Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Описание конструкции изделия и условий работы, технико-экономические характеристики

2. Анализ технологичности редуктора

3. Описание схемы сборки

4. Подбор оборудования, оснастки

5. Размерный анализ

6. Сборка ответственных соединений

7. Порядок затяжки болтов

8. Проверочные испытания редуктора

9. Составление технологического процесса сборки редуктора

Вывод



Введение

Развитие машиностроительного производства, ориентированного на повышение качества машиностроительной продукции, на широкое применение прогрессивных конструкционных и инструментальных материалов, упрочняющей технологии, на комплексную автоматизацию на основе применения станков с ЧПУ и САПР, требует подготовки квалифицированных специалистов, не только обладающих глубокими теоретическими знаниями, но и способных практически их использовать в своей производственной деятельности.

В данном курсовом проекте представлены все основные этапы технологического проектирования в машиностроительном производстве, связанного со сборкой изделий и механической обработкой деталей. Рассмотренные этапы технологического проектирования соответствуют последовательности их изложения в курсе «Технология сборки машин и механизмов». Особое внимание уделено последовательному рассмотрению следующих вопросов: редуктор сборка оборудование болт

Анализ служебного назначения изделия и технологичность его конструкции

Описание конструкции изделия и условий работы, технико-экономические характеристики

Описание схемы сборки

Подбор оборудования, оснастки

Размерный анализ

Порядок затяжки болтов

Порядок затяжки болтов

Проверочные испытания редуктора

Составление технологического процесса сборки редуктора



1. Описание конструкции изделия и условий работы, технико-экономические характеристики

Редуктор предназначен для передачи исполнительному элементу вращения с частотой 59,84 мин^-1 .

Редуктор состоит из косозубых цилиндрических передач (Рисунок 1).

Рисунок 1 - Чертеж редуктора

Корпус поз.4 с крышкой поз.5 образует замкнутый объём редуктора, они отливаются из чугуна, в них позиционируются все составные элементы. В нижней части имеются лаповые плоскости в которых позиционируются цекованные отверстия с помощью которых редуктор крепится на раму. В крышке корпуса сверху в приливах расположены заливная пробка. В корпусе поз.4 располагается пробковая отдушина для нормализации давления в редукторе с атмосферным давлением, и предотвращения разрушения манжет.

Слив масла осуществляется через отверстие системы циркуляции с

конической резьбой при её отвинчивании.

Заливка и контроль уровня масла производится визуально по уровню пробки на корпусе редуктора поз.14.

Вал тихоходный (Рисунок 2) поз.3 фиксируется с помощью двух подшипников поз.30. Позиционирование зубчатого колеса поз.17 осуществляется на валу поз.3. Фиксация его от поворота осуществляется призматической шпонкой поз.37. Вал позиционируется на корпусе с помощью двух роликовых конических подшипников поз.30. Фиксируется прижатием внешнего кольца подшипника крышками поз.8,9.

Рисунок 2 - Вал тихоходный

Вал поз.2 позиционируется так же по внешнему кольцу подшипника поз.29 и фиксируется прижатием внешнего кольца подшипника крышкой поз.6,7. На валу расположено зубчатое колесо поз.17. Оно фиксируется прижатием с одной стороны к мазеудерживающему кольцу поз.12, а с другой стороны компенсирующей втулкой. Фиксация от поворота осуществляется призматической шпонкой поз.37.

На входе быстроходного вала и на выходе тихоходного расположены призматические шпонки. Все подшипники запрессованы на валы по посадке с натягом H7. Зубчатые колеса запрессованы по посадке Н7/r6.

Технические характеристики:

1. Общее передаточное числоU= 5,6

2. Число оборотов быстроходного валаn_вх= 955 мин^-1

3. Число оборотов тихоходного валаn_вых= 59,8 мин^-1

4. Мощность редуктораN=2,135 кВт

5. Коэффициент полезного действия

6. Масса редуктора m= 68,556 кг.

