Проектирование и расчет промежуточного вала-шестерни редуктора (Технологическая часть)

2 Технологическая часть

2.1 Назначение и условия работы деталей

Промежуточный вал-шестерня редуктора предназначен для переда­чи крутящего момента от червячного зацепления к косозубой шестерне. Шпоночная канавка предназначена для обеспечения необходимого крутящего момента на червячном колесе.

Шпоночное соединение трудоемко в изготовлении. При передаче вращающего

момента оно характеризуется значительными местными де­формациями шеек вала и ступицы колеса, что приводит к неравномерному распределению давления по поверхности, контакта посадочных поверхно­стей вала и ступицы, а также на рабочих гранях шпонки и шпоночных па­зов, что, в свою очередь, снижает усталостную прочность вала.

Условия работы данной детали сложные. Рабочие нагрузки (крутя­щий момент с изгибом) обуславливают возможность усталостного повре­ждения. Боковые поверхности шпоночной канавки могут испытывать также и напряжения смятия. При передаче вращающего момента шпоночным соединением применение посадок. колеса на вал с зазором недопустимо, поскольку вызывает ускоренное изнашивание сопрягаемых деталей. По­этому на посадочных поверхностях вала и отверстия колеса при передаче момента шпонкой следует создавать натяг.

В связи с изложенным считаем целесообразным упрочнение вала термической обработкой - закалкой с низким отпуском.

Материал вала - конструкционная сталь марки 45 ГОСТ1050-74, химический состав и свойства которой приведены в табл. 2.1.

Таблица 2.1 – Химические свойства  стали 45 (ГОСТ 1050-74)

Таблица 2.2 – Механические свойства стали 45 (ГОСТ 1050-74)

2.2  Анализ рабочего чертежа и технических условий на изго­товление и упрочнение вала

Размеры и предельные отклонения. На чертежах валов задают сопряженные, цепочные, габаритные и свободные размеры.

На чертежах валов задают также глубину шпоночного паза. Пре­дельное отклонение глубины шпоночного паза при сечении шпонки 16x6 мм составляет - 0,2 мм. На ширину шпоночного паза приводим обозначе­ние поля допуска, по Р9.

На сопряженные размеры задаём поля допусков в соответствии с посадками, показанными на сборочном чертеже редуктора. На цепочные размеры задаём поля допусков или предельные отклонения по рекоменда­циям, приведенным [22]. На свободные размеры задаём предельные откло­нения среднего класса точности.

Допуски формы и расположения поверхностей. Рабочей осью ва­ла является общая ось посадочных поверхностей для подшипников. До­пуск соосности посадочных поверхностей для подшипников относительно их общей оси задаём, чтобы ограничить перекос вкладышей подшипников. Допуск перпендикулярности базового торца вала назначаем, чтобы уменьшить перекос подшипников и искажение геометрической формы до­рожки скольжения.

Технические условия на изготовление приведены в соответствие с типовыми технологическими процессами изготовления валов.

                                                                                                                                                                                 2.3  Анализ технологичности конструкции детали

Конструкция вала технологична. Недостатки в конструкции детали отсутствуют. Наиболее сложными в выполнении являются зубофрезерная операция и фрезерование шпоночной канавки. Однако, применение спе­циализированных станков и приспособлений позволяет разработать техно­логический процесс с высокопроизводительными методами обработки, уменьшающими трудоемкость и снижающие себестоимость изготовления.

2.4  Анализ условий производства и определение его типа

Тип производства является организационно-технологической ха­рактеристикой производственного процесса. Определяет особенности раз­работки технологии по всем этапам проектирования. Тип производства ус­танавливается приближенно в зависимости от годовой программы судоре­монта и массы детали. Количество выпускаемых деталей N= 10434 шт./год, масса детали равна 3,18 кг. Тип производства мелкосерийный в соответст­вие с [14].

В серийном производстве запуск детали в производство осуществ­ляется партиями (сериями). Определение партии детали для одновремен­ного запуска

                                                                                                                                (2.1)

где: F - число рабочих дней в году (при пятидневной рабочей не­деле составляет 252 дня);

      N - годовая программа выпуска детали, шт. = 10434 шт;

      а - число дней, на которое необходимо иметь запас деталей