Технические характеристики Урал-4320
|
Габаритные размеры автомобиля, мм
|
7865х2500х2805
|
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
|
85
|
Масса перевозимого груза, кг
|
5000
|
Полная масса буксируемого прицепа, кг
|
11500
|
Полная масса, кг
|
13745
|
Трансмиссия
|
Пятиступенчатая коробка передач,
двухступенчатая раздаточная коробка с блокируемым межосевым дифференциалом,
средний и задний мосты с блокировкой межколесных дифференциалов
|
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
|
10905
|
На передний мост
|
5110
|
Преодоление препятствий
|
Брод, м
|
1,75
|
Подъём, %
|
60
|
Платформа
|
Деревянная с тремя откидными бортами,
оборудована съёмными надставными бортами и тентом-полотнищем
|
Площадь платформы, кв. м
|
10,5
|
Двигатель
|
ЯМЗ-238М2 дизельный
|
Номинальная мощность при 2100 1/мин, кВт (л.с.)
|
176 (240)
|
2.
Устройство и методика расчета фрикционного сцепления Урал-4320
.1
Устройство сцепления
На автомобиле установлено сухое фрикционное двухдисковое
сцепление с периферийным расположением нажимных пружин.
Нажимной 5 (рис. 1) 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. 1. 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. 2. 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.
На автомобиле установлен механический привод выключения
сцепления с усилителем пневматического
Рис. 3. Нажимной диск в сборе с кожухом: 1 - болт; 2 -
гайка регулировочная; 3 - пластина запорная; 4 - кольцо оттяжных рычагов
упорное 5 - болт стяжной; 6-пружина нажимная; 7 - кожух сцепления; 8 - диск
нажимной; 9 - рычаг оттяжной; 10-подставка контрольная; А, В-размеры; Т1 и Т2 -
плоскости
При воздействии на педаль сцепления 14 усилие через рычаг 9 и
детали привода передается на рычаг 20. При этом одновременно через детали тяги
8 усилие передается на шток пневматического крана 5, открывая его клапан.
Давление воздуха из пневмосистемы автомобиля через шланг 17 поступает в
пневмоцилиндр 18, который, перемещая рычаг 20 валика вилки, оказывает
серводействие в приводе выключения сцепления.
При отсутствии давления воздуха в пневмосистеме автомобиля
управление сцеплением осуществляется механически системой рычагов и тяг.
2.2
Выбор и обоснование параметров сцепления и определение суммарного усилия
нажимных пружин
Расчет механизма сцепления включает в себя:
выбор основных параметров сцепления и определение суммарного
усилия нажимных пружин;
расчет показателей нагруженности сцепления;
расчет прочности деталей механизма сцепления (нажимных
пружин, рычагов нажимного диска, вилки выключения и т.д.);
Основными параметрами сцепления являются:
· наружный и внутренний диаметры фрикционных
накладок ведомых дисков - Dн, Dв;
· расчетный коэффициент трения μсц,
· число ведомых дисков, i;
· коэффициент запаса сцепления β;
· статический момент трения сцепления, Мсц;
· суммарное усилие нажимных пружин во
включенном сцеплении, Рн;
· давление на фрикционные накладки, р.
Коэффициент запаса сцепления:
Расчетный коэффициент трения:
Число ведомых дисков: i=2;
Статический момент трения сцепления:
Суммарное усилие нажимных пружин во включенном сцеплении:
- средний радиус трения:
i - число пар поверхностей трения: i=4;
Давление на фрикционные накладки:
;
Число нажимных пружин:
где Рвык - суммарное усилие нажимных пружин в
выключенном сцеплении при проектном расчете можно принять: Рвык=1,2
Рн =8,72 кН;
Fп -
максимальное нажимное усилие, создаваемое одной пружиной.
Жесткость нажимных пружин (одной пружины):
;
lм - перемещение нажимного диска при выключении
сцепления:
lм=2 мм;
2.3
Расчет показателей нагруженности сцепления
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, nn;
· радиус качения колеса, r k;
· КПД трансмиссии, ;
· передаточные числа агрегатов трансмиссии,
в том числе передаточные числа КП на первой и второй передаче и передаточное
число РК на высшей передаче.
