Размещено на http://www.allbest.ru/

[Введите текст]

введение

Урал-43202 -- грузовой автомобиль повышенной проходимости двойного назначения с колёсной формулой 6Ч6, производящийся на Уральском автомобильном заводе в Миассе (Россия), в том числе и для использования ввооружённых силах в семействе унифицированных армейских автомобилей «Суша» до 1988 года.

Урал-43202 был разработан для транспортировки грузов, людей и трейлеров на всех типах дорог. Обладает значительными преимуществами по сравнению с аналогичными автомобилями: он легко преодолевает заболоченные участки, брод до 1,5 м, канавы до 2 м, рвы, подъёмы до 60 ‰. На 1986 год выпущено более миллиона грузовиков.

Производство начато в 1977 году, этот грузовик выпускается по сей день.

Основное отличие от линейки Урал-375Д -- наличие дизельного двигателя.

Изначально Урал-4320 оснащался двигателем КамАЗ-740, но в результате пожара на заводе двигателей КамАЗ в 1993 году, поставки данного двигателя прекратились, и начали применяться двигатели ЯМЗ-236 и ЯМЗ-238 Ярославского моторного завода. Первоначально модификации с двигателем ЯМЗ-238 отличались внешне более длинным моторным отсеком, а машины с двигателем ЯМЗ-236 сохранили такой же моторный отсек как у машин с двигателем КАМАЗ-740 (отличия -- у машин с ЯМЗ-236 воздушный фильтр на правом крыле

Кузов Урал-43202-01 - деревянная платформа с откидными боковыми и задним бортами, оборудована съемными двумя боковыми и одним передним надставными бортами, предусмотрена установка дуг и тента. Кабина - трехместная, с термо - и шумоизоляцией, расположена за двигателем, сиденье регулируется по длине, высоте и наклону спинки.



1. Основные технические характеристики Урал 43202

Рисунок 1. Габаритные размеры УРАЛ-43202.

