Размещено на http://www.allbest.ru/

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 этой связи инженеры должны владеть методами оценки качества изделий, расчета и анализа технологических размерных цепей, размерного анализа технологических процессов, выбора рациональных схем базирования заготовок, расчета погрешностей, определяющих точность механической обработки, в том числе обеспечивающих получение заданных параметров качества деталей, норм времени и технологической себестоимости. Они должны обладать также практическими навыками по проектированию технологических процессов сборки, механической обработки, в том числе при использовании технологического оборудования с ЧПУ, и т.п.

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 «Основы технологии машиностроения». Особое внимание уделено последовательному рассмотрению следующих вопросов:

Проектирование технологических процессов сборки;

Анализ исходных данных для разработки технологических процессов изготовления деталей машин;

Разработка маршрутных и операционных технологических процессов;

1. Технологическое обеспечение качества изделий

1.1 Описание служебного назначения конструкции узла (машины)

Рассматриваемый узел представляет собой цилиндрический двухступенчатый соосный редуктор. Конструктивная особенность этого механического устройства состоит в совмещении на одной оси; расположение на общем рабочем валу мотора и редуктора.

В зависимости от разновидности редуктора, его конструктивным устройством, определяемое в этом случае типом передачи вращающего момента в механизме редуктора, их разделяют на следующие виды:

- волновые;

- планетарные;

- червячные.

Цилиндрический соосный редуктор носит своё название не по соответствию со своим внешним видом. Такое определение связано с цилиндрической формой деталей внутри редуктора.

В частности, это шестерни, посредством которых и передаётся вращение с определённым передаточным числом оборотов от электродвигателя.

Редуктор в основном служит как промежуточный привод, снижающий число оборотов основного привода, вместе с этим повышая его мощность в несколько раз.

В этом и заключается основная функциональная особенность цилиндрического редуктора; обеспечивать работу большого механического оборудования на производстве электродвигателями сравнительно небольшой мощности.

Его конструктивное устройство предусматривает эксплуатацию предпочтительно в горизонтальном положении, поскольку это способствует большей эффективности редуктора, а его КПД, может достигать до 98%. Однако такой высокий показатель зависит ещё от передаточного числа ступеней в приводе.

Редукторы могут ещё отличаться между собой формой зубьев на передаточных шестернях; прямозубые и скошенным зубом.

Редукторы, оснащённые шестернями с прямыми зубьями, имеют свои недостатки, выражающиеся интенсивным износом самих зубьев, поскольку зацепление происходит резко по всей их длине. При этом работа редуктора сопровождается повышенным шумом.

Двухступенчатые соосные редукторы с непрямолинейным расположением зубьев более практичны. За счёт того, что зацепление между косыми зубьями происходит как бы ни всей рабочей поверхностью сразу, а постепенно и последовательно каждого следующего зуба, а шум и вибрация практически отсутствуют.

В связи с этим вращение зубчатых деталей происходит легче, они не нагреваются, а их износ незначителен.

Характеристики редуктора:

Мощность: Рвх=2,2 кВт

Частота вращения: nвх=105,5 мин-1;

Общее передаточное число: i=27,1.

деталь нормирование сборочный запрессовка

1.2 Назначение, условия работы и технические требования к собираемому (разбираемому) объекту

Редуктор предназначен для передачи исполнительному элементу вращения. Редуктор состоит из 2х ступеней цилиндрических сосной схемы. Корпус с крышкой образует замкнутый объём редуктора, они отливаются из материала Д16Т, 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 смотровое отверстие, закрываемое крышкой. В крышке располагается пробковая отдушина для нормализации давления в редукторе с атмосферным давлением, и предотвращения разрушения манжет.

Слив масла осуществляется через отверстие пробки с цилиндрической резьбой при её отвинчивании. Она позиционируется под зубчатым колесом в приливе на корпусе. Заливка и контроль уровня масла производится визуально по рискам щупа.

Вал-зубчатое колесо (тихоходный) позиционируется по внешним кольцам подшипников и фиксируется прижатием внешнего кольца подшипника крышкой и буртом вала большего диаметра с одной стороны и втулкой и крышкой с другой стороны. На валу расположено зубчатое колесо. Оно фиксируется прижатием с одной стороны к буртику вала, а с другой стороны запрессованным подшипником. Фиксация от поворота осуществляется призматической шпонкой.

Вал-шестерня (промежуточный) фиксируется с помощью двух подшипников. На валу расположено зубчатое колесо. Оно фиксируется прижатием с одной стороны к буртику вала, а с другой стороны распорной втулкой. Фиксация от поворота осуществляется призматической шпонкой.

Вал-шестерня (быстроходный) позиционируется на корпусе с помощью двух шариковых подшипников. Фиксируется прижатием внешнего кольца подшипника крышками через втулки.

Все подшипники запрессованы на валы по посадке с натягом L0/k6. Зубчатое колесо запрессовано по посадке Н7/l0.

Сборочные единицы первого и высших порядков.

Сборочные единицы первого порядка:

- Корпус редуктора.

- Вал-шестерня (промежуточный).

- Вал тихоходный.

- Вал быстроходный.

- Крышка смотровая.

- Маслоуказатель.

Сборочные единицы второго порядка:

- Крышка подшипника в сборе поз.6.

- Крышка подшипника в сборе поз.7.

- Крышка подшипника в сборе поз.8.

С целью перехода от показателей служебного назначения к параметрам размерной точности узла выявляют технические условия на его изготовление.

Технические требования:

1. Степень точности зубчатой цилиндрической передачи - 7-В по ГОСТ 1643-81.

