Расчет зубчатого колеса

Допуск на диаметр  до 50мм равен  мм, свыше 50мм равен мм              [Л.4 табл.48]

 

Группа сложности штампованной поковки-2

Штамповочные уклоны 3°, радиуса скруглений 1,5мм

Для определения объема заготовки необходимо разбить деталь на отдельные фигуры - ступени вала с учетом припусков.

V₁=p´R ´L=3,14´1,32²´2,55=13,951cм³;

V₂=3,14´1,995²´8,35=104,352см³;

V₃=3,14´2,195²´3,2=48,411см³;

V₄=3,14´3,475²´6,9=261,63см³;

V₅=3,14´2,395²´0,7=12,607см³;

V₆=3,14´1,845²´8,0=85,509см³;

V₇=3,14´1,195²´2,3=10,313см³;

V=V₁+V₂+V₃+V₄+V₅+V₆+V₇=536,773см³

Масса заготовки:

m_з=g´V=7,85´536,773=2003гр»2кг

Определим коэффициент  использования материала:

К_и.м.=m_д/m_з=1,6/2=0,8-(80%)

Показатели и данные расчетов сводим в таблицу

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Наименование показателей	Вариант получения заготовки
	Отливка	Поковка
Класс точности	2	2
Масса заготовки (кг)	2,7	2
Стоимость 1 т. (руб.)	117630	120550
Стоимость 1 т. стружки (руб.)
Стоимость 1 заготовки (руб.)	317	241
Ким., %	60	80

 

 

 

 

 

 

 

 

Расчеты показывают, что  заготовка, полученная методом горячей  объемной штамповки на ГКМ более  экономична по использованию материала  и цене за 1 заготовку, отливка. При изготовлении заготовки методом штамповки значительно сокращается число последующих операций механической обработки, а значит и трудоемкость её изготовления, поэтому выбираем в качестве заготовки - поковку.

Эскиз штампованной заготовки прилагается.

                               

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. Выбор рационального маршрута обработки.

№	Наименование операции содержание переходов	Оборудование	Приспособление	Режущий инструмент	Мерительный инструмент
005	Сверлильная 1.   Зенкеровать центральное отверстие, зенковать торец и снять фаски	Вертикально-сверлильный станок 2H135		Комбинированный зенкер-зенковка	Калибр -пробкат. Æ54
010	Протяжная  Протягивать отверстие	Протяжной станок7Б55	Оправки	Протяжка шлицевая	Калибр-скоба Æ40,
015	Токарная черновая Точить поверхность h12 и h12 начерно	Многорезцовый токарный станок 1К282	Поводковый центр	Резцы проходные Т15К6. Т15К6 b=3мм..   ГОСТ 18879-73	Калибр-скоба: Æ102; Æ58мм;
020	Токарная чистовая Точить поверхности начисто	Многорезцовый токарный станок	Станочное приспособление.		Калибр скоба,
025	Зубофрезерная Фрезеровать 30 зубьев(m=1,6) предварительно под шлифование.	Зубофрезерный полуавтомат модель 53А30П	Патрон трехкулачковый, центр вращающийся	Фреза червячная.	Шаблон на зубья
030	Термообработка	электропечь
035	Круглошлифовальная  1.Переход. Шлифовать Æ58h7	Круглошлифовальный  станок 3А15	В центрах с поводковым патроном Зажим хомутом по М22´1,5	Круг шлифовальный 25А16Т14К5А	Калибр-скоба: Æ38h6, Æ35h6, Æ24,484h5мм
040	Зубошлифовальная. Шлифовать 30 эвольвентных зубьев	Зубошлифовальный полуавтомат модель 5В833	Патрон трехкулачковый, центр вращающ.	Круг шлифовальный червячный с эвольвентным профилем m=3,75 Э540С25К ПП 150´100´50	зубомер тангенциальный 1 тип (m=2,5–10мм)

 

5.1. Выбор оборудования, обоснование.

5.2.Выбор схемы базирования  и станочного приспособления, обоснование.

 

5.1 Выбор оборудования

Выбор типа и модели станка определяется возможностью обеспечить выполнение технических требований, предъявляемых к обработанной детали в отношении точности её размеров формы и шероховатости поверхностей. Для оптимального выбора оборудования необходимо учитывать следующие факторы: объем выпуска деталей, тип производства, размеры и расположение обрабатываемых поверхностей, требования к точности, шероховатости поверхностей и экономичности обработки. При выборе станка необходимо учитывать наиболее полное его использование по мощности, загрузке и оснащенности (возможность использования всего комплекта инструмента в инструментальной головке или магазине), его стоимость и сложность обслуживания.

Выбранный станок должен обеспечивать минимальные затраты времени на обработку и себестоимость обработки детали. Основным из этих требований отвечают станки с числовым программным управлением, так как резко снижают штучное время, а следовательно, уменьшают затраты на производство заданного количества деталей. Кроме этого обеспечивают наименьшую трудоемкость и дают превосходные показатели в точности обработки.

Принимая во внимание вышеуказанное, предлагаю использовать следующее оборудование:

 

            1. Вертикально-сверлильный станок 2Н125.

Технические показатели станка	Параметры
Наибольший диаметр обрабатываемого  отверстия в заготовке из стали	25 мм
Мощность двигателя	2,8 кВт
КПД станка	0,8
Максимальная осевая сила, допускаемая станком	900 кГс
Стоимость	тыс.руб
Габариты: длина
ширина
высота

                2. Токарный многорезцовый полуавтомат 1Н713

 

Технические показатели станка	Параметры
Высота центров	250 мм
Расстояние между центрами	1400 мм
Мощность двигателя	18,5 кВт
КПД станка	0,8
Максимальная осевая сила, допускаемая станком	1630 кГс
Стоимость	тыс.руб.
Габариты: длина	мм
Ширина	мм
Высота	мм

 

 

 

 

4

 

1. Зубофрезерный полуавтомат модель 53А30П

Полуавтомат используется для фрезерования зубьев цилиндрических прямозубых и косозубых колес методом обкатки червячными модульными фрезами. Можно производить зубонарезание методами встречного и попутного фрезерования. Цикл работы станка автоматизирован: быстрый подвод инструмента к заготовке, зубонарезание, быстрый отвод инструмента в исходное положение и останов станка. Имеет механизм для передвижения фрезы, что увеличивает стойкость и срок службы фрез. Позволяет производить работу при повышенных скоростях резания и подаче. Повышенная жесткость и мощность станка обеспечивают высокое качество нарезаемых колес и увеличивают производительность.

Техническая характеристика:

Наибольший диаметр обрабатываемой детали, мм………………………….320

Наибольшие размеры нарезаемых колес, мм:

Модуль-6, длина зуба-220, угол наклона…………………………………...±60^о

Наибольший диаметр фрезы, мм………………………………………………160

Наибольшее осевое перемещение  фрезы, мм……………………….…………75

Частота вращения шпинделя, мин^-1………………………………….……50–400

Подача, мм/об. (заготовки):

вертикальная-0,63–7; радиальная-0,3–2

Мощность электродвигателя привода  главного движения, кВт……………..4,2

Габаритные размеры, мм:………………… 2300´1500´1950  (д´ш´в)

Масса, кг–6800.     [Л.4 том 2. стр.42]

 

 

2. Круглошлифовальный полуавтомат с ЧПУ модель 3А151Ц

Полуавтомат предназначен для наружного  шлифования цилиндрической поверхности валов с несколькими ступенями. Станок работает по полуавтоматическому циклу. Установка детали в центрах и снятие её производятся вручную. Процесс обработки на станке полностью автоматизирован. На полуавтомате осуществляется продольное и врезное шлифование ступеней вала одним кругом с последовательным переходом от одной ступени к другой по программе.

Измерение диаметров вала в процессе обработки производится электрическим широкодиапазонном прибором активного контроля, работающим в пределах 15 – 85мм с точностью 0,002мм без перенастройки.

