1.2. Виды и назначение цапф, предъявляемые к ним технические

Описание конструкции и служебного назначения детали.Цапфа КЗК 0202623А

1.2. Виды и назначение цапф, предъявляемые к ним технические

                                      1 АНАЛИЗ ИСХОДНЫХ ДАННЫХ

1.1 Описание конструкции и служебного назначения детали.

Цапфа КЗК 0202623А является составной частью зерноуборочного комбайна КЗС7. Цапфа предназначена для передачи вращающего движения.

Ответственной поверхностью является поверхность 4 (Ø55h8), об этом говорят требования, предъявляемые к данной поверхности.

Поверхность 4 (Ø55h8) предназначена для запрессовки цапфы в корпус боковины.

Поверхности 9 (Ø60H10) и 8 (Ø50H10) предназначены для установки манжет, предотвращающих вытекание масла из подшипникового узла. Поверхность 7 (Ø45h9) и три шпоночных паза 14 (14H11) предназначены для установки шкивов, а два резьбовых отверстия  13 (M8-7H) необходимы для осевой регулировки и крепления данных шкивов в необходимом положении.

В качестве материала заготовки выбрана легирующая сталь 18ХГТ.

Легированная сталь-это сплав железа с углеродом (до 2%) и сопутствующими примесями в виде марганца, кремния, серы, фосфора, а так же различных легирующих элементов. Этот сплав – наиболее распространенный материал для изготовления поковок благодаря свойствам и относительной дешевизне.

Область применения легированной стали расширяется вследствие непрерывного повышения ее прочностных и технологических свойств, а также разработки новых марок со специальными физическими и химическими свойствами.

Таблица 1.1 – Механические свойства стали 25ХГТ по ГОСТ 4543-71

Режим термообработки (t,)σтσвσбψαн,Дж/смНВ после отжига
МПа%
Не менееНе более
31, 880-950, возд.+311, 870, М+Он, 200, возд. или В88598095078217

Таблица 1.2- Химические свойства стали 25ХГТ по ГОСТ 4543-71

Химический состав, %
      C        Si     Cr    Mn Ti,MoНе более
PSCuNi
 0,17-0,23  0,17-0,37  1,0-1,30,8-1,10,03-0,090,0350,0350,300,30

1.2 Определение типа производства и его характеристика

Тип производства характеризуется коэффициентом закрепления операций  Кз.о, который показывает отношение всех различных технологических операций, выполняемых или подлежащих выполнению.

На основании исходных данных и располагая штучным временем, затрачеваемым на каждую операцию, определяем расчетное количество станков для каждой операции по формуле:

mp=(NTшт)/(60∙Fд∙ŋзн),                                                          (1.1)

где N – годовая программа выпуска, шт.; N=3000 шт.

Тшт – штучное время на каждой операции, мин

Fд – действительный годовой фонд времени работы оборудования, час;                                  Fд=4029 часа.

ŋзн – нормативный коэффициент загрузки оборудования, ŋзн=0,75

Рассчитаем количество станков на каждой операции по формуле (1.1)

Для 010 операции: mp=(3000∙3,47)/(60∙4029∙0,75)=0,06

Для 030 операции: mp=(3000∙2,78)/(60∙4029∙0,75)=0,05

Для 040 операции: mp=(3000∙9,92)/(60∙4029∙0,75)=0,16

Для 050 операции: mp=(3000∙4,48)/(60∙4029∙0,75)=0,07

Для 060 операции: mp=(3000∙3,8)/(60∙4029∙0,75)=0,06

Для 070 операции: mp=(3000∙0,84)/(60∙4029∙0,75)=0,01

Для 080 операции: mp=(3000∙2,3)/(60∙4029∙0,75)=0,04

Для 090 операции: mp=(3000∙7,44)/(60∙4029∙0,75)=0,12

Для 100 операции: mp=(3000∙5,65)/(60∙4029∙0,75)=0,09

Для 120 операции: mp=(3000∙6,13)/(60∙4029∙0,75)=0,1

Для 140 операции: mp=(3000∙4,25)/(60∙4029∙0,75)=0,07

Для 190 операции: mp=(3000∙0,92)/(60∙4029∙0,75)=0,02

Для 200 операции: mp=(3000∙5,4)/(60∙4029∙0,75)=0,09

Для 210 операции: mp=(3000∙5,4)/(60∙4029∙0,75)=0,09

Для 220 операции: mp=(3000∙5,4)/(60∙4029∙0,75)=0,09

Для 230 операции: mp=(3000∙6,6)/(60∙4029∙0,75)=0,11

Далее для каждой операции находим значение фактического коэффициента загрузки рабочего места по формуле:

