Введение
Качествопродукции зависит от большого числа взаимосвязанных и не зависимых друг отдруга факторов, имеющих как закономерный, так и случайный характер. Например,для машиностроительной продукции к числу таких факторов относят: точностьоборудования; жесткость системы станок-приспособление инструмент-деталь;посторонние включения в материал заготовки; температурные колебания;квалификация обслуживающего персонала; погрешность режущего инструмента; режимымеханической обработки; точность соблюдения параметров предварительнойтермической обработки и др.
Всовременном машиностроении существует большое разнообразие кинематических схемредукторов, их форм и конструкций.
Редукторыделятся на цилиндрические (осиведущего и ведомого валов параллельны), конические(оси валов пересекаются), червячные (осивалов перекрещиваются в пространстве). Встречаются и комбинированные редукторы,представляющие сочетание зубчатых (цилиндрических и конических) и червячныхпередач.
Почислу пар передач редукторы делятся на одноступенчатыеи многоступенчатые.
Объектомданной курсовой работы является редуктор червячный одноступенчатый.
Цельюкурсовой работы является расширение, углубление и закрепление теоретических знаний,и применение этих знаний для проектирования технологических процессов сборкиредуктора и технологических процессов изготовления детали – колесо червячное всборе.
Характеристикаи описание объекта разработки
Изделие –редуктор червячный, одноступенчатый. Редуктор состоит из чугунного литогокорпуса, в котором на подшипниках качения вращаются валы с червяком и червячнымколесом. Быстроходный вал выполнен заодно с червяком представляет собой вал-червяк.Червячное колесо посажено на валу на шпонку. Все валы вращаются на радиально-упорныхроликовых подшипниках, поскольку осевая сила со стороны червячного зацепления довольнозначительная. Подшипниковые узлы закрыты крышками с регулировочнымипрокладками, которые позволяют регулировать зацепление. Крышки подшипников навходном и выходном концах валов имеют резиновые уплотнения.
Корпусредуктора разъёмный и состоит из двух частей – верхней и нижней. Смачивание червячногозацепления осуществляется картерным непроточным способом – окунанием. Для этогов нижнюю часть корпуса заливается масло необходимой марки. Смазываниеподшипников происходит в результате разбрызгивания масла. Уровень маслаконтролируется крановыми масло-указателями. На верхней крышке корпуса имеется крышкас пробкой-отдушиной, соединяющей внутреннею полость редуктора с атмосферой.
Редукторпредназначен для передачи и преобразования крутящего момента отэлектродвигателя через упругую втулочно-пальцевую муфту на приводной вал.
Длявыполнения редуктором своего предназначения редуктор должен отвечать следующимтребованиям:
1) деталидолжны быть точно изготовлены;
2) монтажредуктора должен быть выполнен точно в соответствии с требованиями чертежа;
3) редуктордолжен иметь высокий КПД и допускаемый уровень шума, что можно обеспечитьточной сборкой зубчатых колёс.
Описаниеработы и служебное назначение объекта
Редуктор червячныйодноступенчатый предназначен для передачи и преобразования крутящего момента отэлектродвигателя к валу рабочей машины.
Техническиепоказатели редуктора:
1) Передаваемая мощность – 3,0кВт;
2) Частота вращения входноговала – 1350 мин-1;
3) Передаточное число:редуктора – 15,5;
4) КПД редуктора – 74%;
5) Срок службы редуктора придвухсменной работе – 5 лет.
Редукторполучает вращение от электродвигателя через малоинерционную упругую муфту. Придлительной работе без перерыва редуктора, температура трущихся деталей (колёс,валов и подшипников) не должна превышать 75°С, температура корпуса –50°С.В связи с чем червяк редуктора погружается в масляную ванну. Смазываниеподшипников происходит за счёт разбрызгивания.
Выбор ианализ НТД по качеству объекта разработкиНоменклатура показателей качества редукторов,обозначение и характеризуемые свойства приведены в ГОСТ 4.124-84 «Система показателейкачества продукции. Редукторы, мотор — редукторы, вариаторы. Номенклатурапоказателей» Настоящий стандарт распространяется на редукторы, мотор — редукторы,вариаторы общемашиностроительного применения и устанавливает номенклатуруосновных показателей качества, используемых при оценке уровня качествапродукции.Состоит из трех основных разделов:1) Номенклатура показателей качестваредукторов, мотор — редукторов, вариаторов.2) Классификационные группировки редукторов,мотор — редукторов, вариаторов.3) Применяемость показателей качестваредукторов, мотор — редукторов, вариаторов.
Расчётпоказателей качества
Всоответствии с нормативно – технической документацией, указанной в предыдущемпункте данной курсовой работы, червячный редуктор имеет номенклатурупоказателей, представленных в таблице 1.
Для достижения качественной работы передач редуктора необходимо:
1) Обеспечитькинематическую точность, т.е. согласованность углов поворота ведущего иведомого колес передачи;
2) Обеспечитьплавность работы, т.е. ограничение циклических погрешностей, многократноповторяющихся за один оборот колеса;
3) Обеспечитьконтакт зубьев, т.е. такое прилегание зубьев по длине и высоте, при котором,нагрузки от одного зуба к другому передаются по контактным линиям, максимальноисполняющим всю активную поверхность зуба;
4) Обеспечитьбоковой зазор для устранения заклинивания зубьев при работе в передаче.