2. Обеспечить межосевое расстояние делительных окружностей цилиндрических колес равным 124 мм с допуском fa±0,105 мм по ГОСТ 1643-81.

3. Обеспечить параллельность осей цилиндрической передачи с допусками на непараллельность fx±0,02/50 мм.

4. Обеспечить суммарное пятно контакта по высоте зуба не менее 40%, по длине зуба не менее 50% ГОСТ 1643-81.

6. Перекос выходного и входного валов редуктора, не более:

а) угловой - до 8';

б) радиальный - 15 мкм.



2. Технологический раздел

2.1 Определение типа производства

Режим работы и фонды времени (2015г):

Календарное число дней - 365.

Количество выходных дней - 104.

Праздничных дней - 14.

Предпраздничных дней, сокращенных на 1 ч. - 5.

Рабочих суббот - 0.

Режим работы - двухсменный.

Продолжительность смены - 8 ч.

Определение номинального годового фонда времени работы оборудования и рабочих мест:

Fн=[(365-104-14)*8]*2=3952ч.

Номинальный (расчетный) годовой фонд времени FH рабочего места сборщика равен 3952 ч для работы в две смены.

Действительный годовой фонд времени Fa работы сборочного оборудования

Fa = FHKn

где Kn - коэффициент, учитывающий потери времени на ремонт сборочного оборудования.

Для неавтоматизированного сборочного оборудования, принимая Kn равным 0,97, получим значение Fa=3834 ч для работы в две смены;

Для автоматизированного оборудования значение будет равно 3636 ч (при коэффициенте потерь 0,92).

Расчеты по программе выпуска

По заданию программа выпуска N=300 шт./год.

Суточное задание: Пс=N/247=300/247=1,2 шт.

Размер партии запуска определяется из расчета суточного задания:

Пз=Пс*а=1,2*6=7 шт.,

Где а = 6 - периодичность запуска в днях.

Фактическое число изделий в партии в дальнейшем необходимо скорректировать по фактическому значению коэффициента загрузки оборудования (рабочих мест), определенному для условий спроектированного технологического процесса.

Такт выпуска в сборочном цехе:

Тип производства.

Ориентировочный тип производства можно выбрать исходя из трудоёмкости сборки и среднемесячного выпуска (табл. 1).

Таблица 1 - Определение типа производства при сборке изделий

Трудоемкость сборки изделия, ч	Среднемесячный выпуск изделий при типах производства, шт.
	единичное	мелкосерийное	среднесерийное	крупносерийное	массовое
Св. 2500	до 1	св. 2 до 4	св.5	-	-
от 250 до 2500	до 3	от 3 до 8	от 9 до 60	св.60	-
от 25 до 250	до 5	от 8 до 30	от 31 до 350	от 351 до 1500	св. 1500
от 2,5 до 25	до 8	от 9 до 50	от 51 до 600	от 601 до 3000	св. 3000
от 0,25 до 2,5	-	до 80	от 81 до 800	от 801 до 4500	св.4500
до 0,25	-	-	-	от 1000 до 6000	св. 6000

Вывод: Исходя из таблицы 1 и при программе выпуска N=300шт/год, и трудоемкости 12,7ч, делаем вывод, что производство единичное.

2.2 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.

- Редуктор имеет четко выраженные базовые детали (корпус и крышки), которые служат основой для процесса сборки.

- При сборке имеется свободный подход простых стандартных инструментов к местам крепления сопрягаемых деталей, представляется полная возможность исключения операций механической подгонки деталей при сборке.

- Количество деталей в сборочном узле доведено до минимума, а стандартных и нормализованных использовано достаточно много.

- Предусмотрено наличие комплектов основных и вспомогательных конструкторских баз у составных частей узла.

- Использование метода неполной взаимозаменяемости и регулирования исключает необходимость точной обработки сопрягаемых поверхностей соединений составных частей при их изготовлении, а так же дополнительную обработку при сборке.

- Корпус узла является базовой составной частью, которая является основой для размещения остальных составных частей.

Корпус узла имеет базовую поверхность и отверстия под фундаментные болты, два из которых обработаны с большой точностью, что позволяет правильно устанавливать корпус на рабочем месте.

- Сборка подузлов выполняется без промежуточной разборки и повторной сборки составных частей.

- Для транспортировки узла предусмотрено наличие транспортировочных винтов.

- В узле предусмотрено использование стандартных деталей и комплектов: болтов, шайб, гаек, манжетов, подшипников.

- Конструкция узла предусматривает расчленение его на подузлы, что позволяет проводить параллельную их сборку.

- Имеется свободный доступ к местам, требующим контроля и регулирования.

- Наличие фасок на валах, а также полуотверстий подшипниковых гнезд обеспечивает ориентацию деталей и подузлов при сборке.

- В процессе выполнения сборочных операций и при окончательной сборке узла осуществляются методы контроля сборочных параметров и консервации.



2.3 Размерный анализ сборочных размерных цепей.

Цилиндрический двухступенчатый соосный редуктор включает в себя: быстроходную ступень, тихоходную и промежуточную.

Быстроходная ступень:

Рис.1 - Быстроходная ступень редуктора

А1,А5 - Увеличивающие звенья.

А2,А3,А4,А6 - Уменьшающие звенья.

А0 - Замыкающее звено.

Величины размеров:

А1=107мм;

А2=5мм;

А3=22мм;

А4=15мм;

А5=49мм;

А6=15мм;



Исходя из служебного назначения узла, величина замыкающего звена-зазора должна быть равна А0=1±0,5мм.

