Безопасность жизнедеятельности и экологическая безопасность

где,

  Выписываем характеристики материалов пары шарик - червяк

Модули упругости: - Е_1стали = (1,9-2,15)х10⁵ МПа

- Е_{2бронза} = (0,8-1,2)х10^{5 МПа}

^- Е_{2чугуна} = (0,8-1,5)х10⁵

Коэффициенты  Пуассона: -

-

- Тогда по формуле Герца

 гдеd –диаметр шарика

  При z₁ = 4 – число одновременных пар в зацеплении, m=4 – числу шариков в 1 канавке и внешнем делительном диаметре конического колеса

 

м

  Получим величину крутящего момента на входном валу дифференциала

T₂=25,757 HхМ

Тогда, требуемый  диаметр шариков

 

 

  Уточним его по величине контактного напряжения по теории Герца

Для пары сталь-бронза контактное напряжение:

 

 

 

  То есть для 24 площадок контакта давление – площадь опорной проекции одного шарика.

Р_max=5343,956 Н – превышает нагрузку, обеспечиваемую механизмом. Поэтому должно быть

 

 

2.3.3.Определение сил действующих на зуб червяка. Силы действующие на зуб червяка

 

 

 

,где момент на ведущем  валу

 

Предположим размеры червяка

d₁=d₂, где - средний (делительный) диаметр червяка.

  Момент, передаваемый на червяк ,                                                                         (2.13)

тогда

 

 

 

 

Проверим  на изгиб зуб в нормальном сечении  nn по нормальным напряжениям

Рисунок 4 -  Схема расположения нормального  сечения на червяке

 

Осевые моменты  инерции сечения:

 

Напряжения  изгиба

 

Расчет на сжатие:

    -                                               (2.14)

Велико, поэтому  зубья нужно фланкировать.

 

  Расчет  на изгиб в двух плоскостях как для сложного сопротивления результирующее напряжение равно

                                                                  (2.15)

На корне  зуба получим

 

Для бронзы БрА9ЖЗЛ предел выносливости на изгиб

.

 

 

  Эпюры напряжений сжатия  и изгиба, действующих на зуб  червяка, представлены на рисунке 5:

 

 

 

Рисунок 5 -  Схема нагрузки на зуб  червяка и эпюры напряжений изгиба и сжатия.

 

 

2.4.Технологический процесс производства корпуса.

 

  Детали типа корпус могут быть различной конфигурации: гладкие и ступенчатые; с буртами и без буртов; с цилиндрическими и фасонными поверхностями вращения и др. Основными конструктивными элементами всех этих деталей являются наружные, внутренние и торцевые поверхности, имеющие общую ось вращения. Остальные элементы (пазы, лыски,  крепежные отверстия, уклоны) являются вспомогательными.

  Для изготовления  корпуса используются следующие  материалы: углеродистую сталь  обыкновенного качества, легированную  конструкционную и качественную  углеродистую стали, чугун различных  марок, алюминий, порошковые материалы.  Заготовкой для изготовления  корпуса служит отливка.  Заготовку  из металла получают литьем.

  Обработку  внутренних поверхностей производят по 6…8му квалитетам точности с шероховатостью внутренней поверхности Ra=0,8…1,6 мкм.

  Технологический  процесс изготовления корпуса  заключается в обработке наружных, внутренних и торцевых поверхностей, а  так же дополнительных конструктивных элементов деталей. Основной задачей технологической задачей при обработке корпуса является обеспечение заданной точности расположения наружных поверхностей относительно отверстия (оси) и отклонения перпендикулярности торцов корпуса относительно оси основного отверстия.

 