7. Габаритные размеры, мм525х460х203

8. Диаметр выходного вала, мм45

2. Анализ технологичности редуктора

Под технологичностью конструкции изделия понимают совокупность свойств конструкции, позволяющих вести технологическую подготовку производства, изготавливать, эксплуатировать и ремонтировать изделие при наименьших затратах труда, средств, времени и материалов по сравнению с однотипными конструкциями изделий того же назначения при обеспечении установленных показателей качества (ГОСТ 18831-73). Технологичность конструкции сборочной единицы, являющейся составной частью изделия, должна иметь те же свойства и обеспечивать технологичность изделия, в состав которого она входит.

По области проявления технологичности различают производственную технологичность конструкции и эксплуатационную. Производственная технологичность проявляется в сокращении затрат средств и времени на

конструкторскую подготовку производства (КПП), технологическую

подготовку производства (ТПП), процессы изготовления деталей, сборку и испытание; эксплуатационная-- в сокращении затрат средств и времени на техническое обслуживание и ремонт изделия.

Технологичность конструкции оценивается качественно и количественно.

К качественным характеристикам технологичности конструкции относятся:

взаимозаменяемость -- свойство конструкции составной части изделия, обеспечивающее возможность ее применения вместо другой без дополнительной обработки (подбора или компенсации) с сохранением заданных качеств изделия;

регулируемость -- свойство, обеспечивающее возможность регулирования конструкции при сборке, техническом обслуживании и ремонте для достижения и поддержания работоспособности;

контролепригодность -- свойство, обеспечивающее возможность и надежность контроля конструкции при изготовлении, испытании, техническом обслуживании и ремонте;

инструментальная доступность -- свойство, обеспечивающее доступ инструмента к элементам конструкции при изготовлении, испытании, обслуживании и ремонте.

Для количественной оценки технологичности служат следующие основные показатели:

трудоемкость изготовления -- суммарная трудоемкость технологических процессов изготовления изделия без учета составных частей, являющихся покупными изделиями;

технологическая себестоимость -- себестоимость, выражаемая суммой затрат на осуществление технологических процессов изготовления изделия без учета покупных изделий;

уровень технологичности конструкции по трудоемкости изготовления-- отношение достигнутой трудоемкости к базовому показателю;

уровень технологичности по себестоимости изготовления -- отношение достигнутой технологической себестоимости к базовому показателю.

Базовыми показателями при сравнительной оценке технологичности конструкции могут служить показатели передовых образцов однотипных изделий (отечественных или зарубежных), достигнутые в некотором предыдущем периоде времени или найденные теоретическим или практическим путем и утвержденные как отраслевые стандарты.

Одноступенчатый вертикальный цилиндрический редуктор предназначен для понижения частоты вращательного движения и для увеличения крутящего момента.

Механизм состоит из следующих основных деталей: корпус 4, вал ведущий 5, вал ведомый 3, колесо зубчатое 10, шестерня 17, крышки корпуса 5, крышек под подшипники 6,7,8,9.

Изделие в целом имеет простую компоновку и простое конструктивное решение, не вызывающее затруднение при сборке. Конструкция изделия допускает возможность его сборки из предварительно собранных узлов. Унификация отдельных деталей обусловливает повышение серийности выпуска, а следовательно снижение трудоемкости и себестоимости их изготовления.

Базовая деталь изделия имеет технологическую базу, обеспечивающую его достаточную устойчивость в процессе сборки. Унификация крепежных и других деталей способствует сокращению номенклатуры сборочных инструментов и более эффективному использованию средств механизации сборочных работ. При конструировании изделия обеспечивается возможность свободного подвода высокопроизводительных механизированных сборочных инструментов к местам соединения деталей.

На основании вышесказанного конструкцию изделия можно считать технологичной.

3. Описание схемы сборки

Для данного редуктора предлагается следующая схема сборки.

1. Общая схема сборки:

Схема 1 - Схема сборки редуктора общая

Схема 2 - Схема сборки редуктора общая

2. Схема сборки вала быстроходного.

Схема 3 - Схема сборки вала быстроходного



3. Схема сборки вала тихоходного.

Схема 4 - Схема сборки вала тихоходного

Все валы редуктора собираются отдельно, а затем устанавливаются в корпус. После сборки редуктор подвергают механическим испытаниям.

Технологические требования.

· Перед началом сборочных работ необходимо проверить состояния приспособлений. Приспособления должны быть чистыми.

· Перед монтажом манжет и подшипников их уплотнительные и посадочные поверхности смазать маслом МК-8 ГОСТ 6457-66 и проверить отсутствие острых кромок на заходных фасках.