Таблица 1. Техническая характеристика Урал-4320

Габаритные размеры автомобиля, мм	7615х2500х2635
Внешний габаритный радиус поворота по буферу, м	11,4
Рабочая тормозная система	Двухконтурная с пневмогидравлическим приводом
Кабина	Цельнометаллическая, трехместная, оборудована системой вентиляции и отопления
Колесная формула	6x6
Максимальная скорость, км/ч	80
Масса перевозимого груза, кг	5000
Полная масса буксируемого прицепа, кг	11500
Полная масса, кг	13375
Трансмиссия	Пятиступенчатая коробка передач, двухступенчатая раздаточная коробка с блокируемым межосевым дифференциалом, 5-ступенчатая, с синхронизаторами на II, III, IV и V передачах
Емкость топливного бака, л	300
Шины	425/85 R21 КАМА-1260, КАМА-1260-1 390/95 R20 КАМА-Урал, 14.00-20 ОИ-25 с регулируемым давлением
Распределение полной массы автомобиля, кг
На заднюю тележку	10830
На передний мост	4345
Преодоление препятствий
Брод, м	1,75
Подъём, %	50
Платформа
Деревянная с тремя откидными бортами, оборудована съёмными надставными бортами и тентом-полотнищем
Площадь платформы, кв. м	10,5
Двигатель
КАМАЗ-740.10 дизельный
Номинальная мощность при 2600 1/мин, кВт (л.с.)	154 (210)
Максимальный крутящий момент двигателя, Нм (кгс*м)	637 (65)
Частота вращения коленчатого вала двигателя при максимальном крутящем моменте, об/мин	1700
Частота вращения коленвала двигателя при максимальной мощности, об/мин	2600
Радиус качения колеса,	0,508
КПД трансмиссии	0,9
Передаточные числа	Коробки передач: 1 - 5,62; 2 - 2,89; 3 - 1,64; 4 - 1,00; 5 - 0,724; зх- 5,30 Раздаточной коробки: на высшей передаче - 1,3 на низшей передаче - 2,15 Главной передачи - 7,32
1 механизм сцепления На автомобиле установлено сухое фрикционное двухдисковое сцепление с периферийным расположением нажимных пружин. Нажимной 5 (рис. 2) и средний 2 ведущие диски имеют на наружной поверхности по четыре шипа, которые входят в специальные пазы маховика 1 и передают крутящий момент двигателя на ведомые диски 3. Рис. 2. Сцепление: 1 - маховик; 2,5 - соответственно диски ведущие средний и нажимной; 3 - диски ведомые; 4 - картер; 6 - кожух; 7 - вилка оттяжного рычага; 8 - шайба стопорная; 9 - гайка регулировочная; 10 - пластина запорная; 11 - рычаг оттяжной; 12 - шланг муфты выключения сцепления; 13 - муфта выключения сцепления; 14 - вилка выключения сцепления; 15 - кольцо оттяжных рычагов упорное; 16 - вал вилки; 17 - пружина нажимная  Рис. 3. Привод управления сцеплением и тормозным краном: 1 - кронштейн; 2 - болт регулировочный; 3 - контргайка; 4 - рычаг привода сцепления; 5 - кран пневматический; 6, 17 - шланги; 7 - тяга педали тормоза; 8 - тяга с компенсатором; 9 - рычаг вала педали сцепления; 10 - вал педали сцепления; 11 - ограничитель хода педали сцепления; 12, 13 - соответственно пружины педалей тормоза оттяжная, сцепления; 14 - педали сцепления и тормоза; 15, 19 - рычаги тормозного крана; 16,21 - тяги; 18 - пневмоцилиндр; 20 - рычаг вала вилки выключения сцеплени ступицы которых устанавливаются на шлицах первичного вала коробки передач. Между кожухом сцепления и нажимным диском установлены нажимные пружины, под действием которых ведомые и средний диски при включенном сцеплении зажимаются между нажимным диском и маховиком. Средний ведущий диск имеет рычажный механизм, обеспечивающий установку его в среднее положение между маховиком и нажимным диском 5 при выключении сцепления. При выключении сцепления муфт, 13 через упорное кольцо 15 воздействует на внутренние концы рычагов 1 и нажимной диск 5 отходит от ведомого диска 3. Средний диск 2, самоустанавливаясь в среднее положение между маховиком 1 и нажимным диском 5, с помощью рычажного механизма освобождает второй ведомый диск. В результате этого происходит разъединение двигателя и трансмиcсии.

1.1 Расчет механизма сцепления

Основными параметрами сцепления являются:

- наружный и внутренний диаметры фрикционных накладок ведомых дисков - D_н, D_в;

- расчетный коэффициент трения м_сц,

- число ведомых дисков, i;

- коэффициент запаса сцепления в_;

- статический момент трения сцепления, М_сц ;

- суммарное усилие нажимных пружин во включенном сцеплении, Рн;

- давление на фрикционные накладки, р.

Наружный диаметр фрикционных накладок, ведомых дисков выбирается в соответствии с требованиями ОСТ 37.001.463-87 в зависимости от величины максимального крутящего момента двигателя. Данным отраслевым стандартом определены основные параметры и размеры вновь проектируемых диафрагменных сцеплений и параметры и размеры сцеплений действующего производства.

На УРАЛ 43202 максимальный крутящий момент составляет 637, при частоте вращения 1700 об/мин.

В соответствии с этим, выбираем диаметр наружной накладки равный мм.

Выбор внутреннего диаметра, толщины и других параметров фрикционных накладок осуществляется в соответствии с требованиями ГОСТ 1786-95 в зависимости от наружного диаметра накладки.

В соответствии с ГОСТ 1786-95 выбираем мм.

Коэффициент запаса сцепления является одним из основных показателей сцепления и показывает его способность к передаче крутящего момента. сцепление привод нагрев диск

Коэффициент запаса сцепления, определяется следующим образом:

(1)

Где - максимальный крутящий момент, который может передать сцепление.

- максимальный крутящий момент двигателя.

Для грузовых автомобилей с двухдисковым сцеплением значение коэффициента запаса сцепления колеблется от 1,8…2,3. Принимаем 1,8.

