Повышение износостойкости детали «Вал» конического редуктора методом поверхностного пластического деформирования
Введение
Верхний слой деталей машин является наиболее подверженным к нагрузкам, этот слой, который подвергается сильному силовому воздействию и воздействию окружающей среды. Таким образом, именно к качеству верхнего слоя предъявляются такие высокие требования для изготовления деталей машин, так как в этом предельном слое возникает напряженное состояние, которое способствует возникновению трещин и разрушению материала.
Во время эксплуатации машин их детали контактируют друг с другом или с окружающей средой. От качества поверхностного слоя зависят эксплуатационные свойства: износо – и коррозионная стойкость, сопротивление контактной усталости, точность, качество сборки и другие. Взаимоотношение свойств качества верхнего слоя и эксплуатационных характеристик деталей говорит о том, что поверхность деталей должна быть удовлетворительно твердой, иметь сжимающие остаточные напряжения, мелкодисперсную структуру, гладкую поверхностную форму микронеровностей при достаточной площади несущей пов
Оглавление
Введение 9
Глава 1. Конструкторская часть 11
1.1. Назначение редуктора и принцип его работы 11
1.2. Анализ чертежа, технических требований на редуктор…………………. 12
1.3. Анализ технологичности редуктора………………………………………. 12
1.4. Кинематический расчет привода……………………………………………. 13
1.4.1. Определение мощности на ведущем валу конвейера…………………. 13
1.4.2. Определение общего К.П.Д. привода………………………………… 13
1.4.3. Определение потребляемой мощности………………………………. 13
1.4.4. Выбор электродвигателя………………………………………………. 13
1.4.5. Определение общего передаточного числа привода………………… 13
1.4.6. Назначение передаточных чисел передач привода……………………. 13
1.4.7. Назначение чисел зубьев зубчатых колѐс и диаметров шкивов ременной передачи……………... 14
1.4.8. Определение действительной частоты вращения ведущего вала конвейера и погрешности частоты вращения ведущего вала конвейера………… 14
1.4.9. Определение кинематических параметров на валах привода……… 14
1.4.10. Определение минимально допустимых диаметров валов привода по критерию………………………………………………………………………………. 15
1.4.11. Таблица результатов кинематического расчѐта……………………. 15
1.5 Расчет конической прямозубой зубчатой передачи……………………… 16
1.5.1. Проектировочный расчет……………………………………………… 16
1.5.2. Проверочный расчет……………………………………………………... 16
1.5.3. Основные геометрические параметры передачи………………………. 17
1.5.4. Усилия, действующие в зацеплении зубчатой передачи……………… 18
1.6 Расчеты валов…………………………………………………………………. 20
1.6.1. Нахождение реакций в опорах………………………………………… 22
1.6.2. Проверочные расчеты валов………………………………………....... 24
1.7. Определение напряжений при изгибе и кручении………………………… 26
1.8. Проверочные расчеты соединений……………………………………. 28
1.9. Проверка вала на статическую прочность……………………………. 29
1.10. Проверка вала на сопротивление усталости………………………. 29
Глава 2. Разработка технологического процесса изготовления вала………. 32
2.1. Служебное назначение детали………………………………………. 32
2.2. Анализ технологичности конструкции детали…………………… 33
2.3. Определение типа производства……………………………………. 36
2.4. Форма организации технологических процессов………………………. 39
2.5. Выбор заготовки и метода её получения………………………………… 40
2.5.1. Выбор технологических баз и последовательности обработки…… 41
2.6. Технологический маршрут механической обработки вала……………. 43
2.7 . Технологические расчеты и документация……………………………… 49
2.7.1. Расчет припусков……………………………………………………. 49
2.8. Расчет режимов резания…………………………………………………. 52
Глава 3. Инновационная часть. Повышение износостойкости детали «Вал» методом поверхностного пластического деформирования……………………… 72
3.1. Износостойкость………………………………………………………… 72
3.2. Метод поверхностного пластического деформирования – алмазным выглаживанием……………………………………………………………………… 75
3.2.1. Оборудование, оснастка и режимы обработки алмазным выглаживанием ……………………………………………………………………… 78
3.2.2. Свойства поверхностного слоя детали из стали 45 после алмазного выглаживания ……………………………………………………………………...... 85
3.3. Влияние алмазного выглаживания на износостойкость детали……… 90
Заключение…………………………………………………………………………. 92
Список литературы…………………………………………………………………. 93
Список литературы
1. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя: в 3-х т.: Т.2. - 8-е изд., перераб. и доп. Под ред. И.Н. Жестковой. – М.: Машиностроение, 2001.- 912 с.: ил.
2. Анухин В.И. Допуски и посадки. Выбор и расчет, указание на чертежах: Учеб. пособие 2-е изд., перераб. и доп. СПб.: Изд-во СПбГТУ, 2001.219 с.
3. ГОСТ 2.109–73. ЕСКД. Основные требования к чертежам. – М.: Изд-во стандартов, 2002.
4. ГОСТ 2.307–68. ЕСКД. Нанесение размеров и предельных отклонений. – М.: Изд-во стандартов, 2002.
5. Гуревич Ю.Е., Выров Б. Я. Расчеты деталей машин. Учебное пособие для студентов машиностроительных специальностей вузов. 2003.
6. Гуревич Ю.Е., Схиртладзе А.Г. Расчеты и основы конструирования деталей машин: в 2т. Том 1. Исходные положения. Соединения деталей машин. Детали передач: учебник / Ю.Е. Гуревич, А.Г. Схиртладзе. - М., КУРС: ИНФРА-М, 2018.240 с.
7. Гуревич Ю.Е., Схиртладзе А.Г. Расчеты и основы конструирования деталей машин: в 2т. Том 2. Механические передачи. Исходные положения. Соединения деталей машин. Детали передач: учебник / Ю.Е. Гуревич, А.Г. Схиртладзе. - М., КУРС: ИНФРА-М, 2018. - 248 с.
8. Дунаев П. Ф., Леликов О. П. Детали машин. Курсовое проектирование: Учеб. Пособие для машиностроит. спец. учреждений среднего профессионального образования. - 5-е издание, дополн. -М.: Машиностроение, 2004 - 560 с., ил
9. Жуков К.П., Гуревич Ю.Е. Атлас конструкций механизмов, узлов и деталей машин. В 2-х ч.: Учеб. Пособие для студентов машиностроит. Специальностей вузов. -М.: Издательство «Станкин», 2000. – 254с.
10. Жуков К.П., Гуревич Ю.Е. Проектирование деталей и узлов машин. - М.: изд-во «Станкин», 2004. -671 с.
11. Мягков В.Д. Допуски и посадки: Справочник в 2-ух ч./Под ред. В.Д. Мягкова – 5-е изд., перераб. И доп. – Л.: Машиностроение. Ленингр. Отделение,2008 – 544с., ил.
12. Шнейдер Ю.Г. Технология финишной
Обрабатываемая поверхность – цилиндрическая, что обеспечивает точность и стабильность обработки. Все наружные поверхности имеют правильную форму.
Все поверхности на валу достаточно легкодоступны (несложная геометрия) для обработки лезвийным инструментом, конфигурация детали вполне технологична для работы на универсальном станке и на оборудовании с ЧПУ стандартными инструментами.
Квалитет на свободные поверхности достаточно широкий, можно работать на повышенных режимах.
В отношении технологичности детали, с точки зрения механической обработки, можно отметить, что основной обработкой является токарная для предания необходимой формы и размеров, проводится эта операция на токарных станках за несколько установов с закреплением в самоцентрирующиеся трехкулачковые патроны.
При изготовлении детали типа «Вал» используются следующие операции: точение шеек, фрезерование шпоночных пазов, выглаживание. Расположение ступеней идет по возрастанию от одного конца к другому, что повышает технологичность, так как обеспечивается свободный доступ инструмента и возможность обработки повер