Техническая характеристика:

Наибольшие размеры устанавливаемой  детали, мм

диаметр–200, длина-600

Размер шлифовального круга, мм до: 600´63´305

Наибольшее количество программируемых  ступеней для обработки: 6.

Наибольшее количество шеек устанавливаемого изделия: 12.

Частота вращения шлифовального круга, мин^-1……………………1112; 1275

Скорость быстрого перемещения, мм/мин……………………………….1000

Число оборотов изделия, мин^-1…………………………………………..63–400

Мощность электродвигателя общая, кВт…………………………………….11

Габариты полуавтомата, мм: 3100´3000´1900   (д´ш´в)

Масса, кг–5200      [Л.6 стр.126]

3. Зубошлифовальный полуавтомат модель 5В833

Станок применяется для получения точной формы и размеров зубьев, а также уменьшения шероховатости их рабочих поверхностей. Шлифование необходимо для повышения точности изготовления зубчатых колес и устранения отклонений, вызываемых термической обработкой. Полуавтомат производит шлифование методом обкатки абразивным червяком.

Техническая характеристика:

Диаметр обрабатываемого изделия, мм……………………………….40–320

Модуль, мм………………………………………………………….…….0,5–4

Наибольшая длина шлифуемого зуба, мм…………………..….…………150

Наибольший угол наклона…………………………………………………±45^о

Число зубьев обрабатываемого изделия………………………………..12–200

Наибольшие размеры шлифовального  круга, мм (Æ´ш)………….…..400´80

Частота вращения шлифовального круга, мин^-1…………………….……1500

Вертикальная подача суппорта заготовки, мм/мин………………………..165

Радиальная подача шпинделя бабки  за один ход суппорта…………0,02–0,08

Продольная подача: стола, мм/мин……………………………….…..100–1800

за один обкат………………………………..…………0,35–7

Мощность электродвигателя привода  главного движения, кВт…………..…4

Габариты полуавтомата, мм:…………………..2400´2500´2070 (д ´ ш ´ в)

Масса, кг–7000       [Л.4 том 2. стр.46]

 

6.   Расчёт припусков на одну поверхность аналитическим путем, определение  остальных припусков по таблицам и конструирование заготовки

     Расчёт припусков  аналитическим способом на одну поверхность на Æ 58h7

 Rz=40 

     Rz=200 мкм

 

 T= 200 мкм             (Добрыднев стр. 66)

 

  , - для наружной поверхности (стр.65. Добрыднев)

- отклонения расположения заготовки,  штампуемой различных половинах  штампа, (мм.).

- деформация заготовки, (мм.).

Смещение смесей поковок, штампуемых в разных половинах штампа, мм. (Таблица 12 стр. 184 Косилова).

Группа точности (0.30)

Погрешность установки.

              (Т.1 стр. 42 т.13)

 

Вид заготовки и технологи-ческая операция	Точность заготов.  и обраб. поверхности	Допуск	Элементы припуска мкм.				Промеж. раз. Заготовки мм.		Промеж. припуски мм.
				T
Заготовка Штамповка	h14	1,2    -0,6	200	200	0,7	-	59,2	57,4	-	-   -
Токарная: черновая	h12	0 -0,19	40	12	0,04	185	58	57,81	3,11	, 1,5

 

 

 

 

 

 

                                Расчет припусков табличным способом.

       Обработка  поверхности Æ54h7.

                                                                                                                  

Переходы	Размер до обработки (мм)	Размер после обработки (мм)	Припуск	Допуск
Заготовка	-	61,25	6,45	-
Черновое	61,25	57,25	4,0	h12
Чистовое	57,25	55,25	2,0	h9
Шлифование	55,25	54,8	0,45	h7

 

Общий припуск на обработку  отверстия Æ40 табличным путём.  Допуск h12

 

Переход	Размер до обработки (мм)	Размер после обработки (мм)	Припуск	Допуск
Заготовка		37	2,8	h14
Зенкерование	37	39,2	2	h12
Протягивание	39,2	40	0,8	h10