Зубчатое колесо

Размещено на http://www.allbest.ru/

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. ЭСКИЗЫ

1.1 Эскиз вала

1.2 Эскиз зубчатого колеса

2. ШПОНОЧНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ

3. СБОРОЧНЫЙ ЧЕРТЕЖ

4. СПЕЦИФИКАЦИЯ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗАВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

ВВЕДЕНИЕ

Соединения деталей машин и механизмов, допускающие многократную разборку и сборку без повреждения соединяемых деталей и соединительных элементов называются разъемными соединениями. Разъемные соединения в свою очередь делятся на подвижные и неподвижные. Разъемные соединения деталей машин. С помощью подвижных соединений можно обеспечить определенное перемещение одних деталей относительно других. К ним относятся различные опоры и направляющие. Неподвижные соединения обеспечивают фиксированное положение одних деталей по отношению к другим.

К разъемным соединениям относят резьбовые, шпоночные, шлицевые и некоторые другие соединения. Выбор типа соединения зависит от предъявляемых к нему требований.

Резьбовым называют соединение составных частей изделия с применением детали, имеющей резьбу. Резьба получается прорезанные на поверхности стержня канавок при движении плоской фигуры - профиля резьбы. Достоинства резьбовых соединений это: универсальность; высокая надёжность; малые габариты; способность создавать и воспринимать большие осевые силы, технологичность и возможность точного изготовления. А недостатки резьбовых соединений являются: значительная концентрация напряжений в местах резкого изменения поперечного сечения.

Шпоночными соединениями - разъёмные соединения составных частей изделий с применением шпонок. Шпоночные соединения состоят из вала, шпонки и ступицы колеса. Шпонка представляет собой стальной брус, который вставляется в пазы вала и ступицы. Она служит для передачи вращающего момента между валом и ступицей колеса, шкива, звездочки. Шпоночные соединения широко применяются во всех отраслях машиностроения при малых нагрузках и необходимости легкой сборки, разборки. По мере роста нагрузок применение шпоночных соединений сокращается. Достоинства шпоночных соединений являются: простота конструкции; легкость сборки и разборки соединения. А недостатки шпоночных соединений это: шпоночные пазы ослабляют вал и ступицу насаживаемой детали; шпоночное соединение трудоемко в изготовлении.

Шлицевые соединения образуются выступами - зубьями на валу и соответствующими впадинами - шлицами в ступице. Рабочими поверхностями являются боковые грани зубьев. Шлицевое соединение условно можно рассматривать как многошпоночное. Шлицевые соединения широко распространены в машиностроении. Шлицевых соединений по сравнению со шпоночными соединениями: лучшее центрирование деталей на валу; уменьшение числа деталей соединения; при одинаковых габаритах передают больший вращающий момент за счет большей поверхности контакта; высокая надежность при динамических и реверсивных нагрузках; меньшее ослабление вала. А недостатки шлицевых соединений являются: сложная технология; повышенная точность изготовления; высокая стоимость.

1. ЭСКИЗЫ

деталь машина зубчатый колесо

Эскиз - это чертеж, выполненный от руки без применения чертежных инструментов, в глазомерном масштабе с сохранением пропорций между элементами детали.

Выполняя эскиз с натуры, следует аналитически относиться к форме и расположению отдельных ее элементов, так, например, дефекты литья (неравномерность толщины стенок, смещение центров отверстий, неровные края, асимметрия частей детали и т.п.) не должны отражаться на эскизе.

Рекомендуется следующая последовательность выполнения эскизов:

1. Внимательно осмотреть деталь, установить ее назначение и материал, определить геометрическую форму отдельных элементов детали.

2. Выбрать главный вид, который должен давать наиболее полное и наглядное представление о детали.

3. С учетом сохранения пропорций габаритов детали (длины, высоты, ширины) и полного использования листа бумаги нанести в проекционной связи габаритные прямоугольники для размещения выбранных видов; в прямоугольниках проводят оси симметрии детали.

4.Вычертить внешние контуры корпуса детали.

5.Вычертить внутренние элементы детали в разрезе.

6.Нанести размерные и выносные линии (причем никаких измерений при этом не производить), условные знаки, определяющие характер поверхности: диаметр, радиус, конусность, тип резьбы согласно ГОСТ 2.307-68*.

