Разработка технологического процесса сборки редуктора

Расчетно-пояснительная записка

к курсовому проекту по технологии

Дисциплина: «Технология сборки машин
»

Тема Курсового проекта

Разработка технологический процесс сборки

«Редуктора»

Содержание

:

Введение

1. Описание конструкции изделия и условий работы, технико-экономические характеристики; необходимые методы технологических испытаний

2. Анализ технологичности изделия

3. Описание схемы сборки, обоснование технологического маршрута

4. Подбор оборудования, оснастки

5. Расчет технологических параметров сборки

6. Расчет сборочных размерных цепей

7. Нормирование операций

8. Описание приспособления для запрессовки

9. Описание структурной схемы испытательного стенда

Список использованной литературы

Введение

Выполнение курсового проекта по курсам «Технология сборки ВРД», «Технология сборки машин», является одним из основных этапов практической подготовки инженеров. Практические навыки, приобретенные студентами в период самостоятельной работы над проектом, способствуют закреплению теоретических знаний, полученных в лекционных курсах.

В данном курсовом проекте разрабатывается технологический процесс сборки двухступенчатого цилиндрического редуктора, предназначенного для передачи исполнительному механизму крутящего момента. Выполняется расчет технологических параметров сборки:

· Расчет усилий запрессовки

· Расчет усилий затяжки резьбовых соединений

· Выявление и расчет сборочных размерных цепей

Так же производится подбор оборудования и оснастки, нормирование сборочных операций. Для контроля работоспособности редуктора разрабатывается структурная схема испытательного стенда. Приводится описание приспособления для запрессовки – оправки.

Курсовой проект выполнен в современных программных пакетах, таких как «AutoCAD», «Unigraphics».

Приводится методика расчета сборочных размерных цепей в системе «Unigraphics». Параллельно приводится расчет размерных цепей аналитическим методом. Спроектирована объемная модель редуктора, с последующей визуализацией процесса сборки.

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

Редуктор
предназначен для передачи исполнительному элементу вращения с частотой 30,5 мин-1
.

Редуктор
состоит из 2-х ступеней прямозубых цилиндрических передач

Корпус поз.1 с крышкой поз.2 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 смотровое отверстие, закрываемое крышкой поз.35. В крышке поз.35 располагается пробковая отдушина для нормализации давления в редукторе с атмосферным давлением, и предотвращения разрушения манжет.

Слив масла осуществляется через отверстие пробки поз.39 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 поз.14.

Вал-шестерня поз.3 фиксируется с помощью двух подшипников поз.36. Позиционирование зубчатого колеса поз.7 на промежуточном валу поз.4 осуществляется втулкой поз.18, фиксация его от поворота осуществляется призматической шпонкой поз.40. Так же колесо фиксируется прижатием её с одной стороны к буртику вала . Вал позиционируется на корпусе с помощью двух шариковых подшипников поз.37. Фиксируется прижатием внешнего кольца подшипника крышками поз.10 через втулки поз.17.

Вал поз.5 позиционируется так же по внешнему кольцу подшипника поз.38 и фиксируется прижатием внешнего кольца подшипника крышкой поз.11 и фланцем поз.12 с помощью распорных втулок поз.20. На валу расположено зубчатое колесо поз.6. Оно фиксируется прижатием с одной стороны к буртику вала, а с другой стороны распорной втулкой поз.22. Фиксация от поворота осуществляется призматической шпонкой поз.41.

На входе быстроходного вала и на выходе тихоходного расположены призматические шпонки. Все подшипники запрессованы на валы по посадке с натягом L0/к6. Зубчатые колеса запрессованы по посадке Н7/к6.

Технические характеристики:

1. Общее передаточное число U= 16,5

2. Число оборотов быстроходного вала nвх
= 500 мин-1

3. Число оборотов тихоходного вала nвых
= 30,5 мин-1

4. Мощность редуктора N=0,482 кВт

5. Коэффицент полезного действия

6. Масса редуктора m= 35 кг.

7. Габаритные размеры, мм 316×273×214

8. Диаметр выходного вала, мм 25

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.

Кроме указанных имеется ряд количественных технико-экономических и технических показателей, которые характеризуют технологичность в связи с процессом сборки.

