Модернизация аппарата для развальцовывания шайб подшипников

Вид работы:

Дипломная (ВКР)
Предмет:

Другое
Язык:

Русский
,
Формат файла:
MS Word

408,98 Кб
Опубликовано:

2017-08-12

Все дипломные работы по другим направлениям

Скачать дипломную работу Читать текст online Заказать дипломную
*Помощь в написании! Посмотреть все дипломные работы

Вы можете узнать стоимость помощи в написании студенческой работы.

Модернизация аппарата для развальцовывания шайб подшипников

Содержание

Введение

. Анализ состояния вопроса, цели и задачи работы

.1 Анализ состояния вопроса

.2 Постановка цели и задачи работы

. Проектирование привода аппарата для установки шайб подшипников

.1 Разработка кинематической схемы привода

.2 Энергокинематический расчет привода

.3 Определение частот вращения и моментов на валах

.4 Подбор стандартного редуктора

.5 Проектирование цепной передачи

2.6 Ориентировочный расчет и конструирование выходного вала

2.7 Предварительный выбор подшипников

2.8 Эскизная компановка узла приводного вала

.9 Проверка долговечности предварительно выбранных подшипников

2.10 Уточненный расчет вала

2.11 Выбор муфты

.12 Подбор шпонок и проверка прочности шпоночных соединений

. Разработка гидропривода аппарата

.1 Расчет и выбор исполнительного гидродвигателя

3.2 Составление принципиальной схемы гидропривода

3.3 Расчет и выбор насосной установки

3.4 Расчет и выбор гидроаппаратуры и трубопроводов

.5 Разработка конструкции гидроблока управления

.6 Определение потерь давления в аппаратах и трубопроводах

. Разработка технологического процесса изготовления червячного зубчатого колеса

.1 Описание конструкции и назначения детали

.2 Выбор метода изготовления и формы заготовки

.3 Выбор структуры технологического процесса обработки детали

.4 Выбор типа производства и формы организации технологического процесса

.5 Расчёт припусков на обработку

.6 Выбор оборудования, инструмента и приспособлений

.7 Выбор и расчет режимов резания

.8 Техническое нормирование времени операций

.9 Разработка управляющей программы для станка с ЧПУ

. Расчет и конструирование червячной фрезы для нарезания зубьев

.1 Расчет червячных фрез содержит определение размеров профиля фрезы в нормальном к виткам фрезы сечении

.2 Определение конструктивных размеров фрезы

Заключение

Список использованных источников

Введение

шайба подшипник червячный колесо

Среди многих определений нынешнего века все чаще такое: «Век технологии». Степень совершенства, производительность изготовления сложных современных машин во многом определяет степень развития общества.

В наше время машиностроение постепенно переходит к безлюдной технологии, то есть человек исключается из непосредственного процесса производства, а его функции выполняются автоматизированными устройствами и системами. В этих условиях роль инженера-технолога резко возрастает, он становится ключевой фигурой на производстве. Именно он основывает и разрабатывает задание на проектирование автоматизированного оборудования - станков с ЧПУ, автоматических линий, промышленных роботов и робототехнических комплексов и т.п. Он проектирует производственные участки, оснащенные таким оборудованием. Политика в области качества требует пересмотра отношения к выпускаемой продукции. В политике прослеживаются тенденции на улучшение качества.

Улучшение качества - мероприятия, предпринимаемые повсюду в организации с целью повышения эффективности и результативности деятельности структурных подразделений персонала требованиям, установленным в документации для получения выгоды, как для организации так и для потребителей.

Закрытое акционерное общество «Вологодский подшипниковый завод», крупнейшее машиностроительное предприятие Вологодской области и Российской подшипниковой промышленности.

ЗАО «ВПЗ» является крупнейшим предприятием города и размещается на площади около 100 га. Наряду с производственными корпусами, цехами, управленческими отделами, службами - здесь располагаются столовые, здравпункт, предприятия службы быта, типография, оздоровительный центр, библиотека.

По объему выпускаемой продукции ЗАО «ВПЗ» занимает лидирующее положение среди подшипниковых заводов. В 2013 году акционерное общество произвело более 20 % от всего объема выпускаемой товарной продукции подшипниковых предприятий России.

Проектная мощность ЗАО «ВПЗ» предусматривает выпуск подшипников в количестве 24 млн. шт. в год.

Поиск рынков сбыта потребовал расширения номенклатуры подшипников. На заводе выпускается более 1700 типоразмеров подшипников различной конструкции с внутренним размером от 10 мм до 2000 мм и весом от 19 гр. до нескольких тонн. В сутки выпускается около 100 тыс. подшипников. В 1991 г. впервые на заводе изготовлены и выпускаются по настоящее время роликовые подшипники для трубных и металлургических заводов.

Объектом данной выпускной квалификационной работы является модернизация аппарата для развальцовки шайб подшипников.

Выпускная квалификационная работа, включает несколько разделов:

Обзорная часть, в которой необходимо провести анализ состояния вопроса, поставить основную цель и оговорить задачи дипломной работы.

Конструкторская часть. Работая над этой частью необходимо рассчитать привод.

Технологическая часть. В этой части необходимо разработать технологический процесс изготовления зубчатого червячного колеса.

Организационно-экономическая часть включает в себя расчет затрат на модернизацию аппарата и обоснование целесообразности предлагаемых нововведений.

При выполнении выпускной квалификационной работы последовательно прорабатывается множество вариантов, начиная от анализа исходных данных до окончательного выбора, расчета и оформления сборочного чертежа и комплекта технологической документации.

1. Анализ состояния вопроса, цель и задачи работы

1.1 Анализ состояния вопроса

В современных условиях борьба за рынок вынуждает предприятие постоянно совершенствовать свои технологии, производственные фонды, структуру, управление, готовить и вести переподготовку кадров. Эти работы связаны с необходимостью овладения наукоемкими современными, быстро обновляемыми производственными, обучающими и информационными технологиями. Как правило, на предприятиях иметь структуры, поддерживающие и развивающие такие наукоемкие технологии, экономически не оправдано. Появляется необходимость в реконструкции предприятия.

Высокие значения критериев могут быть достигнуты за счет таких свойств производственной системы, как совершенство конструкции изделий, использование высоких технологий, гибкости производства, его автоматизации.

Под гибкостью производства понимается его способность перестраивать свою организационную, технологическую, функциональную и другие структуры или параметры под влиянием изменений внешних или внутренних условий с целью наилучшего обеспечения принятых критериев производственной системы. Можно отдельно рассматривать организационную гибкость, технологическую и др. Гибкость производственной системы обеспечивает такие ее свойства как реактивность производства, надежность выполнения заказов.

Нужно отметить, что все направления повышения эффективности производственной системы взаимосвязаны, иногда противоречивы, и могут рассматриваться только в совокупности. Так совершенство конструкции определяется не только ее потребительскими свойствами, но и возможностью экономичного изготовления в условиях конкретного производства. Высокие технологии прогрессивны не сами по себе, а исходя из возможности их реализации в конкретной производственной системы с имеющимся оборудованием и системой автоматизации. Разрешение противоречий возможно на основе оптимизации соответствующих локальных или глобальных критериев.

В настоящее время на «ЗАО» ВПЗ для изготовления валков холодной прокатки тел качения применяются автоматические линии устаревшего образца, которые не отвечают современным требованиям, предъявляемым качеству продукции.

Также есть ряд существенных недостатков, таких как:

Ручная транспортировка комплектующих;

Большинство операций проводятся операторами в ручном режиме;

Нет ритмичности работы участка;

Возможность механических повреждений при транспортировке комплектующих.

Из-за этого увеличивается себестоимость продукции, время на изготовление, что в настоящее время не может способствовать успешному экономическому существованию предприятия, не позволяет увеличивать объемы производства, уменьшать себестоимость.

Производство инструмента требует специального оборудования и оснастки.

Закупка импортного профилешлифовального оборудования затрудняется очень высокой ценой.

Имеющийся достаточно широкий парк отечественного оборудования позволяет производить инструмент для поперечно-винтовой прокатки, отвечающий всем техническим требованиям.

В дипломном проекте рассмотрены следующие вопросы:

- проектирование привода аппарата для развальцовки шайб подшипников;

- разработка гидропривода аппарата;

расчет и проектирование фрезы;

разработка технологии изготовления зубчатого червячного колеса;

рассчитаны технико-экономические показатели;

приведены меры по безопасному ведению работ.

.2 Постановка цели и задачи работы

Экономическое развитие предприятия зависит от внедрения новых технологий, прогрессивных конструкторских решений. Необходимо, что бы проектируемое изделие было обосновано как экономически, так и технологически.

Поэтому целью данной выпускной квалификационной работы является модернизация аппарата для развальцовки шайб подшипников, позволяющая уменьшить трудоемкость, себестоимость и увеличить производительность, и повысить качество продукции.

Исходя из поставленной цели, необходимо решить следующие задачи:

рассчитать и спроектировать гидропривод завальцовочной головки;

разработать привод аппарата для развальцовки шайб подшипников.

2. Проектирование привода аппарата для развальцовки шайб подшипников

.1 Разработка кинематической схемы привода

Кинематическая схема привода показана на рисунке 2.1.

Рисунок 2.1 Кинематическая схема привода: М - электродвигатель; Р - редуктор червячный; ЦП - цепная передача; Мф - муфта соединительная; I - ведущий (быстроходный) вал червячного редуктора; II - ведомый (тихоходный) вал червячного редуктора; III - вал приводной шпинделя; Z₁ - ведущие звездочка цепной передачи; Z₂ - ведомые звездочка цепной передачи

2.2 Энергокинематический расчет привода

.2.1 Определение общего КПД

Для определения общего КПД привода проанализируем его кинематическую схему и определим источник потерь мощности при ее передаче от электродвигателя исполнительному органу. Общий КПД определяем по формуле:

h_пр = h_муф·h_пк²·h_черв·h_цеп, (2.1)

где h_пр - КПД привода (начиная от вала электродвигателя и заканчивая шпинделем);

h_муф = 0,98 ¸ 0,99 - КПД соединительной муфты, принимаем окончательно h_муф = 0,99;

предварительно червячный редуктор разобьем на:

h_пк - КПД пары подшипников качения, (h_пр = 0,99 - кпд пары подшипников качения);

h_черв - КПД червячной пары (h_черв = 0,8 - кпд червячной пары);

h_цеп = 0,95 ¸ 0,97 - КПД цепной передачи, принимаем h_цеп = 0,96;

Подставляем значения в формулу, получаем:

h_пр = 0,98·0,99²·0,8·0,96 = 0,75

.2.2 Подбор электродвигателя

Требуемая мощность на шпинделе (эффективная мощность N) составляет 0,26 кВт. Фактически требуемая мощность автомата это и есть ни что иное, как величина требуемой мощности на приводном валу шпинделя. Привод должен обеспечить скорость вращения шпинделя 22, 36, 57 мин-1. Исходные данные для расчета привода:

эффективная мощность на шпинделе: N = 0,26 кВт.

После определения мощности на приводном валу необходимо определить потребную мощность электродвигателя, которую определяем по формуле:

, кВт (2.2)

кВт

По справочным таблицам принимаем электродвигатель с мощностью

N_эф ^ст = 0,37 кВт.

Выбираем электродвигатель 4АА 63 В ЧУЗ,

который имеет следующие основные технические характеристики:

· мощность двигателя, кВт - 0,37;

· синхронная частота вращения, мин-1 - 1500.

Привод должен обеспечить скорость вращения шпинделя 22,36,57 об/мин.

Для расчета выбираем скорость при которой будет максимальный крутящий момент мин-1.

2.2.3 Разбивка передаточных отношений

Общее передаточное число привода определяем по формуле:

, (2.3)

где n_дв - мин-1- частота вращения вала электродвигателя

n_пр= 11 мин-1- частота вращения приводного вала конвейера

n_дв = 1500 мин-1

Согласно кинематической схеме передаточное отношение привода разбиваем следующим образом:

, (2.4)

где U_пр - передаточное отношение привода;

U_черв - передаточное число червячного редуктора;

U_цеп - передаточное число цепной передачи.

Предварительно назначаем червячный одноступенчатый редуктор с номинальным передаточным отношением 40.

Тогда требуемое передаточное отношение цепной передачи определяем по формуле:

(2.5)

.3 Определение частот вращения и моментов на валах

n_эл= 1500 мин^-1- частота вращения вала электродвигателя;

n_эл= n₁= 1500 мин^-1- частота вращения ведущего вала червячного редуктора;

n₂ - частота вращения выходного вала редуктора, об/мин, определяемая по формуле:

, (2.6)

мин^-1.

n₃= 22 об/мин - частота вращения шпинделя.

Угловые скорости определяем по формуле:

, (2.7)

w₁= w_эл- угловая скорость вращения вала электродвигателя и ведущего вала редуктора, рад/сек.

рад/сек

Максимальная мощность на валах регламентируется мощностью электродвигателя с учетом потерь. Таким образом, максимальное значение мощности на каждом из валов можно определить по формуле:

, (2.8)

где N₁- мощность на валу, кВт

N_(1-1) - мощность на предыдущем валу, кВт

h_i - КПД

Максимальная мощность:

Вал электродвигателя N_эл= 0,37 кВт;

· I вал, кВт.

, (2.9)₁= 0,37´0,99´0,99 = 0,3626 » 0,363 кВт.

· II вал, кВт

, (2.10)₂=0,363´0,99´0,8= 0,2874 » 0,287 кВт.