ŋзф=mр/P                          (1.2)

где P – принятое количество станков (принимаем ближайшее целое число больше нуля);

таким образом:

Для 010 операции: ŋзф=0,06/1=0,06

Для 030 операции: ŋзф=0,05/1=0,05

Для 040 операции: ŋзф=0,16/1=0,16

Для 050 операции: ŋзф=0,07/1=0,07

Для 060 операции: ŋзф=0,06/1=0,06

Для 070 операции: ŋзф=0,01/1=0,01

Для 080 операции: ŋзф=0,04/1=0,04

Для 090 операции: ŋзф=0,12/1=0,12

Для 100 операции: ŋзф=0,09/1=0,09

Для 120 операции: ŋзф=0,1/1=0,1

Для 140 операции: ŋзф=0,07/1=0,07

Для 190 операции: ŋзф=0,02/1=0,02

Для 200 операции: ŋзф=0,09/1=0,09

Для 210 операции: ŋзф=0,09/1=0,09

Для 220 операции: ŋзф=0,09/1=0,09

Для 230 операции: ŋзф=0,11/1=0,11

Определяем количество операций, выполняемых на одном рабочем месте по формуле:

О=ŋзн/ŋзф                                                 (1.3)

Для 010 операции: O=0,75/0,06=12,5    принимаем 13

Для 030 операции: O=0,75/0,5=15        принимаем 15

Для 040 операции: O=0,75/0,16=4,7     принимаем 5

Для 050 операции: O=0,75/0,07=10,7   принимаем 11

Для 060 операции: O=0,75/0,06=12,5   принимаем 13

Для 070 операции: O=0,75/0,01=75      принимаем 75

Для 080 операции: O=0,75/0,04=18,8    принимаем 19

Для 090 операции: O=0,75/0,12=6,25   принимаем 7

Для 100 операции: O=0,75/0,09=8,3     принимаем 9

Для 120 операции: O=0,75/0,1=7,5     принимаем 8

Для 140 операции: O=0,75/0,07=10,7   принимаем 11

Для 190 операции: O=0,75/0,02=37,5  принимаем 38

Для 200 операции: O=0,75/0,09=8,3     принимаем 9

Для 210 операции: O=0,75/0,09=8,3    принимаем 9

Для 220 операции: O=0,75/0,09=8,3     принимаем 9

Для 230 операции: O=0,75/6,8=7           принимаем 7

Определяем коэффициент загрузки оборудования по формуле:

Кз.о=∑О/∑P(1.4)

Где ∑О – суммарное количество операций, выполняемых на станках, шт

∑P – суммарное количество принятых станков, шт

Таким образом        Кз.о=251,15/16=15,5

Кз.о=∑О/∑P

 Тогда по полученной величине Кз.о.=15,5 тип производства – среднесерийный. (т.к. 10 < Кз.о < 20)

Среднесерийное производство характеризуется ограниченной номенклатурой изделий, изготовляемых периодически повторяющимися партиями.

Основным отличительным признаком среднесерийного производства от единичного является менее разнообразная номенклатура деталей, изготавливаемых на одном рабочем месте, и их периодическая повторяемость.

При мелкосерийном производстве используются универсальные и специализированные станки, станки с ЧПУ, оснащенные как специальными, так и универсальными и универсально–сборочными приспособлениями, что позволяет снизить трудоемкость и себестоимость изготовления изделия, а так же быстро перенастроить станки на выпуск другой партии деталей. Широко применяются токарно-револьверные, многорезцовые и многошпиндельные станки. Для контроля точности обработки часто применяют предельные калибры. В среднесерийном могут работать рабочие средней квалификации, так как ограниченная номенклатура деталей и их периодическая повторяемость способствует быстрому приобретению трудовых навыков. В среднесерийном производстве используются заготовки в виде отливок, поковок, сортового или специального проката, металлокерамики, что дает возможность выпускать продукцию с меньшими затратами, чем при единичном производстве.

В среднесерийном производстве техпроцесс изготовления изделия расчленен на отдельные операции, выполняемые на определенных станках обычно при одной установке детали.

Величина производственной партии:

            ,    шт                                             (1.5)

где    α – число дней, на которые необходимо иметь запас деталей.

α=2…5 дней – для крупных деталей;

α=3…15 дней – для средних деталей;

α=10…30 дней – для мелких деталей.

Для данной детали α=15 дней.

