Таблица. Оборудование

3. Компоновка проектируемой машины

Все составные части изделия размещены в корпусе из спец стали. Корпус коробчатой формы, герметизированный.

В передней части корпуса расположен трансмиссионный отсек, в котором установлены механизмы силовой передачи, пневмосистемы и часть электрооборудования.

Над трансмиссиоиным отсеком расположено отделение управления. Отделение управления ограждено от трансмиссионного отсека съёмными поликами.

В отделеиии управления размещены сиденья. Сиденья мягкие, расположены в два ряда. Переднее левое сиденье -- для механика-водителя. Оно имеет регулировки по длине, высоте и наклону спинки в зависимости от роста механика-водителя, Кроме того, верхняя часть спинки сиденья может быть откинута в горизонтальное положение и служить сиденьем для механика-водителя при управлении изделием в особых случаях, когда необходимо наблюдать за дорогой, высунувшись из люка. Карман на спинке сиденья служит для укладкн документов.

Перед сиденьем механика-водителя размещены рычаги управления, рычаг переключеиия передач, педаль сцепления, педаль тормоза, педаль подачи топлива, рукоятка управления ручной подачей топлива, щиток отопителя.

На передней стенке отделения управления размещены: щиток приборов механика-водителя, вентилятор обдува механика-водителя, дифманометр-тягонапоромер рукоятка управления фарой-прожектором, выключатель фары-прожектора.

Для наблюдения за дорогой и местностыо установлены смотровые приборы и имеются лобовые стекла, снабженные стеклоочистителями. Лобовые стекла закрываются снаружи защитными крышками. Для управления крышками служат рукоятки. Для освещения отделения управления служат плафоны.

На левом борту отделения управления размещены: фильтро-вентиляционная установка, реле-регулятор, фильтр радио-помех, щиток нагнетателя, левый щиток, блок питания прибора ТВН-2Б, аппарат А-4 переговорноо устройства (между левым щитком и фильтровентиляционной установкой), выключатель батарей, редуктор привода к датчику пути навигационной аппаратуры, корпус прибора ТНПО-170А.

На правом борту в отделении управления установлены щиток, аппарат А-1 и установка для размещения прибора ГО-27.

В средней части корпуса расположен отсек двигателя, отделенный от остальных отделений корпуса ограждением из теплошумоизоляционных панелей. В отсеке двигателя размещена силовая установка (за исключением топливных баков). Справа от отсека двигателя имеется проход.

Кормовая часть корпуса изделия предназначена для монтажа объектов техники и перевозки грузов.

В кормовом отделении расположены отопитель (на правом борту) и топливные баки (по два на правом и левом бортах).

Основным источником энергии на изделии является двигатель ЯМ3-238Н мощностью 300 л.с.

4. Тяговый расчет

4.1 Предварительный тяговый расчет

Тяговый расчёт производится с целью нахождения основных параметров гусеничной машины, которые обеспечивают возможность прямолинейного движения её в заданных условиях.

Исходные данные для расчёта:

Вес машины G=114780Н;

Максимальная скорость движения Vmax=70км/ч;

Максимальный угол подъёма бmax=30°.

Определение мощности двигателя и построение его внешней характеристики.

Максимальную мощность двигателя машины определим из условия прямолинейного движения ГМ без буксования на максимальной скорости по дороге с твёрдым покрытием. При этом:

-суммарный коэффициент сопротивления прямолинейному движению f₀=0.05;

-коэффициент сопротивления воздуха k₀=0,65кг·м^-3;

-наибольшая площадь поперечного сечения машины F при:

-высоте ГМ H=1,9м;

-клиренсе h=0,415м;

-колее B=2,5м;

F= (H-h) ·B, F=3.712м²;

-КПД трансмиссии з_т=0,85;

-КПД гусениц с РМШ

з_г=a₁-a₂·Vmax,

з_г=0,832 где

-a₁=0,98;