· Расконсервацию подшипников проводить в горячем масле при t = 80…90 С с последующей промывкой в чистом нефрасе. Перед окончательным монтажом поверхности их тел вращения и сепараторы смазать смазкой ЦИАТИМ - 210 ГОСТ 6267-74.

· При сборке редуктора разрешается использование нормального инструмента без шифра, если они удовлетворяют техники безопасности и обеспечивают качественную сборку.



4. Подбор оборудования, оснастки

Выбор оборудования, инструмента и приспособлений обусловлен конструкцией редуктора, характером сопряжения деталей входящих в редуктор, используемым в конструкции крепежными изделиями, рекомендациями нормативно технических документов на стандартные комплектующие, техническими требованиями сборочного чертежа.

Для расконсервации подшипников выбираю электромасляную ванну СПЗ-179, производительностью 80 кг/ч.

При сборке данного редуктора используется следующий инструмент:

Подшипник 7207 поз. 29 напрессовывается на вал по посадке K6/m6 с усилием запрессовки F_з=H, с помощью двух оправок. В качестве оборудования выбран пресс реечный.

Подшипник 7211 поз. 30 напрессовывается на вал по посадке K6/m6 с усилием запрессовки F_з=H, с помощью оправки. В качестве оборудования выбран пресс реечный.

Шпонка поз.37 устанавливается в оправку и запрессовывается при помощи молотка 7850-0117 ГОСТ 2310-77.

Колесо поз. 10 напрессовывается на вал по посадке Н7/r6 с усилием запрессовки F_з= H, с помощью оправки. В качестве оборудования выбран пресс реечный.

Шпонка поз.37 устанавливается в оправку и запрессовывается при помощи молотка 7850-0117 ГОСТ 2310-77. Для запрессовки шпонок и штифтов выбираю молоток 7850-0107 Ц15хр ГОСТ 2310-77, с рукояткой исполнения 2, нормальной массой головки 0,2 кг, цинковым покрытием толщиной 15 мкм хроматированием. Длинна с рукоятки 250 мм, высота головки 80 мм.

Для пригонки шпонок выбираю напильник 2820-0027 ГОСТ 1465-80 с насечкой №2 длиной l =300мм шириной в=30мм.

Шестерня поз.17 напрессовывается на вал по посадке Н7/r6 с усилием запрессовки F_з=, с помощью оправки. В качестве оборудования выбран пресс реечный.

Для нанесения герметика на разъем корпуса выбираю шпатель по ГОСТ10778-83;

Для обеспечения затяжки резьбовых соединений расчетным моментом

выбираю ключ с регулируемым крутящим моментом тип А.

Динамометрический ключ РВДФ-120 ТУ 2,035,1053-86

Длинна рукоятки - 450мм.

Размер квадрата под сменную головку, а=10мм.

Сменная головка 7812-0475 1 ГОСТ25604-83.

Болты поз.20 у подшипников затягиваются динамометрическим ключом РВДФ-120 ТУ 2,035,1053-86.

Для транспортирования редуктора на участок испытания и окраски выбираю тележку 7878-6564.

Для транспортирования партии редукторов на слад, выбираю автопогрузчик АП-1:

- грузоподъемностью 1т,

- наибольшей высотой подъема 4,5м,

-наибольшей скоростью передвижения с грузом 20,6 км/ч,

-дорожным просветом 100мм.

5. Размерный анализ

Произведем размерный анализ на примере ведущего вала.

Целью размерного анализа является, прежде всего, обеспечение точности указанных на чертеже размерных связей поверхностей детали. С помощью размерного анализа выявляется наиболее эффективная структура технологического процесса, гарантирующая достижение поставленной цели. В результате размерного анализа наиболее рационально формируются технологические операции и переходы, проверяются и уточняются принятые

схемы базирования, определяются все операционные размеры и размеры исходной заготовки. Кроме того, размерный анализ позволяет выявить и устранить недопустимые колебания величины припуска, что особенно важно на финишных операциях. Задача размерного анализа определяется тем, что задано и что требуется определить. Если разрабатывается новый технологический процесс, то известны и, значит, заданы конструкторские размеры детали. Следовательно, в ряде технологических размерных цепей известен конструкторский размер со всеми его параметрами. Этот размер и будет замыкающим (исходным) звеном в таких размерных цепях. Если мы анализируем существующий технологический процесс, то известны все технологические (операционные) размеры и их параметры. Эти размеры - составляющие звенья размерных цепей. Таким образом, в цепях, где замыкающее звено - конструкторский размер, мы сможем определить парамет- ры замыкающего звена, которые будут обеспечены в рассматриваемом техно- логическом процессе.