Таблица 1 –Показатели качества червячного редуктораНаименование показателя Обозначение показателя Наименование характеризуемого свойства
1. Показатели назначения
1.1. Классификационные показатели
1.1.1. Номинальная частота вращения входного вала, с-№
nвх.ном -
1.1.2. Номинальная частота вращения выходного вала, с-№
nвых. ном -
1.1.3. Передаточное число U -
1.2. Функциональные показатели и показатели технической эффективности
1.2.1. Номинальный крутящий момент на выходном валу, Нм
Мвых. ном Нагрузочная способность
1.2.2. Допускаемая радиальная консольная нагрузка, приложенная в середине посадочной части входного вала, Н
Fвх. Нагрузочная способность
1.2.3. Допускаемая радиальная консольная нагрузка, приложенная в середине посадочной части выходного вала, Н
Fвых. Нагрузочная способность
1.3. Конструктивные показатели
1.3.1. Удельная масса, кг/Н∙м - Эффективность использования материала в конструкции
1.3.2. Габаритные размеры (длина, ширина, высота), мм L∙B∙H -
1.3.3. Межосевое расстояние, мм
aw -
1.3.4. Климатическое исполнение и категория размещения - Стойкость к воздействию климатических
2. Показатели надежности
2.1. Показатели безотказности
2.1.1. Установленная безотказная наработка, ч (ГОСТ 27.002-83)
Ту Безотказность
2.2. Показатели долговечности
2.2.1. Полный средний срок службы, год (ГОСТ 27.002-83)
Тсл Долговечность
2.2.2. Полный установленный срок службы, год (ГОСТ 27.002-83)
Тсл. у Долговечность
2.2.3. Полный девяностопроцентный ресурс передач, ч (ГОСТ 27.002-83)
Тр -
2.3. Показатель ремонтопригодности
2.3.1. Удельная суммарная трудоемкость технического обслуживания, чел. – ч/ч (ГОСТ 27.002-83)
Sт.о Ремонтопригодность
3. Показатели унификации
3.1. Коэффициент применяемости, %
Кпр Степень заимствования
3.2. Коэффициент повторяемости, %
Кп Степень повторяемости
4. Эргономические показатели
4. Корректированный уровень
Lра Звуковое давление
звуковой мощности, дБА
5. Патентно – правововой показатель
5.1. Показатель патентной защиты
Рп.з. Патентная защита
5.2. Показатель патентной чистоты
Рп.ч. Патентная чистота
6. Показатель экономичного использования энергии
6.1. Коэффициент полезного действия, % з Эффективность использования энергии /> /> /> /> /> /> />
Для достижения поставленных целей редуктор должен иметьсоответствующие единичные и комплексные показатели качества. Все показателикачества редуктора разрабатываются на такой стадии жизненного цикла изделия,как проектирование.
Обеспечениекачества изделия при сборке. Выбор метода достижения качества
Обеспечениетребуемого качества изделий, в том числе (и прежде всего) показателейназначения, технологичности и надежности, определяется достижением заданных параметровзамыкающих звеньев размерной цепи.
Именно с этойцелью выявлены размерные цепи и их уравнения, устанавливающие функциональныесвязи замыкающих и составляющих звеньев.
Размерныецепи отражают объективные размерные связи в конструкции машины, в технологическихпроцессах изготовления её деталей и сборки, при измерении, возникающие всоответствии с условиями решаемых задач.
Свойства изакономерности размерных цепей отражаются системой понятий и аналитическимизависимостями, позволяющими рассчитывать номинальные размеры и обеспечиватьнаиболее экономичным путем точность изделий при конструировании, изготовлении,ремонте и во время эксплуатации.
Существуетнесколько методов достижения заданной точности исходного звена: метод полнойвзаимозаменяемости, вероятностный метод, метод регулирования.
Выявляемразмерную цепь. Для нормальной работы в зацеплении должен оставаться зазор,который обеспечивается за точности изготовления и сборки редуктора.
Дляобеспечения качества сборки необходимо соблюдать линейные размеры редуктора.Размерные цепи А, Б, В представлены на рисунке 1.
Размернаяцепь Б: Б1 – соосность вала-червяка; Б2 – соосность подшипника; Б3– соосностьколеса; Б4 – соосность подшипника; Б3 – межосевое расстояние.
/>
/>
/>
Рисунок 1 — Размерные цепи А, Б, В
Строим схемуразмерной цепи В, точность замыкающего звена которой была рассчитана ранее.
Звено В8 –увеличивающее.
В1, В2, В3, В4,В5, В6, В7 – уменьшающие
Номинальныезначения звеньев
В1=9мм –фланец крышки; В2=5мм – втулка; В3=30мм – подшипник;
В4=10мм –бурт вала; В5=90мм – колесо; В6=30мм – подшипник;
В7= фланецкрышки; В8=198 – расстояние между торцами корпуса.
Выполняем расчётразмерной цепи В различными методами точности.
Расчёт РЦ на максимум-минимум.
Постановказадачи. Имеется РЦ, состоящая из n составляющих звеньев, причём m из них увеличивающие.Назначить допуски одного или двух соседних квалитетов на составляющие размеры,причём размер замыкающего звена должен находиться в заданном интервале, равномТБS.
Исходя, изусловия замкнутости РЦ через замыкающее звено определим его номинальноезначение по формуле
/>/>(1)
Где, j=1, 2, 3 n – номера составляющихзвеньев.
