Помощь студентам в учебе
Модернизация коробки передач с раздаточной коробкой автомобиля высокой проходимости
|
ВВЕДЕНИЕ 7
1 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРОЕКТА 9
1.1 Анализ существующих конструкций коробок передач 9
1.2 Анализ существующих конструкций раздаточных коробок 14
1.2.1 Дифференциальные раздаточные коробки 18
1.3 Обоснование выбранной конструкции 21
Вывод по разделу один 23
2 ТЯГОВО-ДИНАМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ АВТОМОБИЛЯ 24
2.1 Исходные данные для расчета 24
2.2 Выбор двигателя и построение его внешней скоростной характеристики . 25
2.3 Определение передаточного числа главной передачи 28
2.4 Выбор числа передач и определение передаточных чисел коробки передач 28
2.5 Тяговая характеристика автомобиля 30
2.6 Динамическая характеристика автомобиля 34
2.7 Ускорение автомобиля 36
2.8 Время разгона автомобиля 39
2.9 Путь разгона автомобиля 42
2.10 Мощностной баланс автомобиля 43
2.11 Расчет топливной экономичности 45
Вывод по разделу два 47
3 КОНСТРУКТОРСКИЙ РАЗДЕЛ 48
3.1 Конструкция и работа коробки передач 48
3.2 Система автоматизированного управления 51
3.3 Расчет шестерен 53
3.3.1 Исходные данные 53
ВВЕДЕНИЕ 7
1 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРОЕКТА 9
1.1 Анализ существующих конструкций коробок передач 9
1.2 Анализ существующих конструкций раздаточных коробок 14
1.2.1 Дифференциальные раздаточные коробки 18
1.3 Обоснование выбранной конструкции 21
Вывод по разделу один 23
2 ТЯГОВО-ДИНАМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ АВТОМОБИЛЯ 24
2.1 Исходные данные для расчета 24
2.2 Выбор двигателя и построение его внешней скоростной характеристики . 25
2.3 Определение передаточного числа главной передачи 28
2.4 Выбор числа передач и определение передаточных чисел коробки передач 28
2.5 Тяговая характеристика автомобиля 30
2.6 Динамическая характеристика автомобиля 34
2.7 Ускорение автомобиля 36
2.8 Время разгона автомобиля 39
2.9 Путь разгона автомобиля 42
2.10 Мощностной баланс автомобиля 43
2.11 Расчет топливной экономичности 45
Вывод по разделу два 47
3 КОНСТРУКТОРСКИЙ РАЗДЕЛ 48
3.1 Конструкция и работа коробки передач 48
3.2 Система автоматизированного управления 51
3.3 Расчет шестерен 53
3.3.1 Исходные данные 53
3.3.2 Определение усталостных характеристик материала зубчатых колес 55
3.3.3 Определение геометрических, кинематических и силовых характеристик
57
передачи
3.4 Расчет на прочность первичного вала
Исходные данные
Определение внутренних силовых факторов
Определение внутренних силовых факторов
Расчет вала на статическую прочность
Расчет вала на сопротивление усталости
6Выводы по разделу три
4 ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ
4.1 Операции обработки детали
Выводы по разделу четыре
5 ЭКОНОМИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ
5.1 Определение потребности в основных материалах, численности рабочих по
проекту, расчет заработной платы. Расчет себестоимости единицы и общих затрат проектируемой модели по проекту 87
5.2 Капитальные вложения
92
5.3 Планирование программы производства и реализации продукции
5.4 Определение потребности в инвестициях, выбор источника
финансирования 95
5.6 Планирование финансовых результатов по проекту
5.7 Оценка эффективности и окупаемости инвестиционного проекта
Выводы по разделу пять
6 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ
Вывод по разделу шесть
7 ГРАЖДАНСКАЯ ОБОРОНА
Вывод по разделу семь
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРОЕКТА 9
1.1 Анализ существующих конструкций коробок передач 9
1.2 Анализ существующих конструкций раздаточных коробок 14
1.2.1 Дифференциальные раздаточные коробки 18
1.3 Обоснование выбранной конструкции 21
