Док. Никифоров В.А._АТ-1301. Переднеприводный легковой автомобиль второго класса
 Скачать 2.18 Mb.
|
|
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Тольяттинский государственный университет» Институт машиностроения (наименование института полностью) Кафедра «Проектирование и эксплуатация автомобилей» (наименование кафедры) 23.05.01 «Наземные транспортно-технологические средства» (код и наименование направления подготовки, специальности) Автомобили и тракторы (направленность (профиль)/специализация) ДИПЛОМНЫЙ ПРОЕКТ на тему Переднеприводный легковой автомобиль второго класса Модернизация коробки передач Студент Никифоров В.А. (И.О. Фамилия) (личная подпись) Руководитель Турбин И.В. (И.О. Фамилия) (личная подпись) Консультанты Краснопевцева И.В. (И.О. Фамилия) (личная подпись) Москалюк А.Н. (И.О. Фамилия) (личная подпись) Гудкова С.А. (И.О. Фамилия) (личная подпись) Егоров А.Г. (И.О. Фамилия) (личная подпись) Допустить к защите Тольятти 2018 И. о. заведующего кафедрой к.т.н., доцент А.В. Бобровский (ученая степень, звание, И.О. Фамилия) (личная подпись) « » 20 18 г. 2 АННОТАЦИЯ В пояснительной записке к проекту содержится 87 листа печатного текста (формата А4), 2 листа приложений (спецификаций, формата А4), а также 10 ли- стов графического материала с чертежами коробки передач в сборе (1 лист формата А1), деталировка (4 листа формата А1), коробки передач в автомобиле (формат А1), листа экономической части (формат А1), листа технологической части (формат А1) и 2-ух листов с графиками тягового расчета (формата А1). Задачей дипломного проекта являлось - модернизация коробки передач. За основу принят автомобиль LADA VESTA, который начал выпускаться в сен- тябре 2015 года и в настоящее время являющийся одним из лидеров продаж. При изучении различных комплектаций этого автомобиля было определено, что ни одна из комплектаций не имеет шести-ступенчатой коробки передач, что не позволяет в полной мере реализовать возможности по снижению расхода топлива. Особенно, это важно для комплектации с двигателем 1,8 л. В дипломном проекте была выполнена модернизация действующей пяти- ступенчатой коробки передач. Путем внесения ряда изменений в конструкцию коробки передач, была добавлена шестая передача. Проведенные тяговые рас- четы для базовой пяти-ступенчатой коробки передач и модернизированной ше- сти-ступенчатой коробки передач показали улучшение топливной экономично- сти автомобиля на 0,7 л/100 км (при движении на высшей передаче со скоро- стью 100 км/ч). Также для модернизированной коробки передач применено измененное передаточное отношения для второй передачи. Вместо 1,95 применено 2,10. Данное решение выполнено для уменьшения разрыва при переключении с пер- вой на вторую передачу. Таким образом, поставленные задачи перед дипломным проектом были достигнуты. 3 ANNOTATION The explanatory note for the project consist from 87 pages of text (A4 format), 2 sheets of applications (specifications, A4 format), also diploma has 10 sheets of graphic material with drawings. Gearbox assembly drawing is 1 sheet (A1 format), drawings of gearbox parts are 4 sheets (A1 format), gearbox integrated to vehicle - 1 sheet (format A1), the sheet of the economic part (A1 format), the sheet of the tech- nological part (A1 format) and two sheets with graphics of dynamic properties of ve- hicle – 2 sheets (A1 format). The target of the diploma project was the modernization of the gearbox. The car LADA VESTA was used as a basis. The sales of this vehicle launched in Sep- tember 2015. To this moment, this vehicle one of the leaders in sales on Russian market. Studying of the different models of this car family to show that LADA VES- TA has not gearbox with 6 gears. It means, that LADA VESTA has not good fuel ef- ficiency. it was determined that none of the complete sets does not have a six-speed gearbox. Especially, this important for vehicle with 1.8-liter engine. In the diploma project, the existing five-speed gearbox was modernized. By making a number of changes to the design of the gearbox, a sixth gear was added. The calculations for a basic five-speed gearbox and a modernized six-speed gearbox showed an improvement in the fuel economy of the car by 0.7 l / 100 km (when driv- ing at a higher gear at a speed of 100 km / h). Also for the upgraded gearbox, a modified gear ratio for the second gear. Instead of 1.95, 2.10 was applied. This solution is designed to reduce the gap when switching from the first to the second gear. Thus, the tasks assigned to the diploma project were achieved. 