· III вал (вал шпинделя)

, (2.11)

N₃= 0,287´0,96´0,99 = 0,272кВт.

Максимальная мощность на приводном валу не допустима, т.к. это приведет к разрушению звеньев цепи. Поэтому проводить расчеты элементов передач по максимальным величинам мощности не корректно, т.к. это приведет к увеличению запасов прочности передач, габаритов, массы, металлоемкости и стоимости конструкции. Поэтому расчет необходимо проводить по предельно допустимой величине мощности на валах.

Предельно допустимую мощность определяем, начиная с приводного вала конвейера:

· III вал (приводной вал конвейера),

N₃= N_эф/( h_п²), (2.12)

N₃= 0,26 / (0,99²) = 0,265 кВт.

· II вал,

, (2.13)

кВт.

· I вал,

, (2.14)

кВт.

· Вал электродвигателя,

, (2.15)

кВт.

Таким образом, при предельно допустимой мощности на валу шпинделя мощность электродвигателя привода составляет N_эл = 0,359 кВт.

Максимальные крутящие моменты на валах определяем по максимальной мощности на валах по формуле:

, (2.16)

Вал электродвигателя:

I вал:

II вал:

III вал:

Основные расчетные величины энергокинематического расчета сводим в таблицу 2.1.

Таблица 2.1

Основные параметры привода

Номер вала	N^max, кВт	N^факт, кВт	Частота, мин^-1	Угловая скорость, рад/сек	Максимальный момент, Н	Фактический момент, Н
Вал в эл дв.	0,37	0,359	1500	157,000	2,357	2,287
I вал	0,363	0,352	1500	157,000	2,312	2,242
II вал	0,287	0,279	37	3,873	74,109	72,043
III вал	0,272	0,265	22	2,303	118,124	115,084

.4 Подбор стандартного редуктора

Исходя из результатов энергокинематического расчета, по справочным таблицам назначаем стандартный червячный одноступенчатый редуктор. Исходными данными для выбора являются:

· Максимальная мощность на ведущем валу редуктора (по максимальной мощности двигателя), 0,37 кВт;

· частота вращения вала редуктора, 1500 мин-1;

· передаточное число редуктора 40.

Назначаем редуктор червячный одноступенчатый с цилиндрическим червяком типа 2Ч-40-40-3-2-1. Маркировка подразумевает следующее обозначение:

Ч - тип редуктора (червячный редуктор с цилиндрическим червяком);

- межосевое расстояние, мм;

- передаточное отношение редуктора;

- исполнение по варианту сборки по ГОСТ 20373-80;

- исполнение по схеме расположения червячной пары (червяк горизонтально под колесом);

- исполнение по способу крепления.

Основные технические данные и характеристики редуктора:

межосевое расстояние, 40 мм;

передаточное число 40;

расчетная мощность на входном валу, 0,37 кВт.

.5 Проектирование цепной передачи

2.5.1 Определение чисел звеньев ведущей и ведомой звездочки

Для однорядных цепей Z_min = 13... 15 при частоте вращения ведущей звездочки . Приблизительно можно определить число зубьев звездочек по формуле:

Z₂= 29 - 2· U_цеп ³ Z_min_,(2.17)

Определим минимальное количество зубьев:

Z₂= 29 - 2·1,7 = 25,6,

где U_цеп - требуемое передаточное отношение цепной передачи.

Необходимо принять нечетное количество зубьев, при Z₂= 27 ведущая звездочка Z₁= Z₂·U_цеп = 27·1,7 = 45,9 - большие габариты передачи. Принимаем окончательно для расчета Z₁= 43. Если после проверки на работоспособность и прочность передачи получим отрицательный результат, то вернемся и увеличим число зубьев Z₁ и повторим расчет.

Определим фактическое передаточное число цепной передачи по формуле:

; %

2.5.2 Расчет коэффициентов эксплуатации

Величину коэффициента эксплуатации определяем выражением:

К_Э = К₁ · К₂· К₃· К₄· К₅, (2.18)

где К₁ - коэффициент, учитывающий характер изменения нагрузки (динамичность). Нагрузка близка к постоянной, без резких колебаний, К₁ =1.

К₂ - коэффициент, зависящий от угла наклона передачи к горизонту (α < 60°), К₂ = 1.

К₃ - коэффициент, учитывающий способ регулирования натяжения (при периодическом натяжении цепи К₃ = 1,25).

К₄ - учитывает влияние способа смазки передачи (при периодической смазке К₄ = 1,2)

К₅ - учитывает режим работы передачи (при двухсменной работе К₅= 1,25).

Таким образом, подставляя значения в формулу, получаем:

К_Э = 1 · 1· 1,25· 1,2· 1,25 =1,875

.5.3 Определение шага цепи

Шаг цепи определяем по формуле:

, (2.19)

где m_p =1 - для однорядной цепи (количество рядов);

T₁ - крутящий момент на звездочке, T₁ = 72,043 Нм.;

К_э = 1,875 - коэффициент эксплуатации;

Z₁= 43 - число зубьев ведущей звездочки;

[s] - допускаемое давление в шарнирах цепи назначаем по справочным таблице.

Предварительно назначаем шаг 12,7 для которого [s] = 40 МПа.

11,99мм

Принимаем Р = 12,7 мм

Назначаем цепь роликовую однорядную с шагом Р = 12,7мм ; ПР-12,7-900-2 по ГОСТ 13568 - 75

Размеры и параметры цепи:

- шаг 12,7 мм;

· площадь опорной поверхности шарнира, (А) 70,5 мм²;

· масса одного метра цепи, (q) 0,7 кг;

· разрушающая нагрузка, (Q) 23,7 кН.

Определение скорости цепи

Скорость цепи определяем по формуле:

, м/с, (2.20)

= 0,33 м/с.

.5.4 Расчет окружного усилия

Окружное усилие определяем по формуле:

, (2.21)

где Т₁ - момент на валу ведущей звездочки, Нм;

D₁ - делительный диаметр ведущей звездочки, мм.

Делительный диаметр ведущей звездочки определяем по формуле:

(2.22)

мм

= 828,175 Н

.5.5 Проверка износостойкости цепи

Проверку износостойкости цепи по допускаемым напряжениям проводим, опираясь на формулу:

, МПа, (2.23)

где А - площадь проекции поверхности шарнира, мм².

=23,7 МПа,

где К_э - коэффициент эксплуатации.

Условие прочности выполняются. Параметры цепи назначены правильно.

2.5.6 Определение межосевого расстояния

Оптимальное межосевое расстояние находится в диапазоне

а_w = (30 … 50) · р, мм,

при этом:

а_w_max = 80 · р, мм; а_w_min = 25 · р, мм.

Подставляя значения в формулу, получаем:

а_w = (30 … 50)·12,7 = 381 … 635 мм,

а_w_max = 80·12,7 = 1016, мм;

а_w_min = 25 · 12,7 = 317,5 мм.

Минимальное межосевое расстояние определяют по условию, при котором угол обхвата цепью малой звездочки должен быть не менее 120° и при U £ 3, определяется по формуле:

, мм. (2.24)

где D_a₁, D_a₂ - диаметры окружностей выступов звездочек, определяемые по формуле:

(2.25)

мм

177,437 … 197,437 мм

Конструктивно назначаем предварительное межосевое расстояние а_w = 300 мм.

.5.7 Определение числа звеньев цепи

Число звеньев цепи определяем по формуле:

(2.26)

Значение числа звеньев получаем:

= 80,93

Округляем до четного числа L_р= 80

Тогда длина цепи будет:

L = L_р·р = 80·12,7 = 1016 мм

2.5.8 Уточнение межосевого расстояния

Межосевое расстояние уточняем по формуле:

, (2.27)

мм.

2.5.9 Проверка быстроходности передачи

Для оценки критической частоты вращения используется выражение:

N_1к= , мин^-1 (2.28)

где F_t - натяжение ведущей ветви, Н;

q - масса погонного метра цепи, кг/м.

С достаточной точностью принимают F₁= F_t. Очевидно, что должно выполняться условие n₁ £ n_1к

N_1к= = 83 мин^-1

Расчетное число ударов цепи при набегании на зубья звездочек должно отвечать условию:

, 1/с; [u] = 30

Условие выполняется.

.5.10 Определение усилий в передаче

Натяжение от провисания цепи

, H (2.29)

где К_f - коэффициент, зависящий от положения линии центров звездочек.

К_f = 6 для горизонтального расположения передачи, К_f = 3 для передачи с углом наклона более 40° к горизонту, К_f = 1 для передачи с углом наклона менее 40° к горизонту.

g = 9,8 - переводной коэффициент.

Натяжение от центробежной силы

, Н (2.30)

F_v= 0,7·0,33²= 0,076 Н

2.5.11 Определение коэффициента запаса прочности

Коэффициент запаса прочности определяем по формуле:

, Н (2.31)

где Q - разрушающая нагрузка.

Проверяем коэффициент запаса прочности по формуле:

S = Н

Нормативный коэффициент запаса прочности ;

> условие прочности выполняется.

.5.12 Определение силы давления на вал

Нагрузка на валы звездочек принимается направленной по линии валов и вычисляется как:

где К_b = 1,15 уточняющий коэффициент

_цеп= 1,15·828,175+ 2·1,94 = 956,281 Н

2.6 Ориентировочный расчет и конструирование выходного вала

Проектирование начинаем с определения диаметра выходного конца, из расчета на чистое кручение по формуле:

, мм, (2.33)

где - момент на валу, Н´м;

МПа - допускаемые напряжения при кручении;

мм.

Минимальный диаметр вала находится под ведомой звездочкой цепной передачи. Принимаем предварительно d₁= 40 мм. В дальнейшем будем проводить уточненный расчет вала и в случае не выполнения условия прочности откорректируем.

Тогда под подшипниками качения посадочный диаметр равен мм. На валу устанавливается шпонка под ведомой звездочкой цепной передачи. В зависимости от посадочного диаметра назначаем сечение шпонки призматическую по ГОСТ 23360-78.Сечение шпонки: b = 12 мм - ширина шпонки, h - 8 мм - высота шпонки. Глубина паза, мм: вала, t₁= 4; ступицы, t₂ = 4,3. Длина шпонки, которая устанавливается под ведомой звездочкой цепной передачи мм. Шпонка 12х8х50 ГОСТ 23360-78.

2.7 Предварительный выбор подшипников

Осевые усилия на валу незначительные, в основном нагрузка на подшипники радиальная. Таким образом, назначаем подшипники шариковые радиальные однорядные с двумя уплотнениями. Такая конструкция подшипника значительно упрощает и обслуживание конструкцию подшипникового узла. Графическое изображение подшипника приведено на рисунке 2.2.

Характеристика подшипника 80209 - ГОСТ 7242-81:

· посадочный диаметр подшипника на вал,d= 45 мм;

· посадочный диаметр подшипника в корпус, D= 85 мм;

· высота подшипника Н= 19 мм;

· радиус скругления R= 1,5;

· динамическая грузоподъемность - 35,2;

· статическая грузоподъемность - 12,6 кН.

Рисунок 2.2 Конструкция подшипника 80209 ГОСТ 7242-81

2.8 Эскизная компоновка узла приводного вала

Приводной вал - является одной из основных деталей приводной секции. Вал установлен на двух шариковых радиально-упорных подшипниках. Подшипник 80209 - ГОСТ 7242-81.

На входной конец вала устанавливается ведомая звездочка цепной передачи. Ведомая звездочка цепной передачи посажена на шпонку12х8х50 ГОСТ 23360-78. Эскизная компоновка приводного вала конвейера (рисунок 2.3).

.9 Проверка долговечности предварительно выбранных подшипник

.9.1 Составление расчетной схемы

После того как произвели компоновку выходного вала, т.е. знаем точное расположение кинематических элементов, а именно расстояния между подшипниками и расстояние между точками приложения сил, составляем расчетную схему. Расчетная схема представлена на рисунке 2.4.

Рисунок 2.3 Эскизная компоновка приводного вала

Рисунок 2.4 Расчетная схема вала

На данной схеме приняты следующие обозначения:

F_t - тяговое усилие на приводной звездочке,

F_t = 2·T₄/d₁

F_t =2·115,084/0,109=2111 Н

F_r -радиальное усилие,

F_r = F_t_·tgα,

где α=22⁰ - угол зацепления,

F_r =2111· 0,4 = 853 Н,

а, b, c - длина участков, м:

а = 0,042 м; b = 0,021 м; с = 0,037 м;

L_ab - расстояние между подшипниками, L_ab= 0,074 м;

L - общая длина вала, L = 0,109 м.

a = 22 - угол наклона цепной передачи;

.9.2 Определение реакций опор

Вертикальная плоскость (плоскость ХОZ). Для этого необходимо составить уравнения статики.

Определим реакции, возникающие в опорах в вертикальной плоскости. Для этого необходимо составить уравнения статики.

S М_А = 0; S М_А = F_r ·a + R_az · b = 0 Н×м;

S М_В = 0; S М_В = F_r· (a+b)-R_bz · b= 0 Н×м;

S F_вер = 0 Н; S F_вер = F_r - R_az +R_bz = 0 Н;

Из уравнений статики выражаем неизвестные:

R_az= F_r · (a+b)/ b_bz = F_r ·a / b_az= 853·0,063) / 0,021 = 2559 Н

R_bz= 853·0,042) / 0,021 = 1706 Н

Проверка: 853-2559+ 1706 = 0 Н - реакции определены верно.