Допуск назазор равен
ТВS= ВSmax-ВS min=888–0=0,888мм
Верхнеепредельное отклонение замыкающего звена ES ВS равно
ВSmax-ВS=10,888–10=0,888мм
Нижнеепредельное отклонение EI ВS равно
ВS min-ВS=10,0–10,0=0,0мм
Такимобразом, значение зазора можно записать как
/>/> мм
Координатасередины поля допуска ЕсВS равна
/> мкм
Для тогочтобы допуски на составляющие размеры назначить из одного квалитета, необходиморассчитать коэффициент точности РЦ
/>(2)
Где, ij единица допускаинтервала, в который входит j-ый размер.
Если в РЦимеются звенья с известными допусками (например, кольца подшипников 0,120мм,формула для арасч (2) должна быть скорректирована:
/>
В числителедопуск замыкающего звена, зависящий только от размеров, допуски на которые неизвестны, а в знаменателе сумма единиц допуска для этих размеров.
Сравниваязначения арасч с атаб, определяем требуемый квалитет, из которого назначаемдопуски на составляющие звенья. При этом учитываем координаты полей допусков.
Назначаемдопуски на составляющие размеры из 10 квалитетов, кроме размера В2.
В1=9-0,058мм;В4=10-0,058мм; В5=90-0,140мм; В7=14-0,07мм; В8=198+0,185мм
Допуски равны
ТВ1=58мкм;ТВ4=58мкм; ТВ5=140мкм; ТВ7=70мкм; ТВ8=185мкм
Координатысередин полей допусков равны, (мкм)
esВ1=-29; esВ4=-29; esВ5=-70 ecВ7=-35 ESB8=92,5
Определимдопуск ТВ2 по (1).
ТBS =ТB1+ТB2+ТB3+ТB4+ТB5+ТB6+ТB7+ТB8
Откуда
ТB2=ТBS-(ТB1+ТB2+ТB3+ТB4+ТB5+ТB6+ТB7+ТB8)=888–(58+58+120+120+140+70+185)=137мкм
Определимкоординату середины поля допуска размера
Из формулы
/>(3)
Имеем
ЕсBS=ЕсB8–есB1-есB3-есB4–есB5–есB6–есB7–есB2
Откуда
eсB2=-ЕсBS+ЕсB8–(есB1+есB3+есB4+есB5+есB6+есB7)=-444+92,5-(-29-29-70-35-60-60)=0+0+0+0 =-68,5мкм
Определимпредельные отклонения размера B2 по формулам
/>мкм(4)
/>мкм(5)
Допуск намежосевое расстояние будет иметь вид.
/>; ТB2=90мкм; ЕсB2=-45мкм
Проверочныйрасчёт РЦ на максимум-минимум:
Номинальноезначение замыкающего звена равно:
BS=B8–B1–B2–B3–B4–B5–B6–B7=198-9-30-10-90-10-30-14=5мм
ТBS=ТB1+ТB2+ТB3+ТB4+ТB5+ТB6+ТB7+ТB8=58+90+120+58+140+120+70+185=841мкм
Значениянижнего и верхнего предельных отклонений замыкающего звена равны:
/>
/>мкм(7)
Наибольший инаименьший зазоры равны:
ВSmax=ВS+ESВS=5+0,881=5,881мм
ВSmin=ВS+EI ВS=0–0,0=0,0мм
Результатысводим в таблицу 2
Таблица 2 — Данные для расчета размерной цепиРазмер В1 В2 В3 В4 В5 В6 В7 В8 ВS Номинальное значение, мм 9 5 30 10 90 30 14 198 10 Ec (ec) -29 -45 -60 -29 -70 -60 -35 92,5 420,5 ES (es) 185 841 EI (ei) -58 -90 -120 -58 -140 -120 -70
Проверкапоказала, что назначенные предельные отклонения составляющих звеньевобеспечивают требуемую точность замыкающего звена, однако принадлежность ихквалитету IT10 делает изготовление деталей экономически не выгодным.
Расчётразмерных цепей вероятностным методом
Имеем ту жеразмерную цепь, состоящую из n составляющих звеньев, причём m из них увеличивающие.Необходимо назначить более экономичные, чем в первом случае расширенные допускиодного или двух соседних квалитетов на составляющие размеры. Размер замыкающегозвена должен находиться в заданном интервале, равном ТБS, причём имеется заранееизвестный процент риска выхода размера замыкающего звена за границы этогоинтервала.
Таким образом,необходимо рассчитать новый коэффициент точности РЦ а¢расч
/>(8)
Где,t коэффициент риска,определяемый по принятому проценту риска. При нормальном распределении размеровзамыкающего звена
Р=0,27%; t =3;
lj – коэффициент относительного рассеяния. При нормальномзаконе распределения
lj=1/3
Назначаемдопуски на составляющие размеры из 11 квалитета, кроме размера В2.