4 СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ .......................................................................................... 6 1 Состояние вопроса ............................................................................ 8 1.1 Назначение коробок передач ..................................................................... 8 1.2 требования предъявляемые к коробкам передач ..................................... 8 1.3 классификация коробок передач ............................................................. 10 1.4 Обзор конструкций современных механических коробок передач .... 12 1.5 модернизация конструкции коробки передач ....................................... 20 2 Защита интеллектуальной собственности .................................... 21 3 Конструкторская часть ................................................................... 22 3.1 Тяговый расчет действующего автомобиля LADA VESTA ................ 22 3.1.1 Расчет динамических свойств автомобиля .................................... 22 3.1.2 Расчет топливной экономичности автомобиля ............................. 35 3.1.3 Выводы по результатам тягового расчета базового автомобиля 35 3.2 Тяговый расчет автомобиля LADA VESTA с модернизированной коробкой передач .................................................................................................... 37 3.2.1 Расчет динамических свойств автомобиля (проектный вариант) 37 3.2.2 Расчет топливной экономичности автомобиля ............................. 41 3.3 выводы по результатам тяговых расчетов ............................................. 42 4 Технологическая часть ................................................................... 43 4.1 Анализ технологического процесса сборки ........................................... 43 4.2 Определение технологического процесса сборки ................................. 44 4.3 Расчет основных параметров технологического процесса .................. 46 4.4 разработка технологического процесса сборки..................................... 49 5 Анализ экономической эффективности ....................................... 52 5.1 Введение .................................................................................................... 52 5.2 Расчет затрат на производство нового изделия ..................................... 52 5.3. Расчет точки безубыточности ................................................................ 58 5.4 Расчет эффективности проекта ............................................................... 60 6. Безопасность и экологичность объекта ....................................... 67 5 6.1 Описание рабочего места, оборудования, выполняемых операций.... 67 6.2 Опасные и вредные производственные факторы. ................................. 69 6.3 организаионно-технические мероприятия по созданию безопасных условий труда, подкрепленные инженерными расчетами. ................................ 71 6.4 Антропогенное воздействие объекта на окружающую среду и мероприятия по экологической безопасности. .................................................... 77 6.5 Обеспечение безопасности при эксплуатации объекта. ....................... 78 6.6 Функционирование объекта в чрезвычайных и аварийных ситуациях.79 6.7 Выводы по разделу ................................................................................... 81 ЗАКЛЮЧЕНИЕ .................................................................................. 82 СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ ............................. 84 ПРИЛОЖЕНИЕ А .............................................................................. 