Колесо зубчатое предназначено для передачи крутящего момента и вращательного движения с одного вала на другой. Применяется в коробках скоростей, подач и редукторах.
Колесо зубчатое представляет собой тело вращения, на поверхности большего диаметра нарезаны 28 зубьев модулем 3,5 мм, степенью точности 7-С, левый торец без ступицы. Центральное отверстие простой формы и имеет 8 шлицев d6 x 32H7 x 38H12 x 6F10. Поверхности зубьев закруглены.. Рабочие поверхности зубьев проходят термическую обработку, закалку ТВЧ до твердости 40...52 HRC, и цементацию 52... 56 HRC.
Материал детали и его свойства
Колесо зубчатое выполняется из материала сталь 12ХН3А ГОСТ 4543-71. Это легированная конструкционная сталь, применяется для деталей средних размеров с твердой износоустойчивой поверхностью при достаточно прочной вязкой сердцевине, работающей при больших скоростях и средних давлениях. Из этой стали рекомендуется изготовлять зубчатые колеса, кулачковые муфты, втулки, плунжеры, копиры, шлицевые валы и т.п.
Таблица 3.1 - Химический состав стали 12ХН3А
Марка
Содержание элементов, %
Углерод
Марганец
Кремний
Хром
Никель
Другие элементы
12ХН3А
0,37... 0,43
0,5... 0,8
0,17... 0,37
0,7-1,0
1,0
-
Таблица 3.2 - Механические свойства стали 12ХН3А
Относительное сужение ψ, %
Предел текучести σт, МПа
Предел прочности σв, Мпа
Относительное удлинение δ, %
Ударная вязкость кГс*м/см2
Твердость НВ, не более МПа
45
784
981
10
6
2820
Не менее
Определение массы детали производится путем разделения детали на простые геометрические фигуры и суммированием масс составляющих фигур:
Анализ технологичности детали
Деталь «Колесо зубчатое» соответствует следующим требованиям технологичности согласно ГОСТ 14.204-73:
- конструкция детали состоит из стандартных и унифицированных конструктивных элементов;
- деталь изготовляется из стандартной и унифицированной заготовки;
- размеры и поверхности детали имеют оптимальные степень точности и шероховатости;
- физико-химические и механические свойства материала, жесткость детали, ее форма и размеры соответствуют технологии изготовления;
- показатели базовой поверхности (центральное отверстие Ø32Н7, Rа=0,8 мкм) обеспечивают точность установки, обработки и контроля;
- конструкция детали обеспечивает возможность применения типовых и стандартных технологических процессов и изготовления;
Таблица 3.3 - Количественная оценка технологичности конструкции детали
Номера поверхностей
Точность
(квалитет)
Шероховатость Класс (Ra)
Унификация элементов
1
14
6 (1,2)
2
14
4 (6,3)
Фаска
3
9
5 (3,2)
4
14
4 (6,3)
Фаска
5
14
4 (6,3)
6
14
4 (6,3)
7
14
4 (6,3)
Фаска
9,11
14
4 (6,3)
2 фаски
10
7
7 (0,8)
12-19
9
6 (1,6)
8 шлицев
8
14
6 (1,6)
Фаски
48-76
14
4 (6,3)
29 закруглений
20-47
7 – С
7 (0,8)
28 зубьев
Всего: 76
Из них унифицированных - 70
Коэффициент унификации элементов:
где: Qу.э - количество унифицированных элементов;
Qэ – общее количество элементов;
,
следовательно по коэффициенту унификации деталь технологична.
Коэффициент точности:,
где: Аср – средний квалитет точности детали; ,
тогда ,
следовательно по коэффициенту унификации деталь технологична.
Коэффициент шероховатости:
,
где: Бср – средний класс шероховатости;
,
тогда
,
следовательно по коэффициенту унификации деталь технологична.
Выбор типа производства
Для предварительного определения типа производства можно использовать годовой объем выпуска и массу детали. По таблице 3.1, тип производства определен как среднесерийный.
Среднесерийное производство характеризуется ограниченной номенклатурой изделий, изготовляемых периодически повторяющимися порциями, и сравнительно большим объемом выпуска, чем в единичном типе производства. При серийном типе производства используются универсальные станки, оснащенные как специальными, так и универсальными, а также универсально-сборными приспособлениями, что позволяет снизить трудоемкость и себестоимость изготовления изделия. В серийном производстве технологический процесс изготовления изделия преимущественно дифференцирован, то есть расчленен на отдельные, самостоятельные операции, выполняемые на определенных станках.
При серийном производстве обычно применяют универсальные, специализированные агрегатные станки, а так же станки с ЧПУ. При выборе технологического оборудования специального или специализированного, дорогостоящего приспособления или вспомогательного приспособления и инструмента необходимо производить расчеты затрат и сроков окупаемости, а так же ожидаемый экономический эффект от использования оборудования и технологического оснащения.
При среднесерийном производстве запуск изделий производится порциями с определенной периодичностью.
Количество деталей в партии для одновременного запуска можно определить упрощенным способом:
,
,
,
,
,
,
,
шт