7. При помощи измерительных инструментов определить размеры элементов детали, нанести размерные числа.

8. Проставить шероховатость поверхностей согласно ГОСТ 2.309-73*.

Оформить эскиз. Заполнить основную надпись согласно ГОСТ 2.104-68*.

В основной надписи следует указать наименование детали, марку материала, из которого она изготовлена, номер ГОСТ на материал. Наименование детали записывается в именительном падеже, в единственном числе. В наименованиях, состоящих из нескольких слов, на первое место ставится имя существительное, например: колесо зубчатое, крышка верхняя, гайка накидная.

Стандартизованные элементы детали (резьба, проточки, фаски, округления) должны иметь оформление и размеры, предусмотренные соответствующими стандартами.

Эскиз должен быть выполнен в соответствии со стандартами ЕСКД. Линии на эскизе должны быть ровными и четкими. Эскиз выполняется на бумаге в клетку формата А4 или АЗ. Дуги окружностей разрешается проводить циркулем с последующей обводкой их от руки. Выполняется эскиз мягким карандашом.

1.1 Эскиз вала

Вал - стержень, вращающийся в опорах и предназначенный для передачи вращающего момента от одной детали к другой.

Некоторые валы (гибкие, трансмиссионные, торсионные) не поддерживают вращающиеся детали. Так как передача крутящих моментов связана с возникновением сил, действующих на валы от посаженных на них деталей и опор, валы обычно подвержены действию, кроме крутящих моментов, также поперечным силам и изгибающим моментам.

Рассмотрим отдельные элементы вала (см. рисунок 1).

К конструктивным элементам относятся:

лыска - плоский срез на поверхности вращения;

фаска - скошенная кромка стержня, отверстия;

паз шпоночный - углубление продолговатой формы, выполняемое фрезерованием;

галтель и переходник - переход от меньшего сечения вала к большем)' (служит для снижения концентрации внутренних напряжений в месте перехода);

шлицы - выступы на валу (зубья), которые входят в соответствующие пазы ступицы.

Рисунок 1 - Основные элементы вала

К технологическим элементам относятся.

проточка (канавка) - кольцевое углубление на стержне или в отверстии;

центровое отверстие - отверстие в торце заготовки, обрабатываемое специальным сверлом на центровальном станке, предназначено для закрепления заготовок в центрах металлорежущих станков.

Эскиз вала выполняют с натуры на бумаге в клеточку формата A3.

Главный вид вала располагают так, чтобы его ось была параллельна основной надписи чертежа. Изображение вала располагают на чертеже вправо стороной, более трудоемкой для токарной обработки. Разрезы, сечения, дополнительные виды определяются наличием конструктивных и технологических элементов. Если вал не является полым, то полного продольного разреза вала не выполняют.

Для изображения шпоночных пазов, шлицев, лысок, сквозных отверстий выполняют вынесенные сечения, для изображения центровых отверстий - местные разрезы. Форму канавки показывают в масштабе увеличения на выносном элементе. После выполнения изображения вала проставляют размеры согласно ГОСТ 2.307-68*.

а) б)

Рисунок 2 - Простановка размеров: а) - с одной стороны; б) - с главной и вспомогательной базой (Р - база).

Размеры на чертеже наносят от обработанных поверхностей или от линий, которые называют базами (см. рисунок 2).

Не допускается проставлять размеры на чертеже в виде замкнутой цепочки. В размерной цепи менее ответственный размер должен отсутствовать (свободный размер). За счет свободного размера компенсируются все неточности изготовления элементов детали.

Не допускается включения ширины фасок и канавок в общую размерность Размеры фасок и канавок должны быть заданы отдельно (см. рисунок 3).

Такие элементы детали, как центровые отверстия, фаски, галтели, канавки, шпоночные пазы, шлицы выполняют по определенным, установленным стандартами, размерам. Поэтому размеры этих элементов выбирают из таблиц в зависимости от диаметра вала.

Рисунок 3 - Канавки для выхода шлифовального круга

1.2 Эскиз зубчатого колеса

Для передачи вращательного движения от одного вала к другому чаще всего применяют зубчатые передачи. Зубчатая передача состоит из двух колес, на поверхности которых чередуются впадины и выступы (зубья). Принцип работы передачи основан на зацеплении зубчатых колес, когда зубья одного из них входят во впадины другого.

