Дипломная работа (бакалавр/специалист) на тему Разработка редуктора с изменяемым передаточным числом автомобиля класса М1

Содержание:

ВВЕДЕНИЕ 5
1. КОНСТРУКТОРСКИЙ РАЗДЕЛ 8
1.1. АНАЛИЗ КОМПОНОВОЧНОЙ СХЕМЫ С ПРИВОДОМ НА ЗАДНИЕ КОЛЕСА 8
1.2. ПАРАМЕТРЫ ПРОЕКТИРУЕМОГО АВТОМОБИЛЯ 8
1.3. РАЗРАБОТКА КОРОБКИ ПЕРЕДАЧ ДЛЯ ВАЗ 2102 С СЕКВЕНТАЛЬНЫМ ТИПОМ ПЕРЕКЛЮЧЕНИЯ ПЕРЕДАЧ 13
1.4. ПРОЕКТИРОВАНИЕ РЕДУКТОРА ЗАДНЕГО МОСТА 18
1.4.1. Анализ конструкций карданных передач 18
1.4.2. Устройство и принцип действия заднего моста автомобиля ВАЗ – 2102 22
1.4.3. Анализ конструкций редукторов. Патентный обзор. 23
1.4.4. Описание кинематической схемы 28
1.4.5. Описание конструкции механизма 28
1.4.6. Расчет передаточного числа 35
1.4.7. Расчет основных параметров механизма 36
1.4.8. Расчет зубчатых колес 36
1.4.9. Разработка основных частей редуктора и соединений 39
1.6. РАСЧЁТ ТЯГОВО-СКОРОСТНЫХ И ТОПЛИВНО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК АВТОМОБИЛЯ (РАСЧЕТ ПРОИЗВОДИТСЯ НА 2 ВАРИАНТА ЗАМЕНЫ МЕСТАМИ ЗУБЧАТОГО ЗАЦЕПЛЕНИЯ РЕДУКТОРА) (ЗАМЕНЫ МЕСТАМИ ЛУЧШЕ НЕ СТОИТ, ЛУЧШЕ ОГОВОРИТЬ В ЧИСЛЕННОМ ВИДЕ: НАПРИМЕР ПЕРЕДАТОЧНОЕ ЧИСЛО 3.9 И ПЕР.ЧИСЛО 4.4) 42
1.6.1. Построение графиков тягового баланса, динамического фактора, ускорений автомобиля и величин, обратных ускорениям 42
1.6.2. Построение характеристики разгона автомобиля по времени 42
1.6.3. Построение характеристики разгона автомобиля по пути 57
1.6.4. Построение графика мощностного баланса 57
1.6.5. Построение топливно-экономической характеристики автомобиля 60
2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ 60
2.1. ОБОСНОВАНИЕ ТЕМЫ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО РАЗДЕЛА ДИПЛОМНОГО ПРОЕКТА 62
2.2. ВЫБОР ТИПА И МЕТОДА ПРОИЗВОДСТВА РЕДУКТОРА 71
2.3. АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИЧНОСТИ КОНСТРУКЦИИ РЕДУКТОРА 73
2.3.1. Качественные оценки технологичности 73
2.3.2. Количественная оценка технологичности 77
2.4. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ИЗГОТОВЛЕНИЯ 79
2.5. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА СБОРКИ 80
2.5.1. Выбор технологических базовых поверхностей 81
2.5.2. Выбор методов и определение последовательности обработки поверхности заготовки: 83
2.5.3 Расчёт операционных припусков и предельных размеров 86
2.6. РАСЧЁТ ВРЕМЕНИ ВЫПОЛНЕНИЯ СБОРОЧНЫХ ОПЕРАЦИЙ 89
3. ОРГАНИЗАЦИОННО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ 95
3.1. ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ УЗЛА 95
3.2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОСТАВА, ТРУДОЁМКОСТИ И ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТИ ВЫПОЛНЕНИЯ ОПЫТНО-КОНСТРУКТОРСКИХ РАБОТ 97
3.2.1. Проектирование редуктора 97
3.2.2. Изготовление опытной партии редукторов 99
3.2.3. Испытания опытной партии редукторов и корректировка конструкторской и технологической документации 102
3.3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТИ ОКР 103
3.3.1. Выбор метода планирования разработки узла 103
3.3.2. Планирование ОКР методом сетевого планирования и управления 104
3.4. РАСЧЁТ СЕБЕСТОИМОСТИ ПРОЕКТИРУЕМОГО РЕДУКТОРА 109
3.4.1. Расчёт затрат на материалы 109
3.4.2. Расчёт затрат на покупные изделия 110
3.4.3. Расчёт заработной платы основных рабочих 111
3.4.4. Калькуляция себестоимости узла 114
3.4.5. Составление сметной калькуляции затрат на выполнение ОКР по проектированию редуктора 115
3.4.6. Расчёт экономической эффективности 119
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 121