  Таблица 1 – Карта технологического процесса изготовления корпуса

Номер маршрут. операции и перехода	Содержание операции и перехода	Оборудова-ние, инструмент, оснастка	Режимы обработки Vрез, n, h,t,I,Snp	Разряд работы
01	Отрезная L=84мм	Ленточно-пильный S 700	V=75м/мин S=2мм/мин	3
02	Токарная   I позиция	Токарно-револьвер-ный станок ALFA 500		5
	Подрезать торец L=82	Подрезной  резец	V=94м/мин S=0,5 мм/мин n=120 об/мин
	Проточить d148	Проходной упорный резец	V=77м/мин S=0,5 мм/мин
	Проточить d195    L=60 за 5 проходов.
	Проточить d1160 до L=8 и оформить R25 за 5проходов
	Центровать торец	Центровка	V=16м/мин S=0,2 мм/мин n=500 об/мин
	Сверлить отв d30	Сверло d30	V=47м/мин S=0,5 мм/мин n=500 об/мин
	Расточить d45	Расточной резец	V=70 м/мин
	Зацентровать 6 отв под резьбу М5	Центровка	V=16м/мин S=0,1 мм/мин n=1000 об/мин
	Сверлить 6 отв d4,2 под резьбу	Сверло d4.2	V=13м/мин S=0,1 мм/мин
	Нарезать резьбу М5 в 6 отв	Метчик М5	V=0,3 м/мин S=0,8 мм/мин n=20 об/мин
02	II позиция   Подрезать торец на L=20	Подрезной  резец	V=94м/мин S=0,5 мм/мин n=120 об/мин
	Зацентровать: 6 отв d10 на d60 6 отв d10 на d90 10 отв d15 на d220	Центровка d20	V=16 м/мин S=0,1 мм/об n=1000 об/мин
	Зацентровать: 6 отв под резьбу М5 на d116	Центровка d8	V=13 м/мин S=0,1 мм/об n=1000 об/мин
	Сверлить 6 отв d9,8 на d60 6 отв d9,8 на d90 10 отв d15 на d220	Сверло d9,8	V=35 м/мин S=0,2 мм/об n=750 об/мин
		Сверло d15
	Зенковать фаски 2.5Х45	Зенкер	V=30 м/мин S=0,2 мм/об n=1000 об/мин
	Сверлить 6 отв d4,2 под резьбу М5	Сверло d4.2	V=13 м/мин S=0,1 мм/об n=1000 об/мин
	Зенковать фаски 0.5Х45	Зенкер
	Нарезать резьбу М5 в 6отв на d116	Метчик М5	V=0,3 м/мин S=0,8 мм/мин n=20 об/мин
	Развернуть: 6 отв d10 на d60 6 отв d10 на d90	Развертка d10	V=1,5 м/мин S=0,5 мм/мин n=50 об/мин
	Расточить отв d54+0.03 на 3 прохода предварительных и окончательный	Расточной резец	V=85 м/мин S=0,1 мм/мин n=500 об/мин
03	Слесарная   Зачистка заусенцев и  притупление острых кромок кругом	Слесарный верстак		3
04	Технический контроль   d220; 195; 160	Штангенциркуль ШЦ-250
	L=80; 20; 8	Штангенциркуль ШЦ-125
	Отв d15; 10	Пробки d15H14; d10H14
	Резьба М5	Пробка резьб М5
	Отв d54H7	Пробка d54H7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.Экономическая эффективность автомобиля с разработанной трансмиссией.

 

Экономическая оценка представляет собой критерий, на основе которого принимается решение  о разработке, производстве и использовании  автомобилей и другой техники.

Каждое  хозяйство, приобретая отдельную машину или другую единицу техники должно знать, какую выгоду оно получит от применения приобретенной техники.

Эффективность новой машины определяется путем  сравнения ее показателей с показателями сопоставимой машины, принятой за эталон или базовый вариант.

Основными показателями экономической эффективности  применяемых технических и технологических  решений являются: величина прироста, прибыли и степень сжатия общей  себестоимости.

Необходимо  определить экономическую эффективность  перевозки грузов автомобилем ГАЗ – 3302 (эталонный вариант) и автомобилем с разработанной трансмиссией, используя при этом исходные данные, приведенные в таблице 2.

При оценке сравниваемых автомобилей принимаются  одинаковые условия их использования (одно и тоже расстояние перевозок, состояние дорожного покрытия, метеорологические условия, организация рабочего процесса и т.д.).

Сравнительная экономическая оценка новых машин  охватывает следующие технико-экономические  показатели:

- Сменная  производительность машинных агрегатов  (W_СМ), рассчитывается на 1 часовой рабочий день;

- Сезонная  нагрузка на автомобиль (W_СЕЗ), рассчитывается в зависимости от продолжительности работы: сезонной, в течение суток и сменной нормы наработки;

- Производительность  труда на рабочем месте определяется  как отношение сменной выработки  к продолжительности рабочего  времени (П_ТР);

- Трудоемкость  процесса определяется как отношение  затраченного времени за смену к выработке за смену;

- Коэффициент  эксплуатационной надежности машины  – отношение времени безотказной работы машины к валовому времени смены;

- Энергооснащенность  – отношение мощности двигателя  в л.с. к весу автомобиля;

- Энерговооруженность  труда на процессе – количество  энергетической мощности, приходящийся  на одного работника в л.с.

- Металлоемкость  – отношение веса машины к  сезонной нагрузке.

Себестоимость или прямые эксплуатационные затраты  на единицу выполненной работы. К ним относятся: заработная плата, обслуживание, амортизационные отчисления, отчисления на текущий ремонт, хранение, затраты на горюче-смазочные материалы.

Удельная  экономия эксплуатационных затрат:

- Срок  окупаемости капитальных затрат  на приобретение – отношение  цены к годовой экономии.