Промежуточная ступень:

Рис.2 - Промежуточная ступень редуктора

А1 - Увеличивающие звенья.

А2,А3,А4, А5,А6,А7,А8,А9,А10 - Уменьшающие звенья.

А0 - Замыкающее звено.

Величины размеров:

А1=230мм;

А2=4мм;

А3=21мм;

А4=19мм;

А5=86мм;

А6=44мм;

А7=12мм;

А8=17мм;

А9=24мм;

А10=2мм

Исходя из служебного назначения узла, величина замыкающего звена-зазора должна быть равна А0=1±0,5мм.

Тихоходная ступень:

Рис.3 - Тихоходная ступень цилиндрического 2х-ступенчатого редуктора

А1, - Увеличивающие звенья.

А2,А3,А4,А5,А6,А7,А8 - Уменьшающие звенья.

А0 - Замыкающее звено

Величины размеров:

А1=119мм;

А2=6мм;

А3=15мм;

А4=23мм;

А5=3мм;

А6=48мм;

А7=3мм;

А8=20мм;

Исходя из служебного назначения узла, величина замыкающего звена-зазора должна быть равна А0=1±0,5мм.

2.4 Расчет сборочной размерной цепи

Для достижения точности узла при сборке рассчитаем размерные цепи для цилиндрической зубчатой передачи в сборе.

Исходными данными являются: сборочный чертеж узла, технические условия и нормы точности, являющиеся допусками исходных звеньев соответствующей размерной цепи, а так же годовая программа.

Размерный анализ сборочной единицы будем производить методом регулировки. Под этим методом понимают расчет размерных цепей, при котором требуемая точность исходного звена достигается изменением одного из звеньев, которое называется компенсационным. Роль компенсатора обычно выполняют специальные звенья в виде прокладок, упоров, клиньев, и т.д. В данном случае компенсатором будет втулка. При этом остальные звенья размерной цепи обрабатываются со сравнительно большим допуском.

Проведем расчет размерной цепи промежуточной ступени (рисунок 4).



Рис.4 - Размерная цепь промежуточного вала

Проверим правильность простановки размеров:

.

Определим среднее количество единиц допуска ( коэффициент степени точности):

.

Значениеkср соответствует точности обработки 10-го квалитета.

Размер А4 и А8 является шириной кольца подшипника и допускаемы отклонения его по ДСТУ ГОСТ 520:2003 равны Es=+185, Ei=-866. Решение сведем в таблицу 1. Из таблицы 1 видно, что сумма допусков больше допуска замыкающего звена на 51 мкм.

Назначим отклонения всех составляющих звеньев, кроме размеров А1, в «минус», так как они являются уменьшающими, размеры А1 в «плюс» (увеличивающие размеры), а размер А3 может иметь отклонения любого знака.

Таблица 2 - Метод полной взаимозаменяемости.

№	Ai	тип	ij	TAj
1	230	Ув.	2,89	185
2	4	Ум.	0,73	48
3	21	Ум.	1,31	84
4	19	Ум.	-	150
5	86	Ум.	2,17	140
6	44	Ум.	1,56	100
7	12	Ум.	1,08	70
8	17	Ум.	-	150
9	24	Ум.	1,31	74
10	2	Ум.	0,55	40
Сумма			11,6	1051

В качестве компенсатора здесь выберем левую прокладку - звено А9 . В данной цепи А9 (К) уменьшающее звено.

Определим номинальную величину К по формуле:

1=230- (6+14+23+17+35+63+23+6) - К

К=201-1 - 187=13.

Детали входящие в данный редуктор, имеют допуски на размеры 10-го квалитета. Определив величины допусков по ДСТУ 2500-94, поставим предельные отклонения увеличивающих звеньев в «плюс», а уменьшающих - в «минус».

Допускаемые отклонения размеров стандартных звеньев А4 и А8 назначим по ГОСТ 520:2003. Данные для расчета берем из таблицы 1.

Посчитаем величины, необходимые для расчета:



Определяем предельные отклонения Ei(K) и Es(K) компенсатора. Так как К - увеличивающее звено, то получаем:

+500=185-(-866)+ Ei(K), отсюда Ei(K)= -551 мкм;

- 500=0-0+ Es(K), отсюда Es(K)=-500 мкм.

Проверяем возможное наибольшее расчетное отклонение, выходящее за пределы поля допуска исходного звена, подлежащее компенсации:

Vk=-500-(-551) = 51,

51=1051-1000.

Следовательно, Kmax = 20,5 мм; Kmin = 20,449 мм.

Будем считать, что набор состоит из одной постоянной прокладки с толщиной sпост=20 мм и нескольких сменных, количество n которых зависит от действительных размеров деталей собираемого экземпляра изделий.

Число сменных прокладок считаем по формуле:

Округляем n целого числа, получаем n=1.

Посчитаем толщину сменных прокладок:

Проверяем расчет компенсатора по неравенству:

sпост+n*s=20+1*0,051=20,051< Kmax.

Величину, равную Kmax-(sпост+n*s)=20,5 - 20,051 = 0,449 мм, можно принять в качестве допуска на изготовление набора прокладок.

2.5 Технологическая схема сборки изделия

Конструкция механизма имеет несколько сборочных узлов, которые возможно собирать независимо друг от друга, поэтому возможна узловая сборка изделия. Но невозможно одновременное присоединение нескольких узлов к базовому элементу из-за его конструкции.