Введение:

Автомобилем называется колесное транспортное средство, которое используется для перевозки.
Автомобили стали широко использоваться в 20-м веке, и от них зависит развитая экономика. 1886 год считается годом рождения современного автомобиля, когда немецкий изобретатель Карл Бенц запатентовал свой Benz Patent-Motorwagen. Автомобили стали широко доступны в начале 20 века. Одним из первых автомобилей, доступных для широких масс, был американский автомобиль 1908 года выпуска T, выпускаемый компанией Ford Motor Company. Автомобили были быстро приняты в США, где они заменили гужевые повозки и повозки, но потребовалось гораздо больше времени, чтобы быть принятыми в Западной Европе и других частях мира.
Автомобили имеют элементы управления для вождения, парковки, комфорта пассажиров и различные фары. На протяжении десятилетий к автомобилям добавлялись дополнительные функции и элементы управления, что делало их все более сложными, а также более надежными и простыми в эксплуатации. К ним относятся камеры заднего хода, кондиционеры, навигационные системы и автомобильные развлечения. Большинство автомобилей в использовании в 2010-х приводятся в движение с помощью двигателя внутреннего сгорания, работающих на сжигании из ископаемого топлива. Электромобили, которые были изобретены в начале истории автомобиля, стали коммерчески доступными в 2000-х годах и, как ожидается, будут стоить дешевле, чем бензиновые автомобили до 2025 года.
Механизмы автомобиля требуют наличия нескольких передаточных чисел, это делается для того, чтобы облегчить запуск и остановку механической системы, хотя другой важной потребностью является поддержание хорошей топливной эффективности.
Потребность в трансмиссии в автомобиле является следствием характеристик двигателя внутреннего сгорания. Двигатели обычно работают в диапазоне от 600 до 7000 оборотов в минуту (хотя это варьируется и, как правило, меньше для дизельных двигателей), в то время как колеса автомобиля вращаются между 0 об / мин и около 1800 об / мин.
Кроме того, двигатель обеспечивает высокий крутящий момент, его мощность, и обеспечивает плавность работы во всем диапазоне оборотов, что приводит к плавности изменения крутящего момента и диапазона мощности. Часто наибольший крутящий момент необходим, когда транспортное средство движется медленно, в то время как максимальная мощность используется только на высокой скорости. Следовательно, требуется система, которая преобразует мощность двигателя так, чтобы он мог обеспечивать высокий крутящий момент на низких скоростях, но также работал на скоростях шоссе, когда двигатель все еще работал в своих пределах. Передачи выполняют это преобразование.
Динамика автомобиля зависит от скорости: на низких скоростях ускорение ограничивается инерцией массы брутто автомобиля; в то время как наили максимальных скоростях сопротивление ветра — доминирующий барьер
Многие коробки передач и шестерни, используемые в автомобилях и грузовиках, содержатся в чугунном корпусе, хотя чаще всего алюминий используется для снижения веса, особенно в автомобилях. Обычно есть три вала: главный вал, промежуточный вал и промежуточный вал.
Первичный вал выходит за пределы корпуса в обоих направлениях: входной вал по направлению к двигателю и выходной вал по направлению к задней оси (на автомобилях с задним приводом. Приводы передних колес, как правило, имеют двигатель и трансмиссию, установленные поперечно, причем дифференциал является частью трансмиссия в сборе.) Вал подвешен на главных подшипниках и разделен по направлению к входному концу. В точке разделения, вспомогательный подшипник удерживает валы вместе. Зубчатые передачи и сцепления движутся на первичном валу, причем шестерни могут свободно вращаться относительно первичного вала, за исключением случаев, когда они сцеплены с муфтами.
Компания Winters Performance Products была основана в 1958 году и с тех пор является лидером в области систем передач. Знаменитые быстросменные задние части редукора (а именно шестеренки) Winters Performance Products выпускаются с 1950-х годов. Сегодня можно найти продукцию Winters Performance в гоночных автомобилях NASCAR Sprint Cup, драгстерах, тягачах и многом другом.
Учитывая то, что редуктор разрабатывается для спортивных автомобилей, и главной задачей является изменение характеристики главной передачи, путем смены пары шестерен, то в качестве аналога данный прототип редуктора является идеальным решением для внедрения в автомобили класса М1 (одним и представителей является ВАЗ 2102).
Целью данной работы является разработка редуктора заднего моста для автомобиля класса М1 предназначенного для автоспорта
Основными задачами являются:
1. Анализ компоновочной схемы
2. Разработка конструкции коробки передач с секвентальтным типом переключения передач
3. Проектирование редуктора заднего моста
4. Расчет тягово-скоростных и топливно-экономических характеристик, с условием замен шестерен главной передачи
5. Анализ технологичности конструкции редуктора
6. Расчет экономической эффективности изготовления и внедрения данного редуктора