Фр.д. – число рабочих дней в году;

Фр.д.= Дк-(Дотд.+Дпр.), дней                                    (1.6)                                     

Фр.д.=365–(105+4)= 256 дней.

 шт.

В базовом технологическом процессе обработки применены полуавтоматы, универсальные станки и станки с ЧПУ, которые применяются и в среднесерийном производстве, что позволяет часто переналаживать оборудование, но в базовом технологическом процессе имеется недостаток — мало используется станков с ЧПУ.

Заготовкой служит штамповка, которая использоваться и в среднесерийном производстве.

1.3 Анализ детали на технологичность

1 Качественный анализ на технологичность.

Деталь “Цапфа КЗК 0202623А” изготавливается из стали 18ХГТ ГОСТ

Источник: https://vunivere.ru/work73499

Назначение, конструкции и материалы осей и валов

1.2. Виды и назначение цапф, предъявляемые к ним технические

Оси служат для поддержания вращающихся вместе с ними или на них различных деталей машин и механизмов.

Вращение оси вместе с установленными на ней деталями осуществляется относительно ее опор, называемых подшипниками. Примером невращающейся оси может служить ось блока грузоподъемной машины (рис.

1, а), а вращающейся оси — вагонная ось (рис. 1, б). Оси воспринимают нагрузку от расположенных на них деталей и работают на изгиб.

Рис. 1

Конструкции осей и валов

Валы в отличие от осей предназначены для передачи крутящих моментов и в большинстве случаев для поддержания вращающихся вместе с ними относительно подшипников различных деталей машин.

Валы, несущие на себе детали, через которые передается крутящий момент, воспринимают от этих деталей нагрузки и, следовательно, работают одновременно на изгиб и кручение. При действии на установленные на валах детали (конические зубчатые колеса, червячные колеса и т. д.) осевых нагрузок.

валы дополнительно работают на растяжение или сжатие. Некоторые валы не поддерживают вращающиеся детали (карданные валы автомобилей, соединительные валки прокатных станов и т. п.), поэтому эти валы работают только на кручение.

По назначению различают валы передач, на которых устанавливают зубчатые колеса, звездочки, муфты и прочие детали передач, и коренные валы, на которых устанавливают не только детали передач, но и другие детали, например маховики, кривошипы и т. д.

Оси представляют собой прямые стержни (рис 1, а, б), а валы различают прямые (рис. 1, в, г), коленчатые (рис. 1, д) и гибкие (рис. 1, е). Широко распространены прямые валы.

Коленчатые валы в кривошипно-шатунных передачах служат для преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное или наоборот и применяются в поршневых машинах (двигатели, насосы).

Гибкие валы, представляющие собой многозаходные витые из проволок пружины кручения, применяют для передачи момента между узлами машин, меняющими свое относительное положение в работе (механизированный инструмент, приборы дистанционного управления и контроля, зубоврачебные бормашины и т. п.).

Коленчатые и гибкие валы относятся к специальным деталям, их изучают в соответствующих специальных курсах. Оси и валы в большинстве случаев бывают круглого сплошного, а иногда кольцевого поперечного сечения. Отдельные участки валов имеют круглое сплошное или кольцевое сечение со шпоночной канавкой (рис. 1, в, г) или со шлицами, а иногда профильное сечение.

Стоимость осей и валов кольцевого сечения обычно больше, чем сплошного сечения; их применяют в случаях, когда требуется уменьшить массу конструкции, например в самолетах (см. также оси сателлитов планетарного редуктора на рис. 4), или разместить внутри другую деталь. Полые сварные оси и валы, изготовляемые из ленты, расположенной по винтовой линии, позволяют снижать массу до 60%.

Оси небольшой длины изготовляют одинакового диаметра по всей длине (рис. 1, а), а длинные и сильно нагруженные – фасонными (рис. 1, б). Прямые валы в зависимости от назначения делают либо постоянного диаметра по всей длине (трансмиссионные валы, рис. 1, в), либо ступенчатыми (рис. 1, г), т.е. различного диаметра на отдельных участках.

Наиболее распространены ступенчатые валы, так как их форма удобна для установки на них деталей, каждая из которых должна к своему месту проходить свободно (валы редукторов см. в статье «Зубчатые редукторы» рис. 2; 3; и «Червячная передача» рис. 2; 3). Иногда валы изготовляют заодно с шестернями (см. рис. 2) или червяками (см. рис. 2; 3).

Рис. 2

Участки осей и валов, которыми они опираются на подшипники, называют при восприятии радиальных нагрузок цапфами, при восприятии осевых нагрузок — пятами. Концевые цапфы, работающие в подшипниках скольжения, называют шипами (рис.