Работа буксования сцепления:
где Jпр - момент инерции приведенного к коленчатому валу двигателя
маховика, заменяющего поступательно движущуюся массу автомобиля:
- угловая скорость коленчатого вала двигателя в
момент включения сцепления:
- момент сопротивления движению автомобиля,
приведенный к коленчатому валу двигателя:
где ma - полная масса автомобиля: ma =13745 кг;
g - ускорение свободного падения: g=9,81 м/с2;
ψ - коэффициент сопротивления дороги: ψ=0,01;
- КПД трансмиссии:
Суммарная площадь поверхностей трения фрикционных накладок ведомых
дисков определяется из зависимости:
Удельная работа буксования сцепления, Дж/см2:
Температура нагрева ведущих дисков:
где γt - коэффициент,
учитывающий долю тепла, воспринимаемого нажимных или средним ведущим диском.
Для нажимного диска двухдискового сцепления γt = 0,25;
mд - масса нажимного (или среднего ведущего) диска;
с - удельная теплоемкость материала ведущих дисков. Для
чугуна с=481,5 Дж/кг×с.
3. Расчет привода сцепления
Исходными данными для расчета привода управления сцеплением
являются:
· допустимое усилие на педали;
· полный ход педали;
· перемещение нажимного диска при выключении
сцепления;
Допустимое усилие на педали и ее полный ход при выключении
сцепления определены ГОСТ 21398-75.
Перемещение нажимного диска при выключении сцепления
определяется из выражения:
где Ɵ - зазор между трущимися
поверхностями при выключенном сцеплении; для двухдисковых сцеплений q = 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.
к - число ведомых дисков: к=2;
3.1
Расчет механического привода управления сцеплением
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;
Для гидравлического привода управления сцеплением
дополнительно определяется передаточное число его гидравлической части, а также
определяются диаметры и хода поршней главного и рабочего цилиндров.
определяется свободный и полный ход педали при выключении
сцепления;
выполняется расчет усилителя (если его установка необходима);
выполняются расчеты прочности деталей привода.
Сначала рассмотрим расчет механического привода.
Передаточное число механического привода управления
сцеплением находится из выражения:
где Qп - максимальное допустимое усилие на педали сцепления при его
выключении. При проектном расчете сцепления принимается:
для грузовых автомобилей Qп =
240…250 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.
ƞпр - КПД привода управления сцеплением. Для механического
привода ƞпр = 0.7…0.8.
В свою очередь, передаточное число механического привода
управления сцеплением может быть определен из следующего выражения:
Uпр= Uв × Uпед;
где Uв - передаточное число вилки выключения;
где с и d - длина плеч вилки выключения. Для существующих конструкций
сцеплений Uв= 1.4…2.2.
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.
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:
∆1 - зазор между подшипником муфты выключения
сцепления и рычагами нажимного диска (упорным кольцом рычагов). Данный зазор
обеспечивает полноту включения сцеплением.
Для выполненных конструкций сцеплений: ∆1 =
2,0…4,0 мм.
Полный ход педали сцепления складывается из рабочего и свободного
ходов и находится из выражения:
где lр - рабочий ход педали сцепления:
Определения полного хода педали сцепления, имеющего
механический привод управления:
4.
Коробка передач Урал 4320
Устройство. Коробка передач - трехходовая (рис. 4), имеет
пять передач для движения вперед и одну передачу заднего хода. Коробка состоит
из следующих основных узлов: картера 42, в котором смонтированы первичный,
вторичный 43 и промежуточный 41 валы в сборе с шестернями, синхронизаторами и
подшипниками, блок 17 шестерен заднего хода; верхней крышки коробки с
механизмом переключения передач в сборе. К переднему торцу картера коробки
передач прикреплен картер 46 сцепления.
Подшипники валов закрыты крышками с уплотнительными
прокладками. Крышка заднего подшипника первичного вала внутренней расточкой
центрируется по наружной обойме подшипника, в то же время картер сцепления
центрируется по наружной поверхности крышки. Внутри крышки установлены две
самоподжимные манжеты. В верхней части крышки имеется отверстие для подвода
масла из маслонакопителя коробки передач в полость нагнетания.