В1=9-0,09мм;В4=10-0,09мм; В5=90-0,22мм; В7=14-0,11мм; В8=198+0,290мм
Допуски равны
ТВ1=90мкм;ТВ4=90мкм; ТВ5=220мкм; ТВ7=110 мкм; ТВ8=290мкм
Координатысередин полей допусков равны, (мкм)
esВ1=-45мкм; esВ4=-45мкм; esВ5=-110мкм ecВ7=-55мкм
ESB8=145мкм
Определимдопуск ТБ5 из уравнения
/> (9)
Послепреобразования и подстановки
/>
Откуда имеем
/>
Определимкоординату середины поля допуска размера
eсB2=-ЕсBS+ЕсB8–(есB1+есB3+есB4+есB5+есB6+есB7)=-444+145-(-45-45-110-55-60-60)=0+0+0+0=76мкм
Определимпредельные отклонения размера B2 по формулам
/>мкм(4)
/>мкм(5)
Допуск намежосевое расстояние будет иметь вид.
/>; ТB2=150мкм; ЕсB2=-75мкм
Проверочныйрасчёт РЦ вероятностным методом
Допускзамыкающего звена
/>мкм
Значениянижнего и верхнего предельных отклонений замыкающего звена равны:
/>мкм(6)
/> мкм
Наибольший инаименьший зазоры равны:
ВSmax=ВS+ESВS=10+0,817=10,817мкм
ВSmin=ВS+EIВS=100,373=10,373мкм
Результатысводим в таблицу 3
Таблица 3 — Данные для расчета размерной цепиРазмер В1 В2 В3 В4 В5 В6 В7 В8 ВS Номинальное значение, мм 9 5 30 10 90 30 14 198 10 Ec (ec) -45 75 -60 -45 -110 -60 -55 145 420,5 ES (es) 150 290 595 EI (ei) -90 -120 -90 -22 -120 -110 373
Проверкапоказала, что назначенные предельные отклонения составляющих звеньевобеспечивают требуемую точность замыкающего звена, и принадлежность ихквалитету IT11 экономически более целесообразно, чем IT10.
Расчётразмерных цепей методом компенсаторов.
Под методомрегулирования понимают такой расчёт размерных цепей, при котором предписаннаяточность исходного (замыкающего) звена достигается преднамеренным изменением(регулированием) величины одного из заранее выбранных составляющих размеров,называемого компенсирующим. Роль компенсатора обычно выполняет специальноезвено в виде прокладки, регулируемого упора, клина или втулки. При этом по всемостальным размерам цепи детали обрабатывают по расширенным допускам,экономически приемлемых для данных производственных условий. Недостатком такогорасчёта является усложнение конструкции. Примером компенсатора может являтьсянабор сменных прокладок, вводимых в сборочную размерную цепь.
Назначаемрасширенные допуски на составляющие звенья по IT12
В1=9-0,15мм;В4=10-0,15мм; В5=90-0,35мм; В7=14-0,18мм; В8=198+0,460мм
Допуски равны
ТВ1=150мкм;ТВ4=150мкм; ТВ5=350мкм; ТВ7=180мкм; ТВ8=460мкм
Координатысередин полей допусков равны, (мкм)
esВ1=-75мкм; esВ4=-75мкм; esВ5=-175мкмecВ7=-90мкм
ESB8 = 230 мкм
Звено В2(втулка) – компенсатор.
Диапазонкомпенсации
/>мкм(9)
Для Бk уменьшающего координатасередины поля допуска
/>ЕсВ8-есВ1-есВ3-есВ4–есВ5-есВ6–есВ7-сВS=230-(-75-75-175-90-60-60)-444=321мкм
Предельныеотклонения Бk
/>мкм (10)
/>мкм(11)
/> принимаем />
Предельныеотклонения
/>мкм
Отклонения найдены,верно.
Рассчитаемчисло и толщину прокладок. Размер Вkmin можно принять за толщину постоянной прокладки Sпост = 5,0 мм. Числосменных прокладок
/>
Принимаем n=2, тогда толщина сменныхвтулок
/> мкм » 0,35мм
Расчёт проверяемпо формулам
S£ТВS
Sпост£Вkmin
Sпост+nS³Вkmax
S=0,35£0,888
0=0
0+2×0,35 =0,7³0,642
Вк1=5,35+0,05мм
Вк2=5,7+0,05мм
Выбор вида иформы организации процесса сборкиСборка является одним из заключительных этаповизготовления изделия, в котором сходятся результаты всей предшествующей работы,проделанной конструкторами и технологами по созданию изделия. Качество изделияи трудоемкость сборки во многом зависят от того, как понято конструктором ивоплощено в конструкции служебное назначение изделия, как установлены нормыточности, насколько эффективны выбранные методы достижения требуемой точностиизделия и как отражены эти методы в технологии изготовления изделия. Технолог,разрабатывающий технологический процесс сборки изделия, должен: отчетливопредставлять задачи, для решения которых создается изделие; понимать связи,посредством которых изделие должно выполнять предписанный ему процесс;обеспечить с требуемой точностью все необходимые связи в изделии соответствующимпостроением технологического процесса его изготовления, предъявив требованиясборки к технологии изготовления деталей и контролю их точности.
Решающимфактором выбора вида сборки является количество машин подлежащих изготовлению вединицу времени. По своему объему сборка подразделяется на общую и узловую.
Поточнаясборка более производительна, сокращает цикл производства и межоперационныезаделы, повышает специализацию сборщиков. А также возможность механизации иавтоматизации сборочных работ. При поточной сборке перемещении от собираемогообъекта от одного рабочего места к другому осуществляют:
1) Вручную
2) Припомощи механических транспортирующих устройств, используемых в основном длямногооперационного перемещения собираемых объектов.
3) Наконвейере периодическим перемещением (пластинчатый конвейер), тележки, ведомыепо рельсовому пути замкнутой цепи, в этом случае сборку проводят на конвейере впериоды его остановки.
4) Нанепрерывно движущемся конвейер, который перемещает изделия с такой скорости,чтобы можно было на определенных участках совершать различные сборочныеоперации.
Поточную сборку машинбольших габаритных размеров и массы экономичнее собирать, оставляя ихнеподвижными и периодически перемещая бригадой рабочих от одной машины кдругой. Сборка обычно проводится на неподвижных стендах. Такая форма сборкишироко используется в серийном производстве.
С уменьшением количествамашин подлежащих изготовлению, когда поточная сборка становится не экономичной,применяют не поточную сборку, в мелкосерийном производстве широко применяетсягрупповая сборка, которая позволяет использовать технологические и организационныедостоинства крупносерийного производства в части применения поточных методовработы сокращения трудоемкости и себестоимости сборки, использованиявысокопроизводительного оборудования, средств механизации и автоматизации. Вгрупповой поточной линии оборудование располагают по технологическому маршрутусборки узлов. Группы подбираются по признакам технологической общности исерийности выпуска.
Для группы разрабатываюттехнологический процесс и проектируют наладки оборудования. Может производитьсяодновременная групповая сборка всех прикрепленных к данной сборочной позицииузлов, при ее временной наладке. При этом применяют специальные приспособления,в которые устанавливают все узлы, собираемые на данной операции.
Разработкатехнологической схемы сборки
Схема сборкирассматриваемого одноступенчатого цилиндрического редуктора представлена в графическойчасти.
Перед сборкойвнутреннюю полость корпуса редуктора очищают и покрывают краской. Сборкупроизводят в соответствии со сборочным чертежом редуктора.
Сначалазапрессовывают шпонки, затем надевают колесо и запрессовывают подшипники. Вкрышки закладывают масло удерживающие кольца.
Собранныевалы укладывают в основание корпуса редуктора и надевают крышку корпуса,покрывая предварительно поверхности стыка крышки и корпуса спиртовым лаком.Устанавливают закладные крышки. Для центровки устанавливают крышку на корпус спомощью двух диагонально расположенных штифтов и затягивают болты.
Заливают вкорпус масло и закрывают крышку.
Собранныйредуктор обкатывают и подвергают испытаниям на стенде.
Длянормальной работы шариковых и роликовых подшипников следует следить, чтобывращение подвижных элементов (внутренних колец) происходило легко и свободно, сдругой стороны, чтобы в подшипниках не было излишне больших зазоров. Этодостигается с помощью регулировки, для чего применяют наборы тонкихметаллических прокладок, устанавливаемые под фланцы крышек подшипников иливтулок. Необходимая толщина набора прокладок может быть составлена из тонкихметаллических колец.
редукторпоказатель технологический схема
Разработкаоперационного технологического процесса сборки
Заключительнымэтапом технологического процесса сборки машины является нормирование сборочныхработ, определение трудоемкости сборки и компоновка операций из переходов.
Установленныенормы времени на сборку отдельных сборочных единиц и машины в целом даютвозможность определить трудоемкость их сборки как сумму затрат времени навыполнение отдельных переходов.
Значениетрудоемкости переходов и необходимого числа рабочих дает возможность объединить переходы и тем самым сформировать операции. Каждая операция должнапредставлять собой законченную часть технологического процесса, выполняемуюрабочим или бригадой рабочих на отдельном рабочем месте. Для определениядлительности сборки машин строят циклограмму. Циклограмма позволяет вскрытьпути сокращения цикла сборки, что важно для уменьшения объема незавершенногопроизводства.
Циклограммасборки. Планировка участка
Циклограмма –это графическое определение последовательности выполнения операций, переходовили приёмов сборочного процесса и затрат времени на их выполнение. Припостроении циклограммы в вертикальной колонке построчно записывают всеоперации, переходы и приёмы. Степень их дифференциации зависит от уровняциклограммы.
Циклограмма сборки всоответствие со схемой сборки представлена на рис. 2
/>/>
Рисунок 2 — Циклограмма сборки.
Технологическийпроцесс изготовления детали. Характеристика и служебное назначение детали
Деталь «колесочервячное» (рисунок 3) представляет собой тело вращения и имеет габаритныеразмеры Ш 229 Ч 90. Деталь предназначена для приёма вращения от червяка.
Наиболееточными поверхностями детали являются:
— отверстие Ш60Н7 с шероховатостью Ra = 1,6 мкм.
— паз b = 18 Js9 с шероховатостью Ra = 3,2 мкм.
— зубчатыйвенец Ш229h12с шероховатостью зубьев Ra = 1,6 мкм.
/>
Рисунок 3 – Колесочервячное в сборе
Каждомуэлементу детали назначаем порядковый номер и технические требования согласно рабочемучертежу и заносим в таблицу 4.
Конструкциядетали «колесо червячное» — сборное, поэтому на предварительном этапе заготовкуступицы для детали можно предложить полученную штамповкой нагоризонтально-ковочных машинах. Бронзовый венец получают отливкой. Послезапрессовки венца на ступицу деталь обрабатывается.