Рисунок 4 - Зубчатое колесо

Зубчатая передача между параллельными валами осуществляются цилиндрическими зубчатыми колесами. При пересекающихся осях называется конические зубчатые колеса. Меньшее из пары зубчатых колес шестерней. Термин «Зубчатое колесо» является общим для обоих колес.

Цилиндрическое зубчатое колесо малого диаметра обычно имеет форму сплошного цилиндра с отверстием для установки на вал. При несколько больших диаметрах колеса для облечения его конструкции выполняются массивными только обод, на котором расположены зубы и ступица (втулка) с отверстием для вала. Остальная часть колеса представляет собой тонкий диск с отверстиями.

Конструктивные и геометрические параметры зубчатого колеса определяются расчетом, приведенным ниже:

Вариант №18

Расчёт геометрических параметров зубчатого колеса

По таблице согласно варианту выбираем число зубьев - z и диаметр окружности вершин зубьев - d_а.

z = 51; d_а=159 мм

Модуль зубчатого колеса определяется по формуле:

m = 159/ (51+2) =3мм

Диаметр делительной окружности - d = m*z = 3*51 =153мм

Высота головки зуба - h_a = m = 3мм

Высота ножки зуба - h_f = 1,25*m = 1,25*3= 3,75мм

Диаметр окружности впадин - d_f = d - 2,5*m= 153- 2,5*3=145,5мм

Расчёт конструктивных элементов вала

Для расчёта конструктивных элементов колеса, кроме геометрических параметров, необходимо знать диаметр вала - d_в и длину шпоночного паза в месте посадки зубчатого колеса - l.

Диаметр отверстия колеса под вал - D_в и длину шпоночного паза в месте посадки зубчатого колеса.

Длину ступицы L_ст принять на 5…10 мм больше длинны шпоночного паза (Таблица 1).

Ориентировочные соотношения конструктивных размеров зубчатого колеса приведены в таблице 1.

Таблица 1. Ориентировочные соотношения размеров зубчатого колеса

На чертежах зубчатых колес принято изображать главный вид с полным разрезом отверстие со шпоночным пазом. При любом положении секущей плоскости зуб принято изображать не расчетным.

На чертеже колеса из геометрических параметров проставляют следующие размеры: диаметр окружности вершин - d_a - и ширину зубчатого венца- В.

Диаметр длительной окружности - d (мм), модуль m - (мм) и число зубьев - z - указывается, а таблице, расположенной в правом верхнем углу чертежа.

По рассчитанным параметрам выполняется эскиз зубчатого колеса на листе в клетку формата А4.

2. ШПОНОЧНОЕ СОЕДИНЕНИЕ

Для подвижного или неподвижного соединения зубчатых колес с валом применяются шпонки, которые представляют с собой деталь призматической, сегментной или клиновидной формы с прямоугольным поперечным сечением.

В шпоночном соединении часть шпонки входит в паз вала, а часть - в паз ступицы (втулки) колеса (см. рисунок 5). Между пазом втулки и верхней гранью шпонки должен быть небольшой зазор, определяемый размерами пазов на валу t₁ и ступице t₂.

Рисунок 5 - Соединение с помощью призматической шпонки

В продольном разрезе шпонки показывают нерассечёнными. Форма и размеры шпонок и пазов стандартизованы и зависят от диаметра вала и условий эксплуатации соединяемых деталей. Длину шпонки выбирают из стандартного ряда длин на 5…10 мм меньше длины ступицы зубчатого колеса L_ст.

Наибольшее распространение имеют призматические шпонки со скругленными концами. Размеры призматических шпонок выбираются по ГОСТ 23360-78.

Условное обозначение призматической шпонки с размерами b = 18мм; h = 11 мм; l = 110 мм, шпонка 18x11x110 ГОСТ 23360-78.

Для соединения с валом деталей, имеющих короткие ступицы, применяются сегментные шпонки. Размеры сегментных шпонок установлены ГОСТ 24071-80.

3. СБОРОЧНЫЙ ЧЕРТЕЖ

Графический документ, содержащий изображение сборочной единицы и другие данные, необходимые для ее сборки (изготовления) и контроля, называется сборочным чертежом.