Измеряем размеры вала в сборе редуктора, и назначаем им отклонения для расчетов, после чего получаем:

А₁ = 170,2^+0,10 мм (увеличивающее звено, сборка)

А₂ = 25,3_-0,052 мм (уменьшающее звено, крышка)

А₃ =21_-0,052 мм (уменьшающее звено, подшипник)

А₄ = 9,2_-0,036 мм (уменьшающее звено, втулка)

А₅ = 69_-0,074 мм (уменьшающее звено, колесо)

А₆ = 20,7_-0,052 мм (уменьшающее звено, мазеудерживающее кольцо)

А₇ = 21_-0,052 мм (уменьшающее звено, подшипник)

А₈ = 6,9_-0,036 мм (уменьшающее звено, крышка)

А_Д = 0

Составляем схему размерной цепи (Рисунок 3).

Рисунок 3-Схематическое обозначение размерной цепи вала быстроходного в сборе

Определяем отклонение замыкающего размера по формуле (5):

А_{Д min} = осевая «игра» + б · Дt · L, (5)

Где: осевая «игра» назначается, принимаем значение осевой «игры» = 0,05мм;

б - коэффициент температурного расширения, имеет значение 12 · 10^-6;

Дt - разность температур, принимаем для расчета -10…+70 = 80⁰;

L - расстояние между подшипниками = 98,9мм.

Производим вычисление:

А_{Д min} = 0,05 + 12 · 10^-6 · 80 · 98,9 = 0,145мм ? 0,15мм

Рассчитаем А_{Д max} по формуле (6):

А_{Д max} = (6)

А_{Д max} = = 2,5мм,

Определяем предельное отклонение замыкающего звена исходя из назначенных отклонений, составляющих размеров.

EI(А_Д) = 0-(0+0+0+0+0) = 0;

ES(А_Д) = 1,0 - (- 0,52 - 0,52 -0,36 - 0,74 - 0,52-0,52-0,36) = 4,54;

А_Д = ; А_{Д min} = 0,15мм;

Проведенный расчет показал, что полученный допуск на замыкающее звено (4,54) превышает расчетный допуск (2,5 - 0,15 = 2,35).

4,54 > 2,35

Произведем расчет размерной цепи по 1 задаче (прямой):

Т.к. число составляющих размеров большое = 8, то целесообразно применять теоретико-вероятностный метод, т.к. при его использовании назначаются более грубые квалитеты, чем при расчете методом полной взаимозаменяемости.

Для определения квалитета рассчитывается число единиц допуска а_ср. Для решения методом полной взаимозаменяемости применяется формула (7):

(7)

где: i - единица допуска, которая рассчитывается или определяется по таблице,

При расчете размерной цепи теоретико - вероятностным методом применяется формула (8):

(8)

Где: t - коэффициент, зависящий от процента риска,

л - коэффициент относительного рассеяния.

Для расчета по методу Гаусса (или нормального распределения) л_j =

Для процента риска 0, 27, t = 3.

Принимаем А_Д =

Т_Д=(0,5-0,2) = 0,3мм = 300мкм,

единиц допуска,

Данное число единиц допуска примерно соответствует 8 квалитету (JT8).

Т.к. при методе расчета размерной цепи на max-min получился 8 квалитет, что экономически невыгодно для назначения осевых размеров деталей, то применяем теоретико-вероятностный метод расчета размерной цепи. Используем способ 1 квалитета т.к. размеры находятся в разных интервалах. При этом считается среднее количество единиц допуска:

Данное число единиц допуска соответствует 10 квалитету.

Назначаем допуски на составляющие размеры:

Таблица 1

Номинальный размер	Т	Отклонения	Компенсация
170.2	0,160
25.3	0,058
21	0,084
9.2	0,058
69	0,120
20.7 21	0,084
6.9	0.058



Если у замыкающего звена одностороннее отклонение или , то на увеличивающие размеры назначают отклонения от 0 +, на уменьшающие

от 0 -.