Вывод по разделу один 23
2 ТЯГОВО-ДИНАМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ АВТОМОБИЛЯ 24
2.1 Исходные данные для расчета 24
2.2 Выбор двигателя и построение его внешней скоростной характеристики . 25
2.3 Определение передаточного числа главной передачи 28
2.4 Выбор числа передач и определение передаточных чисел коробки передач 28
2.5 Тяговая характеристика автомобиля 30
2.6 Динамическая характеристика автомобиля 34
2.7 Ускорение автомобиля 36
2.8 Время разгона автомобиля 39
2.9 Путь разгона автомобиля 42
2.10 Мощностной баланс автомобиля 43
2.11 Расчет топливной экономичности 45
Вывод по разделу два 47
3 КОНСТРУКТОРСКИЙ РАЗДЕЛ 48
3.1 Конструкция и работа коробки передач 48
3.2 Система автоматизированного управления 51
3.3 Расчет шестерен 53
3.3.1 Исходные данные 53
ВВЕДЕНИЕ 7
1 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРОЕКТА 9
1.1 Анализ существующих конструкций коробок передач 9
1.2 Анализ существующих конструкций раздаточных коробок 14
1.2.1 Дифференциальные раздаточные коробки 18
1.3 Обоснование выбранной конструкции 21
Вывод по разделу один 23
2 ТЯГОВО-ДИНАМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ АВТОМОБИЛЯ 24
2.1 Исходные данные для расчета 24
2.2 Выбор двигателя и построение его внешней скоростной характеристики . 25
2.3 Определение передаточного числа главной передачи 28
2.4 Выбор числа передач и определение передаточных чисел коробки передач 28
2.5 Тяговая характеристика автомобиля 30
2.6 Динамическая характеристика автомобиля 34
2.7 Ускорение автомобиля 36
2.8 Время разгона автомобиля 39
2.9 Путь разгона автомобиля 42
2.10 Мощностной баланс автомобиля 43
2.11 Расчет топливной экономичности 45
Вывод по разделу два 47
3 КОНСТРУКТОРСКИЙ РАЗДЕЛ 48
3.1 Конструкция и работа коробки передач 48
3.2 Система автоматизированного управления 51
3.3 Расчет шестерен 53
3.3.1 Исходные данные 53
3.3.2 Определение усталостных характеристик материала зубчатых колес 55
3.3.3 Определение геометрических, кинематических и силовых характеристик
57
передачи
3.4 Расчет на прочность первичного вала
Исходные данные
Определение внутренних силовых факторов
Определение внутренних силовых факторов
Расчет вала на статическую прочность
Расчет вала на сопротивление усталости
6Выводы по разделу три
4 ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ
4.1 Операции обработки детали
Выводы по разделу четыре
5 ЭКОНОМИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ
5.1 Определение потребности в основных материалах, численности рабочих по
проекту, расчет заработной платы. Расчет себестоимости единицы и общих затрат проектируемой модели по проекту 87
5.2 Капитальные вложения
92
5.3 Планирование программы производства и реализации продукции
5.4 Определение потребности в инвестициях, выбор источника
финансирования 95
5.6 Планирование финансовых результатов по проекту
5.7 Оценка эффективности и окупаемости инвестиционного проекта
Выводы по разделу пять
6 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ
Вывод по разделу шесть
7 ГРАЖДАНСКАЯ ОБОРОНА
Вывод по разделу семь
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
В современных условиях автомобильные перевозки стали одним из важнейших секторов экономики, а автомобиль - единственным транспортным средством, обеспечивающим доставку грузов по принципу «от двери до двери».
В данном дипломном проекте разрабатывается конструкция коробки передач для перспективного автомобиля Урал грузоподъемностью 20 тонн. При разработке конструкции коробки передач следует применить самые передовые решения современных коробок передач, в том числе систему автоматизированного переключения передач, но при этом стоимость должна быть ниже, чем у зарубежных коробок передач.