-a₂=0.0076с/м;

-общий КПД

з₀=з_т·з_г

з₀=0,707;

Свободная мощность двигателя определяется из формулы:

при коэффициенте потерь aД=0.14 (для вентиляторной системы охлаждения) получим эффективную максимальную мощность:

Исходя из полученной ранее эффективной мощности выбираем для установки на машину двигатель ЯМЗ-238Н для которого:

-эффективная мощность N_eN=220.588КВт;

-угловая скорость коленчатого вала соответствующая максимальной мощности щ_N=220с^-1;

-коэффициенты для расчёта внешней характеристики: а_щ=0.63, b_щ=1.23, с_щ=0.86.

Определим рабочий диапазон угловых скоростей коленвала.

-максимальная угловая скорость коленчатого вала, на холостых оборотах

щ_хх=a_min·щ_N щxx=244с^-1,

где а_хх=1.11;

-устойчивая минимальная угловая скорость коленвала

щ_min=a_min·щ_N щ=66с^-1,

где a_min=0.3;

Разбиваем участок рабочих частот вращения вала двигателя на u=100 интервалов:

Определим коэффициенты, входящие в аналитические зависимости скоростных внешних характеристик:

Расчёт и построение внешней характеристики двигателя:

Результаты расчётов заносим в таблицы и строим характеристику двигателя:

Определим коэффициенты приспособляемости двигателя по угловой скорости и моменту.

Определим максимальную мощность ДВС, из построенной внешней характеристики.

Определим устойчивую максимальную скорость машины из условия прямолинейного движения на подъём с заданным максимальным углом:

-ц=0.85-коэффициент сцепления

Определим кинематический диапазон трансмиссии.

V_max-максимальная скорость движения машины на первой передаче.

d_k - кинематический диапазон трансмиссии.

Диапазон трансмиссии значителен и для уменьшения количества передач необходимо первую из них, которая отвечает движению с минимальной скоростью, отделить от других, назначив её для движения в особых условиях. Принимаем коэффициент отрыва a_v=2.0.

Максимальная скорость движения на второй передаче:

Определим кинематический диапазон трансмиссии без учета первой передачи.

Разбивка остальных скоростей, производится по закону геометрической прогрессии.

Коэффициент геометрической прогрессии -q_ср=K_щсв q_k=1.63

Для скорректированных передач q_k=a _щ+0.8 q_k=1.43

Принимаем скорректированное число передач р=0

Найдём необходимое число передач по формуле:

Округляем к ближайшему целому числу l_k=6

Уточняем знаменатель геометрической прогрессии:

Определяем скорости движения на разных передачах, которые отвечают максимальной угловой скорости коленчатого вала ДВС

Общие передаточные отношения трансмиссии:

Общие передаточные отношения КП, если принять, что высшая передача прямая, т.е. i_бп=6

4.2 Поверочный тяговый расчет

Динамический фактор.

При расчёте динамического фактора, который представляет собой отношение силы тяги двигателя с учётом потерь на сопротивление движения к весу ГМ, весь диапазон угловой скорости коленчатого вала ДВС разбиваем также на u=100 одинаковых интервалов. При этом динамический фактор рассчитывается последовательно для всех передач КП и точек, которые являются границами интервала деления. При этом скорость движения считается по формуле:

общий КПД:

Результаты расчётов заносим в таблицы:

Время и путь разгона (разгонные характеристики).

Определим коэффициенты приращения вращающихся масс, на соответствующей передаче считая, что трогание происходит со второй передачи.

Коэффициент потери скорости при переключении передач с низшей на высшую:

ф=1.5с - время переключения передач

Определим начальную скорость движения после переключения передачи.