86 6 ВВЕДЕНИЕ Перед современной автомобильной промышленностью стоит несколько задач, которые определяются с одной стороны законодательными требования- ми, а с другой стороны требованиями потребителей. При этом законодательные требования имеют тенденцию постоянного ужесточения в областях связанных с безопасностью и экологичностью транспортных средств. В связи с этим авто- производители должны иметь долгосрочные планы по новым разработкам с це- лью выполнения данных требований, так как в противном случае, возникнут сложности с сертификацией транспортных средств. К одним из таких требова- ний относиться требование по выбросам газа СО2, что напрямую зависит от расхода топлива. К настоящему времени, наиболее перспективной технологией, позволяющей существенно снизить расход топлива является применение ги- бридных силовых установок. Однако дано решение требует новой архитектуры автомобиля и не может обеспечить низкую стоимость автомобиля. Поэтому, необходимо внедрять в конструкцию новых и проектируемых автомобилей технические решения, которые уже доказали свою эффективность. Одним из таких решений является применение коробок передач с большим числом сту- пеней. Это техническое решение, зачастую, не требует изменений в конструк- ции кузова автомобиля, а также других систем, что позволят применять его да- же на серийных автомобилях в рамках этапа модернизации действующей моде- ли в массовом производстве. В настоящее время, большинство «бюджетных» моделей автомобилей на рынке имеет 5-ти ступенчатую коробку передач. Это является значительным модернизационным потенциалом, так как применение 6-ти ступенчатой короб- ки передач позволяет добиться целей по снижению расхода топлива как в плане соответствия ужесточающимся законодательным требованиям, так и в плане снижения эксплуатационных расходов для конечного потребителя. 7 Исходя из выше представленной идеи, тема проекта обозначена как мо- дернизация коробки передач путем введения в конструкцию шестой передачи. В качестве рассматриваемого автомобиля выбран автомобиль LADA VESTA, укомплектованный двигателем рабочим объемом 1,8 л. В настоящее время все автомобили LADA VESTA имеют коробки передач только в 5-ти ступенчатом исполнении, что в некоторой мере не позволяет полностью использовать по- тенциал этого автомобиля с точки зрения экономии топлива. Объектом проекта принят автомобиль LADA VESTA 1,8 укомплектован- ный модернизированной коробкой передач ВАЗ-2180. 8 1 Состояние вопроса 1.1 Назначение коробок передач Назначение коробки передач легкового автомобиля заключается в изме- нении крутящего момента двигателя, а также угловой скорости коленчатого ва- ла двигателя с целью получения различных скоростей вращения и тяговых сил на ведущих колесах автомобиля. Это необходимо для обеспечения комфортно- го трогания автомобиля с места, а также для движения автомобиля в разных дорожных условиях, для обеспечения маневрирования и движения с минималь- ной скоростью. Также коробка передач обязана обеспечить движение задним хода и иметь возможность длительно отсоединять двигатель от трансмиссии. Иметь возможность движения на разных передачах обуславливается осо- бенностями характеристики крутящего момента бензинового двигателя. 1.2 требования предъявляемые к коробкам передач Обеспечение требуемых свойств автомобиля (динамических и эконо- мических) за счет применения необходимого числа передач и переда- точных чисел передач; Наличие нейтральной передачи, позволяющей длительно отсоединять передачу крутящего момента и вращения от двигателя к трансмиссии; Обеспечение удобства и простоты при управлении переключением пе- редач, отсутствие самовыключения передач; Низкий уровень шума в процессе работы коробки передач на всех пе- редачах; Высокий коэффициент полезного действия при передачи мощности от двигателя. 9 Также необходимо рассматривать общие требования, которые предъяв- ляются к автомобилю по условиям эксплуатации и соответственно распростра- няемых и на коробку передач. - температура окружающей среду, в которой эксплуатируется автомо- биль, - влажность окружающего воздуха, - высота над уровнем моря, - обеспечение требований по надежности, - обеспечение требований по стоимости, - обеспечение требований массово-габаритных, - обеспечение требований по межсервисному интервалу эксплуатации. Кроме этого, иногда к коробкам передач предъявляют специальные тре- бования, следующие из особых условий эксплуатации автомобиля. К таким требованиям можно отнести: - обеспечение работоспособности и отсутствия повреждений при преодо- лении автомобилем брода (обычно указывается максимально допустимая глу- бина брода), - обеспечение отбора мощности на внешние механизмы, - возможность буксирования автомобиля без повреждений коробки пере- дач. 10 1.3 классификация коробок передач Чаще всего, коробки передач классифицируют по следующим признакам: 1. Передаточное число коробки передач изменяется: 1.1. Ступенчато (механические коробки передач), 1.2. Бесступенчато (автоматические коробки передач), 1.3. Комбинированно (автоматические коробки передач). Механические, ступенчатые коробки передач классифицируются по чис- лу передач переднего хода (трех, -четырех, -пяти и т.