Уральский автомобильный завод является одним из крупнейших в СНГ производителей грузовых автомобилей Урал повышенной проходимости. Основу производственной программы завода на сегодняшний день составляет семейство автомобилей повышенной проходимости Урал-4320 с колесной формулой 6x6, грузоподъемностью шасси от 6 до 12 т. и автомобилей Урал- 5323 с колесной формулой 8x8, грузоподъемностью шасси от 10 до 18 т, а также модификаций, предназначенных для перевозки грузов, людей и буксирования прицепов по всем видам дорог и местности и способных эффективно работать в любых климатических и дорожных условиях. Обладая высокими экономическими показателями: надежностью, долговечностью, простотой технического обслуживания, автомобили успешно эксплуатируются в самых различных дорожно-климатических условиях: в районах Крайнего Севера и Западной Сибири, в песках Средней Азии и во влажных субтропиках [1].
В настоящий момент АЗ «Урал» располагает гаммой дорожных грузовиков с колесными формулами 4x2, 6x4 и 8x4 полной массой от 18 до 72 тонн. Серийное производство автомобилей дорожной гаммы налажено на АЗ «Урал» с ноября 2005 года. Сегодня серийно выпускаются автомобили «Урал-63685»
колесная формула 6x4, грузоподъемность 20 тонн), самосвалы «Урал-6563» (колёсная формула 8x4, грузоподъёмность 25 тонн) и седельные тягачи «Урал- 63674» (колесная формула 4x2, полная масса автопоезда до 42 тонн).
Проблемное решение выбора типа коробки передач (КП), числа передач, диапазона трансмиссии представляет собой оптимизацию многофакторной задачи, связанной с назначением автомобиля и условиями его преимущественной эксплуатации, с квалификацией водителя и др. Анализ статистики [2] показал, что на автомобилях типа 6x6 наиболее часто применяются 8-ми и 16-ти ступенчатые механические коробки передач.
Рост количества передач КП обусловлен рядом причин, прежде всего это расширение диапазона передаточных чисел трансмиссии для обеспечения движения автомобиля на скоростях 3-4 км/ч на низшей передаче и как можно более высокой кинематической (расчетной) скоростью на высшей передаче, существенно (на 10-40 %) превышающей разрешенную максимальную скорость. Последнее при достаточно высокой удельной мощности позволяет уменьшить количество рабочих циклов в двигателе, отнесенных к единице пройденного пути, и снизить расход топлива. Зарубежные производители в технических характеристиках автомобилей не указывают максимальную скорость, которая, как правило, ограничивается электроникой в пределах 80-90 км/ч, при этом кинематические (расчетные) скорости существенно превышают 90 км/ч. Лучшие образцы автомобилей имеют кинематический диапазон КП в диапазоне 13-17, а диапазон трансмиссии в диапазоне 19-25 [3].
На всех европейских моделях полноприводных трехосных автомобилей применяются принудительно блокируемые дифференциалы в основном с электропневматическим управлением (более 70 %), реже (примерно 25 %) с пневматическим управлением. Почти одинаково часто применяют блокировку только на неуправляемых мостах и на всех мостах [3].
В данном дипломном проекте разрабатывается конструкция коробки передач для перспективного автомобиля Урал грузоподъемностью 20 тонн. При разработке конструкции коробки передач следует применить самые передовые решения современных коробок передач, в том числе систему автоматизированного переключения передач, но при этом стоимость должна быть ниже, чем у зарубежных коробок передач.
Уральский автомобильный завод является одним из крупнейших в СНГ производителей грузовых автомобилей Урал повышенной проходимости. Основу производственной программы завода на сегодняшний день составляет семейство автомобилей повышенной проходимости Урал-4320 с колесной формулой 6x6, грузоподъемностью шасси от 6 до 12 т. и автомобилей Урал- 5323 с колесной формулой 8x8, грузоподъемностью шасси от 10 до 18 т, а также модификаций, предназначенных для перевозки грузов, людей и буксирования прицепов по всем видам дорог и местности и способных эффективно работать в любых климатических и дорожных условиях. Обладая высокими экономическими показателями: надежностью, долговечностью, простотой технического обслуживания, автомобили успешно эксплуатируются в самых различных дорожно-климатических условиях: в районах Крайнего Севера и Западной Сибири, в песках Средней Азии и во влажных субтропиках [1].