Расчетный коэффициент трения для трущейся пары из асбестовой композиции и серего чугуна принимается равным 0,3.

Число ведомых дисков выбирается в соответствии с требованиями ОСТ 37.001.463-87 в зависимости от величины максимального крутящего момента двигателя. В нашем случае принимаем i = 2.

Статический момент трения сцепления находится из выражения:

M_c = (2)

где M_emax - максимальный крутящий момент двигателя.

Суммарное усилие нажимных пружин во включенном сцеплении рассчитывается по формуле:

Рн = (3)

где Р_н - суммарное усилие нажимных пружин во включенном сцеплении;

m - расчетный коэффициент трения;

R_cp - средний радиус трения. С достаточной точностью его величина может быть найдена из выражения :

R cp = (4);

i - число пар поверхностей трения.

Для однодисковых сцеплений i= 2, для двухдисковых - i = 4.

мм.

Н.

Давление на фрикционные накладки является одним из параметров оценки их износостойкости. Чем оно ниже, тем выше износостойкость сцепления. Давление на фрикционные накладки находится из выражения:

р= (5) ;

где S - площадь поверхности трения одной фрикционной накладки, которая находится из выражения:

= (6);

.

МПа.

Найденное значение давления не должно превышать допустимое давление на фрикционные накладки, определенное ГОСТ 1786-95:

для большегрузных автомобилей и колесных - 0,14…0,20 МПа.

Число и жесткость нажимных пружин

Как известно, в нажимных устройствах автомобильных фрикционных сцеплений широко применяются два вида нажимных пружин:

периферийно расположенные винтовые цилиндрические пружины;

диафрагменные (разрезные тарельчатые) пружины.

Число винтовых цилиндрических пружин выбирается в зависимости от величины нагрузки на одну пружину и от наружного диаметра фрикционных накладок.

Число пружин в зависимости от нагрузки на одну пружину находится из выражения:

п= (7) ;

где Р_вык - суммарное усилие нажимных пружин в выключенном сцеплении при проектном расчете можно принять: Р_вык=1,2 =1,2*6926,3=8311,56 Н.

F_п - максимальное нажимное усилие, создаваемое одной пружиной. Н - из приложения №4.

Жесткость одной пружины находится из выражения:

Сп= =Н/м (8);

где l_м - перемещение нажимного диска при выключении сцепления.

Для однодисковых сцеплений l_м = 1,5…3,0 мм.

Для двухдисковых сцеплений l_м = 2,0…3,0 мм.

1.2 Расчет показателей нагруженности сцеплений

К показателям нагруженности сцепления относятся:

- удельная работа буксования;

- нагрев нажимного (среднего ведущего) диска за одно включение сцепления.

Показатели нагруженности сцепления определяются для случая трогания автомобиля (автопоезда) с места, характеризуемого следующими условиями:

- автомобиль полностью нагружен;

- трогание осуществляется на горизонтальном участке дороги с асфальтобетонным покрытием (=0,02);

- в КП включена первая (вторая) передача.

Исходными данными для расчета являются:

- полная масса автомобиля (автопоезда), m _a ;

- максимальный крутящий момент двигателя, М е _max ;

- частота вращения коленчатого вала двигателя при максимальном крутящем моменте, n _m ;

- частота вращения коленчатого вала двигателя при максимальной мощности, n_n;

- радиус качения колеса, r _k ;

- КПД трансмиссии, _{тр ;}

- передаточные числа агрегатов трансмиссии, в том числе передаточные числа КП на первой и второй передаче и передаточное число РК на высшей передаче.

Удельная работа буксования - это работа буксования сцепления при трогании автомобиля с места и последующем разгоне, приходящаяся на единицу площади поверхности трения фрикционных накладок.

Удельная работа буксования сцепления определяется из зависимости:

Lуд=(9) ;

где L - работа буксования сцепления;

S - суммарная площадь поверхностей трения всех фрикционных накладок, см².

Единицей измерения удельной работы буксования сцепления является, Дж/см².