2, а), а цапфы, расположенные на некотором расстоянии от концов осей и валов, — шейками (рис. 2, б). Цапфы осей и валов, работающие в подшипниках скольжения, бывают цилиндрическими (рис. 2, а), коническими (рис. 2, в) и сферическими (рис. 2, г).

Самые распространенные — цилиндрические щшфы, так как они наиболее просты, удобны и дешевы в изготовлении, установке и работе.

Конические и сферические цапфы применяют сравнительно редко, например для регулирования зазора в подшипниках точных машин путем перемещения вала или вкладыша подшипника, а иногда для осевого фиксирования оси или вала.

Сферические цапфы применяют тогда, когда вал помимо вращательного движения должен совершать угловое перемещение в осевой плоскости. Цилиндрические цапфы, работающие в подшипниках скольжения, обычно делают несколько меньшего диаметра по сравнению с соседним участком оси или вала, чтобы благодаря заплечикам и буртикам (рис.

2, б) оси и валы можно было фиксировать от осевых смещений. Цапфы осей и валов для подшипников качения почти всегда выполняют цилиндрическими (рис. 3, а, б). Сравнительно редко применяют конические цапфы с небольшим углом конусности для регулирования зазоров в подшипниках качения упругим деформированием колец. На некоторых осях и валах для фиксирования подшипников качения рядом с цапфами предусматривают резьбу для гаек (рис. 3, б;) или кольцевые выточки для фиксирующих пружинных колец.

Рис. 3

Пяты, работающие в подшипниках скольжения, называемых подпятниками, делают обычно кольцевыми (рис. 4, а), а в некоторых случаях — гребенчатыми (рис. 4, б). Гребенчатые пяты применяют при действии на валы больших осевых нагрузок; в современном машиностроении они встречаются редко.

Рис. 4

Поверхность плавного перехода от одной ступени оси или вала к другой называется галтелью (см. рис. 2, а, б).

Переход от ступеней меньшего диаметра к ступени большего диаметра выполняют со скругленной канавкой для выхода шлифовального круга (см. рис 3).

Для снижения концентрации напряжений радиусы закруглений галтелей и канавок принимают возможно большими, а глубину канавок — меньшей (ГОСТ 10948-64 и 8820-69).

Разность между диаметрами соседних ступеней осей и валов для снижения концентрации напряжений должна быть минимальной. Торцы осей и валов для облегчения установки на них вращающихся деталей машин и предубеждения травмирования рук делают с фасками, т. е. слегка обтачивают на конус (см. рис. 1…3). Радиусы закруглений галтелей и размеры фасок нормализованы ГОСТ 10948-64.

Длина осей обычно не превышает 2…3 м, валы могут быть длиннее. По условиям изготовления, транспортировки и монтажа длина цельных валов не должна превышать 6…7 м.

Более длинные валы делают составными и отдельные части их соединяют муфтами или с помощью фланцев.

Диаметры посадочных участков осей и валов, на которых устанавливаются вращающиеся детали машин и механизмов, должны быть согласованы с ГОСТ 6636-69 (СТ СЭВ 514-77).

Материалы осей и валов

Оси и валы изготовляют из углеродистых и легированных конструкционных сталей, так как они обладают высокой прочностью, способностью к поверхностному и объемному упрочнению, легкостью получения прокаткой цилиндрических заготовок и хорошей обрабатываемостью на станках.

Для осей и валов без термообработки используют углеродистые стали Ст3, Ст4, Ст5, 25, 30, 35, 40 и 45. Оси и валы, к которым предъявляют повышенные требования к несущей способности и долговечности шлицев и цапф, выполняют из среднеуглеродистых или легированных сталей с улучшением 35, 40, 40Х, 40НХ и др.

Для повышения износостойкости цапф валов, вращающихся в подшипниках скольжения, валы делают из сталей 20, 20Х, 12ХНЗА и других с последующей цементацией и закалкой цапф. Ответственные тяжелонагруженные валы изготовляют из легированных сталей 40ХН, 40ХНМА, 30ХГТ и др.

Тяжелонагруженные валы сложной формы, например, коленчатые валы двигателей, делают также из модифицированного или высокопрочного чугуна.

Источник: https://metiz-bearing.ru/val/naznachenie_konstrukcii_materialy_osei_valov.html

Технологический процесс изготовления цапфы

1.2. Виды и назначение цапф, предъявляемые к ним технические

Цапфа является базовой деталью, на которой монтируются другие сборочные единицы и обеспечивает точность соединения и взаимного расположения, которые должны сохраняться как в статике, так и в процессе работы. За счет цапфы поворотного кулака осуществляется поворот передних колес.