Горизонтальная плоскость (плоскость YOZ)

Для этого необходимо составить уравнения статики.

Уравнение статики:

S М_А = 0; S М_А = F_t ·a + R_by · b = 0 Н×м;

S М_В = 0; S М_В = F_t· (a+b)-R_ay · b= 0 Н×м;

S F_вер = 0 Н; S F_вер = F_t -R_ay +R_by = 0 Н;

Из уравнений статики выражаем неизвестные:

R_ay = F_t· (a+b)/ b;_by = F_t ·a / b;_ay = 2111·0,063) / 0,021 = 6333 Н;

R_by = 2111·0,042) / 0,021 = 4222 Н;

Проверка 2111-6333+ 42222 = 0 Н - реакции определены верно.

Тождество верно, реакция определена правильно.

Определение реакций (суммарных) в опорах А и В.

Так как вал имеет круглое сечение, то:

R_∑=

R_∑А== Н

R_∑В==Н

Эквивалентную нагрузку действующую на подшипники определяем по формуле:

P_э= R_∑´V´K_б´К_T,

где R_∑ - суммарная нагрузка на подшипник в опоре=1 - коэффициент вращения (кольцо наружное неподвижно, внутреннее вращается);

К_б - коэффициент безопасности (учитывая, что цепная передача усиливает неравномерность нагрузки подшипника) К_б=1,2;

К_T- температурный коэффициент (при температуре подшипника ≤ 100˚ К_T=1

Опора А:

P_эА= R_∑А´V´K_б´К_T=6830´1,2´1´1=8196 Н

Опора B:

P_э_B= R_∑_B´V´K_б´К_T=4553´1,2´1´1=5463,6 Н

.9.3 Определение расчетной долговечности подшипников

Расчет подшипников ведем по более нагружаемой опоре В согласно следующей формуле:

L = (С/Р_э)^р, млн/об, (2.34)

где L - расчетная долговечность, млн/об;

С - динамическая грузоподъемность подшипника, Н;

Р_э - эквивалентная нагрузка, Н;

р - знаменатель степени р=3 для шариковых подшипников.

Расчет проводим для наиболее нагруженной опоры. Определим расчетную долговечность подшипников в часах, установленных в опоре В.

L = (35200/12600)³ = 21,8 млн/об

Долговечность подшипников в часах:

L _h=, ч (2.35)

L _h= ч

Подшипники обеспечивают требуемую долговечность с большим запасом.

Подшипники пригодны.

.10 Уточненный расчет вала

Выносливость вала (прочность при переменных во времени напряжениях) в большей степени зависит от влияния абсолютных размеров и его конструктивных форм в местах перехода между ступенями. В таких переходах возникает концентрация напряжений изгиба и кручения. Для учета этих факторов, очевидно, что конструкция и размеры вала должны быть оптимальны.

Расчет на выносливость выполняется после выполнения проектирования и окончательной компоновки рассчитываемого вала, расчета подшипников качения, выбора и расчета шпонок.

.10.1 Построение эпюр изгибающих моментов

Вертикальная плоскость (плоскость ХОZ)

Построение эпюр изгибающих моментов для вертикальной плоскости (рисунок 2.5).

Рассмотрим первый участок: 0 £ Х₁ £ а; а = 0,042 м

Уравнение моментов:

М_и1_Z = F_r · Х₁

При Х₁ = 0, М_и10_Z = F_r · Х₁ = 853 · 0 = 0 Н;

При Х₁ = 0,037 М_и11_Z = F_r · Х₁ = 853 · 0,042 = 35,826 Н;

Рассмотрим второй участок: 0 £ Х₂ £ b; b = 0,021 м.

Уравнение моментов:

М_и2_Z = F_r · (а + Х₂)- R_az· Х₂

При Х₂ = 0, М_и20_Z = 853 · 0,021 = 17,91Н;

При Х₂ = 0,021 м; М_и21_Z = 853· (0,042 + 0,021)-2559· 0,021 = 0 Н.

Горизонтальная плоскость (плоскость YOZ)

Рассмотрим первый участок: 0 £ Х₁ £ а; а = 0,042 м

Уравнение моментов:

М_и1_Y= F_t · Х₁

При Х₁ = 0 м: М_и10_Y= 2111·0 = 0 Н;

При Х₁ = 0,037 м: М_и11_Y= 2111·0,042 = 88,66 Н;

Рассмотрим второй участок: 0 £ Х₂ £ b; b = 0,021 м.

Уравнение моментов:

М_и2_Y= F_t· (а + Х₂)- R_ay· Х₂

При Х₂ = 0 м; М_и20_Y= 2111·(0,042+0)-6333·0 = 88,66 Н;

При Х₂ = 0,021 м;

М_и21_Y = 2111·(0,042+0,021) - 6333·0,021= 0 Н;

Рисунок 2.5 Эпюры

.10.2 Определение напряжения в опасном сечении

Построение эпюры суммарных изгибающих моментов

Построим эпюру суммарных изгибающих моментов. Так как вал имеет круглое сечение, то суммарные моменты определяем по формуле:

Ми_∑=, Н м (2.36)

Рассмотрим первый участок: 0 £ Х₁ £ а; а = 0,042 м

Ми_∑10=Нм

Ми_∑11=Нм

Рассмотрим второй участок: 0 £ Х₂ £ b; b = 0,021 м

Ми_∑20=Нм

.10.3 Определение коэффициента запаса прочности для вала

Примем, что нормальные напряжения от изгиба изменяются по симметричному циклу, а касательные от кручения - по отнулевому (пульсирующему).

Уточненный расчет состоит в определении коэффициентов запаса прочности s для опасных сечений и сравнении их с требуемыми (допускаемыми) значениями [s].

Наиболее опасным сечением для данного вала является сечение под подшипником качения опоры A, в месте перехода с одного диаметра на другой.

Коэффициент запаса прочности определяется по формуле:

S=, (2.37)

где Sσ - коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям;

Sτ - коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям;

[S] - допускаемый коэффициент запаса прочности [S]=2,5;

Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям определяем исходя из формулы:

(2.38)

где σ_-1- предел выносливости стали при симметричном цикле изгиба; для углеродистых конструкционных сталей σ_-1= 0,43´σ_в;

σ_в - предел прочности материала вала. σ _в = 780 МПа

К_σ - эффективный коэффициент концентрации нормальных напряжений;

Е _σ - масштабный фактор;

β - коэффициент, учитывающий влияние шероховатости поверхности;

σ_v- амплитуда цикла нормальных напряжений, равная наибольшему напряжению привода σ _uв рассматриваемом сечении.

Коэффициент запаса прочности по напряжениям кручения определяем согласно формуле:

(2.39)

где τ_-1- предел выносливости стали при симметричном цикле кручения, τ_-1= 0,58´σ_-1МПа

Наиболее опасным сечением является сечение в опоре A. Материал вала - Сталь 45 ГОСТ 1050-88 нормализованная, σ _в= 570 МПа. Диаметр вала в опасном сечении d=40 мм. Коэффициенты Кσ = 1,96; Кt = 1,35; Еσ = 0,88; Еt = 0,77; β = 0,96; σ_m = 0Н; y_σ = 0,2; y_t = 0,1.

σ_-1= 0,43´σ _в = 0,43´570 = 245,1 МПа;

t_-1= 0,58´σ _в = 0,58´570 = 142,158 МПа;

Определяем изгибающие моменты в опасном сечении;

В горизонтальной плоскости:

Ми_Y=2111´(0,042-0,015)=56,99 Н

В вертикальной плоскости:

Ми_Z=853´(0,042-0,015)=23,03 Н

Суммарный изгибающий момент:

Ми_∑10=

W-осевой момент сопротивления сечения;

W_p-полярный момент сопротивления вала.

Для полого сечения с полостью диаметром d₀:

Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений:

MПа

Амплитуда нормальных напряжений:

MПа

Тогда:

S= ³ [S] = 1,5 … 2,5.

Прочность вала обеспечена.

.11 Выбор муфты

Вал электродвигателя и вал редуктора необходимо соединить муфтой. В качестве муфты используем упругую втулочно-пальцевую муфту. Благодаря эластичным втулкам (конструктивные элементы) такая муфта дает возможность компенсации несоосности и углового смещения валов. Муфту необходимо подбирать по крутящему моменту, который возможно передать муфтой (по условию прочности элементов входящих в конструкцию муфты) и частоте вращения (допустимой) муфты.

Выходной вал электродвигателя имеет цилиндрический участок под посадку полумуфты диаметром d =19 мм. Выходной конец под посадку полумуфты на редукторе конический. Назначаем стандартную муфту типа МУВП 31,5-14-I.1-16-II.1-УЗ ГОСТ 21424-75 (рисунок 2.6), которая передает крутящий момент Т = 31,5 Нм, с цилиндрическим посадочным отверстием d = 14 мм в одной полумуфте и с коническим посадочным отверстием d = 16 мм в другой.

Рисунок 2.6 Втулочно-пальцевая муфта

2.12 Подбор шпонок и проверка прочности шпоночных соединений

Проверочный расчет шпонок проводят по условию [16] смятия узких граней шпонок по следующему выражению.

, (2.40)

где Т - момент на валу, Н.м.;

d - диаметр вала, мм;

ℓ_р - рабочая длина шпонки, мм, ℓ_р= ℓ - в;

ℓ - длина стандартной шпонки, мм;

в - ширина стандартной шпонки, мм;

h - высота стандартной шпонки, мм;

t₁ - глубина паза вала, мм.

[δ_ст] =100-120 МПа - допускаемое напряжение на смятие шпоночного соединения при стальной ступице.

В конструкции привода используются несколько шпоночных соединений: вал электродвигателя - полумуфта, вторая полумуфта - вал (ведущий) редуктора, выходной конец вала редуктора -втулка крепления звездочек цепной передачи, звездочка цепной передачи - выходной вала. Все перечисленные шпоночные соединения, кроме последнего, назначены исходя из стандартных нормативных узлов и поэтому условие прочности должно быть заложено и выполняться.

Необходимо проверить шпоночное соединения вала приводного и звездочки цепной передачи. Данное соединение выполнено посредством шпонки 12х7х50 ГОСТ 23360-78. Параметры шпонки:

в = 12 мм;

h = 7 мм;

ℓ_р= 50 - 12 = 38 мм;

t₁= 4 мм

Момент на валу, Т-115,084х10³ Нмм; диаметр вала -40 мм.

Подставляем значения в формулу и определяем напряжение смятия:

МПа< [δ] =120 МПа

Условие прочности соблюдаются.

3. Разработка гидропривода

.1 Расчет и выбор исполнительного гидродвигателя

.1.1 Определение нагрузочных и скоростных параметров гидродвигателя

Решение этой задачи производится на основании нагрузочных и скоростных параметров привода, приведённых в задании, и кинематической схемы передаточного механизма между выходным звеном гидродвигателя и рабочим органом установки - подъема крышки редуктора.

По заданию даны:

гидродвигатель поступательного движения (гидроцилиндр).

движение рабочего органа поступательное;

усилие подъема 7500 Н [по паспорту ];

наибольшая линейная скорость V_max.=0,05 м/с [по паспорту].

В нашем случае рабочий орган и выходное звено гидродвигателя совершают поступательное движение.

На основании параметров привода определяются максимальная скорость и максимальное осевое усилие:

V _{д max.}= V_max.=0,05 м/с

R _д_max.= R_max.=5000 H

.1.2. Определение геометрических параметров и выбор ГД

В качестве исполнительного гидродвигателя выбираем гидроцилиндр двухстороннего действия с односторонним штоком. Основными параметрами гидроцилиндра являются диаметры поршня и рабочее давление.

Диаметр поршня гидроцилиндра определяется по формуле:

, мм, (3.1)

где р₁ ир₂ - давление соответственно в напорной и сливной полостях гидроцилиндра;

р₁ = 4,2 МПа;

Принимаем: р₂ = 0,6 МПа;

коэффициенты, которые принимаются с учетом выбранной конструкции ГЦ (с односторонним штоком).

м = 40,4 мм

По полученному значению D из справочника [1] выбирается стандартный гидроцилиндр, у которого диаметр поршня D_ст.> D

D_ст = 50 мм.

Диаметр штока:

мм

По справочнику [1] принимаем стандартное значение, ближайшее большее к расчетному: d_ст = 32 мм, с односторонним штоком.

Основные параметры гидроцилиндра по ГОСТ 6540-68:

D_ст=50 мм, d_ст=32 мм;

р_ном.=6,3 МПа.

Гидроцилиндр ГЦО ТУ2-053.0221050.007-89

.2 Составление принципиальной схемы гидродвигателя

Составление принципиальной схемы гидропривода начинаем от гидроцилиндров, то есть наносим на схему гидроцилиндры, а затем на их гидролинии устанавливаем регулирующие и направляющие гидроаппараты в соответствии с циклограммой работы привода и способом регулирования скорости. После этого объединяем напорную, сливную и дренажную линии отдельных участков схемы. Последним этапом является изображение гидросхемы насосной установки, размещение фильтра, предохранительного клапана, обратного клапана, дросселя (рисунок 3.1).

Схема насосной установки окончательно определяется после выбора её модели. Необходимо предусмотреть разгрузку насоса в положении «стоп», что обычно достигается выбором соответствующей схемы реверсивного распределителя.