Работа буксования сцепления находится из выражения:

(10);

где Jпр - момент инерции приведенного к коленчатому валу двигателя маховика, заменяющего поступательно движущуюся массу автомобиля;

- угловая скорость коленчатого вала двигателя в момент включения сцепления;

М - момент сопротивления движению автомобиля, приведенный к коленчатому валу двигателя.

Момент инерции приведенного к коленчатому валу двигателя маховика, заменяющего поступательно движущуюся массу автомобиля находится из выражения:

(11);

где - коэффициент учета вращающихся масс автомобиля. Для грузовых автомобилей рассчитывается по формуле:

(12);

Где передаточное число первой передачи КП. В данном случае оно равно 5,62.

Uтр_i - передаточное число трансмиссии на первой (второй) передаче в КП и высшей передаче в РК;

Uтр_i=Uкп_i Uрк_в Uгп=

r_к - радиус качения колеса.(50,8см)

Угловая скорость коленчатого вала двигателя в момент включения сцепления является переменной величиной. С достаточной степенью точности ее можно принять постоянной и определить из следующих зависимости:

- для автомобиля с дизельным двигателем:

= 0,75 =об/мин (133 1/с)

где _м - угловая скорость коленчатого вала двигателя, соответствующая максимальному крутящему моменту;

_n - угловая скорость коленчатого вала двигателя, соответствующая максимальной мощности.

_n===272 1/с

Момент сопротивления движению автомобиля, приведенный к коленчатому валу двигателя, находится из выражения:

(13);

где m_a - полная масса автомобиля;

g - ускорение свободного падения;

ш- коэффициент сопротивления дороги;

_тр - КПД трансмиссии.

Момент инерции приведенного к коленчатому валу двигателя маховика:

Суммарная площадь поверхностей трения фрикционных накладок ведомых дисков определяется из зависимости:

(14);

где S - суммарная площадь поверхностей трения фрикционных накладок сцепления, см².

.

Работа буксования сцепления:

Дж

Удельная работа буксования сцепления:

1.3 Расчет температуры нагрева нажимного диска

При трогании автомобиля с места вследствие буксования сцепления, его ведущие и ведомые детали нагреваются. При расчете принимают, что теплоотдача в окружающую среду отсутствует и вся работа буксования затрачивается на нагрев деталей (маховика, нажимного диска, среднего ведущего диска, ведомых дисков).

Температура нагрева ведущих дисков определяется из выражения:

(15);

где г_t - коэффициент, учитывающий долю тепла, воспринимаемого нажимных или средним ведущим диском. Для нажимного диска однодискового сцепления _t =0.5. Для нажимного диска двухдискового сцепления _t = 0,25 , а для среднего ведущего диска _t =0,5.;

- масса нажимного (или среднего ведущего) диска (13 кг)

с - удельная теплоемкость материала ведущих дисков. Для чугуна с=481,5 Дж/кгс.

Допустимое повышение температуры за одно включение не должно превышать:

- для одиночного автомобиля - 10 ⁰С;

- для автопоезда - 20 ⁰С.

4,7



2. расчет привода сцепления

В настоящее время в конструкциях автомобильных фрикционных сцеплений наиболее широкое применение нашли механические и гидравлические приводы управления. Для снижения усилия на педали сцепления в привод может встраиваться сервопружина, пневматический или вакуумный усилитель.

Исходными данными для расчета привода управления сцеплением являются:

- допустимое усилие на педали;

- полный ход педали;

- перемещение нажимного диска при выключении сцепления;

- суммарное усилие нажимных пружин в выключенном сцеплении.

Допустимое усилие на педали и ее полный ход при выключении сцепления определены ГОСТ 21398-75.

Перемещение нажимного диска при выключении сцепления определяется из выражения:

l _м = i + m к ;

где - зазор между трущимися поверхностями при выключенном сцеплении; для однодисковых сцеплений =0.75…1.0 мм, для двухдисковых сцеплений = 0.5…0.7 мм.

m - осевая деформация ведомого диска при включении сцепления. Для ведомого диска с осевой податливость (упругого диска) - m =1.0…1.5 мм. Для «жесткого» ведомого диска m=0.15…0.25.