Анализ и разработка технических требований на цапфу

Техническое требование №1

Размер шейки цапфы поворотного кулака под подшипник должен быть в пределах мм.

Невыполнение данного требования приведет к нарушению посадки между подшипником и цапфой поворотного кулака. Если будет сильный натяг, произойдет заклинивание подшипника и его разрушение. Если будет большой зазор, существенно возрастет радиальное биение подшипника, в результате чего подшипник разрушится.

Контроль данного требования выполняют с помощью калибр-скоб (ПР и НЕ). При контроле размера калибр-скоба ПР должен обхватить наружную цилиндрическую поверхность цапфы под действием собственной силы тяжести (рис. 3, а), а калибр-скоба НЕ не должен обхватить (рис. 3, б).

Техническое требование №2

Диаметр отверстия цапфы под втулку должно быть мм.

Рис. 3. Схема контроля наружного диаметра цапфы: 1 — цапфа; 2 — калибр-скоба

Невыполнения данного требования приведет к нарушению посадки сопряжения между втулкой и цапфой, невозможно будет осуществить сборку втулки и цапфы.

Контроль данного требования выполняют с помощью калибр-пробок (ПР и НЕ).

При контроле размера калибр ПР должен входить в отверстие под действием собственной силы тяжести, а калибр НЕ не должен входить в отверстие.

Если калибр ПР не входит в отверстие, то это брак, но исправимый (требуется дополнительная обработка отверстия). Если калибр НЕ вошел в отверстие, то это означает брак окончательный.

Техническое требование №3

Радиальное биение поверхности А относительно базового отверстия Б не должно превышать 0,03 мм.

Невыполнения данного требования приведет к повышенному радиальному биению подшипника, что приведет к его разрушению Контроль радиального биения осуществляется по схеме представленной на рис. 4.

Рис. 4. Схема контроля радиального биения: 1 — индикатор часового типа ИЧ05 ГОСТ 577-79 (цена деления 0,01 мм); 2 — оправка; 3 — центр ГОСТ 8742-79; 4 — цапфа поворотного кулака; 5 — стол; 6 — стойка

Оправку 2 устанавливают в отверстие Б до упора в торец цапфы поворотного кулака 4, затем оправку 2 поджимают центрами 3. Настраивают индикатор на нулевую отметку, а затем поворачивают цапфу на 360, регистрируя наибольшее и наименьшее показания индикатора. Разность этих показаний — значение радиального биения.

На основании чертежа цапфы, результатов анализа его служебного назначения, технических требований, программы выпуска и типа производства определяем способ получения заготовки. Для этого при помощи пакета «SAPR» был проведен сравнительный анализ наиболее приемлемых способов получения заготовки.

Определяем приведенные затраты на получение заготовки с учетом черновой обработки по четырем наиболее приемлемым вариантам получения заготовки.

С= Сз + См.о. — Со,

где Сз — себестоимость получения заготовки;

См.о — стоимость механической обработки;

Со — стоимость отходов.

1. Горячая объемная штамповка на молотах и прессах

С1= 0,95+0,68-0,007=1,623 руб.

2. Штамповка на горизонтально-ковочных машинах

С2= 0,9+0,65-0,005=1,545 руб.

3. Ковка

С3= 1,1+0,84-0,033=1,907 руб.

4. Прокат

С4= 0,99+1,34-0,05=2,28 руб.

Сравнивая различные методы получения заготовок, принимаем для производства штамповку на горизонтально-ковочных машинах, так как у этого метода более низкие приведенные затраты по сравнению с другими методами и больший коэффициент использования металла.

На основании технических требований, предъявляемых на цапфу, составим два варианта маршрута технологического процесса изготовления цапфы, которые будут отличаться друг от друга базированием детали на операциях и применяемыми станками.

Порядковые номера обрабатываемых поверхностей представлены на рис. 5. Анализ точности механической обработки приведен на 2 листе графической части курсового проекта. В табл.

3 записаны два варианта маршрутного технологического процесса обработки заготовки цапфы.

Page 3

Используя чертеж деталицапфы и его маршрутно-технологический процесс механической обработки, выполним расчёт припусков.

Выполним расчет припусков на механическую обработку для поверхности 6 (см. рис. 6). Расчет будем проводить на основе методики изложенной в справочнике [3]. Расчет ведем путем последовательного заполнения табл. 4. по указанным ниже формулам.