д), по положению осей ва- лов в процессе работы (с неподвижными осями, с вращающимися, комбиниро- ванные). Автоматические коробки передач классифицируются по способу преоб- разования крутящего момента (механические, гидравлические, электрические, комбинированные). Механические коробки передач характеризуются как простые по кон- струкции, технологичные в изготовлении и имеющие наименьшую стоимость. Это обуславливает их применение на легковых автомобилях низкой стоимости. Также к преимуществам механических коробок передач следует отнести высо- кую ремонтопригодность, низкие требования к условиям эксплуатации, высо- кую надежность. Однако данный тип коробок передач часто не отвечает совре- менным требованиям к комфорту. А именно, переключение передач, требует от водителя совершать действия по выключению сцепления, переключения пере- дачи и включению сцепления. Все это требует внимания, энергии и ведет к по- вышенной утомляемости водителя (в сравнении с эксплуатацией автоматиче- ских коробок передач). Одним из решений является – автоматизация переклю- чения передач за счет специальных актуаторов. Такие коробки передач, назы- ваются автоматизированными механическими коробками передач. Но и авто- матизация не может в полной мере обеспечить высокий комфорт при переклю- 11 чениях передач, и причина этому – разрыв потока мощности при переключени- ях передач. Субъективно это ощущается водителем как «толчок» в продольном направлении сопровождающийся снижением динамических качеств автомоби- ля. Однако, не смотря на данные недостатки механических коробок передач в сравнении с автоматическими, они до сих пор находят широкое применение в сегменте «бюджетных» автомобилей. Автоматические коробки передач, в сравнении с механическими, обеспе- чивают водителю и пассажирам больший комфорт и существенно снижают энергозатраты водителя на управление автомобилем. Конструктивно, автома- тические коробки передач могут быть нескольких видов, что часто, определяет их особенности в эксплуатации, обслуживании. Автоматическая коробка пере- дач позволяет отказаться от такого органа управления как – педаль сцепления, что во многом и определяет более высокий комфорт для водителя, так как ис- ключает необходимость оперировать педалью сцепления для переключения пе- редач – это происходит автоматически, в соответствии с управляющей про- граммой. Однако, автоматические коробки передач также имеют определенные не- достатки в сравнении с механическими коробками передач. Определяющим фактором не в пользу автоматических коробок передач является – стоимость. В настоящее время стоимость автоматических коробок передач выше стоимости механических коробок передач, что определяет их применение на автомобилях более высокой ценовой категории. Кроме этого, для «простых» автоматических коробок передач свойственен более высокий расход топлива. Это относится б большей мере к четырех-ступенчатым гидромеханическим коробкам передач, получившим наибольшее распространение на недорогих автомобилях. Но для более технически и технологически сложных «автоматов» действует обратная закономерность, а именно, расход топлива меньше чем на механических короб- ках передач. Это связано с диапазоном регулирования передаточным числом. 12 Для стандартных механических пяти- или шести-ступенчатых коробок передач, диапазон примерно находится в интервале 4,5…5,0, в то время как для много- ступенчатых автоматических коробок передач – 5,0…10,0. Это позволяет осу- ществлять выбор передачи более правильно с точки зрения экономичности. 1.4 Обзор конструкций современных механических коробок передач В данном разделе рассмотрим несколько конструкций механических ко- робок передач различных схем. Рассмотрим конструкцию коробки передач автомобиля ВАЗ-2105. Разрез коробки передач показан на рисунке 1.1, а кинематическая схема работы на рис.1.2. Данная коробка передач (рисунок 1.2) классифицируется как механиче- ская 4-ступенчатая, трехвальная с неподвижными валами. Коробка передач семейства автомобилей ВАЗ-2101-07 имеет классиче- скую конструкцию для заднеприводных автомобилей. Первичный вал имеет соосное расположение относительно вторичного вала, который имеет перед- нюю опору в первичном валу. Промежуточный вал имеет постоянное зубчатое зацепление с первичным валом, а также имеет 4 зубчатых венца 1, 2 и 3 пере- дач, которые находятся в постоянном зацеплении с шестернями вторичного ва- ла. Включение передач осуществляется за счет блокировки одной из шестерен вторичного вала с самим валом, за счет этого и происходит передача крутящего момента. Синхронизаторы 1-ой и 2-ой и 3-ей и 4-ой передач установлены на вторичном валу. Передача заднего хода включается за счет прямозубой зубча- той передачи, поэтому включение передачи заднего хода возможно только на стоящем автомобиле. 