При последовательном соединении не возможна механизация процесса сборки из-за требований высокой точности сборки, как следствие измерений размеров после каждой операции сборки.

При сборке редуктора доступ инструментов к деталям свободный. Большинство крепежных изделий - стандартные, что позволяет применять простой инструмент.

В данном изделии основным базовым элементом является корпус, к которому присоединятся все детали и узлы.

Технологическая схема сборки показывает, в какой последовательности необходимо присоединять и закреплять друг к другу элементы, из которых собирается изделие. Такими элементами являются детали, комплекты, узлы, подузлы и сборочные единицы.

Под деталью при составлении сборки понимают первичный элемент изделия (базовая деталь), характерным признаком которого является отсутствие в нем разъемных и неразъемных соединений. Сборочная же единица представляет собой элемент изделия, состоящий из двух или более деталей, соединенных в одно целое, не распадающееся при перемене положения в узле или подузле. Характерным отличительным признаком сборочной единицы является - возможность ее сборки независимо от других элементов изделия.

Для составления технологической схемы сборки все сборочные единицы, входящие в изделие условно разделим на группы и подгруппы. Группой будем считать сборочную единицу, входящую в изделие.

Технологическую схему сборки составляем на основе сборочного чертежа изделия, которая показывает, в какой последовательности необходимо присоединять друг к другу элементы, из которых состоит изделие.

Каждый элемент изделия будем изображать в виде прямоугольника разделенного на три части. В его верхней части дается наименование изделия, в левой нижней части указываем числовой индекс, соответствующий номеру данного элемента на сборочном чертеже и согласно принятой спецификации, в правой нижней части количество присоединяемых элементов.

Порядок составления технологической схемы сборки начинаем с назначения базового элемента. Базовым элементом назовем деталь, с которой начинаем сборку изделия.

При определении последовательности сборки заранее анализируем сборочные размерные цепи. Если изделие имеет несколько размерных цепей, то сборку следует начинать с наиболее сложной и ответственной размерной цепи.

Для более ясного представления о порядке составления технологической схемы сборки указываем необходимые технические требования на сборку. Под техническими требованиями понимаем разные надписи - сноски, поясняющие характер выполнения сборочных работ, когда они не ясны из схемы.

Такой алгоритм составления технологической схемы сборки облегчает последующее проектирование технологического процесса сборки, позволяет оценить технологичность конструкции изделия с точки зрения возможности расчленения сборки на общую и узловую и гарантирует от пропуска деталей, входящих в изделие.

Разработанная технологическая схема сборки цилиндрического двухступенчатого соосного редуктора представлена на листе формата А2 графической части курсового проекта.

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 0С с последующей промывкой в чистом нефрасе (нефтяной раствор). Перед окончательным монтажом поверхности их тел вращения смазать их смазкой ЦИАТИМ - 210 ГОСТ 6267-74.

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

Для данного редуктора предлагается следующая схема сборки.

1) Корпус редуктора поз.4 установить на верстак.

2) Установить уголок поз. 37

3) Закрутить 2 комплекта Шайба 10 Л ГОСТ 6402-70 поз. 31, Болт М6-8g x 25 ГОСТ 15589-70 поз. 23.

4) Закрутить 2 комплекта Шайба 10 Л ГОСТ 6402-70 поз. 31, Болт М10-8g x 105 (S16) ГОСТ 15589-70 поз. 24

5)Установить валы в сборе.

6)Сборка вала:

- На вал поз.1 запрессовать шпонку 8х7х28 ГОСТ 23360-78 поз.33 с помощью пресса.

- Колесо зубчатое поз.10 напрессовывается на вал с помощью оправки. Оборудование - пресс реечный.

- На вал поз.1 напрессовать 2 подшипника 210 ГОСТ 8338-75 поз.30 по посадке L0/k6 с помощью двух оправок. Оборудование - пресс реечный.

7) Сборка вала:

- На вал поз.2 запрессовать шпонку 4х5х40 ГОСТ 23360-78 поз.32 с помощью пресса.

- Колесо зубчатое поз.3 напрессовывается на вал с помощью оправки . Оборудование - пресс реечный.

-Установить кольцо поз.13.

- 2 подшипника 210 ГОСТ 8338-75 поз.30 напрессовать на вал по посадке L0/k6 с помощью двух оправок. Оборудование - пресс реечный.

8) Сборка вала:

- На вал поз.3 запрессовать 2 подшипника 205 ГОСТ 8338-75 поз.29 напрессовать на вал по посадке L0/k6 с помощью двух оправок. Оборудование - пресс реечный.

9) Герметизировать плоскость разъема герметиком УТ - 34 ГОСТ 24285 - 80.

10) Установить крышку поз.5.

11) Закрутить 8 комплектов - Болт М6-8g x 25 ГОСТ 15589-70 поз.23, Гайка 2М8x1-6H ГОСТ 15522-7 поз.26, Шайба 10 Л ГОСТ 6402-70 поз.31.

12) Закрутить 6 комплектов - Болт М10-8g x 105 (S16) ГОСТ 15589-70 поз.24, Гайка 2М8x1-6H ГОСТ 15522-7 поз.26, Шайба 10 Л ГОСТ 6402-70 поз.31.

13) Закрутить 2 рым-болта М8-6g ГОСТ 4751-73 поз 36.

14) Установить пробку поз.20.

15) Установить маслоуказатель поз.19.

16) Установить 4 кольца поз. 11, 12, 14, 16.

17) Установить манжеты поз 27, 28 в крышки поз.6, 8 соответственно.

18) Установить 4 крышки поз.6, 7, 8.