Заключение:

В ходе проведенной работы, были произведены расчеты и выполнены чертежи на модернизацию ВАЗ2101.
Выполнены основные задачи, а именно:
Основными задачами являются:
1. Произведен анализ компоновочной схемы
2. Разработана конструкция коробки передач с секвентальтным типом переключения передач
3. Спроектирован редуктор заднего моста, позволяющий быстро и эффективно менять передаточное отношение
4. Произеден расчет тягово-скоростных и топливно-экономических характеристик,
5. Произведен анализ технологичности конструкции редуктора. Более подробно рассмотрена крышка корпуса
6. Произведен расчет экономической эффективности изготовления и внедрения данного редуктора

Фрагмент текста работы:

1. КОНСТРУКТОРСКИЙ РАЗДЕЛ
1.1. АНАЛИЗ КОМПОНОВОЧНОЙ СХЕМЫ С ПРИВОДОМ НА ЗАДНИЕ КОЛЕСА
1.2. ПАРАМЕТРЫ ПРОЕКТИРУЕМОГО АВТОМОБИЛЯ
Характеристики и параметры автомобиля представлены в таблице 1.1
Таблица 1.1 — Характеристики автомобилей типа ВАЗ

1.3. РАЗРАБОТКА КОРОБКИ ПЕРЕДАЧ ДЛЯ ВАЗ 2102 С СЕКВЕНТАЛЬНЫМ ТИПОМ ПЕРЕКЛЮЧЕНИЯ ПЕРЕДАЧ
Для расчета запишем исходные данные
Дано: Memax=92Нм, ß=31º, Ks=400Мпа (для ведомой шестерни промежуточного вала).
Передаточные числа коробки передач:
i1=3.67,
i2=2.10,
i3=1.36,
i4=1.00,
i5=0.82,
iзх=3,53,
i0=4,1.
Межцентровое расстояние, мм:
C=a*( Memax )1/3=15* ( 92)1/315*4.51=68
Минимальное число зубьев шестерни первичного вала:
Z1min=17
Ширина шестерни, мм :
b=0.2*C=0.2*68=14.
Коэффициент формы зуба:
y=0.172-1.15/Z+4.5/Z2=0.172-1.15/17+4.5/172=0.119.
Модуль для ведомой шестерни промежуточного вала, мм:
mn=[(2* Memax* cosß)/( Kõ*p*y*Z1min*b)]½= [(2*92*0.86*103*106)/(400*3.14*0.119*17*14*106)]½=[4.45]½=2.0
Число зубьев Z2 ведомой шестерни промежуточного вала:
Z2=(2*C*cosß)/mн— Z1min=(2*68*0.86)/2-17=41.48≈41.
Передаточное число между
первичным и промежуточным валами:
i’1=i1/i’k=41/17=2.41.
2.Определение передаточных чисел между
промежуточными и вторичными валами.
1 передача: i1=3,67.
i’1=i1/i’k=3,67/2,41=1,52.
Так как 1 передача выполняется прямозубыми шестернями, т.е. ß=0, то cosß=1 и определяем число зубьев Z1п ведущей шестерни промежуточного вала на 1 передаче:
Z1п=(2*С)/[(1+ i’1)*mн]=(2*68)/[(1+1.52)*2]=26.9≈27.
Число зубьев Z1в вторичного вала на 1 передаче:
Z1в=(2*С* i’1)/[(1+i’1)* mн]=(2*68*1,52)/ [(1+1.52)*2]=41,02≈41.
Проверка межцентрового расстояния, мм:
С= (mн* Z1п)/2+(mн* Z1в)/2=(2*27)/2+(2*41)/2=68.
Уточненное передаточное число:
i’1=41/27=1,52.
Действительное передаточное число на 1 передаче:
i1=i’k* i’1=2,41*1,52=3,66.
2 передача: i2=2,10.
i’2=i2/i’k=2,10/2,41=0,87.
Z2п=(2*С* cosß)/[(1+i’2)* mн]=(2*68*0,86)/[1,87*2]=31,27≈31.
Z2в=(2*С* i’2* cosß)/[(1+ i’2)* mн]=(2*68*0,87*0,86)/[1,87*2]=27,2≈27.
С= (mн* Z2п)/(2* cosß )+(mн* Z2в)/(2* cosß)=(2*31)/(2*0,86)+(2*27)/(2*0,86)=68.
i’2=27/31=0,87.
i2=i’k* i’2=2,41*0,87=2,0967.
3 передача: i3=1,36.
i’3=i3/i’k=1,36/2,41=0,56.
Z3п=(2*С* cosß)/[(1+i’3)* mн]=(2*68*0,86)/[1,56*2]=37,48≈37.
Z3в= Z3п* i’3=38*0,56=21,28≈21.
С=(mн*Z3п)/(2*cosß)+(mн*Z3в)/(2*cosß)=(2*37)/(2*0,86)+(2*21)/(2*0,86)=68.
i’3=21/37=0,56.
i3=i’k* i’3=2,41*0,56=1,3496.
4 передача: i4=1,00.
i’4=i4/i’k=1,00/2,41=0,41.
Z4п=(2*С* cosß)/[(1+ i’4)* mн]=(2*68*0,86)/[1,41*2]=41,5≈41.
Z4в=(2*С* i’4* cosß)/[(1+ i’4)* mн]=(2*68*0,41*0,86)/[1,41*2]=17.
С=(mн*Z4п)/(2*cosß)+(mн*Z4в)/(2*cosß)=(2*41)/(2*0,86)+(2*17)/(2*0,86)=68.
i’4=17/41=0,41.
i4=i’k* i’4=2,41*0,41=0,98≈1,00.
5 передача: i5=0,82.
Полученные передаточные числа:
i1= 3,66; i2=2,1; i3= 1,35; i4=1,00; i5=0,82.
Необходимый ряд передаточных чисел сохраняется:
i1/i2>i2/i3>i3/i4>i4/i5=3,66/2,1>2,1/1,35>1,35/1,00>1,00/0,82=>1,74>1,56> 1,35>1,22;