Расчет цилиндрического зубчатого колеса (шестерни) внешнего косозубого зацепления (Технологическая часть дипломного проекта)

                                           Содержание

4. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ.

4.1. Анализ конструкции и технологичности детали.

   4.1.1. Функциональное назначение.

   4.1.2.Характеристика материала.

   4.1.3.Технологичность конструктивных элементов.

4.2. Определение типа производства.

4.3. Выбор типа и способа получения заготовки.

4.4. Обоснование разработанного технологического процесса.

4.5. Выбор смазывающей и охлаждающей жидкости.

4.6. Назначение режимов резания.

4.7. Определение норм времени.

4. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

4.1. Анализ конструкции и технологичности детали

                 4.1.1. Функциональное назначение

         Деталь – цилиндрическое зубчатое колесо (шестерня) внешнего косозубого зацепления. Зубчатые колеса – изделия общемашиностроительного назначения, являются основным звеном зубчатой передачи и служат для передачи крутящего момента от одного вала к другому.

                4.1.2.Характеристика материала

Материал – сталь 40ХН  ГОСТ 4543-71

Химический состав:

-Углерод            C  (0,37-0,45)

-Хром                Cr  (0,8-1,1)

Механические свойства:

-Температура закалки 860°, среда охлаждения – масло

-Температура отпуска 500°, среда охлаждения – вода или масло

-Придел текучести s_т = 80 кгс/мм²

-Временное сопротивление sв = 100 кгс/мм²

-Относительное удлинение d = 10 %

-Относительное сужение поперечного сечения y = 45 %

-Ударная вязкость KCV=6 кгс*м/см²

В качестве термообработки используем улучшение до твердости НВ 280-310; цементирование на глубину 1,4-1,8мм. Твердость HRC 57-63. Острые кромки на вершинах и торцах зубьев необходимо притупить.

              4.1.3.Технологичность конструктивных элементов

При конструировании  отдельных деталей необходимо достичь удовлетворения не только эксплуатационных требований, но и требований наиболее рационального и экономичного изготовления изделий.

Технологичная конструкция детали должна предусматривать максимально широкое использование унифицированных по форме и размерам элементов детали. Это сокращает номенклатуру инструмента, повышает производительность обработки. В частности фаски рекомендуется выполнять под одним углом. В нашем случае это условие соблюдается.

С точки зрения механической обработки зубчатые колеса вообще не тех­нологичны, так как операция нарезания зубьев со снятием стружки произво­дится в основном малопроизводительными методами. Для соединения колеса с валом и передачи крутящего момента используется шпоночное  соединение. Размеры поверхностей детали должны соответствовать нормальному ряду длин и диаметров, так как это позволяет обрабатывать их стандартным инструментом. В нашем случае это условие выполняется. 

4.2. Определение типа производства

В машиностроении различают условно три основных типа производства: массовое, серийное, единичное. Характерным признаком массового производ­ства является выполнение на большинстве рабочих мест только одной закреп­ленной операции. В серийном изготовлении изделий партиями, повторяющи­мися через определенные промежутки времени, характерный признак – вы­полнение на рабочем месте нескольких повторяющихся операций. В единич­ном производстве изготовляются изделия широкой номенклатуры в малых ко­личествах, которые либо не повторяются совершенно, либо повторяются через определенное время.

Тип  производства  зависит от  двух  факторов: годовой  программы  вы­пуска  и массы  детали. В  нашем случае задачей производства является изго­товление детали с годовой программой выпуска 10 штук. Масса детали со­ставляет 90,6 кг. Данным условиям отвечает мелкосерийное производство.

4.3. Выбор типа и способа получения заготовки

Вид и способ получения заготовки определяется назначением конструкции детали, материалом и техническими требованиями, масштабом и типом про­изводства, а также экономичностью изготовления. Для рационального выбора заготовки необходимо одновременно учитывать все вышеперечисленные ис­ходные данные, так как между ними существует тесная взаимосвязь.

Рассматриваемая в нашем случае деталь – шестерня. Возможные методы получения заготовки: горячая штамповка, порошко­вая металлургия, прокат, горячее накатывание, холодная объемная штамповка.

Прокат не экономичен из-за низкого коэффициента использования ме­талла, заготовки из проката более характерны для единичного производства.

Порошковая металлургия нецелесообразна из-за малого размера партии, что приводит к дороговизне изготовления изделия.

Выбираем в качестве заготовки поковку, изготовляемую в закрытых штампах на КГШП.

Всякая заготовка, предназначенная для дальнейшей механической обра­ботки, изготовляется с припусками на размеры готовой детали. В нашем слу­чае размеры заготовки будут равны:

   -диаметр 596+10,0+4,0=610 мм

   -толщина 150+5,0+5,0=160 мм

4.4. Обоснование разработанного технологического процесса

Проектирование технологических процессов изготовления деталей машин осуществляется с целью установить наиболее рациональный и экономичный способ обработки.

В данном технологическом процессе обработка зубчатого колеса на метал­лорежущих станках  обеспечивает выполнения требований, предъявляемых к точности и чистоте обрабатываемых поверхностей, взаимному расположению осей, правильности контуров, форм и т.д.

При проектировании технологического процесса учитывались основные направления в современной технологии машиностроения, которые сводятся к следующему: