Технология изготовления корпуса редуктора

Целью конструирования  редуктора является выбор материалов с соответствующими свойствами, размеров и положений, то есть построение такой системы связей, которая была бы способна качественно и экономично осуществлять процесс.

В данном курсовом проекте рассматриваем  технологический процесс изготовления редуктора цилиндрического , и его важной детали зубчатого колеса на промежуточном валу. Зубчатое колесо передает крутящий момент с одного вала на другой, передают и преобразуют скорость вращательного движения.

Материал  зубчатых колес должен обладать однородной структурой, которая способствует стабильности размеров после термической обработки, особенно размеров отверстия и шага колес.

Данное изделие изготовляется  из стали 45 ГОСТ 1050. Сталь 45 относится  к группе конструкционных качественных углеродистых сталей и широко применяется  в различных отраслях машиностроения для производства деталей машин.

 

Таблица 3 - Химический состав и механические свойства стали

С, %	Si, %	Cr,%	Mn, %	HB	σв
					МПа	кг/мм2
0,42-0,5	0,17-0,37	до 0,25	0,5-0,8	197	610	61

 

Таблица 4 - Режимы термообработки

Температура закалки, 0С	Температура отпуска, 0С	Твердость после отпуска, не более HRCЭ
830…860	160…180	37…42

 

4. Выбор и обоснование метода достижения точности (качества) и свойств материалов редуктора цилиндрического

 

Обеспечение качества редуктора начинается с  определения и описания условий, в которых ему предстоит работать, задач, которые должен решать редуктор или в решение которых должен он участвовать, требуемого технико-экономического уровня.

Качество  машин обеспечивается точностью  расположения деталей, узлов и механизмов, образующих конечные изделия. При этом число операций, связанных с подгонкой деталей и регулирования их положений в процессе сборки должно сводится к минимуму. Зазоры, предельные размеры и другие параметры, координирующие взаимное положение собираемых объектов, зависят от режимов работы конструктивных, технологических и эксплутационных особенностей деталей, узлов и конечных изделий, поэтому часто взаимосвязь между параллельными размерами и допусками собираемых деталей и узлов устанавливают с помощью расчетов, основанных на теории размерных цепей.

Заданная  точность исходного звена достигается  с наименьшими технологическими и эксплутационными затратами. При  прочих равных условиях рекомендуется  выбирать в первую очередь такие  методы достижения точности, при которых  сборка производится без подбора, пригонки, регулирования и собранные изделия  отвечают всем требованиям взаимозаменяемости, то есть использовать метод полной взаимозаменяемости или вероятностный  метод. Если применение указанных методов  экономически нецелесообразно или  технологически невозможно, следует  перейти к применению одного из методов  неполной взаимозаменяемости.

Для нахождения метода достижения точности изготавливаемого изделия составляем расчётную схему (рисунок 1) и рассчитываем её 3 способами: методом полной взаимозаменяемости, вероятностным методом и методом регулирования.

 

Рисунок 1. Расчётная схема

 

На расчетной  схеме указаны следующие звенья:

В_S - исходный размер, равный расстоянию между торцами крышки и наружного кольца подшипника;

В₁ – расстояние между торцами корпуса;

В₂ – расстояние между торцами крышек подшипников;

В₃ – ширина втулки;

В₄ – ширина подшипника;

В₅ – расстояние между торцами вала;

В₆ – ширина подшипника;

В₇ – ширина втулки;

В₈ – расстояние между торцами крышек подшипников;

В₉ – ширина прокладки.

Звенья  В₂, В₃, В₄, В₅, В₆, В₇, В₈ – уменьшающие, а В₁, В₉ – увеличивающие (таблица 5).

Для всех методов зазор между торцами  крышки и наружного кольца подшипника одинаков и равен мм.

Предельные  отклонения звена В₆ и В₄ (подшипник 7608А ГОСТ 27365-75 – стандартная деталь). Класс точности подшипника – 0. Тогда предельное отклонение равняется мкм.

 

Таблица 5 - Исходные данные

Звено	Значение размера
В1	313
В2	8
В3	12
В4	35
В5	205
В6	35
В7	12
В8	8
В9	2
В∆

 

4.1 Метод полной взаимозаменяемости

 

Метод полной взаимозаменяемости заключается в  том, что требуемую точность замыкающего  звена размерной цепи достигают  каждый раз, когда в размерную  цепь включают или заменяют в ней  звенья без их выбора, подбора или  изменения их величин.