19) Закрутить 26 комплектов Шайба 10 Л ГОСТ 6402-70 поз.31, Болт М6-8gx20 ГОСТ 15589-70 поз. 22.

20) Залить масло ИТП 300 примерно 1.6л.

21) Установить Крышку люка поз. 18.

22) Закрутить 4 комплекта - Шайба 10 Л ГОСТ 6402-70поз. 31, Болт М8-8g x 16 ГОСТ 15589-70 поз. 25.

23) Установить отдушину поз. 17.

2.6 Выбор технологических баз на общей и узловых сборках

При сборке изделия в качестве базового элемента на начальном этапе применяют корпус редуктора, базирующийся на нижней опорной плоскости. Для реализации направляющей и опорной баз используем отверстия в нижней части корпуса, предназначенные для крепления редуктора на фундаменте/опорной плите. Такое базирование обеспечивает возможность ручной, механизированной, автоматизированной сборки в приспособлениях, обеспечивающих точное положение сопрягаемых деталей, удобство и доступность сборки без переустановки.

Узловая сборка редуктора осуществляется следующим образом:

при сборке вала, позиция №1, принимаем в качестве базовой детали вал, базирующийся на наружной поверхности диаметром 52 мм.

при сборке вала, позиция №2, принимаем в качестве базовой детали вал, базирующийся на наружной поверхности диаметром 72 мм.

при сборке вала позиция №3 принимаем в качестве базовой детали вал, базирующийся по наружной поверхности диаметром 90 мм.

2.7 Организационная форма сборки

Выбор формы сборки определяется серийностью производства, а также конструкцией изделия. Учитывая, что технологический процесс относится к крупносерийному производству, а конструкция изделия позволяет применить узловую сборку в качестве формы сборки выбрана поточная ручная. При этом действительный такт сборки равен:

Такт выпуска в сборочном цехе:



,

где Fа - действительный годовой фонд времени работы оборудования, час.

Учитывая то, что собираемое изделие имеет малые габариты, высокую точность сборки, и требуется доступ к собираемому изделию с разных сторон, то с целью соблюдения точности изделия требуется применять ручную сборку изделия.

2.8 Разработка технологического процесса сборки

Разработка технологического процесса сборки производится в последовательности:

- по сборочному чертежу и спецификации выявляются все составляющие детали машины;

- определяется последовательность сборки в виде схемы сборки;

- разрабатываются переходы сборки;

- определяется общая трудоемкость сборки.

Общую сборку редуктора начинают с установки на сборочном чертеже основной базирующей детали - корпус.

Затем необходимо собирать сборочные единицы и детали, выполняющие наиболее ответственные функции в работе редуктора.

После сборки редуктора необходимо произвести контроль всего собранного изделия. Необходимо проконтролировать следующие параметры:

-надежность крепления болтов;

- отсутствие утечки масла;

- уровень масла не ниже минимальной отметки.

Собранный редуктор подвергают испытанию на стенде по программе устанавливаемой техническими условиями.



Таблица 3 - Технологический маршрут процесса сборки.

Номер операции	Содержание операции	Оборудование и инструмент
005	Подготовка приспособления к работе. Проверка комплектности входящих деталей, отсутствие мех. повреждений, наличие клейм БТК.	Визуально.
010	Установка корпуса(поз.4) в приспособление, фиксация прижимами.	Прижимы, Ключ динамометрический, Т/болты.
015	Установка уголка(поз.37), фиксация Т/болтами, установка болтовых комплектов(поз. 31, 23),расфиксация Т/болтов, установка болтовых комплектов (поз. 31, 24).	Ключ динамометрический, Т/болты.
020	Запрессовка шпонки(поз.33) на вал (поз.1), напрессовка зубчатого колеса(поз.10) на вал, напрессовка двух подшипников(поз.30) на вал, установка вала на корпус редуктора.	Пресс реечный, линейка, транспортир тахеометрический.
025	Запрессовка шпонки(поз.32) на вал (поз.2), напрессовка зубчатого колеса(поз.3) на вал, утсановка кольца(поз.13) на вал, напрессовка двух подшипников(поз.30) на вал, установка вала на корпус редуктора.	Пресс реечный, линейка, транспортир тахеометрический.
030	Напрессовка двух подшипников(поз.29) на вал(поз.3), установка вала на корпус редуктора.	Пресс реечный, линейка, транспортир тахеометрический.
035	Нанесение герметика на плоскость разъема, установка крышки(поз.5) на корпус, фиксация Т/болтами, установка болтовых комплектов(поз.23, 26,31), расфиксация Т/болтов, установка болтовых комплектов(поз.24,26,31).	Ключ динамометрический, Т/болты.
040	Установить пробку(поз.20).	-
045	Установка рым-болтов(поз.36).	-
050	Установка маслоуказателя(поз.19).	-
055	Установка колец(поз.11,12,14,16).	-
060	Установка манжет(поз.27,28) в крышки(поз.6,8) соответственно.	-
065	Установка четырех крышек(поз.6,7,8), фиксация Т/болтами, установка болтовых комплектов(поз.31,22), расфиксация Т/болтов, установка оставшихся болтовых комплектов.	Ключ динамометрический, Т/болты.
070	Заливка масла.	-
075	Установка крышки люка(поз.18), установка болтовых комплектов(поз.31,25), установка отдушины(поз.17).	Ключ динамометрический.
080	Расфиксация прижимов приспособления.	Ключ динамометрический.
085	Взвешивание редуктора.	Весы технические.
090	Контроль БТК.	-

2.9 Расчет величины усилия запрессовки (выпрессовки)

Соединения с натягом широко применяются в конструкции машин. В зависимости от величины усилия запрессовки подбирается необходимое оборудование для выполнения сборочной операции, поэтому его выбор является важным моментом при ее разработке.

