5.5 Зубчатые колеса
Зубчатые колеса служат для передачи крутящего момента от одного вала к другому при заданном передаточном отношении частоты вращения одного вала к другому. Зубчатые колеса подразделяются на цилиндрические, конические и червячные
По технологическому признаку зубчатые колеса делятся на:
а) цилиндрические и конические без ступицы и со ступицей, с гладким или шлицевым отверстием;
б) многовенцовые блочные с гладким или шлицевым отверстием;
в) цилиндрические, конические и червячные типа фланца;
г) цилиндрические и конические с хвостовиком.
Основные технологические задачи
Точность размеров. Самым точным элементом зубчатого колеса является отверстие, которое выполняется обычно по 7-му квалитету, если нет особых требований.
Точность формы. В большинстве случаев особых требований к точности формы поверхностей не предъявляется.
Точность взаимного расположения. Несоосность начальной окружности зубчатого колеса относительно посадочных поверхностей допускается не более 0,05-0,1 мм. Неперпендикулярность торцов к оси отверстия или вала (биение торцов) обычно принимается не более 0,01-0,015 мм на 100 мм диаметра. В зависимости от условий работы колеса эта величина может быть повышена или несколько уменьшена.
Твердость рабочих поверхностей. В результате термической обработки поверхностная твердость зубьев цементируемых зубчатых колес должна быть в пределах HRC 45-60 при глубине слоя цементации 1-2 мм. При цианировании твердость HRC 42-53, глубина слоя должна быть в пределах 0,5-0,8 мм.
Твердость незакаливаемых поверхностей обычно находится в пределах НВ 180-270.
Для рассматриваемого зубчатого колеса (рис. 5.6):
а) посадочное отверстие выполняется по 7-му квалитету;
б) точность формы не задается;
в) точность взаимного расположения ограничена величиной торцового биения плоских поверхностей относительно оси отверстия не более 0,016 мм, а также величиной несимметричности шпоночного паза относительно оси отверстия не более 0,02 мм,
г) шероховатость поверхности зубчатого венца Ra = 0,63, отверстия и торцов - 1,25 мкм. Зубчатый венец закаливается ТВЧ до HRC 45-50 на глубину 1-2 мм.
Материал и заготовки
В зависимости от служебного назначения зубчатые колеса изготовляют из углеродистых, легированных сталей, чугуна, пластических масс.
Легированные стали обеспечивают более глубокую прокаливаемость и меньшую деформацию по сравнению с углеродистыми.
Материал зубчатых колес должен обладать однородной структурой, обеспечивающей стабильность размеров после термической обработки, особенно по размеру отверстий и шагу колес. Нестабильность возникает после цементации и закалки, когда в заготовке сохраняется остаточный аустенит, она может также возникнуть в результате наклепа и при механической обработке.
Установлено, что наибольшее коробление дает цементация и меньшее закалка, поэтому часто исправление коробления и повышение точности шевингованием производят не до цементации, a между цементацией и закалкой.
При изготовлении высокоточных колес рекомендуется чередовать механическую обработку с операциями термической стабилизации размеров для снятия внутренних напряжений.
Различают основные виды заготовок зубчатых колес при разных конструкциях и серийности выпуска: заготовка из проката; поковка, выполненная свободной ковкой на ковочном молоте; штампованная заготовка в подкладных штампах, выполненных на молотах или прессах; штампованная заготовка в закрепленных штампах, выполненных на молотах, прессах и горизонтально-ковочных машинах.
Заготовки, получаемые свободной ковкой на молотах, по конфигурации не соответствуют форме готовой детали, но структура металла благодаря ковке улучшается по сравнению с заготовкой, отрезанной пилой от прутка.
Штамповка заготовок в закрытых штампах имеет ряд преимуществ: снижается расход металла из-за отсутствия облоя, форма заготовки ближе к готовой детали, снижается себестоимость, экономия металла составляет от 10 до 30 %. Однако отмечается повышенный расход штампов.
Штамповка на прессах имеет большое преимущество перед штамповкой на молотах: получается точная штамповочная заготовка, припуски и напуски меньше на 30 %, по конфигурации заготовка ближе к готовой детали. На прессах можно штамповать с прошиванием отверстия.