Схема работы гидропривода

Подвод: Н-Ф-ОК-Р(РР)А-Д1-ГЦ(ПП)/ГЦ(ШП)-Д2(КО)-В(РР)Т-бак

ПК

Отвод: Н-Ф-ОК-Р(РР)В-Д2- ГЦ(ПП)/ГЦ(ШП)-Д1(КО) -А(РР)Т-бак

ПК

СТОП: Н-Ф-ОК Р(РР)Т-бак

ПК

3.3 Расчет и выбор насосной установки

Выбор насосной установки осуществляется исходя из требуемых расхода жидкости и давления в гидроприводе.

Для гидроцилиндра с односторонним штоком:

, (3.3)

Рисунок 3.1 Принципиальная схема

, (3.4)

где Q_п, Q_о - максимальные расходы жидкости соответственно при подъеме и опускании;_1ст, F_2ст - эффективные площади стандартного гидроцилиндра соответственно в напорной и сливной полостях гидроцилиндра;

v_Д_max=0,05 м/c (по условию).

, м² (3.5)

м²

, м² (3.6)

м²

Определяем максимальные расходы жидкости:

Номинальная подача насоса должна превышать максимального из полученных расходов жидкости т. е. Q_н>_.Q_О_max

Величина требуемого давления на выходе из насоса: р_н=р₁+Δр_н,

где Δр_н - суммарные потери давления в линии, соединяющей насос с гидроцилиндром при опускании крышки.

Потери давления могут быть определены только после разработки гидропривода, поэтому предварительно выбор насосной установки производится, приняв:

МПа

На основании полученных значений из справочника [1] выбираем модель насосной установки и насоса:

ТУ2-053-1535-80,

где 2 - исполнение по высоте гидрошкафа; Н = 1650 мм;

А - исполнение по способу охлаждения: с теплообменником и терморегулятором;

М - исполнение по расположению и количеству агрегатов: один агрегат за щитом;

П - расположение насосного агрегата: правое;

УХЛ - климатическое исполнение;

Г12-31М/4А90L6 - в числителе - тип комплектующего насоса; в знаменателе - электродвигатель;

Г49 - 33 - номер насосного агрегата;

Q_н=8 л/мин=13,3·10^-5 м³/с;

Подача насоса данной установки удовлетворяет условию:

Q_н> Q_П_max; 8 >5,89

3.4 Расчет и выбор гидроаппаратуры трубопроводов

Параметрами для выбора гидроаппаратуры является величина расхода жидкости и рабочего давления в той линии, где установлен аппарат. Номинальные значения расхода и давления - ближайшие большие к расчетным значениям. Выбранные аппараты должны соответствовать заданному способу монтажа, в данном случае стыкового. Выбор аппаратуры производим из справочника [1]. При выборе направляющей аппаратуры предпочтение отдаём распределителям типа В, отличающимся меньшими габаритами и металлоёмкостью.

РР(схема 44) - реверсивный распределитель;

Q_ном.=16 л/мин; Q_max_.=30 л/мин; Р_ном=32 МПа

ВЕ6.44.31/ОФ.В220 - 50Н.Д. ГОСТ 24679 -81,

В - гидрораспределитель золотниковый;

Р - управление ручное;

- диаметр условного прохода, мм;

- исполнение по схеме 44 [1];

/ - номер конструкции;

ОФ - без пружинного возврата с фиксатором;

В220 - 50 - вид тока; В - переменный, напряжение 220В, частота 50Гц;

Н - наличие кнопки для ручного переключения на электромагнитное;

Д - подвод кабеля сверху;

Ф - фильтр напорный;

Q_ном=8 л/мин; Р_ном.=6,3 МПа

- 80 -2 ГОСТ 16026-80

- номинальная пропускная способность, л/мин;

- номинальная тонкость фильтрации, мкм;

- исполнение по конструкции;

КО - клапан обратный модульного исполнения;

Q_ном=16 л/мин; Р_ном.=20 МПа

КОМ6/3Р ТУ2-053-1649-83Е

КП - клапан предохранительный модульного исполнения;

Q_max_.=30 л/мин; Р_ном.=32 МПа

МКПВ-10/3-МР3 ТУ2-053-17-58-85

Д - сдвоенный дроссель с обратным клапаном;

Q_ном.=12,5 л/мин; Q_max_.=30 л/мин; Р_ном=32 МПа

ДКМ 6/3 -В-АВ ТУ2-053-1397-78Е

ДКМ - дроссель с обратным клапаном модульного исполнения;

- условный проход, мм;

- номинальное давление 32 МПа;

В - исполнение по виду управления: рукоятка со шкалой;

АВ - дроссели с обратными клапанами установлены в линиях А и В;

Внутренний диаметр трубопровода:

, мм (3.8)

где Q - максимальный расход жидкости в трубопроводе, м³/с;

- рекомендуемая скорость течения жидкости в трубопроводе, м/с;

Максимально допускаемая толщина стенки трубопровода:

, (3.9)

где р - максимальное давление жидкости в трубопроводе;

- предел прочности на растяжение материала трубопровода:= 340 МПа;

К_б - коэффициент безопасности, К_б = 2;

Трубопроводы разбиваем на участки и производим расчёт для каждого участка.

Напорная линия

Напорные трубы: участок 1-4, 20-21; Q_max_.=8л/мин=1,33·10^-4 м³/с;

Выбираем ближайшее большее стандартное значение [1]

D_уст=8,8 мм

D_ст=d_н- =10- 2·0,6=8,8 мм

мм

Для данного участка выбираем стальные бесшовные трубы 10´0,6 по ГОСТ 8734 -75

Соединение с развальцовкой: 2-10-К1/4” ОСТ 2 Г 93-4-78,

где 2 - конструктивное исполнение на давление до 16 МПа;

- наружный диаметр трубы d_н, мм;

К1/4”-резьба коническая;

Напорные трубы: участок 5-8; Q_max=5,89 л/мин=9,8·10^-5м³/с;

Выбираем ближайшее большее стандартное значение [1]:

D_уст=8,8 мм

D_ст=d_н- =10-2·0,6=8,8 мм

мм

Для данного участка выбираем трубопроводы 10´0,6 по ГОСТ 8734-75.

Соединение с развальцовкой: 2-10-К1/4” ОСТ 2 Г93-4-78.

Напорно-сливные трубы: 12-13;

Q_max=5,89 л/мин=9,8·10^-5м³/с;

Выбираем ближайшее большее стандартное значение [1]:

D_уст=8,8 мм

D_ст=d_н- =10-2·0,6=8,8 мм

мм

Для данного участка выбираем трубопроводы 10´0,6 по ГОСТ 8734-75.

Соединение с развальцовкой: 2-10-К1/4” ОСТ 2 Г93-4-78.

Выбираем ближайшее большее стандартное значение [1]:

D_уст=6,8 мм

D_ст= d_н- =8-2·0,6=6,8 мм

мм

Для данных участков выбираем трубопроводы 8´0,6 по ГОСТ 8734-75.

Соединение с развальцовкой: 2-8-К1/4” ОСТ 2 Г93-4-78

Сливные трубы: участок 18-19; Q_max=5,89 л/мин=9,8·10^-5м³/с;

Выбираем ближайшее большее стандартное значение [1]

D_уст=8,8 мм

D_ст=d_н- =10-2·0,6=8,8 мм

мм

Для данных участков выбираем трубопроводы 10´0,6 по ГОСТ 8734-75

Соединение с развальцовкой: 2 - 10 - К1/4” ОСТ 2 Г93-4-78

Сливные трубы: участок 22-23 Q_max_.=8л/мин=13,3·10^-5 м³/с;

Выбираем ближайшее большее стандартное значение [1]

D_уст=10,8 мм

D_ст=d_н- =12-2·0,6=10,8 мм

мм

Для данных участков выбираем трубопроводы 12´0,6 по ГОСТ 8734-75.

Соединение с развальцовкой: 2-12-К3/8” ОСТ 2 Г93-4-78

.5 Разработка и конструирование гидроблока управления

В гидроблок управления входят следующие аппараты: реверсивный распределитель РР (ВЕ6.44.31/ОФ.В220 - 50Н.Д. ГОСТ 24679 -81) стыкового исполнения и дроссель с обратным клапаном модульного исполнения

ДКМ 6/3-В-АВ ТУ2-053-1397-78Е.

Данные аппараты компонуются в виде пакета, и между аппаратами устанавливаются специально разработанные плиты. Для выбранной конструкции гидроблока управления необходимо спроектировать две плиты.

Плиты и аппараты скрепляются посредством стандартных крепёжных деталей. В данном случае - это шпильки. При проектировании плит гидроблока управления обеспечивается максимальная простота, компактность и технологичность конструкции, удобство сборки, а также возможность установки его на оборудование (предусмотрена установочная пластина с отверстиями). Диаметры отверстий в корпусе соответствуют диаметрам отверстий в аппаратах, которые к нему присоединяются. Толщина перемычек между отверстиями не превышает 3…5 мм.

На основе компоновки выполняется сборочный чертеж гидроблока управления, на котором проставляются габаритные, присоединительные и установочные размеры. На основании сборочного чертежа блока управления выполняются рабочие чертежи плит. Учитывая сложность конструкции корпуса, отверстия пронумеровываются (обозначаются) и их размеры указываются в таблице 3.1.

Таблица 3.1

Параметры отверстий плит гидроблока управления

Обозначение отверстия	Диаметр отверстий	резьба	Глубина сверления	Номера соединяемых отверстий
ПЛИТА 1
Р_д	6	-	14	1, 2, В_д
А_д	6	-	34	3, 4, Т_д
В_д	6	-	14	1, 2, Р_д
Т_д	6	-	34	3, 4, А_д
1	6	К ¼'	31	Р_д, В_д, 2
2	6	К ¼'	34,5	Р_д, В_д, 1
3	6	К ¼'	31	А_д, Т_д, 4
4	6	К ¼'	36,5	А_д, Т_д, 3
ПЛИТА 2
Р	6	К ¼'	22	Р_р
А	6	К ¼'	28	А_д
В	6	К ¼'	27	В_д
Т	6	К ¼'	22	Т_р
Р_д	6	-	40	1, 2
А_д	6	-	10	А
В_д	6	-	10	В
Т_д	6	-	30	3, 4
Р_Р		-	10	Р
А_Р		-	40	А
В_Р		-	30	В
Т_Р		-	10	Т
1	6	К ¼'	32	Р_д, В_р, 2
2	6	К ¼'	32	Р_д, В_р, 1
3	6	К ¼'	32	Т_д, 4
4	6	К ¼'	32,5	Т_д, 3

.6 Определение потерь давления в аппаратах и трубопроводах

.6.1. Определение потерь давления в аппаратах

Потери давления D р_ГА в гидроаппаратах определяются по формуле:

D_ГА=Dр₀+АхQ_max, МПа, (3.10)

где Dр_о - давление открывания или настройки аппарата;

А и В - коэффициенты аппроксимации экспериментальной зависимости потерь давления в аппарате от расхода жидкости через него;

Q_мах-расход жидкости через аппарат на данном этапе цикла.

Величина Dр_о для обратных клапанов приводится в справочнике [1], а для напорных, редукционных и переливных клапанов выбирается при расчете гидродвигателя и насосной установки. Для распределителей, фильтров и дросселей Dр_о=0.

Коэффициенты А и В определяются по формулам:

, (3.11)

, (3.12)

где Q_ном-номинальный расход аппарата;

Dр_ном-потери давления в аппарате при номинальном расходе.

Величина Dр_ном для стандартных гидроаппаратов указывается в справочнике [1] в таблицах основных параметров.

Расчет производим для подвода.

Фильтр Ф: Q_ном.=8 л/мин=13,3·10^-5м³/с

МПа·с/м³;

МПа·с²/м⁶;

МПа.

Клапан обратный КО: Q_ном.=16 л/мин = 26,7·10^-5 м³/с;

А==187 МПа·с/м³

МПа·с²/м⁶

МПа;

Распределитель РР: Q_ном=16л/мин = 26,7·10^-5м³/с

МПа·с/м³

МПа·с²/м⁶

0,002088 МПа

Дроссель с обратным клапаном Д (работает обратный клапан):_ном=12,5 л/мин = 20,8·10^-5м³/с

МПа·с/м³

МПа·с²/м⁶

Мпа

Дроссель с обратным клапаном Д (работает дроссель):

_ном=12,5 л/мин = 20,8·10^-5м³/с

МПа·с/м³

МПа·с²/м⁶

МПа

Распределитель РР:

_ном=16л/мин = 26,7·10^-5м³/с

(МПа·с/м³)

(МПа·с²/м⁶)

МПа

Расчет потерь давления в гидроаппаратах сводим в таблицу 3.2.

Таблица 3.2

Потери давления в гидроаппаратах

Наименование и модель аппарата	D Р_о(ΜПа)	А (МПа·с/м³)	В (МПа·с²/м⁶)	Этап цикла	Q_m_ax (м³/с)	D Р_{г а}(ΜПа)
Фильтр щелевой 10-80-1	0	26,32	197863,08	П	13,3·10^-5	0,007
Обратный клапан КО	0,15	187,26	701370,48	П	9,8·10^-5	0,160427
Распределитель РР В6	0	37,5	140274,1	П	9,8·10^-5	0,002088
Дроссель с ОК ДКМ6/3	0,15	360,58	1733542,9	П	9,8·10^-5	0,170934
Дроссель с ОК ДКМ6/3	0	360,58	1733542,9	П	4,73·10^-5	0,034657
Распределитель РР В6	0	37,5	140274,1	П	4,73·10^-5	0,005022

Напорная линия: D Р_ГА =0,340449 ΜПа

Сливная линия: D Р_ГА =0,039679 ΜПа

Суммарные потери в ГА: D Р_ГА_S =0,380128 ΜПа.