Определим приращения времени и пути при разгоне:

Результаты расчётов заносим в таблицы:

5. Анализ и выбор конструкции узла

Повышение экономичности МП и одновременно улучшение управляемости ГМ достигается за счет приближения величины относительного расчетного радиуса поворота к значениям, наиболее часто используемым в эксплуатации. Очевидно, что в связи с разнообразием условий движения задача эта может быть решена только введением нескольких различных радиусов поворота. Применение многоступенчатых бортовых МП в последовательном сочетании КП привело бы к чрезмерному усложнению трансмиссии и повышению её габаритов и массы. Использование БКП одновременно и в качестве многоступенчатых МП не приводит к существенному улучшению управляемости ГМ.

При поисках оптимального решения следует также учитывать, что для повышения манёвренности ГМ необходимо обеспечивать, возможно, меньшие радиусы её поворота. На малых скоростях движения поворот с малыми радиусами и рационален и возможен. Обеспечивать в этом случае экономичный и хорошо управляемый поворот с большими радиусами, по-видимому, особой необходимости нет. На больших же скоростях движения поворот с малыми радиусами не возможен по условиям заноса и опрокидывания, а также затруднён по запасу мощности двигателя.

Отсюда следует, что величина рациональных радиусов поворота должна выбираться пропорциональной некоторой функции скорости прямолинейного движения и управление поворотом, таким образом, связываются между собой, что изменение передаточного отношения в КП при прямолинейном движении ведет к изменению соотношения скоростей выходных валов трансмиссии при входе в поворот на соответствующей передаче в КП.

В однопоточных схема достичь этого, как показано выше, невозможно: изменение передаточного отношения КП (i_кп) не приводит к изменению передаточного отношения МП (i_мп), скорости выходных валов трансмиссии изменяются пропорционально. Оптимальный результат, то есть i_мп=f(i_кп), может быть достигнут при двухпоточной передаче мощности от двигателя к БП, когда один из потоков проходит через КП (основной привод), а другой от нее независим. В схему передачи, удовлетворяющей поставленным условиям, должны входить:

- КП;

- независимый от последней дополнительный механизм передачи мощности от двигателя с постоянным или переменным передаточным отношением (дополнительный привод);

- суммирующий эти два потока механизм с двумя степенями свободы.

Такую передачу, включающую в себя свойства КП и МП, и называют МПП.

6. Расчет элементов узла на прочность

Построение циклограммы нагружения и определение моментов действующих в МП.

Определим расчетное контактное напряжение в зацеплении:

ZH - коэффициент учитывающий форму сопряженных поверхностей зубьев.

Z_H=1.76•cosв=1.76•cos0=1.76

ZM - коэффициент учитывающий механические свойства материала зубчатых колес. Для стальных колес ZM=275МПа.

Z е - коэффициент учитывающий суммарную длину контактных линий.

Y_F1 - коэффициент учитывающий форму зуба. Y_F1=3,46.

Y_в - коэффициент, учитывающий наклон зуба. Y_в=1.

m - модуль. m=5.

W_F1 - удельная расчетная окружная сила.

K_Fб - коэффициент учитывающий распределение нагрузки между зубьями. K_Fб=1.

K_Fв - коэффициент учитывающий распределение нагрузки по ширине венца.

K_Fв=1,01.

K_Fv - коэффициент, учитывающий динамическую нагрузку, возникающую в зацеплении. K_Fv=1,4.

у_F1=211МПа < [у_F1]=230МПа

Определим расчетное напряжение на переходной поверхности шестерни:

Y_F2 - коэффициент учитывающий форму зуба. Y_F2=3,62.

у_F2=221.6МПа < [у_F2]=230МП

7. Маршрут механической обработки крышки МП

Крышка является весьма ответственной деталью в механизме поворота машины. Она предназначена для предохранения пакета фрикционов от внешних повреждений. Крышка своим посадочным местом устанавливается на валу и поджимается к ней элементом крепления, устанавливаемыми с зазором.

