Калужский филиал МГТУ им. Баумана
Кафедра МК6
«Колёсные машины и прикладная механика»

«Разработка вездехода на шинах пониженного давления для эксплуатации в условиях севера»

Выпускная квалификационная работа была выполнена по всем правилам и включает расчетно – пояснительную записку из 3 пунктов на 131 странице и 14 чертежей, в формате А1.
Модернизируемые узлы: ходовая часть, несущая система и бортовой колесный редуктор.
Цель работы – разработать колесный вездеход, способный свободно передвигаться по поверхности с чрезвычайно низкой плотностью опорной поверхности.
Была предложена разработка и установка бортовых редукторов, что позволит увеличить клиренс, а также даст возможности использования вездехода в условиях, недоступных для простых транспортных средств, а также усилена несущая система вездехода, с целью повышения устойчивости, прочности и увеличения грузоподъёмности.
Также в работе разработаны меры по охране труда и экологии.
В выпускной квалификационной работе выполнены расчеты по изготовлению защитного кожуха тормозного диска с целью определения его экономической эффективности его производства.

СОДЕРЖАНИЕ

Реферат................................................................................................................................................................................................................................6
Содержание........................................................................................................................................................................................................................8
Введение...........................................................................................................................................................................................................................10
1. Научно–исследовательская часть.......................................................................................................................................................................12
1.1 Обзор конструкций существующих вездеходов............................................................................................................................................12
1.2 Обзор конструкций колесных движителей низкого давления..................................................................................................................18
1.3 Требования к колесам пониженного давления.............................................................................................................................................20
1.4 Требования к бортовым редукторам................................................................................................................................................................22
1.5 Исследование влияния давления воздуха в колесном движителе на площадь пятна контакта..................................................27
1.6 Разработка математической модели влияния подводимого момента на ведущие оси и давления воздуха в колесе на коэффициент сцепления колеса с грунтом в среде MATLAB/Simulink..........................................................................................................30
1.7 Исследование модели, обобщение и визуализация результатов проведенных исследований..................................................................................................................................................................................................................37
1.8 Разработка технического задания на проектирование вездехода на колесах низкого давления для эксплуатации в условиях севера.............................................................................................................................................................................................................44
1.9 Требования безопасности....................................................................................................................................................................................46
1.10 Эксплуатационные требования........................................................................................................................................................................48
2 Проектно–конструкторская часть........................................................................................................................................................................53
2.1 Разработка компоновочной и кинематической схем..................................................................................................................................53
2.2 Расчет устойчивости вездехода в продольном и поперечном направлении движения, разработка эргономической схемы.................................................................................................................................................................................................................................55
2.3 Разработка и прочностной расчет несущей системы..................................................................................................................................60
2.4 Описание предлагаемой конструкции бортового редуктора....................................................................................................................74
2.5 Расчет одноступенчатого цилиндрического редуктора..............................................................................................................................75
2.6 Расчет методом конечных элементов в приложении APM FEM..............................................................................................................81
2.7 Анализ статической и динамической собираемости бортового редуктора на основе ее 3D–модели........................................86
3 Производственно–технологическая часть........................................................................................................................................................88
3.1 Проектирование технологии изготовления защитного кожуха...............................................................................................................88
3.3 Разработка технологии сборки бортового редуктора.................................................................................................................................97
3.4 Разработка технологического процесса установки бортового редуктора.........................................................................................102
3.5 Экономическое обоснование производства вездехода...........................................................................................................................104
3.6 Охрана труда и экология.....................................................................................................................................................................................110
ЗАКЛЮЧЕНИЕ...............................................................................................................................................................................................................125
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ.....................................................................................................................................................126
ПРИЛОЖЕНИЕ А...........................................................................................................................................................................................................130

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате выполнения выпускной квалификационной работы на тему «Разработка вездехода на колесах низкого давления для эксплуатации в условиях севера»:

• произведен обзор вездеходов с разными типами движителей, а также было проведено изучение их конструкций;
• в результате поиска было проведено сравнение типов движителей и их конструкций;
• предъявлены требования к бортовым редукторам и колесных движителям;
• разработана математическая и графическая модели влияния различных параметров вездехода на коэффициент сцепления с опорной поверхностью;
• на основе планирования эксперимента было произведено исследование по выявлению минимального расхода топлива гибридной трансмиссии;
• разработана компоновочная бортового редуктора ведущего моста;
• в результате расчета были получены основные параметры цилиндрического одноступенчатого редуктора, а также проведены прочностные расчеты в программной среде Компас APM FEM;
• разработан технологический процесс изготовления защитного кожуха тормозного диска;
• разработана маршрутная карта установки разработанного кожуха
• разработана маршрутная карта установки бортового редуктора на ведущую ось вездехода;
• проведен экономический расчет;
• проведен анализ техники безопасности и экологической безопасности

