Разработка технологического процесса сборки «червячного редуктора»

 

Коэффициенты радиальной податливости определяют по формуле:

;                .

где: d –диаметр посадки [м];

Е₁, Е₁ – Модули упругости материалов вала и втулки [Н/м²];

ν₁, ν₂- Коэффициенты Пуассона материалов вала и втулки соответственно;

λ₁, λ₂- Коэффициент радиальной податливости вала и втулки соответственно;

Расчеты производим в  систем MathCAD. Результаты расчетов представлены  в таблице № 1.

 

Таблица №1.

Хар-ка		Подшипник 7205А	Подшипник 7206А	Червячное колесо	Втулка	Кольцо поз.16	Кольцо поз.15
D	м	0,025	0,03	0,032	0,03	0,025	0,03
d1	м	0	0	0	0	0	0
d2	м	0,03	0,04	0,04	0,04	0,03	0,04
E1	Н/м
E2	Н/м
		0,3	0,3	0,3	0,3	0,3	0,3
		0,3	0,3	0,3	0,3	0,3	0,3
L	м	0,016	0,017	0,031	0,015	0,005	0,005
fmax		0,13	0,13	0,13	0,13	0,13	0,13
Nmax	м
F3	Н	5935,016	9440,373	9197,4	4627,6	1030,4	1542,6

 

Расчет усилия запрессовки шпонок ведем по зависимости, выведенной из формулы для запрессовки цилиндрических деталей:

Хар-ка		Шпонка 8х7х45	Шпонка 8х7х28
E1	Н/м
E2	Н/м
		0,3	0,3
		0,3	0,3
L	м	0,0055	0,0035
fmax		0,13	0,13
Nmax	м
F3	Н	2000	1274

 

5.4. Расчет  усилия затяжки.

При сборке резьбового соединения необходимо обеспечить заданное усилие затяжки, величина которого определена расчетным путем, исходя из условий работы соединения. Это усилие направлено вдоль оси болта (шпильки). Непосредственно контролировать его величину не представляется возможным. Поэтому прибегают к косвенному контролю.

Затяжка с контролем  крутящего момента на ключе определяется по формуле:

,

где М_тг и М_тр моменты трения соответственно на торце гайки и на резьбе.

На основе этой формулы  установлена зависимость между моментом на ключе и усилием затяжки:

,

где М_кл - момент на ключе, Н×м;

Р_з - осевое усилие затяжки, Н;

D_r - наибольший диаметр опорной поверхности гайки, мм;

d₂ - средний диаметр резьбы, мм;

Р - шаг резьбы, мм;

d₀ - диаметр отверстия под болт или наименьший опорный диаметр гайки, мм;

r - коэффициент трения  по торцу гайки;

f’_p - приведенный коэффициент трения в резьбе, учитывает угол профиля a (для метрической резьбы a=60° );

f_p - коэффициент трения в резьбе; f ’_p=f _p /cos(a/2)

В данном случае на выходной вал (самый нагруженный) действует осевая сила равная отношению крутящего момента к делительному диаметру червячного колеса:

= кН

За осевое усилие затяжки Р_з, принимаем значение равное , где К- коэффициент надежности затяжки, K=1.5.

Определим усилием затяжки на:

 

 

 

 

 

 

Затяжка производится без отслеживания усилия затяжки.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.5. Расчет  сборочных размерных цепей.

1. Цепь для червяка. Искомый зазор между – подшипником и крышкой подшипника.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

А1=А7=15_-0,043  А2=А6=10_-0,036  А3=А5=1,25_-0,025  А4=156_-0,1 А8=А12=16,25_-0,25 А9=А11=   А10=106_-0,087.

Искомый натяг определяется по формуле: N_min=0; N_max= =70.7мкм=0.071мм.

+N_max =0,318+0,071=0,389

+N_min =2,156+0=2,156

Заложенные в конструкцию  нормы точности не обеспечивали сборку по методу полной взаимозаменяемости, поэтому подберем число регулировочных прокладок:

подбираем число прокладок по геометрическому ряду: 0,05; 0,1; 0,2; 0,4; 0,8.

0,8+0,8+0,4+0,1+0,05=2,15мм;

0,4мм.

 

 

2. Цепь для червячного колеса. Искомый зазор – между подшипником и крышкой подшипника.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

А1=А13=А16=А18=15_-0,043  А2=А12=10_-0,036  А3=А11=1,25_-0,025  А4=А10= А15=А19= А5=А9=14_-0,043 А6=А8=1_-0,025  А7=93_-0,087 А14=А20=17,25_-0,25 А17=31_-0,043

Искомый натяг определяется по формуле: N_min=0; N_max= =70.7мкм=0.071мм.

+N_max =0,735+0,071=0,806

+N_min =2,134+0=2,134

Заложенные в конструкцию  нормы точности не обеспечивали сборку по методу полной взаимозаменяемости, поэтому подберем число регулировочных прокладок:

подбираем число прокладок по геометрическому ряду: 0,05; 0,1; 0,2; 0,4; 0,8.

0,8+0,8+0,4+0,1+0,05=2,15мм;

0,4+0,4=0,8мм.

6. Нормирование  операций.