1. Коэффициент сборности Ксб
— отношение числа сборочных единиц Ne
изделия, включая покупные, к общему числу составных частей N
Ч
с учетом деталей N
Д
,
не вошедших в состав сборочных единиц, но без стандартных крепежных N
Д.К
:

2. Коэффициент эффективности взаимозаменяемости Квз
— отношение трудоемкости сборки изделия, осуществляемой по принципу полной взаимозаменяемости (без пригонки, подбора или регулирования) Твз
кобщей трудоемкости сборки изделия Ти
:

3. Коэффициент унификации изделия Ку
— отношение числа унифицированных сборочных единиц Ne
.у
изделия и его унифицированных

деталей Nд.у
, не вошедших в состав сборочных единиц, к общему числу составных частей изделия без учета стандартных крепежных деталей (к унифицированным составным частям относятся заимствованные, покупные и стандартные непокупные сборочные единицы и детали):

4. Коэффициент стандартизации изделия К
ст
— отношение числа стандартных сборочных единиц Nе.ст
изделия и его стандартных деталей Nд
.ст
, не вошедших в состав сборочных единиц, к общему числу составных частей изделия без учета стандартных крепежных деталей:

Указанные коэффициенты могут быть использованы для сравнительной оценки технологичности конструкции сборочных единиц, в состав которых в общем случае входят помимо деталей покупные изделия и более мелкие сборочные единицы — конструктивно-технологические узлы

Редуктор имеет четко выраженные базовые детали (корпус и крышка корпуса), 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.

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

Следует также отметить, что все посадки, осуществляемые в процессе

сборки, производятся по методам полной взаимозаменяемости.

3.Описание схемы сборки.

Для данного редуктора предлагается следующая схема сборки.

1. Общая схема сборки:

2. Схема сборки вала быстроходного.

3. Схема сборки вала промежуточного.

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:

Операция 010. Слесарно-сборочная.

Подшипник 202 поз. 36 напрессовывается на вал по посадке l0/K6 с усилием запрессовки Fз
=H, с помощью двух оправок (оправка 1, оправка 2). В качестве оборудования выбран пресс реечный.

Операция 015. Слесарно-сборочная.

Подшипник 205 поз. 37 напрессовывается на вал по посадке l0/K6 с усилием запрессовки Fз
=H, с помощью оправки 5. В качестве оборудования выбран пресс реечный.

Шпонка поз.40 устанавливается в оправку 3 и запрессовывается при помощи молотка 7850-0117 ГОСТ 2310-77.

Колесо поз. 7 напрессовывается на вал по посадке Н7/K6 с усилием запрессовки Fз
=H, с помощью оправки 4. В качестве оборудования выбран пресс реечный.

Операция 020. Слесарно-сборочная.

Подшипник 206 поз. 38 напрессовывается на вал по посадке l0/K6 с усилием запрессовки Fз
=H, с помощью двух оправок (оправка 8, оправка 9). В качестве оборудования выбран пресс реечный.

Шпонка поз.41 устанавливается в оправку 6 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.

Колесо поз.6 напрессовывается на вал по посадке Н7/K6 с усилием запрессовки Fз
=H, с помощью оправки 7. В качестве оборудования выбран пресс реечный.

Операция 025. Слесарно-сборочная.

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 – 300мм.

Размер квадрата под сменную головку, а
=10мм.

Сменная головка 7812-0478 1 Х9 ГОСТ25604-83.

Болты поз.26 у подшипников затягиваются динамометрическим ключом РВДФ-120 ТУ 2,035,1053-86. Болты поз.25,28 затягиваются ключами 7811-0252, 7811-0253 ГОСТ 2839-80 соответственно.

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. Расчет технологических параметров сборки

Расчет натягов внутренних колец подшипников и колёс на валах.

1) Подшипник 202 поз.36. Посадка Ø15L0/k6.

Рассчитаем натяг внутреннего кольца подшипника на валу, в мм.

Ø15L0:

ES=0,000

Е
I=-0,009

Ø15k6:

es=+0,012

ei=+0,001

Nmin=ei-ES=0,001-0,000=0,001

Nmax=es-EI=0,012-(-0,009)=0,021

T
Δ
=Nmax-Nmin=0,021-0,001=0,020

2) Подшипник205поз.37. Посадка Ø25L0/k6.