13 Где: 1- Первичный вал коробки передач, 2-напарвляющая выжимного подшипника, 3-картер, 4- подшипник передний, 5-сапун коробки передач, 6-зубчатый венец постоянного зацепления первично- го вала, 8-картер коробки передач, 9-синхронизатор для 3-4 передач, 10-вилка включения передач, 11-пружина синхронизатора, 12-шестрерня третей передачи вторичного вала, 13-шестерня второй пе- редачи вторичного вала, 14-синхронизатор, 15-вилка включения 1-2 передач, 16-шестерня первой пе- редачи вторичного вала, 17-подшипник задний, 18-втулка, 19-шестерня заднего хода вторичного ва- ла, 20-рычаг включения передач, 21-чехол, 22-вторичный вал, 23-шестерня привода спидометра, 24- сальник, 25-фланец, 26-шайба, 27-защитное кольцо, 28-подшипник, 29-задняя крышка коробки пере- дач, 30-шестерня заднего хода, 31-шестреня заднего хода промежуточного вала, 32-подшипник зад- ний, 33-зубчатый венец промежуточного вала 1 передачи, 34-пробка, 35- зубчатый венец промежу- точного вала 2 передачи, 36- зубчатый венец промежуточного вала 3 передачи, 37-промежуточный вал, 38-крышка нижняя, 39- зубчатый венец промежуточного постоянного зацепления, 40-подшипник передний промежуточного вала, 41-гайка. Рисунок 1.1 - Коробка передач в разрезе автомобиля ВАЗ-2105. 14 Рисунок 1.2 - Кинематическая схема коробки передач. При движении на первой передаче, крутящий момент передается следу- ющим образом: первичный вал (ПВ), зубчатое зацепление между первичным валом и промежуточным валом 1-2, далее зубчатое зацепление между проме- жуточным валом и вторичным валом 17-9, далее вторичный вал (ВВ). Передача крутящего момента при движении на второй и третьей передачах осуществля- ется аналогично. Исключение и особенностью данного типа коробок передач является передача крутящего момента на четвертой передаче. А именно, мо- мент передается без трансформации напрямую с первичного вала (ПВ) сразу же на вторичный вал (ВВ) за счет синхронизатора, который блокирует оба вала между собой. К достоинствам такой схемы следует отнести низкий уровень шума, так как в передачи крутящего момента не участвуют зубчатые зацепле- ния, а также отсутствие осевой нагрузки на подшипники, что существенно по- вышает их долговечность. В развитии рассмотренной конструкции коробки передач, АВТОВАЗ, разработал и поставил на производство модернизированную коробку передач, которая имела уже 5 передач, однако принципиальная схема работы не измени- лась. В современных автомобилях рассмотренная конструкция коробок пере- дач уже не находит массового применения, так как современные легковые ав- 15 томобиле в основном выполнены в переднеприводной компоновке, что требует применения других конструкций коробок передач. Рассмотрим варианты кон- струкций коробок передач для переднеприводных автомобилей. В качестве примера рассмотрим коробку передач автомобилей ВАЗ (рисунок 1.3), данная коробка передач устанавливалась на автомобили семейства «САМАРА», ВАЗ- 2110/12. В настоящее время, модернизированная версия этой коробки передач продолжает применяться на автомобилях ВАЗ. Коробка передач выполнена по классической схеме, при которой на синхронизаторы расположены на вторич- ном валу и блокируют (в соответствии с выбором водителем) шестерни, кото- рые установлены на вал со скольжением. Кроме этого, в отличии от предыду- щего варианта трехвальной коробки передач, данная конструкция включает в себя меж-колесный дифференциал и главную передачу. Такая схема обеспечи- вает простоту конструкции, технологичность сборки. Рассмотрим в качестве примера передачу крутящего момента от двигателя на первой передаче. Крутя- щий момент передается на первичный вал со стороны сцепления через шлице- вой соединение первичного вала и ведомого диска сцепления. На вторичный вал крутящий момент передается (с трансформацией) через зубчатое зацепле- ние между первичным валом (29) и шестерней (18). При этом шестерня (18) за- блокирована со вторичным валом при помощи