Таблица 4 — Анализ конструкции зубчатогоколеса
№
поверх Наименование поверхности, размер
Точность
размера
Шероховатость поверх., Ra,
мкм Назначение поверх 1 2 3 4 5 1
Отверстие
Ш 60Н7 мм H7 1,6 Конструкторская 2 Паз b = 18 мм Js9 3,2 конструкторская 3 Торец h 12 2,5 конструкторская 4 торец h 14 6,3 свободная 5 выемка Н14 6,3 свободная 6
Венец зубчатый
Ш 229 мм h 8 1,6 конструкторская 7 торец h 14 6,3 свободная 8 Наружный диаметр Н14 6,3 свободная 9 Торец h 12 2,5 конструкторская 10 Фаска, 1,6Ч45є h 14 6,3 свободная 11 Фаска, 3,0Ч45є h 14 6,3 свободная
Детальобладает достаточной жёсткостью, так как отношение её длины к диаметру менее10,
/>
Конструкторскаяжёсткость детали позволяет обрабатывать ее, используя обычные режимы резания, атакже нет необходимости для применения устройств (люнетов), служащих дляувеличения жёсткости системы обработки.
Все поверхностидетали открыты для её обработки резанием и позволяют применять стандартныережущие инструменты. В целом конструкция детали технологична и при созданиинеобходимых условий обработки, трудностей при её изготовлении не возникнет.
Показателикачества детали
Колесо червячноепредназначено для передачи и преображения крутящего момента, для этого на еговнешнем диаметре нарезаны зубья. Для передачи крутящего момента предназначеншпоночный паз. Для нормальной работы червячное колесо должно плотно сидеть на валу,поэтому его внутренний диаметр выполнен по посадке Æ60Н7, что достигаетсяшлифовкой. Чтобы колесо легко собиралось, необходимо обеспечить следующиетребования, предъявляемые к шпоночному пазу: допуск симметричности 0,016 мкм,допуск параллельности 0,028мкм относительно оси отверстия.
Точностьостальных размеров находится в пределах 14 квалитета точности. Шероховатостьшпоночного паза составляет Ra=3,2мкм и может быть обеспечена во времяпротягивания. Шероховатость оставшихся поверхностей Ra=6,3мкм и не требуетчистовых и доводочных операций.
Выборзаготовки и способа её изготовления
Определяемкоды материала, серийности производства, конструктивной формы и массызаготовки.
1) Материал.По табл. 3.1 [4] для Стали 45 определяем код – 6 (легированные стали).
2) Потабл. 3.3 [4] –серийность
Вид заготовки– штамповка, поковка
Масса – 6,1кг
Годоваяпрограмма выпуска – 2500 шт.
Код – 3.
3) Определяемконструктивную форму по чертежу по табл. 3.2 [4]– код 3: детали типадисков.
4) Потабл. 3.4 [4] определяем код массы – 4.
Имеемследующие обозначение заготовки 6-3-3-4
Из табл. 3.7выписываем рекомендуемые виды заготовок:
7 – штамповкана молотах и прессах;
8 – штамповкана горизонтально-ковочных машинах;
9 – Свободнаяковка.
Методыполучения заготовок:
1) Штамповкана молотах или штамповка на прессах;
2) Штамповкана горизонтально-ковочных машинах;
3) Свободнаяковка.
Штамповка намолотах и прессах
Массазаготовки
/>кг
где Квт =0,8(табл. 3.5 [4]), Gд = 6,5 кг
Базоваястоимость 1 т заготовок
/> руб
Ц1 = 463 руб,Ц2 = 446 руб, М1= 5,65 кг, М2 = 8,5 кг (табл. 3.4 [4])
Стоимостьзаготовки
/> руб.
Кто=25 длянормализации, Кт=1,0; Кс= 1,3 (табл. 3.9 [4])
Штамповка нагоризонтально-ковочных машинах
Массазаготовки
/>кг
где Квт =0,85(табл. 3.1 [4]), Gд = 6,5 кг
Базоваястоимость 1 т заготовок
/> руб
Ц1 = 463 руб,Ц2 = 446 руб, М1= 5,65 кг, М2 = 8,5 кг (табл. 3.4)
Стоимостьзаготовки
/> руб.
Кто=25 длянормализации, Кт = 1,0; Кс = 1,0 (табл. 3.9 [4])
Свободнаяковка
Массазаготовки
/>кг
где Квт =0,6(табл. 1), Gд= 6,5 кг
Базоваястоимость 1 т заготовок
/>
Ц1 = 424 руб,Ц2 = 387 руб, М1= 5,65 кг, М2 = 10 кг (табл. 3.4 [4])
Стоимостьзаготовки
/>руб.
Кто = 25 длянормализации, Кт = 1,0; Кс = 1,0 (табл. 3.9 [4])
Выбираемполучение заготовок на горизонтально-ковочных машинах, Сзаг = 13,46 руб
Определениетипа производства
Согласно ГОСТ3.1108-74 ЕСТД и ГОСТ 14.004-74 ЕСТД одной из основных характеристик типапроизводства является коэффициент закрепления операций Кз.о.
КоэффициентКз.о показывает отношение числа всех операций, выполняемых в цехе в течениемесяца, к числу рабочих мест, т.е. характеризует число операций, приходящихся всреднем на одно рабочее место в месяц, или степень специализации рабочих мест.
При Кз.о £ 1 производство являетсямассовым
1£Кз.о £ 10 – крупносерийным;
10£Кз.о £ 20 - среднесерийным;
20£Кз.о £ 40 – мелкосерийным.