Рассчитаем натяг внутреннего кольца подшипника на валу, в мм.

Ø25L0:

ES=0,000

EI=-0,012

Ø25k6:

es=+0,015

ei=+0,002

Nmin= ei-ES =0,002-0,000=0,002

Nmax=es-EI=0,015-(-0,012)=0,27

T
Δ
=Nmax-Nmin=0,027-0,002=0,025

3) Подшипник206поз.38. Посадка Ø30L0/k6.

Рассчитаем натяг внутреннего кольца подшипника на валу, в мм.

Ø30L0:

ES=0,000

EI=-0,012

Ø30k6:

es=+0,015

ei=+0,002

Nmin= ei-ES =0,002-0,000=0,002

Nmax=es-EI=0,015-(-0,012)=0,027

TΔ
=
Nmax
-
Nmin
=0,027-0,002=0,025

4) Зубчатое колесо поз.6. Посадка Ø34Н7/к6.

Рассчитаем натяг внутреннего кольца подшипника на валу, в мм.

Ø34
Н
7:

ES=0,025

IS=-0,000

Ø34k6:

es=+0,018

is=+0,002

Smax=ES-ei=0,025-0,002=0,023

Nmax=es-EI=0,018-0,000=0,018

T
Δ
= TD+Td = Nmax+ Smax=0,018+0,023=0,041

5) Зубчатоеколесопоз.7. Посадка Ø26Н7/k6.

Рассчитаем натяг внутреннего кольца подшипника на валу в мм.

Ø26
Н
7:

ES=0,021

IS=-0,000

Ø26k6:

es=+0,015

is=+0,002

Smax=ES-ei=0,021-0,002=0,019

Nmax=es-EI=0,015-0,000=0,015

TΔ
=
TD
+
Td
=
Nmax
+
Smax
=0,015+0,019=0,034

Расчет зазоров наружных колец подшипников.

1) Подшипник 202 поз.36. Посадка Ø35H7/l0.

Рассчитаем зазор кольца подшипника в корпусе, в мм.

Ø35H7:

ES=+0,025

EI=0,000

Ø35l0:

es=0,000

ei=-0,012

Smin=EI-es=0,000-0,000=0,000

Smax=ES-ei=0,025-(-0,012)=0,037

T
Δ
=Smax-Smin=0,037-0,000=0,037

2) Подшипник205поз.37. Посадка Ø52H7/l
0.

Рассчитаем зазор кольца подшипника в корпусе, в мм.

Ø52H7:

ES=+0,03

EI=0,000

Ø52l0:

es=+0,000

ei=-0,015

Smin=EI-es=0,000-0,000=0,000

Smax=ES-ei=0,03-(-0,015)=0,045

T
Δ
= Smax-Smin=0,045-0,000=0,045

3) Подшипник207поз.38. Посадка Ø62H7/l
0.

Рассчитаем зазор кольца подшипника в корпусе, в мм.

Ø62H7:

ES=+0,03

EI=0,000

Ø62l0:

es=+0,000

ei=-0,015

Smin=EI-es=0,000-0,000=0,000

Smax=ES-ei=0,03-(-0,015)=0,045

TΔ
=
Smax
-
Smin
=0,045-0,000=0,045

Расчет усилия запрессовки.

Посадка подшипников осуществляется с натягами Fz.

Усилие запрессовки рассчитывается по формуле:

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;

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

l
– длина посадочного размера [м].

Коэффициенты радиальной податливости определяют по формуле:

; .

где: d
–диаметр посадки [м];

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

ν
1
,
ν
2
- Коэффициенты Пуассона материалов вала и втулки соответственно;

λ
1
,
λ
2
- Коэффициент радиальной податливости вала и втулки соответственно;

Расчеты производим в систем MathCAD. Результаты расчетов представлены в таблицах 1,2.

Табл.1

Аналогично рассчитаем усилия запрессовки для зубчатых колёс.

Табл.2

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 Мтг
и Мтр
моменты трения соответственно на торце гайки и на резьбе.

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

,

где Мкл
- момент на ключе, Н×м;