На основании рабочего чертежа, анализа точности механической обработки и маршрутно-технологического процесса, запишем последовательность переходов в карту, начиная с заготовки.

Расчёт припусков осуществляем на размер мм.

Заполняем графу таблицы «Элементы припуска» исходя из метода обработки. Для этого находим составляющие элементы минимального припуска припусков

,

где Rzi-1 — высота микронеровностей на предшествующем переходе; hi-1 — глубина дефектного поверхностного слоя на предшествующем переходе;

??i-1 — суммарное отклонение расположения поверхности;

?yi — погрешность установки заготовки при выполняемом переходе.

Суммарное отклонение расположения поверхностей

Рис. 6. Схема обработки заготовки цапфы поворотного кулака

Определяем коробление заготовки

?кор = ?К•L,

где ?К — кривизна заготовки, ?К = 1 мкм/мм [3];

L — длина заготовки, L=126 мм.

?см — отклонение смещения, ?см=0,8 мм [3].

?кор =1·126=126 мкм;

где ?б — погрешность базирования, ?б=0 мм;

— погрешность закрепления, ?з =0 мм.

Суммарное отклонение расположения поверхностей при предварительном точении

?1?=??Ку,

где Ку — коэффициент уточнения, Ку=0,25.

?1?=810·0,25=202 мкм.

Суммарное отклонение расположения поверхностей при окончательном точении

?2?=?1?Ку,

где Ку — коэффициент уточнения, Ку=0,2.

?2?=202·0,2=40 мкм.

Суммарное отклонение расположения поверхностей при шлифовании

?3?=?2?Ку,

где Ку — коэффициент уточнения, Ку=0,2.

?2?=40·0,2=8 мкм.

Определяем величину минимального расчетного припуска

;

;

;

.

Определяем предельные размеры

Di-1min = Dimin + 2zimin;

Dmin точ. оконч. = 44,965+0,16=45,125 мм;

Dmin точ. предв. = 45,125+0,56=45,685 мм;

Dmin заг = 45,685+2,42=48,105 мм;

Dmaxi = Dmini + Ti;

Dmax шлиф. = 44,965+0,02=44,985 мм;

Dmax точ. оконч. = 45,125+0,06=45,185 мм;

Dmax точ. предв. = 45,685+0,15=45,835 мм;

Dmax заг = 48,105+0,8=48,905 мм.

Определяем предельные размеры припусков

2zimax = Di-1maxDimax;

2zimax шлиф. = 45,185-44,985=0,2 мм;

2zimax точ. оконч = 45,835-45,185=0,65 мм;

2zimax точ. предв. = 48,905-45,835=3,07 мм.

Правильность проведенных расчетов проверяем по формуле

?2Zmax-?2Zmin=TDзTDд;

3,92-3,14=0,8-0,02;

0,78=0,78.

Следовательно, расчеты выполнены верно.

Таблица 4. Карта расчёта припусков на поверхность 6

технологическогопереходаЭлементы припуска, мкмРасчётный припуск 2Zmin, ммРасчётный размер Di, ммДопуск на изготовлениеTi, ммПредельные размеры, мм
Rzi-1hi-1??DmaxDmin
Заготовка40081048,1050,848,948,1
Точение пред.404020202,4245,6850,1545,8445,69
Точение оконч.20204000,5645,1250,0645,1945,13
Шлиф-е55800,1644,9650,0244,98544,965
Общие припуски, Z0

Page 4

В ходе выполнения курсового проекта проведен анализ конструкции и служебного назначения кулака поворотного. Определен тип производства и форма его организации.

Разработана общая последовательность сборки кулака поворотного, освоена методика нормирования операций сборки, разработаны технические требования на кулак поворотный.

На первом листе графической части курсового проекта представлена схема сборки кулака поворотного, технологические эскизы сборки и схема размерной цепи. На втором листе графической части курсового проекта представлен анализ точности технологического процесса изготовления цапфы.

На третьем листе графической части курсового проекта приведены технологические эскизы обработки заготовки цапфы. Выполнены расчеты припусков и режимов резания с помощью ЭВМ. Составлены маршрутные карты сборки кулака поворотного и изготовления цапфы.

Таким образом, задачи, поставленные в данном курсовом проекте, выполнены.

1. Дехтеринский, Л.В. Ремонт автомобилей: учебник для ВУЗов / Л.В. Дехтеринский, К.Х. Акмаев, В.П. Алисин / — М.: Транспорт, 1992. — 295 с.