В единичномпроизводстве Кз.о не регламентируется.
Упрощёно, типпроизводства можно определить по массе детали и годовой программе выпуска. Примассе 6,5 кг и годовой программе выпуска 2500 штук в год тип производства – средне-серийное.
Разработкамаршрутного технологического процесса. Выбор общих технологических баз
Для детали колесочервячное в собре выбираем следующие технологические базы: установочная (1, 2,3), двойная опорная (4, 5), опорная (6) (рисунок 4). Такое базированиеобеспечит заданную точность в процессе изготовления детали и будет обеспеченапри базировании на оправке и в мембранном патроне при шлифовании внутреннегодиаметра колеса. Для первой операции выбираем базирование в центровой оправке.
/>
Рисунок 4 – Схемабазирования колеса червячного в сборе
Разработкапоследовательности выполнения операций
Разработкапоследовательности выполнения операций – это, так называемый, маршрут обработкизаготовки, который представлен в таблице 5.
Таблица 5 — Технологические схемы обработки
№
Пов.
Наименование
поверхности
Технологические
переходы
Требуемые
параметры IT Ra 1
Зубчатая
поверхность, D = 229
Точение черновое
Точение чистовое
Фрезерование зубьев
Обкатывание зубьев
h12
h11
6,3
3,2
3,2
1,6 2 Торец Без обработки Н14 6,3 3 Выемки Без обработки Н14 6,3 4 Внешний диаметр Æ 90 Без обработки Н14 6,3 5 Торец L= 90 Точение однократное h12 2,5 6 Фаска 1,6 ´ 45° Точение однократное h14 6,3 7
Шпоночный паз
b = 18 протягивание Js9 3,2 8
Внутренняя
цилиндрическая
поверхность, D = 60
Зенкерование черновое
Зенкерование чистовое
Протягивание
Шлифование черновое
Шлифование чистовое
h12
h11
h10
h9
h7
6,3
3,2
2,5
1,6
0,8 9 Торец Без обработки 10 Торец L= 90 Точение однократное h14 6,3 11 Торец L= 70 Точение однократное h12 2,5
Проектированиеоперационного технологического процесса. Выбор оборудования и СТО
Оборудование и их технические характеристики представлены втаблице 6.
Таблица 6 – Технологическое оборудованиеНаименование операции Модель станка Токарная
Токарно-винторезный станок модели 16К20
Параметры:
Наибольший диаметр обрабатываемого прутка 400 мм
Наибольшая длина подачи прутка 1000 мм
Частота вращения шпинделя 12.5 – 1600 об/мин
Продольная подача револьверного суппорта 0.05 – 2.8 мм/об
Мощность эл. двигателя привода главного движения 11 КВт Протяжная
Горизонтально — протяжной станок модели 7Б510
Параметры:
Номинальное тяговое усилие 10000 кг-с
Длинна рабочего хода ползуна 1250 мм
Диаметр отверстия под планшайбу в опорной плите 150 мм
Размер передней опорной плиты 420 мм
Пределы рабочей скорости протягивания 1¸9 м/мин
Мощность главного электродвигателя 17 кВт
КПД станка 0,9
Внутришлифо-
вальная
Внутришлифовальный станок модели 3К225В
Параметры:
Наибольшие размеры устанавливаемой заготовки
диаметр 200 мм
длина 50 мм
Диаметр шлифуемых отверстий 3-25 мм
Наибольший ход стола 320 мм
Частота вращения шпинделя заготовки 280 – 2000 об/мин
Частота вращения шпинделя шлиф. круга 20000 об/мин
Мощность электродвигателя привода главного движения
4 КВт Зубофрезерная
Зубофрезерный полуавтомат модели 5304В
Параметры:
Наибольший диаметр обрабатываемой заготовки 80 мм
Наибольшие размеры нарезаемых колес:
модуль 1,5
длина зуба прямозубых колес 100 мм
Частота вращения шпинделя инструмента 1600 об/мин
Мощность электродвигателя привода главного движения 1,5 кВт Зубообкотная
Зубообкатной станок модели 5П722
Параметры:
Наибольший диаметр обрабатываемой заготовки 320 мм
Модуль обрабатываемых зубчатых колес 0,3-6
Частота вращения ведущего шпинделя 1450 об/мин
Мощность электродвигателя привода главного движения 5,5 кВт
Для обработкишестерни на различном оборудовании выбираем стандартный металлорежущийинструмент [6, гл.3] и заносим его в таблицу 7.
Таблица 7 –Металлорежущий инструментНазвание операции Металлорежущий инструмент Токарная
1. Проходной упорный прямой резец Т15К6 с углом в плане /> (ГОСТ 18879 – 73)
2. Токарный проходной отогнутый резец Т15К6 с углом в плане /> (ГОСТ 18869 – 73)
3. Резец подрезной Т15К6 (ГОСТ 18880 – 73)
4. Зенкер цельный с коническим хвостовиком
ГОСТ12489 – 71 Шлифовальная
Шлифовальный круг ПВД;
24А16ПС25К8А, ГОСТ 2424 — 96 Протяжная Протяжка шпоночная ГОСТ 24820 – 81 Зубофрезерная Фреза специальная m=3,5; Зубообкатная Колесо специальное
Формированиеструктуры операций и построение размерных схем
При современном уровне требований к изделиям машиностроениявысокие показатели качества деталей машин, как правило, могут быть достигнутылишь путем ряда последовательно выполняемых технологических операций. Свойствадеталей формируются поэтапно – от операции к операции, поскольку для каждогоспособа обработки существуют возможности исправления исходных погрешностейзаготовки и получения требуемых точности и качества обработанных поверхностей.Поэтому, как отмечалось ранее, при изготовлении заготовки необходимостремиться, чтобы она по форме и размерам максимально приближалась к готовойдетали. Это приводит к повышению точности и качества поверхностей готовой детали,способствует экономии материала и сокращению трудоемкости механическойобработки. Для достижения поставленной задачи – обеспечения заданныхпоказателей редуктора – следует правильно назначить припуски и допуски назаготовку рассматриваемого червячного колеса.