«Разработка снегоуборочной машины на базе КАМАЗ 6520»

Выпускная квалификационная работа выполнена в соответствии с полученным заданием и содержит расчетно-пояснительную записку, состоящую из 3 пунктов, 14 листов графического материала, выполненных в формате А1.
Цель работы - повышение эффективности работы снегоуборочной машины, снижения нагрузки на водителя оператора, обеспечения комфорта и безопасности путем совершенствования конструкции навесного оборудования и автоматизации его работы.
Объект исследования – Снегоуборочное оборудование предназначенное для автомобиля на базе КАМАЗ - 6520.
Научная новизна работы заключается в комплексном подходе к решению вопроса автоматизации работы снегоуборочной машины путем совершенствования конструкции навесного оборудования, в частности конструкции бокового снегоуборочного отвала, анализе и обобщении теоретических положений и моделировании математической модели в результате которых:

• проведен обзор и анализ дорожных снегоуборочных машин;
• выбраны оптимальные характеристики гидравлического оборудования для работы отвала в автоматическом режиме;
• предложена математическая модель гидравлической системы для работы в автоматическом режиме.
• предложены мероприятия по технике безопасности и защите окружающей среды при работе на снегоуборочной машине
• произведен расчет технико-экономической эффективности разработки

СОДЕРЖАНИЕ

ABSTRACT........................................................................................................................................................................................................................... 7
ВВЕДЕНИЕ.........................................................................................................................................................................................................................10
1 Научно-исследовательская часть.........................................................................................................................................................................12
1.1 Обоснование актуальности разработки..........................................................................................................................................................12
1.2 Требования к гидравлической системе.......................................................................................................................................................... 15
1.3 Требования к снегоуборочным машинам.......................................................................................................................................................16
1.4 Анализ патентной информации конструкций гидравлических систем..................................................................................................17
1.5 Обзор конструкций гидравлических схем снегоуборочных машин соответствующих современному уровню машиностроения, обзор конструктивных характеристик.................................................................................................................................31
1.6 Обоснование структурной гидравлической схемы бокового отвала снегоуборочной машины на базе КАМАЗ 6520..........37
1.7 Разработка математической модели Гидравлической системы бокового отвала............................................................................38
1.8 Исследование модели, обобщение и визуализация результатов проведенных исследований....................................................42
1.9 Техническое задание на проектирование разрабатываемой снегоуборочной машины на базе КАМАЗ 6520........................49
2 Проектно-конструкторская......................................................................................................................................................................................52
2.1 Разработка рамы для крепления и функционирования бокового отвала на раме КАМАЗ- 6520.................................................52
2.2 Расчет и конструкторская проработка несущей системы бокового отвала........................................................................................55
2.3 Исследование напряженно-деформированного состояния рамы бокового отвала.........................................................................73
2.4 Анализ статической и динамической собираемости...................................................................................................................................76
3 Производственно-технологическая часть..........................................................................................................................................................77
3.1 Технология изготовления кронштейна крепления бокового отвала на автомобиль КАМАз 6520...............................................77
3.2 Разработка технологической схемы сборки бокового снегоуборочного отвала для автомобиля КАМАЗ – 6520.................83
3.3 Общие требования безопасности.......................................................................................................................................................................87
3.5 Экономическая оценка работы автоматизированного бокового отвала.............................................................................................92
3.3. Расчет себестоимости проектного узла.........................................................................................................................................................94
ЗАКЛЮЧЕНИЕ..................................................................................................................................................................................................................99
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ.....................................................................................................................................................100

Целью работы является повышение эффективности работы снегоуборочной машины, снижения нагрузки на водителя оператора, обеспечения комфорта и безопасности путем совершенствования конструкции навесного оборудования и автоматизации его работы.
Задачи ВКР:

• на основе анализа аналогов снегоуборочных машин составить компоновочную и функциональную схему разрабатываемой конструкции;
• разработать математическую модель гидравлической системы для работы бокового отвала в автоматизированном режиме;
• выявить факторы влияющие на скорость перемещения бокового отвала из рабочего положения в транспортное и произвести оптимизацию;
• разработать общий вид снегоуборочной машины на базе КАМАЗ 6520;
• разработать конструкцию бокового снегоуборочного отвала;
• разработать технологию изготовления кронштейна крепления рамы отвала на автомобиль;
• разработать маршрутную карту сборки конструкции бокового отвала;
• произвести расчет стоимости разрабатываемой конструкции.