ КОНСТРУКЦИИ КОРОБКИ ПЕРЕДАЧ 97
8 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ И ОХРАНА ТРУДА 99
8.1 Анализ опасных и вредных факторов (ОВПФ), возникающих
на этапе производства и эксплуатации 100
8.2 Нормирование опасных и вредных производственных
факторов 102
8.2.1 Микроклимат производственных помещений 102
8.2.2 Содержание вредных веществ в воздухе рабочей зоны 103
8.2.3 Требования к производственному освещению 105
8.2.4 Уровень шума в производственных помещениях 107
8.2.5 Значения напряжений прикосновения и токов 108
8.3 Требования пожарной безопасности 109
8.4 Обеспечение безопасности при эксплуатации
автоматического привода компрессора 109
8.5 Экологическая безопасность 111
9 ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ 113
9.1 Описание общей конфигурации 114
9.2 Определение типа производства 115
9.3 Выбор вида заготовки 116
9.4 Характеристика материала детали 117
9.5 Технологический маршрут изготовления вала в серийном
производстве 118
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 123
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 124
В настоящее время идет модернизация автомобилей в Российской Федерации, это связано со сложным экономически положением в нашей стране. Главной целью проведения реформы является создание новой техники многоцелевого назначения России, наиболее полно отвечающих современным требованиям, обеспечение новейшими образцами техники, в том числе и автомобильной.
На данном этапе в России содержится более 520 тысяч автомобилей и гусеничных машин.
Костяк составляют автомобильные базовые шасси под монтаж наземного подвижного вооружения всех видов, родов войск, специальных войск и служб.
Грузовые автомобили используются в качестве тягачей артиллерийских систем, специальных и транспортных прицепов, для перевозки личного состава, хранения и подвоза материальных средств. Это составляет 25 процентов от их общего числа.
На базе военной автомобильной техники в настоящее время монтируется более 1500 образцов вооружения и военной техники, что составляет 94 процента от общего количества подвижного наземного состава. Такая насыщенность войск военной автомобильной техники является наглядным свидетельством ее значимости для боевой готовности и боеспособности Вооруженных Сил России.
В этой связи представляется очевидным, что проблема разработки новой техники, модернизация серийно выпускаемых образцов и оснащение Вооруженных Сил и сельского хозяйства техникой нового поколения, является одной из важнейших проблем современной военно-технической политики развития вооружения и военной техники.
На данном этапе реформирования в России идет разработка и модернизация вооружения и военной техники, в том числе и автомобильной.
В научно-исследовательский институтах и на заводах России, а также в конструкторских бюро идет работа по созданию и модернизации трансмиссий автомобилей.
Основными направлениями этой работы являются:
а) Создание трансмиссий с передаточным отношением более 50
б) Обеспечение коэффициента полезного действия (КПД) трансмиссии (непрогретом состоянии) более чем 0,9
в) Создание модульных компоновочных схем трансмиссий, где:
Устанавливают раздельный силовой агрегат; двигатель внутреннего сгорания со сцеплением, демонтируемый вверх; трансмиссионный блок (коробка передач (КП)), раздаточная коробка (РК), демонтируемый вниз.
Проектирование модульных конструкций агрегатов, считается прогрессивным. Ведутся работы и по созданию качественно новых КП, так как именно они обеспечивают полный привод на все колеса автомобиля, что способствует повышению его проходимости, улучшению управляемости и устойчивости.
КП подбирают к характеристикам конкретных двигателей с учетом полной массы автомобиля и условий его эксплуатации. Это касается главным образом числа передач, так как трансмиссия должна обеспечивать возможность движения автомобиля в разных дорожных условиях на режимах работы двигателя в зоне меньшего расхода топлива и с наибольшей производительностью. Задачей данного дипломного проекта является решение четырех основных задач:
а) Наиболее рационально подобрать к характеристике двигателя и коробки передач раздаточную коробку;
б) Увеличить КПД КП;
в) Увеличение проходимости автомобиля;
г) Облегчить управление коробки передач
На данном этапе в России содержится более 520 тысяч автомобилей и гусеничных машин.