В практике существуют следующие виды запрессовки деталей:

запрессовка ударами молотка или кувалды,

запрессовка методом давления, развиваемого прессами или специальными приспособлениями,

запрессовка тепловыми способами, запрессовка с охлаждением деталей.

Существует способ запрессовки деталей с помощью груза и крана (при отсутствии необходимого оборудования). В этом случае масса груза принимается на 20--25% больше усилия запрессовки данной детали на прессе, используются специальные надставки, накладываемые на торец запрессовываемой детали. Такой способ запрессовки эффективен, но требует опыта и осторожности (соблюдения правил безопасности).

Запрессовка давлением. Соединение деталей давлением сравнительно широко используется в конструкциях машин. Основным оборудованием для выполнения прессовых соединений служат различные переносные приспособления: с ручным винтом, пневматическим, гидравлическим и пневмогидравлическим приводами; универсальные и специальные стационарные прессы и установки, приспособления к ним. Применение различных приспособлений для запрессовки деталей значительно ускоряет работу и повышает ее качество.

Рассчитываем запрессовку подшипника 205 по ГОСТ 8338-75.

Расчет натяга - посадка 25L0/k6:

Значения натягов по ГОСТ 3325-85 для данной посадки:

Nmax=0.025мм;

Nmin= 0.002 мм;

Расчет зазора - посадка52H7/l0:

Значения зазоров по ГОСТ 3325-85 для данной посадки:

Smax= =0.043мм;

Smin=0 мм.

При сборке соединений с натягом под действием осевой силы необходимо точное центрирование деталей. В процессе сборки к одной из двух деталей, охватываемой (валу) или охватывающей втулке, прикладывается осевая сила в Н, которая растет от нуля до максимальной величины, определяемой по уравнению:

,

где - коэффициент трения при запрессовке=0,13;

- длина контактной поверхности сопряжения;

- номинальный диаметр сопряжения.

- давление на поверхности контакта, МПа;

Давление на контактной поверхности определяется по формуле:

,



где _ наибольший расчетный натяг;

и - модули упругости материалов охватывающей (отверстие) и охватываемой вал деталей, МПа;

Величина коэффициента трения зависит от материала деталей, шероховатости поверхностей, наличия и характера смазки и принимается по справочным данным. Коэффициент трения для стальной охватываемой детали (сталь с содержанием углерода от 0,3 до 0,5%) в зависимости от материала охватывающей детали и способа запрессовки .

и - безразмерные коэффициенты, зависящие от материала сопрягаемых деталей и отношения их диаметров:

,

, - коэффициенты Пуассона для тех же материалов;

- диаметр наружной поверхности втулки;

- диаметр отверстия пустотелого вала, (при сплошном вале =0 и ).

Значения модуля упругости материалов:

Материал	Модуль упругости, Па, Н/м2
Сталь и стальное литье	(200000--210000)*106

Вследствие натяга на поверхности контакта возникает давление которое определяет характер деформации деталей.



Таблица 4 - Значения коэффициентов и

для , для
	Сталь	Бронза	Чугун	Сталь	Бронза	Чугун
0,0	0,70	0,67	0,75	1,30	1,33	1,25
0,10	0,72	0,69	0,77	1,32	1,35	1,27
0,20	0,78	0,75	0,83	1,38	1,41	1,33
0,30	0,89	0,86	0,94	1,49	1,59	1,44
0,40	1,08	1,05	1,13	1,68	1,71	1,63
0,50	1,37	1,34	1,41	1,95	2,00	1,92
0,55	1,57	1,54	1,62	2,17	2,20	2,12
0,60	1,83	1,80	1,88	2,43	2,46	2,38
0,65	2,17	2,14	2,22	2,77	2,80	2,72
0,70	2,62	2,59	2,67	3,22	3,25	3,17
0,75	3,28	3,25	3,33	3,84	3,87	3,79
0,80	4,25	4,22	4,30	4,85	4,88	4,80
0,85	5,98	5,95	6,03	6,58	6,61	6,53
0,90	9,23	9,20	9,28	9,83	9,86	9,78

Значения коэффициентов и :

= для =0,70;

= для =1,95;

При запрессовке наружный диаметр охватывающей детали увеличивается на , а внутренний диаметр охватываемой детали уменьшается на . Эти изменения необходимо учитывать, если указанные размеры ограничены допусками:



,

Обычно натяг определяют по номинальным размерам охватываемой и охватывающей деталей. Однако сминание микронеровностей во время запрессовки вызывает уменьшение натяга и ослабление посадки. Поэтому расчетный натяг определяют с учетом высоты микронеровностей и сопрягаемых поверхностей:

,

где - номинальный (табличный) натяг, определяемый как разность нижнего отклонения отверстия и верхнего отклонения вала;

и - высоты микронеровностей сопрягаемых поверхностей деталей, их значения берут из рабочих чертежей деталей (при расчетах можно принять = = 3,2 мкм).

Все расчеты по зависимостям и далее рекомендуется выполнять в системе СИ. Например, если диаметр вала равен 40 мм, то м, шероховатость 3,2 мкм, то м.

?р=25-1,2(3,2+3,2)=17,32

0,5228*1011 Па

.

Рассчитываем запрессовку подшипника 306 по ГОСТ 8338-75.