В настоящий момент АЗ «Урал» располагает гаммой дорожных грузовиков с колесными формулами 4x2, 6x4 и 8x4 полной массой от 18 до 72 тонн. Серийное производство автомобилей дорожной гаммы налажено на АЗ «Урал» с ноября 2005 года. Сегодня серийно выпускаются автомобили «Урал-63685»
колесная формула 6x4, грузоподъемность 20 тонн), самосвалы «Урал-6563» (колёсная формула 8x4, грузоподъёмность 25 тонн) и седельные тягачи «Урал- 63674» (колесная формула 4x2, полная масса автопоезда до 42 тонн).
Проблемное решение выбора типа коробки передач (КП), числа передач, диапазона трансмиссии представляет собой оптимизацию многофакторной задачи, связанной с назначением автомобиля и условиями его преимущественной эксплуатации, с квалификацией водителя и др. Анализ статистики [2] показал, что на автомобилях типа 6x6 наиболее часто применяются 8-ми и 16-ти ступенчатые механические коробки передач.
Рост количества передач КП обусловлен рядом причин, прежде всего это расширение диапазона передаточных чисел трансмиссии для обеспечения движения автомобиля на скоростях 3-4 км/ч на низшей передаче и как можно более высокой кинематической (расчетной) скоростью на высшей передаче, существенно (на 10-40 %) превышающей разрешенную максимальную скорость. Последнее при достаточно высокой удельной мощности позволяет уменьшить количество рабочих циклов в двигателе, отнесенных к единице пройденного пути, и снизить расход топлива. Зарубежные производители в технических характеристиках автомобилей не указывают максимальную скорость, которая, как правило, ограничивается электроникой в пределах 80-90 км/ч, при этом кинематические (расчетные) скорости существенно превышают 90 км/ч. Лучшие образцы автомобилей имеют кинематический диапазон КП в диапазоне 13-17, а диапазон трансмиссии в диапазоне 19-25 [3].
На всех европейских моделях полноприводных трехосных автомобилей применяются принудительно блокируемые дифференциалы в основном с электропневматическим управлением (более 70 %), реже (примерно 25 %) с пневматическим управлением. Почти одинаково часто применяют блокировку только на неуправляемых мостах и на всех мостах [3].
В данном дипломной работе проведена разработка 8-ми ступенчатой коробки передач в сборе с раздаточной коробкой с системой автоматизированного управления для перспективного автомобиля Урал грузоподъемностью 20 тонн. Кинематическая схема и конструкция коробки передач разработана на основе анализа существующих конструкций отечественных и зарубежных коробок передач и раздаточных коробок.
Существенным преимуществом разработанной трансмиссии является применение автоматизированного управления, которое в сочетании с плотным рядом передаточных чисел обеспечивает значительное улучшение использования мощности двигателя за счет сокращения времени переключения, а также обеспечивает простоту и удобство управления в сочетании с отсутствием необходимости приложения сколь-либо существенных усилий при переключении передач.
В дипломной работе проведены тягово-динамический и топливно-экономический расчеты автомобиля, прочностные расчеты деталей коробки передач, а также разработан техпроцесс изготовления вала привода передних мостов раздаточного модуля.
Экономический анализ показал, что чистый дисконтированный доход положительный, индекс доходности превышает 1, срок окупаемости в пределах горизонта расчета и составил 1 год 4 месяца.
На основании вышеизложенного можно заключить, что предлагаемая модернизация автомобиля является технически и экономически обоснованной
Существенным преимуществом разработанной трансмиссии является применение автоматизированного управления, которое в сочетании с плотным рядом передаточных чисел обеспечивает значительное улучшение использования мощности двигателя за счет сокращения времени переключения, а также обеспечивает простоту и удобство управления в сочетании с отсутствием необходимости приложения сколь-либо существенных усилий при переключении передач.
В дипломной работе проведены тягово-динамический и топливно-экономический расчеты автомобиля, прочностные расчеты деталей коробки передач, а также разработан техпроцесс изготовления вала привода передних мостов раздаточного модуля.
Экономический анализ показал, что чистый дисконтированный доход положительный, индекс доходности превышает 1, срок окупаемости в пределах горизонта расчета и составил 1 год 4 месяца.
На основании вышеизложенного можно заключить, что предлагаемая модернизация автомобиля является технически и экономически обоснованной