.6.2 Определение потерь давления в трубопроводах

Потери давления по длине

Потери давления по длине обусловлены вязким трением жидкости при ее течении в трубопроводе. Существенное влияние на величину этих потерь оказывает режим течения жидкости. Различают два режима: ламинарный и турбулентный, причем переход из одного режима в другой происходит при критическом числе Рейнольдса (Re_кр).

Поэтому прежде всего для каждого трубопровода определяется число Рейнольдса (Re).

Re =U·d·ст/n, (3.13)

где U - фактическая скорость движения жидкости в трубопроводе;

n - кинематический коэффициент вязкости жидкости.

Затем сравниваем это число с Re_кр:

если Re < Re_кр, то режим течения ламинарный.

Для гладких круглых труб, а так же для отверстий в корпусе гидроблока управления Re_кр=2300, для рукавов Re_кр=1600.

При расчете потерь давления трубопроводы разбиваются на участки, имеющие одинаковый диаметр и расход жидкости. Потери давления D Р_е на вязкое трение:

МПа, (3.14)

где ρ- плотность рабочей жидкости;

λ_i - коэффициент гидравлического трения на i-м участке;

n_i - число участков.

Для гладких цилиндрических трубопроводов коэффициент λ_i определяется по формулам:

при ламинарном режиме λ_i=64/Re_i

- при турбулентном режиме λ_i=0,3164/(Re_i)^0,25

где Re_i - число Рейнольдса. на i-м участке.

Расчет производим для подвода.

Участок 1-4

F_1-4=π(d_ст)²/4=π(0,008)²/4=5,03·10^-5 (м)³

U_1-4=Q/f_1-3=1,33·10^-⁴/5,03·10^-5=2,64 (м/с)

Re_1-4=U_1-4·d_ст/γ=2,64·0,008/19·10^-6=1111,6

Режим течения ламинарный.

λ_1-4=64/Re_1-4=64/1111,6=0,05758

МПа

Для остальных участков трубопровода расчет производим аналогично. Результаты расчетов сводим в таблицу 3.3.

Таблица 3.3

Потери давления по длине

Этап цикла	Линия	Q_max [м³/с]	Учас-ток	d_ст; [м]	f_ст; [м²]	U [м/с]	Re_i	λ_i	L_i[м]	D Р_i[МПа]	D Р_е,[МПа]
Подвод	Н	13,3·10^-5	1-4	0,0088	5,03·10^-5	2,64	1111,6	0,057486	0,7	0,015499	D P_н=0,18831
		9,8·10^-5	5-8	0,0088	5,03·10^-5	1,95	820,3	0,078016	0,5	0,008144
		9,8·10^-5	8-8a	0,0068	2,83·10^-5	3,46	1093,5	0,058525	0,1	0,005147
Этап цикла	Линия	Q_max [м³/с]	Учас-ток	d_ст; [м]	f_ст; [м²]	U [м/с]	Re_i	λ_i	L_i[м]	D Р_i[МПа]	D Р_е,[МПа]
		9,8·10^-5	9-12	0,0068	2,83·10^-5	3,46	1093,5	0,058525	0,1	0,005147
	Н-С	9,8·10^-5	12-13	0,0068	2,83·10^-5	3,46	1093,5	3	0,154399
		4,73·10^-5	14-14a	0,0088	5,03·10^-5	0,93	393,4	0,162672	3	0,023435	D Р_С=0,04087
		4,73·10^-5	14a-16	0,0068	2,83·10^-5	1,66	524,5	0,122031	0,1	0,002468
		4,73·10^-5	17-18	0,0068	2,83·10^-5	1,66	524,5	0,122031	0,1	0,002468
		4,73·10^-5	18-19	0,0088	5,03·10^-5	0,93	393,4	0,162672	1,6	0,012498

Местные потери давления складываются из потерь в различных местных сопротивлениях и определяются по формуле:

, (3.15)

где ζ_j - коэффициент j-го местного сопротивления;

n_м - число местных сопротивлений;_стj - площадь внутреннего сечения трубопровода перед j-м сопротивлением.

Коэффициент ζj определяется по справочнику [1].

Расчет производим для прессования. Участок 1-4:

изгиб трубы R/do=6 ζ=0,18

вход в емкость ζ=2

- вход в трубу R/do=0,12 ζ=0,1

ζ_1-4= 0,18+2+0,1=2,28

МПа

Для остальных участков трубопровода расчет производим аналогично. Результаты расчетов сводим в таблицу 3.4.

Таблица 3.4

Местные потери давления

Этап цикла	Линия	Q_max [м³/с]	Учас-ток	f_ст; [м²]	Вид местного сопротивления	Кол-во	ζ_i	Σζ_i	D Рм_j[МПа]	D Рм, [МПа]
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
Подвод	Н	13,3·10^-4	1-4	5,03·10^-5	изгиб трубы 90º	1	0,18	2,28	0,007014	DРм_н=0,031216	D Р_м=0,059099
					вход в емкость	1	2
					вход в трубу	1	0,1
		9,8·10^-5	4-8	5,03·10^-5	тройник (ПК) ┤	1	0,1	0,1	0,00589
		9,8·10^-5	8-8a	2,83·10^-5	резкое сужение Ø 0,0062/ Ø 0,0009	1	0,3	1,5	0,006264
					колено 90º	2	1,2
	Н-С	9,8·10^-5	9-12	2,83·10^-5	колено 90º	2	1,2	2,4	0,007461
		9,8·10^-5	12-13	2,83·10^-5	изгиб трубы 90º	1	0,3	0,48	0,004587
					изгиб трубы	5	0,18
	Н-С	4,73·10^-5	14-14a	5,03·10^-5	изгиб трубы 90º	5	0,18	0,48	0,003892	DРм_н =0,027883
					изгиб трубы	1	0,3
		4,73·10^-5	14a-16	2,83·10^-5	резкое расширение Ø 0,0055/ Ø 0,0079	1	0,6	3	0,009345

По результатам расчетов потерь давления в гидроаппаратах, потерь по длине, местных потерь рассчитываются суммарные потери в напорной и сливной линиях. Результаты сводим в таблицу 3.5.

Таблица 3.5

Суммарные потери давления

Линия	Этап цикла	D Рга [МПа]	D Рl [МПа]	D Рм [МПа]	D Р [МПа]
Н	П	0,340449	0,18831	0,031216	0,559975
С	П	0,039679	0,04087	0,027883	0,108432

По полученным данным уточняем расчет насосной установки по давлению:

Р_Нтреб= Р₁+DР_н=4,2+0,559975=4,759975 МПа.

4. Разработка технологического процесса изготовления червячного зубчатого колеса

.1 Описание конструкции и назначения детали

Данная звёздочка изготавливается из цельной заготовки из легированной стали. Требование по точности размеров предъявлено посадочному диаметру звёздочки. Эти обе детали соединены тремя болтами М10×50 с обрубленными головками. В корпусе прорезаны три паза для крепления червячного колеса.

Эта звёздочка применяется в цепных передачах.

Технологический контроль чертежа детали.

Представленный конструкторский чертёж содержит не всю необходимую для проектирования технологического процесса информация:

1) Изображение детали адекватно, т.е. оно однозначно понимается и воспроизводится;

2) Указаны все необходимые для изготовления детали размеры;

) Поверхности детали указаны с требованиями по шероховатости.

Но на чертеже наблюдаются неправильные указания шероховатостей поверхностей, таких как наиболее качественными являются: торцевые, наружная и внутренняя поверхности корпуса, зубья венца.

4) Анализ технических условий.

В технических условиях указаны все необходимые для изготовления детали требования:

. Неуказанные предельные отклонения размеров отверстий Н14, валов h14

. Выступающие части болтов М10×50 (поз. 3) обрезать заподлицо и расчеканить

. Маркировать 206.4.80

. * размеры для справки

Анализ технологичности конструкции выполнен по чертежу детали с учётом наших представлений о технологичности типовых или однотипных с данной деталью деталей.

В целом конструкция детали не технологична, так как материалы, из которых изготовлена сборная конструкция детали, не являются технологичными, так как деталь изготовлена из дорогой плохообрабатываемой стали. Не имеется возможности изготовления заготовок приближённых по форме к деталям сборки (нетехнологично). Возможно использование типовых методов обработки (технологично). Все используемые инструменты являются стандартными (технологично). Невозможно использование широко-универсальных, стандартных приспособлений. Требуется специальное приспособление. Для фрезерной обработки требуются тиски с призматическими губками (технологично). Контроль в целом удобен (технологично). Деталь требует слесарной обработки: маркировка и шлифовка.

Деталь нетехнологична, но материал можно заменить на более технологичный: 15Х, 20Х.

.2 Выбор метода изготовления и формы заготовки

В машиностроении применяется несколько методов получения заготовок. Так как деталь имеет большие габариты и сложную форму, то по рекомендации [8] заготовка изготавливается ковкой в подкладном штампе. Заготовки в виде поковок (полученные свободной ковкой) применяются преимущественно для крупных деталей.

Варианты эскизов заготовки приведены на рисунках 4.1, 4.2.

4.3 Выбор структуры технологического процесса обработки детали

План обработки детали определим с возможностью максимального использования оборудования. На стадии эскизного проектирования выбираем содержание и последовательность основных технологических операций.

Маршрут обработки детали приведён в таблице 4.1.

Рисунок 4.1 Эскиз заготовки зубчатого венца

Рисунок 4.2 Эскиз заготовки корпуса

Таблица 4.1

Маршрут обработки детали

№	Наименование операции и переходов		Оборудование	Приспособления	Т_шт.
1 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5	Корпус: Токарная подрезать торец (правый) точить наруж. поверхность предварительно точить наруж. поверхность начисто точить фаску наружную (правую) точить канавку		Токарно-винторезный мод.16К30	Патрон трёхкулачковый универсальный пневматический ГОСТ 5410-50	68,46
2 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5	Токарная подрезать торец (левый) точить фаску наружную расточить по чёрному расточить начисто точить фаски		Токарно-винторезный мод.16К30	Патрон трёхкулачковый универсальный пневматический ГОСТ 5410-50	50,63
3 3.1	Фрезерная фрезеровать пазы		Вертикальный консольно-фрезерный с ЧПУ мод.6Р13РФ3	Тиски с пневматическим приводом поворотные, с призматическими губками 7201-0025 ГОСТ14904-80 Оправка с хвостовиком конусностью 7:24 для фрез к станкам с ЧПУ: Оправка 40-22-161,4 ОСТ2 П14-6-84	13,12
4 4.1 4.2 4.3	Сверлильная сверлить отверстия зенковать нарезать резьбу		Координатно-сверлильный с ЧПУ мод.2554Ф2	Тиски с пневматическим приводом поворотные, с призматическими губками 7201-0025 ГОСТ14904-80 Патрон 6251-0181 ГОСТ 14077-83	5,1
5 5.1	Внутришлифовальная шлифовать внутреннюю поверхность		Внутришлифо-вальный с горизонтальным шпинделем мод.3К228А	Патрон самоцентрирующий трёхкулачковый повышенной точности: Патрон 7100-0043П ГОСТ 2675-80 Оправка для шлифовального круга	64,5
6 6.1	Кругло-шлифовальная шлифовать наружную пов-ть		Кругло - шлифовальный мод.3Т160	Патрон самоцентрирующий трёхкулачковый повышенной точности: Патрон 7100-0043П ГОСТ 2675-80 Оправка для шлифовального круга	45,82
1 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5	Зубчатый венец: Токарная подрезать торец (правый) расточить внутреннюю пов-ть предварительно расточить ø350начерно расточить внутреннюю пов-ть начисто снять фаску (внутреннюю)		Токарно-винторезный мод.16К30	Патрон самоцентрирующий трёхкулачковый повышенной точности: Патрон 7100-0052П ГОСТ 2675-80	29,75
2 2.1 2.2 2.3	Токарная подрезать торец(левый) точить ø425 снять фаски(наружные)	Токарно-винторезный мод.16К30		Патрон самоцентрирующий трёхкулачковый повышенной точности: Патрон 7100-0052П ГОСТ 2675-80	24,91
3 3.1	Сборочная запрессовка
4 4.1 4.2 4.3	Сверлильная сверлить 3 отверстия зенковать нарезать резьбу	Координатно-сверлильный с ЧПУ мод.2554Ф2		Тиски с пневматическим приводом поворотные, с призматическими губками 7201-0025 ГОСТ14904-80 Патрон 6251-0181 ГОСТ 14077-83	5,73
5 5.1 5.2 5.3 5.4	Слесарная завинчивание болтов срезать головки расчеканить клеймить
6 6.1	Токарная подрезать торец (со стороны болтов)	Токарно-винторезный мод.16К30		Патрон самоцентрирующий трёхкулачковый повышенной точности: Патрон 7100-0052П ГОСТ 2675-80	43,58
7 7.1	Зубофрезерная нарезать зубья	Вертикально- зубофрезерный мод.5К328А		Оправка для колеса	74,88

.4 Выбор типа производства и формы организации технологического процесса

Выбор типа производства выполнен по среднему коэффициенту загрузки оборудования.