 

Выполняемые переходы:

• Запрессовка кольца поз. 15: τ=0.25 мин.
• Запрессовка кольца поз. 16: τ=0.20 мин.
• Запрессовка подшипника поз. 20: τ=0.42 мин.
• Запрессовка подшипника поз. 21: τ=0.45 мин.
• Запрессовка шпонок поз. 18, 19: τ=1,2 мин.
• Запрессовка шпонки поз. 17: τ=0.9 мин.
• Запрессовка колеса поз. 1: τ=0.43 мин.
• Запрессовка втулки поз. 2: τ=0.35 мин.
• Затяжка гаек поз. 28, 29, 30:  τ  =0,39 мин.
• Установка втулок поз. 5, 13: τ=0.10 мин.
• Установка колец поз. 36, 37 в крышки подшипников: τ=0.52 мин.
• Установка валов в корпус редуктора: τ =0,4 мин.
• Установка прокладок поз. 9, 10, 11: τ=0.26 мин.
• Установка прокладок поз. 12: τ=0.15 мин.
• Установка крышек в корпус редуктора: τ=0,32 мин.
• Затяжка винтов поз. 26, 27:  τ=0,34 мин.
• Затяжка пробок поз. 14:  τ=0,39 мин.
• Установка шкива поз.7: τ=0,44 мин.
• Транспортирование редуктора на испытательный стенд: τ=1,15 мин.

 

Операция 010. Сборка. τ=1.53 мин.

Операция 015. Сборка. τ=3.87 мин.

Операция 020. Сборка. τ=0.52 мин.

Операция 025. Сборка. τ=0.52 мин.

Операция 030. Сборка. τ=8.05 мин.

Операция 035. Сборка. τ=1.50 мин.

Операция 040. Транспортная. τ=1.15 мин.

Операция 045. Контроль.

Операция 050. Транспортная.

 

7.Описание  сборочного приспособления –  пресс.

Пресс предназначен для  запрессовки двух шпонок на вал. Он состоит из литой станины, на которой позиционируются все элементы приспособления.

В нижней части станины располагаются две установочные призмы. Сбоку расположен прихват для закрепления детали при затягивании гайки. При ослаблении гайки прихват под действием пружины возвращается в отжатое состояние.

В верхней части корпуса  запрессованы две резьбовых втулки, внутри которых вращаются шпиндели. При их вращении создается необходимое усилие для запрессовки шпонок в пазы.

Все установочные и прижимные  элементы фиксируются штифтами и  закрепляются винтами.

Последовательность переходов  при запрессовке шпонок:

1.Установить вал на  призмы;

2.С помощью гайки закрепить вал прихватом;

3.Установить первую  шпонку;

4.Запрессовать шпонку;

5.Установить вторую  шпонку;

6.Переставить рукоятку. Запрессовать шпонку.

7.Отжать гайку, снять  вал.

8. Описание  испытательного стенда.

Стенд предназначен для  испытания и обкатки редуктора, контроля его работы без нагрузки; контроля правильности сборки и настройки подшипниковых узлов. Стенд состоит из рамы на которой закреплены: двигатель с устройством регулировки натяжения ремней; площадка со шпильками для установки редуктора. Отдельно располагается пульт управления.

Порядок испытания:

1. Установить редуктор  на стенд по шпилькам, наживить  гайки и затянуть.

2. Установить ремни  поз.6 на шкив редуктора поз.2 и  шкив двигателя поз.3. Проверить натяжение ремня нажатием от руки усилием 15-20кг, допустимый прогиб 5-10мм. При необходимости регулировать натяжение ремня поворотом регулировочного винта натяжного устройства поз.4.

4. Включить двигатель  поз.5 посредством пульта управления  поз.1

5. Испытывать редуктор  на холостом ходу втечение 16 часов. Шум, вибрации, стуки не допускаются.

6. Выключить электродвигатель.

7. Контролировать температуру  подшипниковых узлов на ощупь, температура не должна превышать 40 С. Нагрев масла не должен превышать 40 С. Течь масла не допускается.

8. Демонтировать редуктор со стенда.

 

 

 

Заключение.

В данном курсовом проекте  был разработан технологический  процесс сборки червячного 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. Заложенные в конструкцию нормы точности не обеспечивали сборку по методу полной взаимозаменяемости, поэтому были подобраны комплекты регулировочных прокладок, обеспечивающих требуемые зазоры между подшипниками и их крышками, а так же пятно контакте не менее 50% червяка и червячного колеса.

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.

Для контроля работоспособности  редуктора была разработана структурная  схема испытательного стенда.

Курсовой проект выполнен в современных программных пакетах, а именно в «Компас-3D V8», «Компас-Автопроект 9.4», «Unigraphics» и др. позволяющих наиболее быстро и удобно осуществить разработку конструкторской и технологической документации, выполнить проверку на моделях конструкторских решений, выявить возможные ошибки и неточности в чертежах до запуска изделий в производство.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список литературы.

1. «Проектирование технологических процессов сборки машин», Учебник /Под общей ред.проф. А.А. Жолобова. Мн.: Новое знание, 2005. – 410 с.
2. А. Н. Никитин «Технология сборки двигателей летательных аппаратов» Учебник. Москва: Машиностроение. 1982. – 269 с.
3. Ю. Н. Соломенцев. “Проектирование технологий” Москва. Машиностроение. 1990. – 416 с.
4. Иванов М. Н и Иванов В. Н. «Детали машин. Курсовое проектирование» Учеб. Пособие для машиностроит. вузов. М.: Высшая школа, 1975. – 551 с.
5. «Расчёты деталей машин» /И. М. Чернин, А. В. Кузьмин, Г. М. Ицкович. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Высшая школа, 1978. – 472 с.
6. «Курсовое проектирование деталей машин» Учеб. Пособие для техникумов /С. А. Чернавский, Г. М. Ицкович, К. Н. Боков и др. М.: Машиностроение, 1980. –  351 с.