Расчет натяга - посадка 35L0/k6:

Значения натягов по ГОСТ 3325-85 для данной посадки:

Nmax=0.030мм;

Nmin= 0.002 мм;

Расчет зазора - посадка72H7/l0:

Значения зазоров по ГОСТ 3325-85 для данной посадки:

Smax= =0.043мм;

Smin=0 мм.

Проведем расчет силы запрессовки по аналогии с первым:

?р=30-1,2(3,2+3,2)=22,32

0,4812*1011 Па

.

Рассчитываем запрессовку подшипника 308 по ГОСТ 8338-75.

Расчет натяга - посадка 40L0/k6:

Значения натягов по ГОСТ 3325-85 для данной посадки:

Nmax=0.030мм;

Nmin= 0.002 мм;

Расчет зазора - посадка90H7/l0:

Значения зазоров по ГОСТ 3325-85 для данной посадки:

Smax= =0.050мм;

Smin=0 мм.

Проведем расчет силы запрессовки по аналогии с первым:

?р=30-1,2(3,2+3,2)=22,32

0,4211*1011 Па

.

Рассчитываем запрессовку подшипника 210 по ГОСТ 8338-75.

Расчет натяга - посадка 50L0/k6:

Значения натягов по ГОСТ 3325-85 для данной посадки:

Nmax=0.030мм;

Nmin= 0.002 мм;

Расчет зазора - посадка90H7/l0:

Значения зазоров по ГОСТ 3325-85 для данной посадки:

Smax= =0.050мм;

Smin=0 мм.

Проведем расчет силы запрессовки по аналогии с первым:

?р=30-1,2(3,2+3,2)=22,32

0,311*1011 Па

.

2.10 Расчет резьбового соединения

Надежность резьбовых соединений определяется, прежде всего, их прочностью и стабильностью силы затяжки. Степень предварительной затяжки резьбового соединения определяется функциональным назначением узла (плотностью стыка, герметичностью и т. п.).

В затянутом резьбовом соединении внешняя сила передается на болт (шпильку) частично, при этом полная нагрузка на болт:

,

где - сила предварительной затяжки, Н;

- коэффициент основной нагрузки (при расчете ответственных резьбовых соединений рассчитывают по одному из известных способов);

и - коэффициенты податливости соответственно болта (шпильки) и стягиваемых деталей;

- дополнительная сила, передаваемая на болт (шпильку), Н.

Минимальная сила затяжки должна удовлетворять условию плотности соединения (нераскрытия стыка):

,

где - запас по плотности, обеспечивающий нераскрытие стыка при увеличении внешней нагрузки в раз.

Значение для постоянных нагрузок; для переменных. По условиям герметичности при мягких прокладках; при плоских металлических прокладках.

Напряжение затяжки:

,

где -площадь сечения болта (шпильки) по внутреннему диаметру

Верхний предел напряжений затяжки принимают с учетом некоторого запаса прочности:

для ответственных силовых соединений ;

для силовых соединений и обычных крепежных деталей ,

где - предел текучести материала болта (шпильки) (таблица 8).

Таблица 5 - Механические свойства болтов, винтов и шпилек из углеродистых и легированных сталей.

Класс прочности	Предел текучести, , Н/мм2, не менее	Марка стали
3.6	196,12	Ст3кп3, Ст3сп, 10, 10кп
4.6	235,35	20
4.8	313,79	10, 10кп
5.6	294,18	30, 35
5.8	392,24	10, 10кп, 20, 20кп Ст3сп3, Ст3кп
6.6	353,01	35, 45, 40Г
6.8	470,68	20, 20кп
6.9	529,52	20, 20кп
8.8	627,58	35, 35Х, 38ХА, 45Г
10.9	882,54	40Г2, 40Х, 30ХГСА, 16ХСН
12.9	1059,05	35ХГС
14.9	1235,56	40ХНМА

В процессе эксплуатации узла предварительная затяжка резьбового соединения изменяется из-за температурных деформаций соединений, релаксации напряжений в стержне болта (шпильки) и соединяемых деталях, пластического обмятия контактирующих поверхностей. Поэтому влияние этих факторов следует учитывать при назначении силы предварительной затяжки.

Прикладываемый при затяжке к гайке (головке болта) вращающий момент (момент на ключе) уравновешивается моментом сил трения в резьбе и моментом сил трения по торцу гайки (головки винта) и соприкасающейся с ней детали. При постоянстве коэффициентов трения в резьбе и по опорной поверхности гайки (головки винта) момент пропорционален силе затяжки:

,

где - средний диаметр резьбы, мм;

- угол подъема винтовой линии, град;

,

где - шаг резьбы;

- угол трения в резьбе, град;

- приведенный коэффициент трения в резьбе;

- угол профиля резьбы, град;

- приведенный радиус действия сил трения на опорной поверхности гайки (головки винта);

и - наружный и внутренний диаметры опорной кольцевой поверхности соответственно (таблица 6).



Таблица 6 - Наружный и внутренний диаметры опорной кольцевой поверхности

Резьба	, мм	, мм	Резьба	, мм	, мм
М6	10	6,6	М16	24	18
М8	13	9	М20	30	22
М10	17	11	М24	36	26
М12	19	14	М30	46	33

Коэффициенты трения и в зависят от наличия и вида покрытия и смазочных материалов, состояния трущихся поверхностей, повторяемости сборки, скорости завинчивания и т.п. Согласно методики НИИТмаша (Волгоград) коэффициенты трения и определяются в зависимости от вида покрытий и смазочных материалов по таблице 10.