, (4.1)

где - коэффициент средней загрузки оборудования;

- норматив среднего времени;

N - программа выпуска;

- действительный фонд рабочего времени.

Средние нормы времени выбраны по нормативам на типовые технологические операции.

5 мин

N=1000 шт

=2000 час

К_З= 0,04 - Мелкая серия.

Исходя из типа производства, типа и назначения детали наиболее подходящим типом производства являются участки станков по видам обработки.

.5 Расчёт припусков на обработку

Для изготовления червячного колеса используются две заготовки корпуса и зубчатого венца. Расчёт припусков осуществляется по наибольшему точному размеру - наружному диаметру.

Расчёт гарантированного припуска осуществляется по методу профессора Кована [8]:

(4.2)

где Z_min - минимально гарантированный припуск на обработку;

R_z - высота микронеровностей;

Т - глубина дефектного поверхностного слоя;

ρ - пространственные отклонения заготовки; ε - погрешность закрепления заготовки.

Для определения общего припуска на обработку используется схема расположения припусков и допусков.

По схеме выполняется расчёт размеров заготовки корпуса.

Допуск на диаметр заготовки корпуса примем δ _заг= 2800 мкм.

R_z+T примем 600 мкм.

Установим требования по несоосности частей заготовки не более 0,1 мм, тогда на диаметре ρ=400 мкм.

Погрешность закрепления в трёхкулачковом патроне ε=200 мкм.

Тогда минимальный припуск на токарную операцию равен:

мкм

После токарной обработки R_z+T=50 мкм, причём Т=0.

ρ=40 мкм.

Для трёхкулакового патрона ε=100 мкм.

Тогда минимальный припуск на шлифование равен

мкм

Общий припуск на обработку корпуса Z_общ.к=5,44 мм.

Номинальный диаметр заготовки корпуса равен 360 мм.

Общая длина заготовки корпуса равна 106 мм.

Допуск на диаметр заготовки примем δ _заг= 3000 мкм.

R_z+Т примем 600 мкм.

ρ=400 мкм.

Погрешность закрепления в трёхкулочковом патроне ε=650 мкм.

Тогда минимальный припуск на токарную операцию равен:

мкм

Минимальный общий припуск на обработку зубчатого венца z_общ.в=5,25 мм.

Номинальный диаметр заготовки зубчатого венца равен 428,75 мм.

Заготовку выбираем диаметром 430 мм по ±

Общая длина заготовки зубчатого венца - 79 мм.

По справочнику [1] выбираем материалы для изготовления:

корпус - Сталь 45 ГОСТ 1050-88

зубчатый венец - латунь ЛАЖ60-1-1 ГОСТ 1019-47

.6 Выбор оборудования, инструмента и приспособлений

Исходные данные для выбора оборудования:

вид обработки;

размеры детали;

размеры обрабатываемой поверхности;

точность;

шероховатость;

тип производства.

Полное наименование металлорежущих станков, моделей и краткие технические характеристики приведены в таблице 4.2.

Исходные данные для выбора инструментов:

вид обработки;

размеры обрабатываемой поверхности;

форма обрабатываемой поверхности;

точность;

шероховатость;

тип производства.

Выбранные инструменты и приспособления заносим в таблицу 4.3.

Таблица 4.2

Наименование используемых металлорежущих станков

№	Наименование операции	Наименование и модель станка			Краткая техническая характеристика
1	Токарная	Токарно-винторезный мод.16К30			Наибольший диаметр обрабатываемой заготовки, мм Над станиной 600 Над суппортом …. Наибольшая длина обрабатываемой заготовки, мм …… Частота вращения шпинделя, мин^-16,3-1600 Подача, мм/об Продольная 0,026-0,6 Поперечная 0,012-0,25 Резцовых салазок 0,006-0,15 Дискретность задания размеров (мм): X --- Z --- Мощность электродвигателя привода главного движения, кВт 22 Габаритные размеры, мм 5545×2010×1545
2	Токарно-винторезный мод.16К30		Наибольший диаметр обрабатываемой заготовки, мм Над станиной 600 Над суппортом …. Наибольшая длина обрабатываемой заготовки, мм …… Частота вращения шпинделя, мин^-16,3-1600 Подача, мм/об Продольная 0,026-0,6 Поперечная 0,012-0,25 Резцовых салазок 0,006-0,15 Дискретность задания размеров (мм): X --- Z --- Мощность электродвигателя привода главного движения, кВт 22 Габаритные размеры, мм 5545×2010×1545
3	Фрезерная		Вертикальный консольно-фрезерный с ЧПУ мод.6Р13РФ3		Размеры рабочей поверхности стола, мм: Длина 1600 Ширина 400 Наибольшие перемещения стола, мм: Продольные (по оси Х) 1000 Поперечные (по оси У) 400 Вертикальное (по оси Z) 380 Подача стола, мм/мин: Продольная и поперечная 20 - 1200 Вертикальная 20 - 1200 Револьверной головки
					Скорость быстрого перемещения стола, ползуна (пиноли), мм/мин: Продольного 2400 Поперечного 2400 Вертикального 2400 револьверной головки Частота вращения шпинделя, мин^-1 40-2000 Расстояние, мм От оси шпинделя до вертикальных направляющих станины 500 От торца шпинделя до рабочей поверхности стола: Наибольшее 450 Наименьшее ---Мощность электродвигателя привода вращения шпинделя, кВт 7,5 Общая мощность всех электродвигателей станка, кВт 12,7 Габаритные размеры станка, мм: 3555×4150×2517
4	Сверлильная			Координатно-сверлильный с ЧПУ мод.2554Ф2		Наибольший диаметр, мм: Сверления в заготовке из стали 45 50 Нарезаемой резьбы в заготовке из стали 45 М48 Размеры рабочей поверхности, мм: Плиты 1600×860 Скорость быстрого перемещения, мм/мин: Салазок 8000 Сверлильной головки 8000 Шпинделя 5000 Подача, мм/мин: Салазок 1-2000 Сверлильной головки 1-2000 Габаритные размеры станка, мм: 5300×4960×3780 Суммарная мощность электродвигателей, кВт 15,375
5	Внутри - шлифовальная			Внутришлифо-вальный с горизонтальным шпинделем мод.3К228А		Наибольший диаметр изделия, мм: 400 Размеры шлифуемого отверстия, мм: Диаметр 50…300 Наибольшая длина 200 Наибольшие размеры Наибольший угол поворота бабки изделия, град: 30 Наибольшее поперечное перемещение бабки изделия, мм: 200 Наибольшее перемещение стола, мм 630
						Частота вращения шлифо- вального круга, мин ^-1 4500; 6000; 9000; 12000 Частота вращения изделия (бесступенчатое регулирование), мин ^-1 100…600 Общая мощность электродвигателей, кВт 12,0 Габариты станка, мм 3740×1400
6	Кругло - шлифовальная			Кругло - шлифовальный мод.3Т160	Наибольшие размеры обрабатываемой заготовки, мм Диаметр 280 Длина 700 Наибольшие размеры шлифовального круга, мм 750×130×305 Частота вращения шлифовальной бабки, мин^-1 1250 Частота вращения шпинделя изделия, мин^-1 55;78;110; 156;220;310; 440;620 Угол поворота стола, град ±1 Угол поворота шлифовальной бабки, град +26˚34´ Наибольшее поперечное перемещение шлифовальной бабки, мм 190 Непрерывная подача для врезного шлифования (бесступенчатое регулирование), мм/мин 0,1…3 Мощность электродвигателя, кВт 7,5 Габаритные размеры станка, мм 3754×4675
7	Токарная			Токарно-винторезный мод.16К30	Наибольший диаметр обрабатываемой заготовки, мм Над станиной 600 Над суппортом …. Наибольшая длина обрабатываемой заготовки, мм …… Частота вращения шпинделя, мин^-16,3-1600 Подача, мм/об Продольная 0,026-0,6 Поперечная 0,012-0,25 Габаритные размеры, мм 5545×2010×1545
8	Токарная			Токарно-винторезный мод.16К30	Наибольший диаметр обрабатываемой заготовки, мм Над станиной 600 Над суппортом …. Наибольшая длина обрабатываемой заготовки, мм …… Частота вращения шпинделя, мин^-16,3-1600 Подача, мм/об Продольная 0,026-0,6 Поперечная 0,012-0,25 Резцовых салазок 0,006-0,15 Мощность электродвигателя привода главного движения, кВт 22 Габаритные размеры, мм 5545×2010×1545
10	Сверлильная			Координатно-сверлильный с ЧПУ мод.2554Ф2	Наибольший диаметр, мм: Сверления в заготовке из стали 45 50 Нарезаемой резьбы в заготовке из стали 45 М48 Размеры рабочей поверхности, мм: Плиты 1600×860 Скорость быстрого перемещения, мм/мин: Салазок 8000 Сверлильной головки 8000 Шпинделя 5000 Подача, мм/мин: Салазок 1-2000 Сверлильной головки 1-2000 Габаритные размеры станка, мм: 5300×4960×3780 Суммарная мощность электродвигателей, кВт 15,375
12	Токарная			Токарно-винторезный мод.16К30	Наибольший диаметр обрабатываемой заготовки, мм Над станиной 600 Над суппортом …. Наибольшая длина обрабатываемой заготовки, мм 6,3-1600 Подача, мм/об Продольная 0,026-0,6 Поперечная 0,012-0,25 Резцовых салазок 0,006-0,15 Дискретность задания размеров (мм): X --- Z --- Мощность электродвигателя привода главного движения, кВт 22
13	Зубофрезерная			Вертикально- зубофрезерный мод.5К328А	Диаметр обрабатываемых колёс с прямым зубом, мм 800 Ширина обрабатываемого колеса, мм 350 Наибольшие размеры червяч- ной фрезы, мм: Диаметр 200 Длина 200 Число скоростей шпинделя фрезы 9 Частота вращения шпинделя фрезы, мин ^-1 32…200 Мощность электродвигателя привода червячной фрезы, кВт 10 Габариты станка, мм 3580×1790

Таблица 4.3

Наименование используемых режущих инструментов

№	Наименование перехода	Наименование инструмента	Материал реж. части	Примечания
1.1	Подрезать торец	Резец проходной отогнутый правый с твердосплавной пластиной	Т15К6	φ =45˚ φ₁=45˚
1.2	Точить контур предварительно	Проходной упорный резец с твердосплавной пластиной	Т15К6	φ =90˚ φ₁=10˚
1.3	Точить контур окончательно	Проходной упорный резец с твердосплавной пластиной	Т15К6	φ =90˚ φ₁=10˚
1.4	Точить фаску 2×45°	Проходной упорный резец с твердосплавной пластиной	Т15К6	φ =90˚ φ₁=10˚
1.5	Точить канавку	Резец канавочный	Р6М5
2.1	Подрезать торец в размер 100	Проходной резец отогнутый правый с твердосплавной пластиной	Т15К6	φ =45˚ φ₁=45˚
2.2	Точить фаску 2×45°	Проходной упорный резец с твердосплавной пластиной	Т15К6	φ =90˚ φ₁=10˚
2.3	Расточить почёрному ø260^+0,052 в ø259^+0,052	Расточной резец с твердосплавной пластиной	Т15К6	φ =30˚ φ₁=60˚
2.4	Расточить начисто ø260^+0,052	Расточной резец с твердосплавной пластиной	Т15К6	φ =45˚ φ₁=45˚
2.5	Точить 2 фаски 2×45°	Проходной резец отогнутый правый с	Т15К6	φ =45˚ φ1=45˚
3.1	Фрезеровать 3 паза	Фреза торцевая насадная 2210-0063 ГОСТ 9304-69	Р6М5	Ø50 Z=12
4.1	Сверлить 3 отверстия Ø10	Сверло спиральное с цилиндрическим хвостовиком 2300-7216	Р6М5	Ø10,0 L=184 l=121
4.2	Зенковать отверстия	Зенковка 60° центровочная с коническим хвостовиком	Р6М5	d=8÷12 вкл.
4.3	Нарезать резьбу М10	Машинный метчик одинарный c прямыми канавками	ХГВ	Длина заборной части метчика- 6S Р=1.5; l=30; l₁=18; d₁=8.0; L=160
5.1	Шлифовать Ø260^+0,052 Ra 1.6	Круг шлифовальный ПП 175×50 ГОСТ 2424 - 52		Материал: электрокорунд белый Зернистость 60 Твёрдость СМ2 Связка керамическая
6.1	Шлифовать Ø340 Ra 1.6Круг шлифовальный		Материал: электрокорунд белый Зернистость 60 Твёрдость СМ2 Связка керамическая
7.1	Подрезать торец(правый)	Проходной резец отогнутый правый с твердосплавной пластиной	Т15К6	φ =45˚ φ₁=45˚
7.2	Расточить почёрному ø340 до ø339 и под ø353Расточной проходной резец с твердосплавной пластиной	ВК4	φ =45˚ φ₁=45˚
7.3	Расточить начисто ø340и ø353Расточной проходной резец с твердосплавной пластиной	Т15К6	φ =45˚ φ₁=45˚
7.4	Точить фаску 2×45°	Проходной упорный резец с твердосплавной пластиной	Т15К6	φ =45˚ φ₁=45˚
8.1	Подрезать торец (левый)	Проходной резец отогнутый правый с твердосплавной пластиной	Т15К6	φ =45˚ φ1=45˚
8.2	Точить ø425	Проходной резец отогнутый правый с твердосплавной пластиной	Т15К6	φ =45˚ φ1=45˚
8.3	Точить 2 фаски 2×45°	Проходной резец отогнутый	Т15К6	φ =45˚ φ1=45˚
9.1	Сверлить 3 отверстия Ø10	Сверло спиральное с цилиндрическим хвостовиком 2300-7216	Р6М5	Ø10,0 L=184 l=121
9.2	Зенковать отверстия	Зенковка 60° центровочная с коническим хвостовиком	Р6М5	d=8÷12 вкл.
9.3	Нарезать резьбу М10	Машинный метчик одинарный c прямыми канавками	ХГВ	Длина заборной части метчика- 6S Р=1.5; l=30; l₁=18; d₁=8.0; L=160
10.1	Подрезать торец (со стороны болтов)	Проходной резец отогнутый правый с твердосплавной пластиной	Т15К6	φ =45˚ φ₁=45˚
11.1	Нарезать зубья Ra 2.0	Червячная фреза	Р6М5	m=8мм D=145мм

Исходные данные для выбора станочных приспособлений:

вид обработки;

габаритные размеры;

схема базирования;

точность обработки;

тип производства;

размеры рабочей зоны станка.