Сборочный чертеж выполняется на стадии разработки рабочей-документации на основании чертежа общего вида изделия. На основании ГОСТ 2.109--73 сборочный чертеж должен содержать:

- изображение сборочной единицы, дающее представление о расположении и взаимосвязи составных частей, соединяемых по данному чертежу и обеспечивающих возможность осуществления сборки и контроля сборочной единицы;

- размеры и другие параметры и требования, которые должны быть выполнены и проконтролированы по данному чертежу;

- указания о характере сопряжения разъемных частей изделия, а также указания о способе соединения неразъемных соединений, например, сварных, паяных и др.;

- номер позиций составных частей, входящих в изделие;

- основные характеристики изделия;

- размеры габаритные, установочные, присоединительные, а также необходимые справочные размеры.

Количество изображений на сборочном чертеже зависит от сложности конструкций изделия. Учебный сборочный чертеж выполняется обычно в двух или трех основных изображениях с применением разрезов. Рекомендуется соединение половины вида с половиной разреза при наличии симметрии вида и разреза изделия.

Разрезы и сечения на сборочных чертежах служат для выявления внутреннего устройства сборочной единицы и взаимосвязи входящих в нее деталей.

Разрез на сборочном чертеже представляет собой совокупность разрезов отдельных частей, входящих в сборочную единицу. Штриховку одной и той же детали в разрезах на разных изображениях выполняют в одну и ту же сторону, выдерживая одинаковое расстояние (шаг) между линиями штриховки. Штриховку смежных деталей из одного материала разнообразят изменением направления штриховки, сдвигом штрихов или изменением шага штриховки. Сварное, паяное или клееное изделия из одного материала, находящиеся в сборе с другими изделиями, в разрезах и сечениях штрихуют как монолитное тело, показывая границы между деталями сварного изделия сплошными основными линиями.

На сборочных чертежах допускается не показывать фаски, округления, проточки, углубления, выступы, рифления, оплетку и другие мелкие элементы.

При выполнении сборочных чертежей соблюдают условности и упрощения, устанавливаемые стандартами на правила выполнения чертежей различных изделий.

На сборочном чертеже допускается изображать перемещающиеся части изделия в крайнем или промежуточном положении с соответствующими разрезами, используя тонкие штрихпунктирные линии с двумя точками. Для изображения соседних изделий -- «обстановки» -- используют тонкие сплошные линии.

На сборочных чертежах наносят следующие размеры:

Габаритные размеры, характеризующие три измерения изделия. Если один из размеров является переменным вследствие перемещения движущихся частей изделия, то на чертеже указывают размеры при крайних положениях подвижных частей.

Монтажные размеры, указывающие на взаимосвязь деталей в сборочной единице, например, расстояние между осями валов, монтажные зазоры и т. п.

Установочные размеры, определяющие величины элементов, на которых изделие устанавливается на месте монтажа или присоединяется к другому изделию, например, размеры окружностей и диаметры отверстий под болты, расстояние между осями фундаментных болтов и т. п.

Эксплуатационные размеры, определяющие расчетную, конструктивную характеристику изделия, например, диаметры проходных отверстий, размеры резьбы на присоединительных элементах и т. п.

На сборочных чертежах также указывают размеры отверстий под крепежные изделия, если эти отверстия выполняются в процессе сборки.

Все остальные части сборочной единицы нумеруются в соответствии с номерами позиций, указанных в спецификации этой сборочной единицы. Номера позиций указывают на полках линий-выносок, проводимых от точек на изображениях составных частей сборочной единицы, которые проецируются как видимые на основных видах или заменяющих их разрезах.

Номера позиций располагают параллельно основной надписи чертежа вне контура изображения и группируют их в колонку или строчку по возможности: хности на одной линии. Допускается делать общую линию-выноску с вертикальным расположением позиций. Как правило, номер позиции наносят на чертеж один раз. Размер шрифта номеров позиций должен быть на 1--2 размера больше, чем размер шрифта размерных чисел на этом чертеже.

В процессе сборки изделия выполняются некоторые технологические, так называемые пригоночные, операции. Их выполняют совместной обработкой соединяемых деталей или подгонкой одной детали к другой по месту ее установки. В этих случаях на сборочных чертежах делают текстовые записи.