Таблица 7 - Коэффициенты трения в резьбовых соединениях при различных покрытиях и смазочных материалах

Покрытие болтов и гаек	Коэффициент трения	Без смазочного материала	Машинное масло	Солидол, ГОСТ 4366-76	Машинное масло с добавкой 20% МoS2
Безпокрытия
Оксиди-ование
Цинко-ание
Фосфати-ование
Кадмиро-ание



Произведем расчет вращающегося момента (Мкл) для болта М8 по ГОСТ 15589-70.

.

,из формулы выразим Р:

.

мм2.

Верхний предел напряжений затяжки принимают с учетом некоторого запаса прочности:

Механические свойства болтов, винтов и шпилек из углеродистых и легированных сталей

- Класс прочности 5.8

- Предел текучести, , Н/мм2, не менее 392,24.

- Марка стали 10, 10кп, 20, 20кп Ст3сп3, Ст3кп.

,

,

,

,

где - шаг резьбы=1.

- угол трения в резьбе, град;

- приведенный коэффициент трения в резьбе;

- угол профиля резьбы, град;

.

Нм.

2.11. Нормирование сборочных операций.

При нормировании операций технологического процесса серийного производства определяют штучно-калькуляционное время по зависимости:

,

где - подготовительно-заключительное время, связанное со сборкой партии изделий;

- число изделий в партии;

- штучное время.

Для массового и автоматизированного производств подготовительно-заключительное время равно нулю. Штучное время вычисляют как сумму основного , вспомогательного времен, времени на организационно-техническое обслуживание рабочего места и отдых .

,



Составляющие времен определяют по справочной и методической литературе. Определить основное время сборочных работ с 5…15 % точностью можно на основе имеющихся эмпирических зависимостей, приведенных в таблице [6, с.149].

Завертывание гаек

Завертывание болтов

Установка шайб, прокладок, втулок

Установка крышек и головок по направляющим

Установка валов и осей

Установка шестерен, зубчатых колес, муфт и секторов на валы и оси (со шпонкой)

Запрессовка шарико- и роликоподшипников

Если сборочная операция имеет несколько переходов, то основное время на операцию определяется суммированием основных времен отдельных переходов. Вспомогательное время по данным работы [6] составляет 15 …60 % от основного:

,

Если учесть, что дополнительное время на сборочные операции составляет примерно 6…10 % от оперативного, а подготовительно-заключительное - 3…6 %, то штучно-калькуляционное время можно подсчитать по формуле:

,

Разборочные работы нормируются по тем же зависимостям, но значения времен увеличиваются на 15%.



3. Конструкторский раздел

3.1 Выбор приспособления/инструмента на технологический процесс сборки

Необходимо выбрать приспособление для запрессовки шпонок на валы. Данный редуктор включает в себя два вала, в которые необходимо запрессовать шпонки.

На тихоходный вал поз.3 - запрессовать шпонку 8 x 7 x 28 ГОСТ 23360-78 поз.33.

На промежуточный вал поз.2 - запрессовать шпонку 4х5х40 ГОСТ 23360-78 поз.32.



3.2 Описание сборочного приспособления - пресс реечный

Рис. 5 - Пресс реечный. (1 Основание, 2 Стол, 3 Штифт, 4 Дорн,5 Ограничитель рукоятки, 6 Рукоятка, 7 Винт, 8 Шайба, 9 Винт, 10 Винт, 11 гайка, 12 Передняя пластина, 13 Фиксирующий винт, 14 Шайба, 15 Винт, 16 Зубчатая вилка, 17 Прижим)

Пресс предназначен для запрессовки одной шпонки на вал. Он состоит из литого основания, на которое позиционируются все элементы приспособления.

В нижней части основания располагается стол. Сбоку расположен прихват для закрепления детали при затягивании гайки. При ослаблении гайки прихват под действием пружины возвращается в отжатое состояние.

Все установочные и прижимные элементы фиксируются штифтами и закрепляются винтами.

Последовательность переходов при запрессовке шпонок:

1.Установить вал на стол;

2.С помощью гайки закрепить вал прихватом;

3.Установить шпонку;

4.Запрессовать шпонку;

5.Отжать гайку, снять вал.



Заключение

В данном курсовом проекте был разработан технологический процесс сборки цилиндрического двухступенчатого соосного редуктора. Был осуществлен расчет технологических параметров сборки, таких как расчет натягов и зазоров, усилий запрессовки, усилия затяжки резьбовых соединений. Также были выявлены и рассчитаны сборочные размерные цепи.

Выбор оборудования, инструмента и приспособлений был 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.



Библиографический список

Косилова А.Г. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Т. 2 А.Г. Косилова, Р.К.Мещеряков. - 4-е изд., перераб. и доп. - М: Машиностроение, 1985. - 496 с., ил.

Технологія машинобудування: Підручник /О.В.Якимов [и др.]. - Одеса: Астропринт, 2001. - 608 с.

Сборка и монтаж изделий машиностроения: Справочник. В 2-х т. Т. 1. Сборка изделий машиностроения /Под ред. В.С.Корсакова, В.К.Замятина. - М:Машиностроение, 1983. - 480 с.

Егоров М.Е. Технология машиностроения. Учебник для втузов. /М.Е. Егоров. - 2-е изд., доп. - М.:Высш. школа, 1976. - 535 с.

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

Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя: В 3-х т. Т.1. В.И. Анурьев. - 5-е изд., перераб. и доп. М.:Машиностроение 1979 728 с., ил.

Размещено на Allbest.ru

...