Если отклонение симметричное , то на все размеры назначают симметричные отклонения.

Если отклонение не одностороннее и не симметричное - назначаются отклонения односторонние.

При таком назначении предельных отклонений нижнее отклонение замыкающего звена = 0, а нам необходимо + 0,15 мм, т.к. оно получено расчетным путем.

Компенсирующим делаем размер 9.2мм. Для этого смещаем поле допуска вверх на 0,15мм > (рис 4):

Рис 4 Смещение поля допуска

При расчете размерных цепей по методу теоретико-вероятностного метода проверка (допуск замыкающего звена = сумме допусков составляющих звеньев) не проводится.

6. Сборка ответственных соединений

На следующем этапе произведем расчет усилия запрессовки подшипников, зубчатого колеса и шпонки, усилие затяжки резьбовых соединений. Определим исходные данные подшипников (таблица 2):

Таблица 2 Размеры подшипников

Подшипники	7207	7211
d (внутренний диаметр)	35	55
D (наружный диаметр)	62	100
B (ширина обоймы)	22	22.75

Для расчета усилия запрессовки (напрессовки) подшипников используем следующую формулу (9):

(9)

Где: Nmax - максимальная величина натяга в посадке, конструктивно заданная, [мм];

B- ширина наружного кольца подшипника

Для посадочного размера максимальный натяг равен:

Усилие запрессовки других подшипников рассчитывается аналогично:

Усилие запрессовки подшипников марки 7211 = 4,76кН

Рассчитаем усилие запрессовки для зубчатых колес по формуле (10) на примере зубчатого колеса промежуточного вала:

(10)

Где: N_max - максимальная величина натяга в посадке, конструктивно заданная, [м];

f_max - максимальный коэффициент трения в посадке, определяемый материалами деталей соединения, шероховатостями поверхностей, наличием смазки;

л1, л2 - коэффициенты радиальной податливости вала и втулки соответственно;

l - длина посадочного размера [м].

Коэффициенты радиальной податливости определяют по формулам (11) и (12):

(11)

(12)

где: d -диаметр посадки (0,040м);

d₁ - диаметр внутреннего отверстия охватываемого цилиндра (0м)

d₂ - наружный диаметр охватывающего цилиндра (0,065м)

Е₁, Е₁- Модули упругости материалов вала и втулки [Н/мІ];

н₁, н₂- Коэффициенты Пуансона материалов вала и втулки соответственно;

л₁, л₂- Коэффициент радиальной податливости вала и втулки соответственно;

Для колеса диаметром

3.118*10^-13

1,919*10^-13

Усилие запрессовки зубчатого колеса тихоходного вала рассчитывается аналогично F = 46.162*10^-3(Н)=46,162(кН)

В соединении вала-шестерни и зубчатого колеса используется призматическая шпонка.

Установка призматической шпонки в паз вала производится путем установки непосредственно шпонки на паз с совмещением направления сопрягаемых плоскостей, затем запрессовкой ударами молотка или действием пресса. Бокового зазора между шпонкой и пазом не должно быть (при необходимости проверяют щупом). Затем насаживают шкив, шестерню или втулку. При насадке призматических шпонок должны быть радиальные зазоры.

Крышка редуктора крепится к корпусу болтами. Крепление при помощи резьбовых соединений, как и любых других соединений производится с затратой определенного количества энергии, или, иначе, с определенным усилием. При сборке резьбового соединения необходимо обеспечить заданное усилие затяжки, величина которого определена

расчетным путем, исходя из условий работы соединения и рассчитана при проектировании редуктора. Поскольку болты являются стандартизованными ГОСТ изделиями, то нам необходимо рассчитать только усилие затяжки болтов, указанных в конструкторской документации - спецификации.