к - число ведомых дисков.

Расчет привода управления сцеплением включает в себя:

- определение передаточного числа привода;

- определение передаточных чисел и геометрических размеров рычагов нажимного диска, вилки выключения, рычагов гидравлического привода;

2.1 Определение передаточного числа привода управления сцеплением

Передаточное число механического привода управления сцеплением находится из выражения:

(16)

где Q_п - максимальное допустимое усилие на педали сцепления при его выключении. При проектном расчете сцепления принимается:

- для грузовых автомобилей Qп = 240…250 Н;

- для легковых автомобилей Qп = 140…150 Н;

Uр - передаточное число рычагов нажимного диска.

где l и f - длина плеч рычагов нажимного диска. Для существующих конструкций сцеплений Uр = 3.8…5.5.

_пр - КПД привода управления сцеплением. Для механического привода _пр = 0.7…0.8.

Выполнив расчеты, находим величину передаточного числа привода управления сцеплением.



Для существующих конструкций сцеплений величина передаточного числа привода управления им находится в пределах 5…10 (с учетом передаточного числа рычагов нажимного диска - 25…50).

В свою очередь, передаточное число механического привода управления сцеплением может быть определен из следующего выражения:

Uпр= Uв Uпед ;

где Uв - передаточное число вилки выключения;

=1,6

где с и d - длина плеч вилки выключения. Для существующих конструкций сцеплений Uв= 1.4…2.2. Примем 1,6.

с=160мм; d=100мм.

Задавшись величиной передаточного числа и длиной одного из плеч вилки выключения, можно найти длину другого ее плеча.

Uпед - передаточное число педального привода;

где а - длина рычага педали;

b - длина рычага вала педали.

Зная передаточное число привода управления сцеплением и передаточное число вилки выключения, можно найти передаточное число педального привода:

=8,7/1,6=5,4;

a=540мм; b=100мм.

Таким образом, передаточное число механического привода управления сцеплением может быть найдено из следующего выражения:

(17);

2.2 Определение свободного хода педали сцепления

Свободный ход педали сцепления обусловлен наличием зазора между подшипником муфты выключения сцепления и рычагами нажимного диска (упорным кольцом рычагов).

Его величина может быть найдена из зависимости:

(18)

где - зазор между подшипником муфты выключения сцепления и рычагами нажимного диска (упорным кольцом рычагов). Данный зазор обеспечивает полноту включения сцеплением.

Для выполненных конструкций сцеплений = 2.0…4.0 мм.

мм



2.3 Определение полного хода педали при выключении сцепления

Полный ход педали сцепления складывается из рабочего и свободного ходов и находится из выражения:

l= l св + l р(18)

где lр - рабочий ход педали сцепления.

lр = lм Up Uпр .(19)

После подстановки и преобразования выражения, получим формулу для определения полного хода педали сцепления, имеющего механический привод управления:

lп = (=

Найденное значение полного хода педали сцепления не должно превышать:

- для грузовых автомобилей - 190 мм;

- для легковых автомобилей - 160 мм.

С учетом найденного значения передаточного числа привода управления корректируется передаточные числа вилки выключения и педального привода и определяется усилие, на педали сцепления при его выключении.

= Н



где Qп - уточненное значение усилия на педали сцепления при его выключении.

Если найденное значение усилие на педали сцепления превышает для грузовых автомобилей 250 Н, а для легковых автомобилей - 150 Н, то нужно в конструкцию привода управления сцеплением устанавливать сервопружину или усилитель.



Библиографический список

1. Методическая разработка для проведения занятий по дисциплине «Военная автомобильная техника»

2. Автомобили тягачи УРАЛ-43202, УРАЛ-44202 и их модификации. Техническое описание. Москва: Полигон АРТ. 2002г. 294с.

3. Конспект лекций по предмету «Методы расчета ВгиКМ»

Размещено на Allbest.ru

...