Основными преимуществами метода полной взаимозаменяемости являются:

1 Относительная простота механизации и автоматизации технологических процессов, при помощи которых осуществляется достижение требуемой точности замыкающего звена;

2 Возможность выполнения технологических процессов рабочими, не обладающими высокой квалификацией, поскольку процесс сводиться или к соединению деталей (сборка), или к их смене (обработка на станках);

3 Простота нормирования процессов во времени, при помощи которых достигается требуемая точность замыкающего звена;

4 Наибольшая простота достижения требуемой точности замыкающего звена, так как построение размерной цепи сводиться к простому соединению всех составляющих звеньев.

Расчетаем данную размерную цепь методом полной взаимозаменяемости.

Запишем уравнение размерной цепи:

В_∆ = В₁ + В₉– В₂ - В₃ - В₄ - В₅ - В₆ - В₇ - В₈

Рассчитаем  номинал замыкающего звена:

В_∆ = 313 + 2 – 8 – 12 – 35 – 205 – 35 – 12 -8 =0 мм

По условию  для замыкающего звена также  известно: верхнее отклонение размера ЕS_∆ = 0,71 мм, нижнее отклонение размера EI_∆ = 0,05мм, допуск замыкающего размера TВ_∆= ЕS_∆ - EI_∆, TВ_∆=0,71 - 0,05 = 0,66 мм, координата середины поля допуска:

Для расчета  используем способ равных допусков, т.е. определяем среднее значение допуска. Так как в цепи присутствуют звенья с известными отклонениями (звенья В₄ и В₆), то необходимо учесть величину допуска на эти звенья: ТВ_4,6 = 0-(-0,15) =0,15 мм.

Тогда среднее  значение допуска:

 

где n – число звеньев цепи.

 

 

Звено	Значение размера	Значение допуска
В1	313	0,052
В2	8	0,058
В3	12	0,043
В5	205	0,046
В7	12	0,043
В8	8	0,058
В9	2	0,060

 

Проверим  правильность назначения допусков путем  расчета допуска замыкающего  звена по следующей формуле:

ТВ_∆ = ∑ТВ_i

ТВ_∆ = 0,052+0,058+0,043+0,15+0,046+0,15+0,043+0,058+0,06=0,66 мм.

Назначаем предельные отклонения на составляющие звенья кроме одного звена – В₉. При этом для валов поле допуска в "-", для отверстий - в "+".

 

Звено	Значение размера	Значение допуска	Верхнее отклонение	Нижнее отклонение
В1	313	0,052	+0,052	0
В2	8	0,058	0	-0,058
В3	12	0,043	0	-0,043
В5	205	0,046	0	-0,046
В7	12	0,043	0	-0,043
В8	8	0,058	0	-0,058

 

Верхнее и нижнее отклонение звена В₉ рассчитаем по следующей формуле:

Необходимо  определить координату середины поля допуска звена В₉. Воспользуемся следующим условием: ,

где - сумма координат полей допусков для увеличивающих звеньев;

- сумма координат полей допусков  для уменьшающих звеньев.

Из этого  уравнения выражаем ЕсВ₉:

 

 

и для  звена В₉ устанавливаем следующее В₉ = 2 .

 

4.2 Вероятностный метод

 

Вероятностный метод позволяет соединять детали на сборке, как правило, без пригонки, регулирования и подбора, при  этом у небольшого количества изделий  значения замыкающих звеньев могут  выйти за установленные пределы.

Рассчитываем  цепь вероятностным методом с  использованием способа равных допусков, для которого справедлива следующая  формула:

 

 

где t – коэффициент, зависящий от процента риска Р,

_i – коэффициент относительного рассеяния.

При нормальном распределении размеров замыкающего  звена при проценте риска Р=0,27 t=3 и =1/3.

Определяем  для звеньев стандартную величину допуска, по возможности равную .

 

Звено	Значение размера	Значение допуска
В1	313	0,210
В2	8	0,220
В3	12	0,270
В5	205	0,185
В7	12	0,270
В8	8	0,220
В9	2	0,250

 

Проверим  правильность назначения допусков путем  расчета допуска замыкающего  звена по следующей формуле:

 

ТВ_∆ = t ,

ТВ_∆ =√0,21² + 2*0,22² + 2*0,27² + 2*0,15² + 0,185² + 0,25²=0,66 мм.

Назначаем предельные отклонения на составляющие звенья кроме одного звена – В₉.

 

Звено	Значение размера	Значение допуска	Верхнее отклонение	Нижнее отклонение
В1	313	0,210	+0,210	0
В2	8	0,220	0	-0,220
В3	12	0,270	0	-0,270
В5	205	0,185	0	-0,185
В7	12	0,270	0	-0,270
В8	8	0,220	0	-0,220