Материал для изготовления венцов должен отвечать, исходя из условий работы этих деталей, жестким требованиям. Обычно применяют легированные стали Г13Л, 110Г13Л. Заготовка для детали получается литьём, что позволяет получить поверхности 15-го квалитета точности с твердостью поверхности НВ 156-229.

Маршрут механической обработки венцов:

точение поверхностей 5 и 7 (см. рис. 7.1) - черновое;

точение поверхностей 5 и 7 - получистовое;

точение поверхности 5- чистовое и точение галтели 3;

сверление отверстий 10;

точение фасок 12, 13,14;

точение поверхностей 1 и 4 - черновое;

точение поверхностей 1 и 4 - получистовое;

сверление отверстий 9;

сверление отверстий 11;

технический контроль.

Приведенная последовательность обработки является ориентировочной. Она различна на разных заводах в зависимости от программы выпуска, конструктивных особенностей детали и других факторов. На машине установлено 2 крышки.

Первые четыре операции предназначены для создания посадочного места крышки и одновременно базовой поверхности для обработки остальных поверхностей. За установочные базы принимается наружная поверхность крышки 3. Обработка ведётся на токарном многорезцовом копировальном полуавтомате или токарно-карусельном станке с помощью специальных фасонных резцов позволяющих одновременно обрабатывать несколько поверхностей.

Следующие четыре операции выполняются аналогично операциям, описанным выше, но только базирование осуществляется по ранее обработанным поверхностям 2 и 4.

Сверление отверстий производится на вертикально сверлильном станке с помощью многошпиндельной головки, которая позволяет сверлить одновременно несколько отверстий.

При изготовлении крышки МП непосредственно на станке контролируется диаметр поверхностей 9 и 10. При окончательном контроле специальным многомерным инструментом проверяются все параметры.

8. Экономическая часть

Целью экономической части бакалаврского проекта является экономическая оценка и анализ технических решений, принимаемых в процессе выполнения проекта и их влияния на затраты по производству разрабатываемой конструкции, а также на показатели освоения её производства.

При этом решаются следующие задачи:

· Построение структурно-элементной модели базовой конструкции;

· Определение себестоимости базовой конструкции и ее основных элементов;

· Определение затрат и сроков технической подготовки производства изделия.

8.1 Построение структурной элементной модели

Построение структурно элементной модели бортовой коробки передач ПТРК на базе МТ-ЛБ.

8.2 Определение себестоимости базовой конструкции

Себестоимость отдельных деталей

,

где G- конструктивная масса детали, кг

Ц- оптовая цена материала, грн/кг

К_И- коэффициент использования материала

Т- трудоемкость изготовления детали, нормо-мин

S₀- основная заработная плата, приходящаяся на один нормо-час трудоемкости, грн/нормо-час

В_н- процент внепроизводственных расходов, %

К₁- коэффициент, учитывающий транспортно-заготовительные расходы по подготовке материала, затраты на вспомогательные материалы и возвратные отходы, которые вычитаются из пункта расходов на производство

К₂ - коэффициент, учитывающий премии и прогрессивки, дополнительную зарплату, отчисления соцстрахование и т.п.

коэффициент К₁ определяется по формуле

,

где Р_Т, Р_В, В₀- процент от величины расходов по статье калькуляции Основные материалы и сырье, соответственно транспортно-заготовительных затрат, затрат на вспомогательные материалы и возвратных отходов.

коэффициент К₂ определяется по формуле

,

где D, Р_об, Ц_р, З_р, Р_пр- проценты от основной заработной платы производственных рабочих дополнительной зарплаты производственных рабочих расходов на содержание и эксплуатацию оборудования расходов на износ спец инструмента и оснастки общепроизводственных, общехозяйственных и прочих производственных расходов.

О_с- процент отчисления на социальное страхование от суммы основной и дополнительной заработной платы производственных рабочих.

Данные для расчета коэффициентов К₁ и К₂ приведены в таблице 7.1.

Таблица 7.1.- Косвенные расходы по себестоимости