Штамповкой на горизонтально-ковочных машинах изготовляют заготовки зубчатых колес с хвостовиком или с отверстием.
Основные схемы базирования
Выбор базовых поверхностей и разработка технологического процесса зависят от конструктивных форм зубчатых колес, технических требований и объема выпуска. Для наиболее распространенных зубчатых колес 7-8-й степени точности в общем машиностроении вначале полностью обрабатывается отверстие и подготавливается как базовое для установки детали на оправке при последующей обработке.
Маршрут технологического процесса механической обработки цилиндрического зубчатого колеса, изображенного на рис. 5.6, представлен в табл. 5.5.
Рис. 5.6
Таблица 5.5
Технологический маршрут механической обработки зубчатого колеса
|
Наименование и краткое содержание операции
|
Операционный эскиз
|
1
|
2
|
3
|
00
|
Заготовительная. Штамповка на горизонтально-ковочной машине. Размеры заготовки 90х30
|
|
05
|
Термическая. Нормализация
|
|
10
|
Токарная автоматная. Станок токарный многорезцовый полуавтомат 1723:
Подрезка торцов 5 и 4 начерно
Обтачивание поверхности 1 до кулачков патрона
Растачивание отверстия 6 на проход начерно
Обтачивание поверхностей 2 и 3 начерно
Обтачивание фаски
|
|
1
|
2
|
3
|
15
|
Токарная с ЧПУ. Станок токарный 16К20 с ЧПУ:
Подрезка торца 1
Обтачивание поверхности 4 на оставшейся части начерно
Обтачивание поверхностей 2 и 3
Растачивание фасок
|
|
20
|
Термическая. Нормализация
|
|
25
|
Токарная с ЧПУ. Станок 16К20 с ЧПУ:
Подрезка торца 2 под шлифование
Растачивание отверстия 1 под шлифование
Растачивание и обтачивание фасок
|
|
30
|
Токарно-винторезная. Станок токарный 16К20:
Подрезка торца 1 начисто
Подрезка торца 2 под шлифование
Растачивание и обтачивание фасок
|
|
35
|
Зубофрезерная. Зубофрезерный полуавтомат модели 5306К. Фрезеровать 40 зубьев (т = 2) под шлифование
|
|
40
|
Слесарная. Полуавтомат для снятия заусенцев 5525. Зачистить заусенцы на торцах зубьев
|
|
45
|
Термическая. Установка ТВЧ. Закалка зубьев
|
|
50
|
Круглошлифовальная. Станок торцекруглошлифовальный ЗТ153. Шлифовать поверхности 1, 2 начисто
|
|
1
|
2
|
3
|
55
|
Внутришлифовальная. Станок внутришлифовальный ЗА227. Шлифовать поверхности 1 и 2 начисто
|
|
60
|
Плоскошлифовальная. Станок плоскошлифовальный ЗБ740. Шлифовать поверхность 1 начисто
|
|
65
|
Долбежная. Станок долбежный 7А412. Долбить шпоночный паз 1
|
|
70
|
Зубошлифовальная. Зубошлифовальный полуавтомат 5В833. Шлифовать начерно и начисто 40 зубьев (т = 2)
|
|
6. Заключение
В данном разделе пояснительной записки дают основные выводы по решению поставленных в курсовом проекте задач, технико-экономическую оценку принятых в проекте технологических и технических решений. При этом необходимо конкретно указать, за счет каких технологических или конструкторских мероприятий достигнуты положительные результаты: повышена производительность труда и оборудования, улучшено качество продукции и т.п. Особое внимание следует уделить оригинальным разработкам.
Список литературы, рекомендуемой для курсового проектирования
Основная
1. Технология машиностроения: В 2 кн. Кн.1. Основы технологии машиностроения: Учеб. пособ. Для вузов/ Э.Л. Жуков, И.И. Козарь, С.Л. Мурашкин и др.; Под ред. С.Л. Мурашкина. – 2-ое изд., доп. – М.: Высш. шк., 2008. – 278 с.