Исходные данные для выбора инструментальных приспособлений:

вид обработки;

конструкция посадочного места режущего инструмента;

конструкция посадочного места станка;

точность обработки;

тип производства;

размер рабочей зоны станка.

Станочные и инструментальные приспособления и их краткая характеристика приведены в таблице 4.4.

Исходные данные:

вид контролируемых размеров;

форма поверхностей;

допуск на контролируемый размер;

габаритные размеры детали;

номинал контролируемого размера;

тип производства.

Выбранные средства измерения и их метрологические характеристики приведены в таблице 4.5

Контроль проводить на контрольной операции, как приёмный.

Форма организации контроля - пассивный контроль после изготовления.

Для контроля на контрольной операции применять контролёра ОТК.

Таблица 4.4

Станочные и инструментальные приспособления

№	Наименование операции	Наименование приспособления	Техническая характеристика
1	Токарная	Патрон трёхкулачковый универсальный пневматический ГОСТ 5410-50	Диаметр патрона 500 мм Длина патрона 175 мм Диаметр зажимаемой заготовки, мм 335…360
2	Токарная	Патрон трёхкулачковый универсальный пневматический ГОСТ 5410-50	Диаметр патрона 500 мм Длина патрона 175 мм Диаметр зажимаемой заготовки, мм 335…360
3	Фрезерная	Тиски с пневматическим приводом поворотные, с призматическими губками	Зажимаемый диаметр детали, мм 330…430
4	Сверлильная	Тиски с пневматическим приводом поворотные, с призматическими губками 7201-0025 ГОСТ14904-80 Патрон 6251-0181 ГОСТ 14077-83	Зажимаемый диаметр детали, мм 330…430 Диаметр патрона 45 мм Длина патрона 140 мм
5	Внутришлифовальная	Патрон самоцентрирующий трёхкулачковый повышенной точности: Патрон 7100-0043П ГОСТ 2675-80 Оправка для шлифовального круга	Диаметр патрона 400 мм Длина патрона 105 мм Диаметр зажимаемой заготовки 335…360 мм.
6	Круглошлифовальная	Патрон самоцентрирующий трёхкулачковый повышенной точности: Патрон 7100-0043П ГОСТ 2675-80 Оправка для шлифовального круга	Диаметр патрона 400 мм Длина патрона 105 мм Диаметр зажимаемой заготовки 335…360 мм Диаметр оправки, 22мм
7	Токарная	Патрон самоцентрирующий трёхкулачковый повышенной точности: Патрон 7100-0052П ГОСТ 2675-80	Диаметр патрона 630 мм Длина патрона 125мм Диаметр зажимаемой заготовки, 385…440 мм
8	Токарная	Патрон самоцентрирующий трёхкулачковый повышенной точности: Патрон 7100-0052П ГОСТ 2675-80	Диаметр патрона 630 мм Длина патрона 125мм Диаметр зажимаемой заготовки, 385…440 мм
10	Сверлильная	Тиски с пневматическим приводом поворотные, с призматическими губками 7201-0025 ГОСТ14904-80 Патрон 6251-0181 ГОСТ 14077-83	Зажимаемый диаметр детали, мм 330…430 Диаметр патрона 45 мм Длина патрона 140 мм
12	Токарная	Патрон самоцентрирующий трёхкулачковый повышенной точности: Патрон 7100-0052П ГОСТ 2675-80	Диаметр патрона 630 мм Длина патрона 125мм Диаметр зажимаемой заготовки, мм 385…440
13	Зубофрезерная	Оправка для колеса	Диаметр оправки, ø260мм

Таблица 4.5

Средства измерения и их метрологические характеристики

№	Контроли- руемый размер с допуском	Наименование средства контроля или измерения	Метрологические характеристики
			Предельная погрешность измерений ±Δlim, мм	Цена деления, мм	Диапазон измерения, мм

1 øНутрометр индикаторный по ГОСТ 868 - 82

мод. НИ-450 ±0,0220,01250-450

2 ø416Нутрометр индикаторный по ГОСТ 868 - 82

мод. НИ-450±0,0220,01250-450

3 ø340Скоба индикаторная ГОСТ 11098-75

Тип СИ±0,008- ±0,0150,01100-500 через 100мм

4 ø416Скоба индикаторная ГОСТ 11098-75

Тип СИ±0,008- ±0,0150,01100-500 через 100мм
5	ø355h14	Штангенрейсмас (с отсчётом по нониусу) ШР по ГОСТ 164-80	±0,1		60-630
7	100±0,34	Скоба рычажная ГОСТ 11098-75 Тип СР	±0,002	0,002	0 - 150 через 25 мм

8 75Скоба рычажная ГОСТ 11098-75

Тип СР±0,0020,0020 - 150 через 25 мм
9	23 h14	Штангенглубиномер (с отсчётом по нониусу) ШГ по ГОСТ 162-80	±0,05		0-160
10	60Штангенглубиномер (с отсчётом по нониусу) ШГ по ГОСТ 162-80 ±0,050-160
11	// 0,2	Индикатор часового типа ИЧ 10 ГОСТ 577 - 68	0,01	0,01	0 - 10
12	0,025 А	Индикатор часового типа ИЧ 10 ГОСТ 577 - 68	0,01	0,01	0 - 10
13	0,02 А	Индикатор часового типа ИЧ 10 ГОСТ 577 - 68	0,01	0,01	0 - 10

.7 Выбор и расчет режимов резания

Исходные данные для выбора режимов резания:

вид обработки;

обрабатываемый материал;

материал режущей части инструмента;

точность обработки;

шероховатость обрабатываемой поверхности;

тип производства.

Скорость резания при обтачивании определяется по формуле:

(4.3)

где C_v=292;

Т - период стойкости инструмента (Т=240 мин);

t - глубина резания;

S - подача.

м/мин

Выбранные режимы резания для токарных и фрезерной операций приведены в таблице 4.6.

Для круглошлифовальной операции в таблице 4.7.

Для внутришлифовальной операции в таблице 4.8.

Для сверлильной операции в таблице 4.9.

Для зубофрезерной операции в таблице 4.10.

Таблица 4.6

Режимы резания для токарных и фрезерной операций

№	Наименование перехода	Режимы					L_P мм
		V м/мин	n Об/мин	S(S_Z) мм/об (мм/зуб)	F мм/мин	t мм
1.1	Подрезать торец	90,5	80	0,1	8	108
1.2	Точить контур предварительно	90,5	80	0,1	8	1,5	100
1.3	Точить контур окончательно	90,5	80	0,05	4	1	100
1.4	Точить фаску 2×45°	90,5	80	0,1	8	-	3
1.5	Точить канавку	33	31,5	0,06	1,89	-	4
2.1	Подрезать торец в размер 101	90,5	80	0,1	8	2	108
2.2	Точить фаску 2×45°	90,5	80	0,1	8	-	3
2.3	Расточить по-чёрному ø260^+0,052 в ø259^+0,052	101,7	125	0,1	12,5	2,5	102
2.4	Расточить начисто ø260^+0,052	102,1	125	0,05	6,25	0,5	102
2.5	Точить 2 фаски 2×45°	90,5	80	0,1	8	-	6
3.1	Фрезеровать 3 паза	39	250	0,24 (0,02)	60	23	160
7.1	Подрезать торец(правый)	108,8	80	0,2	16	3	96
7.2	Расточить по-чёрному ø340 до ø338 и под ø353110,8	100	0,2	20	1	77
7.3	Расточить начисто ø340и ø355139,3	125	0,05	6,25	1	77
7.4	Точить фаску 2×45°	133,5	125	0,2	25		3
8.1	Подрезать торец (левый)	108,8	80	0,2	16	2	96
8.2	Точить ø425	108,8	80	0,08	6,4	2,5	77
8.3	Точить 2 фаски 2×45°	108,8	80	0,2	16		6
12.1	Подрезать торец (со стороны болтов)	111,5	100	0,05	5	1	167

Таблица 4.7

Режимы обработки для круглошлифовальной операции

№	Наименование перехода	V м/с	S_крм/мин	S_осц Дв.ход/мин	S мм/выхаж
5.1	Шлифовать Ø340 Ra 1.63560600,03

Таблица 4.8

Режимы обработки для внутришлифовальной операции

№	Наименование перехода	V м/с	S_кр м/мин	S_осц Дв.ход/мин	S мм/выхаж
6.1	Шлифовать Ø260^+0,052 Ra 1.6	25	40	240	0,03

Таблица 4.9

Режимы обработки для сверлильной операции

№	Наименование перехода	Режимы					L_P мм
		V м/мин	n Об/мин	S мм/об	F мм/мин	t мм
4.1	Сверлить 3 отверстия Ø10	31,4	1000	0,1	100	-	42
4.2	Зенковать отверстия	37,7	1000	0,12	120	-	3
4.3	Нарезать резьбу М10	4	125	-			37
10.1	Сверлить 3 отверстия Ø10	31,4	1000	0,1	100	-	50
10.2	Зенковать отверстия	37,7	1000	0,12	120	-	3
10.3	Нарезать резьбу М10	4	125	-			46

Таблица 4.10

Режимы обработки для зубофрезерной операции

№	Наименование перехода	Режимы				L_P мм
		V м/мин	n Об/мин	S мм/об	S_Z мм/зуб
13.1	Нарезать зубья Ra 2,0	56,9	125	0,24	0,02	1779

4.8 Техническое нормирование времени операций

Для основных операций технологического процесса (токарных, фрезерной, сверлильных, круглошлифовальной, внутришлифовальной, зубофрезерной) определяем нормы штучно-калькуляционного времени.

Расчёт нормы времени выполнен по методике, изложенной в [4].

Штучно-калькуляционная норма времени определяется по формуле:

Т_шт-к=t_о+t_в+t_тех+t_орг+t_п+t_п.з,мин,(4.4)

где t_о - основное машинное время, мин;

t_в - вспомогательное время;

t_тех - время на техническое обслуживание;

t_орг - организационное время;

t_п - время перерывов;

t_п.з.- подготовительно-заключительное время.

Нормы времени по операциям приведены в таблице 4.11.

Таблица 4.11

Нормы времени на выполнение операций (мин)

№	Наименование операции	t_о	t_в	t_тех	t_орг	t_п	t_п.з.	Т_шт-к
1	Токарная	53,49	1,5	5,5	6,6	1,37	0,3	68,76
2	Токарная	39,11	1,5	4,1	4,9	1,02	0,3	50,93
3	Фрезерная	8	2,5	1,1	1,26	0,26	0,3	13,42
4	Токарная	22,29	1,6	2,39	2,87	0,6	0,3	30,05
5	Токарная	18,41	1,6	2	2,4	0,5	0,3	25,21
6	Токарная	33,4	1,6	3,5	4,2	0,88	0,3	43,88
7	Сверлильная	1,5	2,6	0,41	0,49	0,1	0,3	5,4
8	Сверлильная	1,6	3	0,46	0,55	0,12	0,3	6,03
9 9.1	Круглошлифовальная Шлифовать Ø340 Ra 1.650	1,8	5,18	6,22	1,3	0,3	64,8
10 10.1	Внутришлифовальная Шлифовать Ø260^+0,052 Ra 1.6	35	1,8	3,68	4,42	0,92	0,3	46,12
11	59,3	1	6,03	7,24	1,51	0,3	75,18

.9 Разработка управляющей программы для станка с ЧПУ

В маршруте обработки детали предусмотрено две операции, выполняемых на станке с ЧПУ: сверлильная и фрезерная. Типовой является фрезерная операция.

Обработка выполняется на вертикальном консольно-фрезерном станке с ЧПУ мод.6Р13РФ3 с системой ЧПУ Н33 - 1М.

Проектирование управляющей программы выполнялось по методике, изложенной в.

Уточнение состава переходов;

Выбор (уточнение) режимов резания;

Выбор (уточнение) геометрической информации;

Выбор кодов для составления управляющей программы;

Текст управляющей программы.

В результате уточнения состава переходов было принято решение о фрезеровании одним инструментом в несколько проходов. Также было принято решение об обрабатывании торцовой фрезой ø50 и z=12.

Из режимов резания корректировалась только скорость резания, т.к. она зависит от частоты вращения. Поэтому коррекция сводилась к определению ближайшего паспортного значения частоты вращения шпинделя станка.