2. Общемашиностроительные нормативы времени на слесарную обработку деталей и слесарно-сборочные работы по сборке машин. Крупносерийное и массовое производство. М.: Машиностроение, 1974. — 220 с.

3. Справочник технолога машиностроителя: в 2-х т. / под ред. А.М. Дальского, А.Г. Косиловой, Р.К. Мещерякова. — М.: Машиностроение, 2001. — 912 с.

4. Унянин, А.Н. Курсовое проектирование по технологии производства и ремонта автомобилей: учебное пособие / А.Н. Унянин. Ульяновск, 2004. — 72 с.

5. Худобин, Л.В. Курсовое проектирование по технологии машиностроения: учебное пособие для машиностроительных специальностей вузов / Л.В. Худобин, В.Ф. Гурьянихин, В.Р. Берзин — М.: Машиностроение, 1989. — 288 с.

6. Худобин, Л.В. Разработка технологических процессов изготовления деталей в курсовых и дипломных проектах: учебное пособие / Л.В. Худобин, В.Ф. Гурьянихин, В.Р. Берзин. Ульяновск: УлГТУ, 1996. — 148 с.

7. Худобин, Л.В. Разработка технологических процессов сборки в курсовых и дипломных проектах: учебное пособие / Л.В. Худобин, В.Ф. Гурьянихин, М.А Белов. Ульяновск: УлГТУ, 2007. — 130 с.

8. Худобин, Л.В. Расчет размерных цепей с применением ЭВМ / Л.В. Худобин, В.Ф. Жданов. Ульяновск: УлГТУ, 1992. — 44 с.

9. Руководство по эксплуатации, техническому обслуживанию и ремонту автомобилей УАЗ-31512, УАЗ-3741 и их модификаций. — Москва:, Астрель-АСТ», 2004.

10. Руководство по ремонту, эксплуатации и техническому обслуживанию автомобилей УАЗ 31512, УАЗ-3514, УАЗ-3153, УАЗ-3741, УАЗ-3962, УАЗ-2206, УАЗ-3303, УАЗ-3909, УАЗ-33036, УАЗ-39094, УАЗ-39095. Иллюстрированное издание. — Москва: «Третий Рим», 1999.

11. Орлов, Э.М. Автомобили УАЗ. Техническое обслуживание, ремонт / Э.М, Орлов, Е.Р. Варченко / — Издательство «Транспорт». — Москва, 2002.

12. Справочник технолога авторемонтного производства / под ред. А.М. Дальского, А.Г. Косиловой, Р.К. Мещерякова. — М.: Машиностроение, 2001.

13. Обработка металлов резанием / Г.А. Монахова. — М.:Машиностроение, 1974.

14. Технология машиностроения / А.А. Гусев, Е.Р. Ковальчук, И.М. Колесов. — М.: Машиностроение, 1986. — 480 с.

Источник: https://studbooks.net/2578913/tovarovedenie/tehnologicheskiy_protsess_izgotovleniya_tsapfy

Вопрос 5. Валы и оси. Классификация, назначение. Методы расчета

1.2. Виды и назначение цапф, предъявляемые к ним технические

Зубчатыеколеса, шкивы, звездочки и другиевращающиесядетали машин устанавливают на валахили осях.

Валпредназначендля передачи вращающего момента вдольсвоей оси, для поддержания расположенныхна нем деталейи восприятия действующих на них сил.При работе валиспытывает изгибикручение,а внекоторых случаях — дополнительнорастяжение или сжатие.

Осьтолькоподдерживает установленные на нейдетали ивоспринимает действующие на них силы.В отличие от валаось не передает вращающего момента и,следователь­но,неиспытывает кручения. Осимогут быть неподвижны­миилимогутвращаться вместес насаженными на них дета­лями.

Поформе геометрической оси валыделят на прямые(рис.2)инепрямые—коленчатые и эксцентриковые. Непрямыевалы относят к специальным деталям.

Оси,какправило, изго­товляютпрямыми (см.рис.1). По конструк­циипрямые валы и оси малоотличаются друг от друга.

Рис.1. Ось тележки

Прямыевалы и оси мо­гутбыть гладкимиилисту­пенчатыми(см.рис.2).

Рис.2. Прямой ступенчатый вал:

1—шип; 2—шейка; 3—подшипник; 4—кольцо с поперечным пазомдля размещения тяг съемника подшипника

Ступенчатаяформа способствует равной напряженностиот­дельных участков, упрощаетизготовление и установку деталей навалу.

Поформе поперечного сечения валыи оси бывают сплошныеи полые (сосевым отверстием). Полые валы при­меняютдля уменьшения массы или для размещениявнутри другойдетали.