синхронизатора (17). Далее кру- тящий момент передается через вторичный вал на шестерню главной передачи (3), установленную на вторичный вал через шлицевое соединение. Данная ше- стерня (3) является ведущей шестерней в главной передаче, ведомая шестерня (12) установлена на корпус дифференциала (9) с которого крутящий момент распределяется через полуосевые шестерни на валы ведущих колес (правый и левый). Передача крутящего момента на второй, третей, четвертой и пятой пе- редачах осуществляется аналогично. Передача заднего хода включается путем перемещения прямозубой шестерни и введении ее в зацепление (одновременно) с зубчатым венцом на первичном валу и зубчатым венцов на муфте синхрони- затора на вторичном валу. 16 Где: 1 – выжимной подшипник сцепления; 2 – направляющая для подшипника выключения сцепле- ния; 3 – шестерня ведущая ГП; 4 – передний роликовый подшипник вала вторичного; 5 – шайба; 6 – ось; 7 – шестерня привода спидометра; 8 – полуосевая шестерня; 9 – картер дифференциала; 10 – ше- стерня-сателлит; 11 – картер; 12 – ведомая шестерня ГП; 13 – кольцо для регулировки натяга; 14 – роликовый конический подшипник дифференциала; 15 – полуосевой сальник; 16 – шестерня первой передачи; 17 – синхронизатор первой-второй передач; 18 – шестерня второй передачи; 19 – шестерня третей передачи; 20 – синхронизатор третей и четвертой передач; 21 – шестерня четвертой передачи; 22 – шариковый задний подшипник вторичного вала; 23 – шестерня пятой передачи; 24 – синхрони- затор пятой передачи; 25 – вторичный вал; 26 – задняя крышка коробки передач; 27 – шестерня пятой передачи; 28 – шариковый задний подшипник первичного вала; 29 – первичный вал; 30 – корпус ко- робки передач; 31 – роликовый передний подшипник первичного вала; 32 – сальник передний пер- вичного вала; 33 – сапун коробки передач. Рисунок 1.3 - Коробка передач ВАЗ-2110 в разрезе. 17 Однако рассмотренный вариант коробки передач имеет только 5 передач переднего хода, что несколько снижает топливную экономичность автомобиля оснащенного пятиступенчатой коробкой передач. На базе рассмотренного ре- шения возможно разработать и шестиступенчатую версию коробки передач. Следующая конструкция коробки передач демонстрирует вариант шести- ступенчатой коробки передач, которая устанавливается на автомобили VW (ри- сунок 1.4). Рисунок 1.4 - Механическая 6-ти ступенчатая коробка передач VW. Данная коробка передач представляет наиболее современный вариант ме- ханической коробки передач в 6-ти ступенчатом исполнении. Особенностями этой конструкции в сравнении с ранее рассмотренной коробки передач ВАЗ- 18 2110 являются следующие моменты. Во-первых, первичный и вторичный вали имеют по 3 опоры, что вызвано желанием сделать валы максимально жесткими и уменьшить изгибы валов в процессе эксплуатации, а также избежать кон- сольного расположения валов в районе шестерен 5 и 6 передач. Во-вторых, два из трех синхронизаторов (синхронизатор 1 и 2 передач и синхронизатор 5 и 6 передач вынесены на первичный вал коробки передач, что позволяет снизить приведенный момент инерции к первичному валу, что в свою очередь ведет к снижению нагруженности синхронизаторов. Также, это решение позволяет вы- полнить коробку передач более компактной в размерах. В-третьих, применены многоконусные синхронизаторы на 3 и 4 передачах для снижения удельной нагруженности и соответственно снижения времени необходимого на переклю- чение передач. Кроме этого, данная коробка передач интересна тем, она является модер- низированной версией пяти-ступенчатой коробки передач. При этом модерни- зация заключалась в добавлении одно рада зубчатых зацеплений между пер- вичным и вторичным валами. Для этого, была модернизирована задняя крышка коробки передач, в которой и был размещен дополнительный ряд шестерен ше- стой передачи. Этот пример наглядно демонстрирует, что при необходимости возможно модернизировать действующую пяти-ступенчатую коробку передач и получить ее шести-ступенчатую версию с небольшими затратами (относи- тельно разработки новой конструкции коробки передач). На следующем рисунке (рисунок 1.5) показана конструкция механиче- ской коробки передач, также производства VW, модель 0А5, которая включает в себя два вторичных вала. Такая конструкция обладает целым рядом преиму- ществ, а именно, главным преимуществом является малая длина коробки пере- дач, что позволяет значительно улучшить компоновку силового агрегата. Так- же, представленное