Режимы резания приведены в таблице 4.12.

Выбор геометрической информации сводился к определению начальной точки движения инструмента, а также определению его траектории движения.

Начальная точка движения инструмента выбрана на расстоянии 77 мм от опорной поверхности детали на центральной оси детали.

Определение координат характерных точек траекторий движения инструментов проводилось по геометрическим построениям на листе КП.ТМС.42.04.08 "Обработка детали на станке с ЧПУ" с их последующей аналитической проверкой.

Коды, использованные для составления программы:

% - начало программы;

№ØØØ - номер кадра;

G27 - подготовительная функция, использование абсолютной системы координат;

Т101 - вывод первого инструмента;

S047 - установление скорости вращения шпинделя в 1000об/мин;

М104 - вспомогательная функция, включение шпинделя;

G58 - подготовительная функция, смещение нуля;

F70000 - быстрые перемещения;

X±ØØØØØØ, Z±ØØØØØØ - перемещение вдоль осей координат;

G26 - подготовительная функция, обнуление погрешности;

G01 - подготовительная функция, линейная интерполяция;

L31 - коррекция по трём направлениям первого инструмента;

G40 - подготовительная функция, отмена коррекции;

F06060 - подача величиной 60 мм/мин;

G25 - подготовительная функция, возврат в абсолютный ноль;

М105 - вспомогательная функция, остановка шпинделя;

М002 - вспомогательная функция, конец программы.

Таблица 4.12

Режимы резания, при обработке детали

№	Наименование перехода	№_{инструм}	V м/мин	n об/мин	S мм/об	F мм/мин
3.1	Фрезеровать 3 паза	1	39	250	0,24	60

Текст управляющей программы для станка с ЧПУ мод.16К20Ф3С5 с системой ЧПУ Н22 - 1М (таблица 4.13)

Таблица 4.13

управляющая программа для станка с ЧПУ мод.16К20Ф3С5 с системой ЧПУ

% №001 G27 T101 S047 M104 №002 G58 Z+000000 F70000 №003 X+000000 №004 G26 №005 G01 F10100 L31 №006 Z-06960 F70000 №007 X-07100 №008 X-00900 F10100 №009 Z+06960 F70000 №020 X-00759 №021 Z-01244 F10100 №022 Z-00074 X+00128 №023 X+07372 F70000 №024 Z+08078 №025 G40 F10100 №026 T103 S048 №027 G26 №028 G01 F10100 L33 №029 X-08050 F70000 №030 Z-06828 №031 Z-00137 X+00510 F10028 №032 Z-00374 X+00033 №033 Z-00219 X-00086 №034 Z-00402 №035 Z-00030 X+00008 №036 Z-00090 X+00155 №037 Z-01163

№010 X+08000 №011 G40 F10100 L31 №012 T102 №013 G26 №014 G01 F10100 L32 №015 X-07400 F70000 №016 Z-06760 №017 Z-02500 F10100 №018 Z-00380 X+00659 №019 Z+02880 F70000 №038 X+07430 F70000 №039 Z+09243 №040 G40 F10100 L33 №041 T104 L32 №042 G26 №043 G01 F10100 L34 №044 Z-07655 F70000 №045 X-07507 №046 X-00086 F10028 №047 Z+00306 №048 Z+00029 X+00008 №049 Z+00070 X+00122 №050 X+07463 F70000 №051 Z+07250 №052 G40 F10100 L34 №053 G25 X+999999 F70000 №054 M105 №055 G25 Z+999999 F70000 №056 M002

5. Расчет и конструирование червячной фрезы для нарезания зубьев

Заданием предусмотрено проектирование червячной фрезы по следующим исходными данными:

m=8 z₁ =40 z₂ =80; степень точности 8-D.

Материал детали - сталь 3.

Согласно рекомендациям фреза выполнена цельной. Материал изготовления должен иметь не менее чем 3% ванадия и не более чем 5% кобальта. Твердость рабочей части 63...67 HRC_Э. Поэтому изберем быстрорежущую сталь Р6М5.

.1 Расчет червячных фрез содержит определение размеров профиля фрезы в нормальном к виткам фрезы сечении

Расчетный профильный угол исходного профиля в нормальном сечении

α_u=α_d=20° (5.1)

Модуль нормальный m_u=m=8 мм.

Шаг по нормали

t_u=π·m=3,14·8=25,12 мм;

Расчетная толщина зуба по нормали

S=t - (S_д1+∆S) (5.2)

где S_д1- толщина зуба по нормали к делительной окружности

∆S =0,097 мм - гарантированный боковой зазор.

S=25,12-(12,54+0,097)=12,469 мм

Высота зуба фрезы:

h_u=h+c,мм, (5.3)

где h=2,25·m=2,25·8=18 мм - высота зуба колеса;

с=0,25·m=0,25·8=2 мм - радиальный зазор.

h_u=18+2=20 мм

Радиусы закруглений на головке и ножке зуба

Для фрез с модулем более чем 4 рекомендовано выполнять канавки для обеспечения возможности шлифования у основания зубьев.

Ширина канавки b=0 75 мм

Глубина канавки h=1 мм

Радиус канавки p_k=0,6 мм.

.2 Определение конструктивных размеров фрезы

При отсутствии специальных требований наружные диаметры фрез рекомендовано выбирать по требованиям действующих стандартов.

Наружный диаметр фрезы D=145 мм

Диаметр посадочного отверстия d_отв=44 мм

Длина фрезы l_ф=125 мм.

где:

cos φ

Lφ=arcos 0,724=43,614º

Принимаем 11 зубьев фрезы.

Передний угол на вершине зуба γ₀=0

Задний угол на вершине зуба α_в=10…12°, принимаем α_в=10°(рисунок 5.1).

Рисунок 5.1 Геометрия <#"897851.files/image189.gif"> (5.4)

где R_x - радиус окружности расположения произвольной точки для которой определяется значение бокового заднего угла. R_x=80-1×8=72 мм.

Tgα₆₀

Lα₆₀= 3,8°=3°49`59``

Величина затылования К подсчитывается по зависимости:

К= мм

Округляем до 7 мм.

Величина дополнительного затылования:

K₁₌1,25·K=1,25·7=8,75 мм

Глубина канавки Н для фрезы со шлифованным профилем:

Н=h+ мм

Радиус закругления основания канавки

p_k= мм

Примем 2,5 мм.

Угол профиля канавки Ø_к=30°

Диаметр делительной окружности:

D_du=D-h_u-0,1·K=145-20-0,1·7=124,3 мм

Угол подъема витков фрезы на начальной окружности определяют по формуле:

= , (5.5)

где а - число заходов фрезы; а=1

= ;∟ω=3,84º

Шаг по оси между двумя витками фрезы:

t=мм

Стружечные канавки выполняются винтовыми. Направление витков стружечных канавок противоположно направлению витков фрезы.

Осевой шаг винтовой стружечной канавки:

T=t_ос·ctg²ω=25,37· ctg²3,84=5001,71 мм

Угол установки фрезы на станке для нарезания прямозубого колеса равняется углу подъема витков фрезы.

Ψ=ώ=3,84°

Расчетные профильные углы фрезы в нормальном сечении:

α_пр=α_лев=α_u=20°

Расчетные профильные углы фрезы в осевом сечении (рисунок 5.2):

tga_a₌; ∟_ос =19,95°=19°57´ (5.6)

ctga ₌ ctga -; ∟_ос=19,95º ´

ctga ₌ ctga -; ∟_ос=20,65º ´

Расчетная длина фрезы:

l=2·h_au·ctg_u+x·π·m_u+2·l₁,(5.7)

где х = 3; l₁ =4 5 мм - длина буртика.

L=2·10·ctg20+3+3,14·8+2·4,5=139,34 мм

Рисунок 5.2 Конструктивные параметры фрезы

Заключение

В процессе выпускной квалификационной работы был разработан привод аппарата для развальцовки шайб подшипников, внедрен гидропривод, выполнено технико-экономические обоснования проекта, произведены расчеты показателей экономической эффективности.

Основной целью выпускной квалификационной работы является повышение качества выпускаемых подшипников и снижение затрат на их производство, что является одним из важнейших условий поддержания конкурентоспособных позиций предприятия на внутренних и внешних рынках.

В ходе работы над выпускной квалификационной работой разработан привод для данного аппарата. Разработана гидравлика. Разработан специальный режущий инструмент - резец прямой проходной. Разработан технологический процесс изготовления зубчатого червячного колеса.

В результате выполнения выпускной квалификационной работы видно, что снизилась себестоимость продукции, время на изготовление, что в настоящее время способствует увеличению объема производства и успешному экономическому существованию предприятия.

Список использованных источников

1. Горбацевич, А. Ф. Курсовое проектирование по технологии машиностроения: учебное пособие для машиностроительных спец. вузов / А. Ф. Горбацевич, В. А. Шкред. 4-е изд., перераб. и доп. Минск: Высшая школа, 1983. 256 с., ил.

. Егоров, М. Е. Технология машиностроения: учебник для машиностроительных вузов / М. Е. Егоров.2-е изд., доп. Москва: Высшая школа, 1976. 534 с., ил.

. Справочник технолога-машиностроителя: в 2 т. Т. 1 / В. Б. Борисов, Е. И. Борисов, В. Н. Васильев и др. / под ред. А. Г. Косиловой, Р. К. Мещерякова. 4-е изд., перераб. и доп. Москва: Машиностроение, 1985. 655 с.

. Нефедов, Н. А. Сборник задач и примеров по резанию металлов и режущему инструменту: учебное пособие / Н. А. Нефедов, К. А. Осипов. 5-е изд., перераб. и доп. Москва: Машиностроение, 1990. 445 с.

. Свешников, В. К. Станочные гидроприводы: справочник / В. К. Свешников, А. А. Усов. 2-е изд., перераб. и доп. Москва: Машиностроение, 1988. 512 с.

. Дунаев, П. Ф. Детали машин: курсовое проектирование: учебное пособие для машиностроительных техникумов / П. Ф. Дунаев, О. П. Леликов. 2-е изд., перераб. и доп. Москва: Высш. шк., 1990. 399 с.

. Кузнецов, В. В. Организация работы по охране труда на машиностроительном предприятии / В. В. Кузнецов. Москва: Машиностроение,1978. 160 с.

. Власов, А. А. Предупреждение производственного травматизма / А. А. Власов. Москва: Профиздат, 1973. 176 с.

. Липкин, Б. Ю. Электроснабжение промышленных предприятий и установок / Б. Ю. Липкин. Москва: Высшая школа, 1990. 510 с.

. Организация производства и менеджмент в промышленности: рабочая прогр., методические указания и контрол. задания для студентов всех форм обучения: ФПМ: специальность 120100 / сост.: Копосова Т. Б., Грибанова О. А. Вологда: ВоГТУ, 2001. 31 с.

. Управление машиностроительным предприятием: учеб. для машиностроительных специальностей вузов / С. В.Смирнов, С. Н. Ефимушкин и др.; под ред. С. Г. Пуртова, С. В. Смирнова. Москва: Высш. шк., 1989. 240 с.

. Организация и планирование машиностроительного производства: учеб. для машиностроительных специальностей вузов / М. И. Ипатов, М. К. Захаров, К. А. Грачев и др.; под ред. М. И. Ипатова. Москва: Высш. шк., 1988. 367с.

. Кожекин, Г. Я. Организация производства: учеб. пособие / Г. Я. Кожекин, Л. М. Синица. Минск: ИП «Экоперспектива», 1998. 334 с.

. Макаренко, М. В. Производственный менеджмент: учебное пособие для вузов / М. В. Макаренко, О. Л. Махалина. Москва: ПРИОР, 1998. 383 с.

. Абрамов, Е. И. Элементы гидропривода: справочник / Е. И. Абрамов. 2-е изд., перераб. и доп. Киев: Техника, 1977. 320 с.

. Башта, Т. М. Гидропривод и гидроавтоматика: учебник для ВУЗов / Т. М. Башта. Москва: Машиностроение, 1972. 320 с.

. Полетаев, В. П. Расчет подшипников качения на долговечность: методические указания к курсовому проекту / В. П. Полетаев, А. А. Усов. Вологда: ВоПИ,1997. 27 с.

. Полетаев, В. П. Конструирование подшипниковых узлов: методические указания к курсовому проекту / В. П. Полетаев, А. А. Усов. Вологда: ВоПИ,1997. 15 с.

. Полетаев, В. П. Расчет и конструирование валов: методические указания к курсовому проекту / В. П. Полетаев, А. А. Усов. Вологда: ВоГТУ, 2001. 24 с.

. Полетаев, В. П. Методические указания и задания к самостоятельной работе. Часть II.Передачи, валы и подшипники / В. П. Полетаев, А. А. Усов. Вологда: ВоГТУ, 2002. 22 с.

. Полетаев, В. П. Детали машин: методические указания к курсовому проекту. Энергокинематический расчет привода / В. П. Полетаев, А. А. Усов. Вологда: ВоГТУ, 2003. 24 с.

Модернизация аппарата для развальцовывания шайб подшипников

Модернизация аппарата для развальцовывания шайб подшипников

Введение

1. Анализ состояния вопроса, цель и задачи работы

1.1 Анализ состояния вопроса

.1 Разработка кинематической схемы привода

2.6 Ориентировочный расчет и конструирование выходного вала

Заключение

Список использованных источников

Похожие работы на - Модернизация аппарата для развальцовывания шайб подшипников