Усилие затяжки болтов, практически, является эмпирической и давно посчитанной величиной. На затяжку болтов не предъявлено никаких особых дополнительных требований (материал, нагрузки и пр.), воспользуемся табличными значениями (таблица 3):

Таблица 3

Метка на головке болта (может отсутствовать, информация прилагается отдельным документом к партии болтов) указывает на прочностные характеристики материала болта. В нашем случае болты М16 и М14 с меткой 4 (материал: 4 - низкоуглеродистая сталь, 7 - высокоуглеродистая сталь, 8 - легированная). Следовательно, усилие затяжки болтов следует производить динамометрическим ключом с установленным порогом срабатывания 155 и 235Нм.



7. Порядок затяжки болтов

При установке сопрягаемых корпусных деталей с некоторым количеством крепежных элементов следует учитывать неравномерность распределения нагрузки при затяжке крепежных элементов. В нашем случае это корпус редуктора и его крышка. Затяжку болтов следует начинать от середины детали или оси, перпендикулярной наиболее длинным сторонам, с удалением от середины методом крест-накрест. В случае равности сторон сопрягаемых деталей или наличии сторон непрямоугольной формы нагрузку следует так же распределять от середины (центра) детали к наиболее удаленным сторонам. При такой схеме (Рисунок 4) затяжки сначала притягивается середина (центральная часть) детали, а не притянутые части сопрягаемой поверхности имеют некоторый зазор между собой, т.е. имеет место исправимая деформация т.к. для затяжки болтов на краях и полному прилеганию поверхностей не создано дополнительных сопротивлений. В то время как при затяжке болтов от края зазор образуется в центре (середине) сопрягаемых деталей и для того, чтобы их стянуть потребуется дополнительное усилие на деформацию поверхностей, которых удерживает сила трения уже сжатых поверхностей. Как правило затяжка таким образом не приносит успеха.

Рисунок 4 - Последовательность затяжки болтов

В случае необходимости точного распределения усилия, затяжка производится в несколько этапов, в каждом следующем из которых усилие затяжки составляет некоторую часть от окончательного усилия затяжки и больше предыдущего. Последним производится затяжка с самым большим усилием. В некоторых случаях крепежные элементы отпускают на некоторое небольшое значение или часть оборота крепежного элемента.

8. Проверочные испытания редуктора

Испытание заключается в прокручивании редуктора под нагрузкой в течение двух часов (если он реверсивный, то по одному часу в одну и другую сторону), с периодической проверкой зацепления и температуры подшипников (нарев допускается до 50--60°). При значительных оборотах подшипники должны быть предварительно набиты специальной смазкой, а зубья смазывают понемногу, следя, чтобы не образовались задиры.

После окончания испытания оснастку отключают, редуктор после маркировки разбирают, все детали промывают, обезжиривают и окрашивают. Подшипники качения промывают, консервируют и упаковывают на валах.

Редуктор разбирают, узлы и детали редуктора упаковывают согласно

комплектно-отгрузочной ведомости: корпус редуктора в сборе со всеми крышками и кожухами устанавливают на брусья, отверстия заделывают щитами, зубчатое колесо с упакованными на нем подшипниками качения устанавливают на специальные под. ставки; вал-шестерню упаковывают н ящик; ванну устанавливают на брусья и закрепляют болтами; крепежные детали, не установленные на узлах, укладывают в ящик.



9. На основании составленной схемы сборки редуктора составляем технологический процесс сборки

В ходе выполнения курсовой работы были приобретены знания о технологии сборки механизмов и машин; методах выполнения инженерных расчетов, связанных с технологией сборки механизмов и машин; методах организации технологических процессов сборки на предприятиях в машиностроении; научился разрабатывать производственные процессы сборки оборудования на машиностроительных предприятиях; составлять прогрессивные технологические процессы сборки механизмов и машин; овладел навыками выбора рациональных способов сборки механизмов и машин; разработкой документации технологических процессов сборки механизмов и машин; разработкой технологической оснастки для обеспечения процессов сборки механизмов и машин; а также закрепил знания учебного материала по дисциплине «Основы технологии сборки машин и механизмов».



Список литературы

1. Детали машин. Решетов Д.Н. - 4-е изд., перераб, и доп. - М.: Машиностроение, 1989. - 496 с.

2. Основы технологии сборки машин и механизмов. Новиков М.П. - 5-е изд., испр. - М.: Машиностроение, 1980. - 592 с.

3. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Т.2/ Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. - 4-е изд., перераб, и доп. - М.: Машиностроение, 1985. - 496 с.

Размещено на Allbest.ru