2. Технология машиностроения: В 2 кн. Кн.2. Производство деталей машин.: Учеб. пособ. Для вузов/ Э.Л. Жуков, И.И. Козарь, С.Л. Мурашкин и др.; Под ред. С.Л. Мурашкина. – 2-ое изд., доп. – М.: Высш. шк., 2008. – 296 с.
3. Маталин А.А. Технология машиностроения: учеб для вузов. М.: Лань, 2010. – 512 с.
Дополнительная
1. Андреев Г.Н. и др. Проектирование технологической оснастки механосборочного производства: Учеб пособие для вузов. – М.: Высш. шк., 1999. – 415 с.
2. Горбацевич А.Ф., Шкред В.А. Курсовое проектирование по технологии машиностроения: Учеб. пособие для машиностроит. спец. вузов. – 4-е изд., перераб. и доп. – Минск: Вышейш.шк., 1983. – 256 с.
3. Егоров М.Е., Дементьев В.И., Дмитриев В.Л. Технология машиностроения: Учеб. для вузов. – 2-е изд., доп. /Под ред. М.Е. Егорова. – М.: Машиностроение, 1976. – 534 с
4. Козлова Т.А. Курсовое проектирование по технологии машиностроения: Учеб. пособие. – Екатеринбург: Изд-во Урал. гос. проф.-пед. ун-та, 2001. – 180 с.
5. Козлова Т.А. Практикум по технологии машиностроения: Учеб. пособие. – Екатеринбург: Изд-во Урал. гос. проф.-пед. ун-та, 2001. – 52 с.
6. Ковшов А.Н. Технология машиностроения: Учеб. для вузов. – М.: Машиностроение, 1987. – 320 с.
7. Лавриненко М.З. Технология машиностроения и технологические основы автоматизации. – Киев: Вища шк., 1982. – 320 с.
8. Маталин А.А. Технология машиностроения. Учеб. для вузов. – Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1985. – 496 с.
9. Митрофанов С.П. Групплвая технология машиностроительного производства: В 2 т. – Л.: Машиностроение, 1983.
10. Мосталыгин Г.П., Толмачевский Н.Н. Технология машиностроения. – М.: Машиностроение, 1990. – 287 с.
11. Мухаринский Е.И., Горохов В.А. Основы технологии машиностроения: Учеб. для вузов. – Минск: Вышэйш. шк., 1997. – 432 с.
12. Основы технологии машиностроения. Учеб. для вузов /Под ред. В.С. Корсакова. – М.: Машиностроение, 1977. – 416 с.
13. Руденко П.А. Проектирование технологических процессов машиностроения. – Киев: Вища шк., 1985. – 255 с.
14. Сборник задач и упражнений по технологии машиностроения: Учеб. пособие для машиностроит. вузов по спец. «Технология машиностроения» / В.А.Аверченков, О.А.Горленко, В.Б.Ильицкий и др.; Под ред. О.А.Горленко. – М.: Машиностроение, 1988. – 192 с.
15. Солонин И.С., Солонин С.И. Расчет сборочных и технологических размерных цепей. – М.: Машиностроение, 1980. – 110 с.
16. Справочник технолога-машиностроителя: В 2 т. Т.1 /Под ред. А.Г.Косиловой, Р.К.Мещерякова. – 4-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1985. – 656 с.
17. Справочник технолога-машиностроителя: В 2 т. Т.2 /Под ред. А.Г.Косиловой, Р.К.Мещерякова. – 4-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1985. – 496 с.
Учебное издание
Козлова Татьяна Алексеевна
курсовое Проектирование по технологии машиностроения
Учебное пособие
Редактор Л.И. Кузнецова
Печатается по постановлению
редакционно-издательского совета университета
Подписано в печать . . Формат 6084/ 16. Бумага для множ. аппаратов. Усл. печ. л. 5,8. Уч.-изд. л. 6,5. Тираж 200 экз. Заказ №
Издательство ФГАОУ ВПО «Российский государственный профессионально-педагогический университет». Екатеринбург, ул. Машиностроителей, 11. |