Понятия и методы расчетов экономических  показателей.

Сменная норма выработки (W_СМ) по разному варианту определяется на основе исходных данных: грузоподъемность и средняя скорость движения.

Сменную норму наработки можно определить как произведение средней скорости автомобиля (V_СР) на его грузоподъемность (Гр) и время смены (Т_СМ). Средняя скорость автомобиля составляет 65% от максимальной скорости.

Сезонная  нагрузка на автомобиль (W_СЕЗ) по каждому варианту определяется на основе исходных данных как произведение сменной нормы наработки (W_СМ), продолжительности работы (Д_Р), коэффициента сменной продолжительности выполнения работы в течении смены (К_СМ).

Трудоемкость  процесса (Т_П) определяется как отношение продолжительности времени смены рабочих (в чел.-часах) к сменной норме наработки.

Себестоимость единицы работы (С) каждого варианта машины включает заработную плату (З), амортизационные отчисления (Ам), отчисления на текущий ремонт, техническое обслуживание и хранение машины (Р_Т), затраты на горюче-смазочные материалы (Г).

Заработная  плата (З) определяется по формуле:

                                                                      (3.1)  

где:  Мрот – минимальный размер оплаты труда 1 разряд с 01.06.2011 г. – 4211 руб. в  месяц;

К_П – повышающий коэффициент (1,8);

К_ЕТС – коэффициент единой тарифной сетки;

К_ДОП – коэффициент дополнительный (1,67);

Д – число  рабочих дней в месяце (25,2);

W_СМ – сменная норма выработки.

Амортизационные отчисления (Ам) и отчисления на ремонт, техобслуживание и хранение (Р_Т) – ТОРХ определяется по формуле:

                                                                                (3.2)

где: Б = К_б*К_пер,

А – норма  амортизации автомобиля (10%);

Б – балансовая стоимость автомобиля;

К_пер – периодичный коэффициент, учитывающий расходы на доставку (1,2);

                                        (3.3) 
где: R – ежегодные отчисления от балансовой стоимости на текущий ремонт, техническое обслуживание и хранения автомобиля.

Затраты на ГСМ – произведение расхода топлива на 1 км и комплексная цена ГСМ:

Г = Т*Ц_Т, руб/т.км                                                                                   (3.4)

Удельная  экономия эксплуатационных расходов на единицу работы находится как разница себестоимости или эксплуатационных затрат эталонного и нового автомобилей:

Э_УД = С_Э – С_Н, руб/т.км                                                                          (3.5)

Годовая экономия на эксплуатационных затратах (Э_Г)

Э_Г = (П_ЗЭ – П_ЗН)*W_СЕЗ                                                                                                       (3.6)

При сравнении вариантов, экономическую оценку каждого варианта удобно проводить по критерию или по минимуму приведенных затрат.

Приведенные затраты – сумма себестоимости  единицы работы или продукции и удельных капитальных вложений, приведенных к одинаковой размерности нормативного коэффициента сравнительной эффективности капиталовложений, равной 0,12.

Более эффективным  считается вариант у которого минимум приведенных затрат

П_З = С +(К_УД*Е)-min, где П_З – приведенные затраты, руб/т.км (3.7)

С – себестоимость  работы или продукции руб/т.км

К_УД – удельные капиталовложения, руб/т.км

К_УД = Б/W_СЕЗ                                                                                                                       (3.8)

Е – нормативный  коэффициент сравнительной эффективности  капиталовложений (0,12)

Срок  окупаемости капитальных затрат

ТОК = Б/Эг, где Б – балансовая цена, руб.                                    (3.9)

Эг –  годовая экономия на эксплуатационных затратах.

 

  Таблица 2. Исходные данные

Показатель	Единица измерения	Автомобиль
		Базовый	Проектируемый
Оптовая цена автомобиля (Кб)	тыс.руб.	350	361
Мощность двигателя (К)	кВт	90,0	90,0
Масса конструктивная (Q)	кг	1850	1855
Рабочая скорость (Vр=0,65Vmax)	км/ч	52	58,5
Грузоподъемность (Гр)	т	1,5	1,5
Норма амортизации (А)	%	10	10
Ежегодные отчисления от балансовой стоимости  на ТР и ТО, и хранение (R)	%	6,8	6,8
Простой по техническим причинам (Тт)	час	0,1	0,1
Сезонная продолжительность работы (ДР)	дни	320	320
Расход топлива на 100 км (Т)	л/км	12	12
Комплексная цена топлива (ЦТ)	руб/л	26,8	26,8
Продолжительность смены (ТСМ)	ч	8	8
Коэффициент использования рабочего времени в течении смены (КИ)		0,85	0,85
Коэффициент сменности – продолжительность выполнения работ (КСМ)		1,5	1,5