Костяк составляют автомобильные базовые шасси под монтаж наземного подвижного вооружения всех видов, родов войск, специальных войск и служб.
Грузовые автомобили используются в качестве тягачей артиллерийских систем, специальных и транспортных прицепов, для перевозки личного состава, хранения и подвоза материальных средств. Это составляет 25 процентов от их общего числа.
На базе военной автомобильной техники в настоящее время монтируется более 1500 образцов вооружения и военной техники, что составляет 94 процента от общего количества подвижного наземного состава. Такая насыщенность войск военной автомобильной техники является наглядным свидетельством ее значимости для боевой готовности и боеспособности Вооруженных Сил России.
В этой связи представляется очевидным, что проблема разработки новой техники, модернизация серийно выпускаемых образцов и оснащение Вооруженных Сил и сельского хозяйства техникой нового поколения, является одной из важнейших проблем современной военно-технической политики развития вооружения и военной техники.
На данном этапе реформирования в России идет разработка и модернизация вооружения и военной техники, в том числе и автомобильной.
В научно-исследовательский институтах и на заводах России, а также в конструкторских бюро идет работа по созданию и модернизации трансмиссий автомобилей.
Основными направлениями этой работы являются:
а) Создание трансмиссий с передаточным отношением более 50
б) Обеспечение коэффициента полезного действия (КПД) трансмиссии (непрогретом состоянии) более чем 0,9
в) Создание модульных компоновочных схем трансмиссий, где:
Устанавливают раздельный силовой агрегат; двигатель внутреннего сгорания со сцеплением, демонтируемый вверх; трансмиссионный блок (коробка передач (КП)), раздаточная коробка (РК), демонтируемый вниз.
Проектирование модульных конструкций агрегатов, считается прогрессивным. Ведутся работы и по созданию качественно новых КП, так как именно они обеспечивают полный привод на все колеса автомобиля, что способствует повышению его проходимости, улучшению управляемости и устойчивости.
КП подбирают к характеристикам конкретных двигателей с учетом полной массы автомобиля и условий его эксплуатации. Это касается главным образом числа передач, так как трансмиссия должна обеспечивать возможность движения автомобиля в разных дорожных условиях на режимах работы двигателя в зоне меньшего расхода топлива и с наибольшей производительностью. Задачей данного дипломного проекта является решение четырех основных задач:
а) Наиболее рационально подобрать к характеристике двигателя и коробки передач раздаточную коробку;
б) Увеличить КПД КП;
в) Увеличение проходимости автомобиля;
г) Облегчить управление коробки передач
Применение усовершенствованной коробки передач на автомобилях унифицированного семейства позволит исключить недостатки серийно выпускаемой КП с пятью передачами, а именно: низкая долговечность, связанная с установкой двигателя внутреннего сгорания более высокой мощности, недостаточная проходимость.
Разработанная конструкция коробки передач позволяет повысить скорость автомобиля на 28%, долговечность работы, силу тяги по двигателю на 4%, позволит повысить топливную экономичность.
В целом, установка на автомобиль Урал-4320-31 модернизированной коробки передач позволит повысить грузоподъемность и проходимость автомобиля, что дает большой экономический эффект, при выполнении перевозок. В армейских же условиях позволит выполнить подвоз с меньшими потерями и затратами.
Разработанная конструкция коробки передач позволяет повысить скорость автомобиля на 28%, долговечность работы, силу тяги по двигателю на 4%, позволит повысить топливную экономичность.
В целом, установка на автомобиль Урал-4320-31 модернизированной коробки передач позволит повысить грузоподъемность и проходимость автомобиля, что дает большой экономический эффект, при выполнении перевозок. В армейских же условиях позволит выполнить подвоз с меньшими потерями и затратами.