Крышка заднего подшипника вторичного вала центрируется по
наружной обойме заднего подшипника вторичного вала и крепится к заднему торцу
картера коробки. Внутри крышки устанавливается самоподжимная манжета. В
приливах правой стенки картера коробки выполнена расточка, в которую
запрессована ось блока шестерен заднего хода. Для предотвращения от выпадания
ось закреплена стопором 21, прикрепленным к картеру коробки болтом, имеющим
сверление, в которое вставлен пластмассовый штифт. Штифт уплотняет резьбовое
соединение и препятствует вытеканию смазки. Во внутренней полости картера в
передней части левой стенки отлит масло-накопитель, куда при вращении шестерен
забрасывается масло. Из маслонакопителя масло по сверлению в стенке картера
попадает в полость крышки заднего подшипника первичного вала и на
маслонагнетающее кольцо с винтовой нарезкой. К подшипникам шестерен вторичного
вала масло поступает по отверстиям в первичном и вторичном валах и в ступицах
шестерен.
Шестерни коробки передач, кроме шестерен первой передачи и
заднего хода, косозубые. Все шестерни постоянного зацепления. Шестерни
вторичного вала 43 установлены на игольчатых подшипниках с сепараторами без
колец. Шестерня пятой передачи установлена на двух рядах насыпных роликов.
Шестерни заднего хода, первой и второй передач промежуточного вала 41 выполнены
заодно с валом. Остальные шестерни напрессованы на вал и установлены на
сегментных шпонках. Блок 17 шестерен заднего хода установлен на оси 22.
Рис. 4. Коробка передач: 32, 33, 45 - крышки подшипников; 2 -
вилка выключении сцепления; 3 - болт крепления вилки; 4 нал милки выключении
сцепления; 5, 31 манжеты; 6 - первичный вил в сборе; 7 - муфта выключения
сцепления; 8-пружина муфты; 9 шланг муфты выключения сцепления; 10, 25
регулировочные прокладки; 11,18,23. 24, 37, 39, 47 - уплотнительные прокладки;
12 - Механизм переключения передач в сборе; 13 опора рычага переключения в
сборе; 14 - промежуточная втулка подшипников; 15 - рычаг переключения передачи;
16 роликовый подшипник; 17 блок шестерен заднею ходи; 19, 35 - упорные шайбы;
20 - болт крепления стопор ной шайбы; 21 стопорная шайба; 22 - ось блока
шестерен заднего хода; 26, 36,44 - подшипники; 27 транспортная втулка; 28 -
фланец; 29 - пружинная шайба; 30 - гайка крепления фланца; 34 - стопорная
планка; 38 - стакан заднего подшипника промежуточного вала; 40 - сливная
пробка; 41 - промежуточный вил в сборе: 42 - картер коробки; 43 - вторичный вил
в сборе; 46 - картер сцепления;
Первая передача и задний ход включаются с помощью зубчатой
муфты. Вторая, третья, четвертая и пятая передачи синхронизированы. При
включении передачи под действием момента трения на конусных поверхностях скосы
блокирующих пальцев прижимаются к соответствующим блокирующим скосам каретки,
что препятствует перемещению каретки и включению передачи до полного выравнивания
скоростей включаемой шестерни и вторичного вала. После выравнивания скоростей
происходят разблокировка синхронизатора и включение соответствующей передачи.
Для предотвращения одновременного включения двух передач в
крышке коробки имеется замок шарикового типа.
На крышке коробки закреплена опора рычага переключения
передач, в которой закреплен наконечник рычага переключения, служащий для
управления механизмом переключения передач. К наконечнику рычага переключения
крепится рычаг 15 переключения передач. От попадания пыли и грязи в коробку
передач через опору 12 рычага переключения передач на опору установлен
резиновый защитный колпак.
Случайное включение заднего хода предотвращает
пружинно-штифтовой предохранитель разрезного типа, размещенный в верхней
крышке.
Рис. 5. Кинематическая схема трансмиссии Урал-4320.
Масло в коробку заливается через горловину, расположенную на
правой стенке картера. В пробке 1 (рис. 6) расположен указатель уровня масла.
Внутри картера имеется перегородка, поэтому сливать масло обязательно нужно
через два сливных отверстия с пробками сначала через нижнее, а затем через
боковое. В передней пробке встроен магнит для улавливания металлических частиц,
могущих находиться в масле.
С двух сторон картера коробки имеются люки для установки
коробок отбора мощности. Люки закрыты крышками с уплотнительными прокладками.
Допустимый отбор мощности по 30 л. с. с каждого люка. Отбор мощности при
движении не допускается.
Рис. 6. Положение указателя уровня масла при замере: 1 -
пробка с указателем уровня масла; 2 - картер коробки передач
Во избежание задиров подшипников шестерен вторичного вала
коробки передач при длительной буксировке автомобиля (более 150 км) с
неработающим двигателем необходимо снимать промежуточный карданный вал.