решение, дает возможность применить «короткие» вторич- ные валы, которые соответственно обладают большей жесткостью. Описание конструкции: на первичном валу на игольчатых подшипниках установлены ше- 19 стерни пятой и шестой передач, а также синхронизатор включения пятой и ше- стой передач. Также первичный вал имеет выполненные вместе с валом зубча- тые венцы для первой, четвертой передач, а также единый зубчатый венец для второй -третей передач. На первом вторичном валу установлены шестерни тре- тей и четвертой передач с синхронизатором, а также имеются зубчатые венцы пятой и шестой передач. На втором вторичном валу установлены шестерни первой и второй передач с синхронизатором, а также имеется зубчатый венец для передачи заднего хода. Каждый из вторичных валов и промежуточный вал передачи заднего хода имеют ведущие зубчатые венцы главной передачи, кото- рый входят в постоянное зацепление с ведомой шестерней главной передачи. Где: 1 – первый вторичный вал; 2 – первичный вал; 3 – второй вторичный вал; 4 – промежуточный вал передачи заднего хода; 5 – ведомая шестерня главной передачи. Рисунок 1.5 - Механическая 6-ти ступенчатая коробка передач VW (мо- дель 0А5). 20 1.5 модернизация конструкции коробки передач Из проведенного анализа современных конструкций механических коро- бок передач можно отметить основные тенденции в их развитии. Во-первых, очевидно просматривается применение шести ступенчатых коробок передач, чаще всего, разрабатываемых на базе действующих пяти ступенчатых кон- струкций, что обусловлено малым временем на разработку и невысокой стои- мостью. Во-вторых, имеется тенденция по применению коробок передач с дву- мя вторичными валами. Однако такая конструкция требует абсолютно новой разработки, что далеко не всегда применимо для автомобилей уже выпускае- мых в массовом производстве. Исходя из представленных выводов, сформулирована тема проекта. За основу принят автомобиль LADA VESTA, который начал выпускаться в сен- тябре 2015 года и в настоящее время являющийся одним из лидеров продаж. При изучении различных комплектаций этого автомобиля было определено, что ни одна из комплектаций не имеет шести-ступенчатой коробки передач, что не позволяет в полной мере реализовать возможности по снижению расхода топлива. Особенно, данный факт, становиться важным для комплектации с дви- гателем 1,8 л. Таким образом, задачей проекта является – модернизация действующей пяти-ступенчатой коробки передач с целью применения шестой передачи. Дан- ная разработка будет осуществляться для автомобиля LADA VESTA с двигате- лем ВАЗ-21179, который имеет рабочий объем в 1,8 л. и обладает максималь- ным крутящим моментом в 170 Нм. Основной эффект от внедрения модернизи- рованной коробки передач (шести-ступенчатой) видится в снижении расхода топлива, а также в снижении уровня шума при движении на шестой передаче. Кроме этого, предполагается провести анализ передаточных чисел коробки пе- редач и рассмотреть возможность корректировки передаточных чисел. 21 2 Защита интеллектуальной собственности Не предусмотрено заданием. 22 3 Конструкторская часть 3.1 Тяговый расчет действующего автомобиля LADA VESTA 3.1.1 Расчет динамических свойств автомобиля Общие данные автомобиля LADA VESTA 1,8 (получены с сайта lada.ru, а также в ходе конструкторско-технологической практики). Расчет производится в соответствии с учебным пособием [1]. Подготовка исходных данных для расчета: Геометрические размеры автомобиля: Длина – 4410 мм., ширина – 1764 мм., высота – 1497 мм. Исходя из геометрических размеров автомобиля, определим площадь его поперечной геометрической проекции: г г H B F 8 , 0 (3.1) F=0,8 1,764 1,497 = 2,113 м 2 Определим радиус качения шины размерности 185/65R15 устанавливае- мой на автомобиль LADA VESTA 1,8. ), 5 , 0 ( B к d r r CT K (3.2) где d – установочный диаметр шины в м., z = 0,8 – коэфф. деформации шины, В – высота шинного профиля. r к = 0,5 15 0,0254 + 0,8 0,65 0,185 = 0,287 (м.) Определим полную массу автомобиля LADA VESTA 1,8. , 0 б П A m n m n m m (3.3) где m п = 75 кг (масса одного пассажира), m б = 10 (масса багажа на одного пас- сажира), n=5 (количество человек). m a = 1230 + 5 75 + 5 10 = 1655 (кг). Коэфф. полезного действия трансмиссии принимаем: η тр =0,92. Коэффициент сопротивления качению принимаем: fо= 0,011. 23 Коэффициент сцепления колеса с дорогой, принимаем для дорожного по- крытия – сухой асфальтобетон: φ |