4. СПЕЦИФИКАЦИЯ

Спецификация является основным (текстовым) конструкторским документом. Она определяет состав сборочной единицы и является главным документом для изготовления комплектования и планирования запуска производство изделий Форму и порядок заполнения спецификации определяет ГОСТ 2.108-68*.

Спецификация составляется в табличной форме на отдельных листах формата А4 (297X210) на каждую сборочную единицу. Основная надпись выполняется размером 40X185 в соответствии с ГОСТ 2.104-68.

Форма и порядок заполнения спецификации определяется ГОСТ 2.108-68. Заполняют спецификацию сверху вниз. Разделы спецификации располагаются в такой последовательности: документация, комплексы, сборочные единицы, детали, стандартные изделия, прочие изделия, материалы, комплекты.

Спецификация состоит из разделов, располагаемых в следующей последовательности: документация, комплексы, сборочные единицы, детали, стандартные изделия, прочие изделия, материалы, ко Наименование каждого раздела указывается в виде заголовка в графе "Наименование" и подчеркивается.

Наличие раздело в определяется состав специфицируемого изделия. После раздела необходимо оставлять одну-две свободные строки в каждого качестве резерва для дополнительных записей.

Спецификации заполняется в направлении сверху вниз. При записи первое место состоящих из нескольких слов, наименований, деталей помещается имя существительное, например: «Колесо зубчатое». Для записи длинных наименований используется несколько строк таблицы.

Стандартные изделия записываются по однородным группам, в пределах каждой группы - в алфавитном порядке наименований, в пределах каждого наименования в порядке возрастания обозначений стандартов

Материалы - записываются те, которые входят в специфицируемое изделие, а не в состав сборочных единиц. Последовательность записи материалов. Металлы черные, цветные провода, шнуры пластмассы. В пределах каждого вида материалы записываются в алфавитном порядке указываются технические условия на эти материалы.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Изучение начертательной геометрии способствует развитию пространственного воображения и навыков правильного логического мышления. Совершенствуя нашу способность - по плоскому изображению мысленно создавать представления о форме предмета и наоборот создание изображений мысленно созданных образов -- визуализация мысли. На занятиях всегда можно смоделировать такую ситуацию, которая заставит нас продумывать разные варианты решения поставленной задачи, анализировать их. Это способствует развитию творческого и логического мышления, столь необходимого в научно-исследовательской деятельности.

B курсовой работе «Разъемные соединения деталей машин» рассмотрены правила выполнения эскизов деталей, сборочного чертежа и спецификации, в соответствии со стандартами ЕСКД, на примере разъемного соединения «Вал -- колесо зубчатое». Выполнен эскиз вала, произведен расчет геометрических параметров зубчатого колеса и выполнен его эскиз, а также по данным эскизам выполнен сборочный чертеж «Вал - колесо зубчатое» и заполнена спецификация.

Детали, составляющие машину связаны между собой тем или иным способом. Эти связи можно разделить на подвижные неподвижные соединения.

Соединения являются важными элементами конструкции. Многие аварии и прочие неполадки в работе машин и сооружений обусловлены неудовлетворительным качеством соединений.

Основным критерием работоспособности расчета соединений является прочность. Необходимо стремиться к тому, чтобы соединение было равнопрочным с соединяемыми элементами. Желательно, чтобы соединение не искажало форму изделия, не вносило дополнительных элементов в его конструкции и т.п.

Пояснительная записка к курсовой работе содержит 15 страниц, 5 рисунка, 1 таблицу, список использованных источников содержит 4 наименования.

Цель курсовой работы, заключающаяся в рассмотрении особенностей разъемных соединений деталей машин, шпоночных соединений, произведении расчета геометрических параметров зубчатого колеса и конструктивных элементов вала достигнута.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Лагерь А.И. Инженерная графика: учебн. Для вузов - М: Высш. шк. 2004-269с.: ил

2. Стандарты ЕСКД по состоянию на 1.01.2014 г.

3. Разъемные соединения деталей машин. Методические указания /Кравцова Л.И., Кузнецова Л.М., Горбань А.В.- Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2010

4. СТО ИрГТУ 005-2009 СИСТЕМА МЕНЕДЖМЕНТА КАЧЕСТВА. Учебно-методическая деятельность. Оформление курсовых и дипломных проектов (работ) технических специальностей.

Размещено на Allbest.ru