На обрабатываемые поверхности заготовки червячного колесаназначаем припуски и допуски по ГОСТ 26645 – 85 и записываем их значения втаблицу 8.
Таблица 8 — Припускии допуски на обрабатываемые поверхности червячного колеса (размеры в мм)Размер Припуск Допуск
Ш229/>0,046 2∙1,8
/>0,5
Ш190/>0,046 2∙1,7
/>0,4 Ш68+0,03 2∙1,4
/>0,25 40 2∙1,3
/>0,2
90/>0,035 2∙1,6
/>0,35 15 2∙1,2
/>0,18
Технологическоеустановочно-зажимное приспособление. Служебное назначение приспособления
Для чистовойобработки наружной поверхности и шлифования колесо надеваем на центрирующуюоправку, которая обеспечит заданную точность установки.
Центровыеоправки применяют для установки с центральным базовым отверстием втулок, колец,шестерён, обрабатываемых на многорезцовых шлифовальных и других станках. Приобработке партии таких деталей требуется получить высокую концентричностьнаружных и внутренних поверхностей и заданную перпендикулярность торцов к осидетали.
Показателикачества приспособления
Прибазировании на центрирующей оправке на чистовых операциях и при обработкезубьев заготовка устанавливается по обработанному внутреннему диаметру, чтопозволяет избежать погрешностей базирования, поскольку обеспечивает взаимосвязьмежду зубчатой поверхностью и осью посадочного отверстия. При выбранной схемебазирования заготовки на центрирующей оправке технологическая, конструкторскаябаза и измерительная совпадают, что приведет к отсутствию погрешности базирования.
Для оправки старельчатыми пружинами погрешность установки
/> мкм при базе в 150 мм [1, табл. 13]
Износ приобработке колеса при базировании на тарельчатые пружины
eи=0,007мм.
Погрешностьфиксации
eс=0,001мм.
Принципиальнаясхема и описание работы приспособления. Оправки и патроны с тарельчатымипружинами применяются для центрирования и зажима по внутренней или наружнойцилиндрической поверхности обрабатываемых деталей. В графической части показанацентровая оправка с тарельчатыми пружинами. Оправка состоит из корпуса 7, упорногокольца 2, пакета тарельчатых пружин 6, нажимной втулки 3 и тяги 1, и гайкой 4. Оправкуприменяют для установки и закрепления детали 5 по внутренней цилиндрическойповерхности. При закручивании гайки 4, последняя, через втулку 3, нажимает натарельчатые пружины 6. Пружины выпрямляются, их наружный диаметр увеличивается,а внутренний уменьшается, и обрабатываемая деталь 5 центрируется и зажимается.
Заключение
В результатепроделанной работы были реализованы навыки ведения самостоятельной инженернойработы, изучена методика теоретико-эксперементальных исследованийтехнологических процессов механо-сборочного производства.
Осуществленопроектирования технологических процессов сборки редуктора червячногоодноступенчатого и технологических процессов изготовления детали – колесочервячное в сборе.
Список использованных источников
1. Маталин А.А.Технология машиностроения. Л.: Машиностроение, Ленингр. Отд-ние, 1985г. 496с.
2. Аверченков В.И.,Гордиленко О.А. и др. Сборник задач и упражнений по технологии машиностроения.М: Машиностроение, 1988г. 192с.
3. Руцкой A.M., Шишков С.Е.и др. Сборник задач и упражнений по технологии машиностроения. Курск ГТУ. Курск,2000г. 240с.
4. Справочник контролёрамашиностроительного завода. Допуски, посадки, линейные измерения/ А.Н.Виноградов, Ю.А. Воробьёв, Л.Н. Воронцов. М.: Машиностроение. 1980г. 527с.
5. Справочниктехнолога-машиностроителя. Т. 1. /А.Г. Косилова, Р.К. Мещеряков. М.:Машиностроение. 1986г. 656с.
6. Справочниктехнолога-машиностроителя. Т. 2. /А.Г. Косилова, Р.К. Мещеряков. М.:Машиностроение. 1986г. 496с.
7. Якушев А.И. и др.Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения. М.: Машиностроение,1986г.
8. Допуски и посадки:Справочник под ред. Мягкова. Л.: Машиностроение, 1979г.
9. Белоусов А.П.Проектирование станочных приспособлений. М., «Высшая школа», 1974г. 264с.
10. Колесов И.М. Основытехнологии машиностроения: Учеб. для машиностроит. спец. вузов. – 3-е изд.,стер. – М.: Высш. шк., 2001г. 591с.: ил.
11. ГОСТ 29285 – 92«Редукторы и мотор – редукторы. Общие требования к методам испытаний