При буксировании автомобиля с неработающим двигателем без
демонтажа промежуточного карданного вала скорость движения не должна превышать
40 км/ч.
Техническое обслуживание. Обслуживание заключается в контроле
за уровнем масла и регулярной его замене.
Для проверки уровня масла необходимо вывернуть пробку 1
указателем, протереть указатель и вставить в горловину до упора в резьбу, как
показано на рис. 6. Уровень масла должен доходить до верхней риски на указателе.
Для замены масла необходимо вывернуть пробку 1 с указателем и
сливные пробки сначала нижнюю, а для автомобиля Урал-5557 для того, чтобы
получить доступ специальным ключом к пробке, необходимо снять кожух пола
кабины, затем боковую. Очистить магнит нижней пробки от металлических частиц и
после слива масла установить пробки на место. Конец слива масла определяется по
переходу струи масла в каплепадение. Залить масло согласно химмотологической
карте (карте смазки).
4.1
Кинематический расчет коробки передач
Цель кинематического расчета КП - определение диапазона
передаточных чисел, числа ступеней, значений передаточных чисел на ступенях,
выбор кинематической схемы, определение межосевого расстояния, чисел
зубьев и параметров зацеплений зубчатых колес.
Исходные данные:
- полная масса автомобиля - mа;
- максимальный крутящий момент двигателя - Memax;
минимальная устойчивая частота вращения коленчатого
вала двигателя - nmin;
передаточное число главной передачи - uгп;
передаточное число высшей ступени раздаточной
коробки - uрк;
радиус качения колеса;
Передаточные числа КП, определяется из условия обеспечения
возможности преодоления автомобилем заданного максимального дорожного
сопротивления:
где ψmax -
максимальное значение коэффициента сопротивления движению;
При расчете КП принимается:
- для одиночных грузовых автомобилей ψ = 0,35…0,4;
- Ga - полный вес автомобиля.
По условию отсутствия буксования:
где φ -
коэффициент сцепления. для дороги с сухим твердым покрытием принимается
=0,7…0,8;
Gφ - сцепной вес автомобиля (т.е. полный вес
приходящийся только на ведущие колеса).
Условие движения с минимальной скоростью:
где υmin - скорость автомобиля,
соответствующая минимальной устойчивой частоте вращения коленчатого вала
двигателя при полной подаче топлива.
Диапазон передаточных чисел коробки передач - это отношение
передаточного числа низшей (первой) ступени к передаточному числу высшей
ступени:
4.2
Определение передаточных чисел промежуточных передач
n1=1100 об/мин; n2=1400 об/мин;
4.3
Определение межосевого расстояния и параметров зубчатых колес
Определение межосевого расстояния:
где Мвых - крутящий момент на ведомом валу КП при
включении первой передачи:
Ка - опытный коэффициент пропорциональности: Ка=9;
Определение параметров зацеплений зубчатых колёс.
Модуль зацепления прямозубых колёс и нормальный модуль зацепления
для косозубых колёс, определяется из выражений:
Угол зацепления зубчатых колес α=20о;
Угол наклона линии зуба косозубых зубчатых колес β=18о…26о;
Ширина зубчатых венцев: в=(0,18…0,24);
Определение суммарного числа зубьев зубчатых пар КП:
Определение чисел зубьев колес зубчатой пары первой передачи:
Определение геометрических параметров зубчатых колес и проверка
межосевого расстояния.
Табл. 2. Геометрические параметры зубчатых колёс
|
96
|
164
|
64
|
88
|
216
|
172
|
|
104
|
172
|
72
|
96
|
224
|
180
|
|
86
|
154
|
54
|
78
|
206
|
162
|
Заключение
сцепление передача
автомобиль грузовой
Работа над данным курсовым проектом позволила изучить
эксплуатационные характеристики автомобиля Урал - 4320, на примере которого
можно сделать выводы и провести исследование любого другого автомобиля.
Библиографический
список
1.
Автомобиль Урал-4320 и его модификации: военное издательство министерства
обороны СССР / под редакцией А.Д. Просвирнин. - Москва, 1979;
.
Армейские автомобили: военное издательство министерства обороны СССР / под
редакцией А.С. Антонова. - Москва, 1970;
.
Устройство и эксплуатация автомобилей: издательство «ДОСААФ СССР 1983 год» /
под редакцией Г.И. Перепечкина.