Повнешнему очертанию поперечного сечениявалыраз­деляютна шлицевыеи шпоночные, имеющиена некоторой длинешлицевой профиль или профиль со шпоночнымпазом.

2. Конструктивные элементы. Материалы валов и осей

Цапфы—опорные участки вала или оси. Ихподразделяютна шипы,шейки и пяты.

Шипомназываютцапфу, расположенную на конце вала илиоси и передающую преимущественнорадиальную силу (см.рис. 2). Шейкойназываютцапфу в средней части валаили оси.

Опорамидля шипов и шеек валов служат под­шипники.Шипыи шейки по форме могут быть цилиндри­ческими,коническими или сферическими.

Вбольшинстве слу­чаевприменяют цилиндрическиецапфы.

Пятой называютцапфу, передающую осевую силу (рис.3). Опорамидля пят служат подпятники.Пяты поформе бываютсплошны­ми(рис. 3, а),кольце­выми(рис. 3, б)игре­бенчатыми(рис. 3,в).Гребенчатыепяты в на­стоящее время применяютредко.

Посадочныеповерхности валови осей подступицы наса­живаемыхдеталей выполняют цилиндрическимии коничес­кими(см.рис. 2).

При посадках с натягом диаметрэтих поверхностейпринимают больше диаметра соседнихучаст­ковдля удобства напрессовки и сниженияконцентрации напряжений(см. рис. 2).

Диаметры посадочныхповерхно­стейи диаметры под подшипники скольжениявыбирают из ряда нормальных линейныхразмеров, диаметры под под­шипникикачения — по стандартам на подшипники.

Коническиеконцы валов (см. рис. 2) изготовляют сконусностью1:10. Их применяют для облегчения монтажаустанавливаемых на вал деталей.

Переходныеучастки валови осей между двумя ступеня­миразных диаметров выполняют:

а)сканавкой со скруглением длявыхода шлифовальногокруга(рис. 4, а);

б) с галтелью постоянного радиуса, рис.4, б (гал­тель— поверхность плавного перехода отучастка меньше­госечения к большему);

в)сгалтелью переменного радиуса (рис.4,в).

Рис.4. Переходные участки вала

Переходныеучастки являются концентратораминапря­жений.Эффективнымсредством для снижения концентра­циинапряжений в переходных участкахявляется повышение

податливостипутемвыполнения раз­грузочных канавок(рис.5, а),увеличе­ниярадиусов галтелей, выполнения отвер­стийв ступенях большего диаметра (рис.5,б).Деформационное упрочнение (на­клеп)галтелей повышает несущую спо­собностьвалов и осей.

Рис. 5.Способыповышения уставной прочности валов

Материалывалов и осей должныхоро­шообрабатываться, быть прочными и иметьвысокий модуль упругости. Этимтребованиямнаиболее полно удовлетво­ряютуглеродистые и легированные ста­ли,из которых преимущественно изготав­ливаютвалы и оси.

Для валов и осей без упрочняющейтермообработкиприменяют стали Ст5, Ст6; для валов стермообработкой— стали 45, 40Х. Быстроходные валы,работающие в подшипниках скольжения,изготовляют из сталей20,20Х, 12ХНЗА.

Цапфыэтих валов цементуют для повышения износостойкости.

Валыи оси обрабатывают на токарных станкахс после­дующим шлифованием цапф и посадочных поверхностей.

Источник: https://studfile.net/preview/2900603/page:9/

Механизм действия опорно-поворотных устройств. Сущность и виды цапф

1.2. Виды и назначение цапф, предъявляемые к ним технические

Для чего предназначены вал и оси? Чем они различаются? Как соединены с валами и осями посаженные на них колеса, шкивы и т. п.? Перечислите конструктивные формы валов. Приведите примеры их применения. Что такое цапфа? Перечислите виды цапф в зависимости от их назначения

Каждая машина состоит из узлов, собранных из отдельных механизмов и деталей. Деталью принято называть неделимую часть машины, состоящую из монолитного куска материала или из нескольких кусков, соединенных между собой неподвижно при помощи сварки или иного неразъемного соединения.

Под механизмами условно будем понимать сочетание двух или нескольких деталей, связанных между собой и обусловливающих вполне определенное движение одной детали относительно другой.

Назначение механизмов состоит в передаче движения или усилия с вполне определенной целью. Любой механизм, какой бы сложности он ни был, состоит из отдельных узлов и деталей.

При рассмотрении механизма можно различить однотипные, однородные по своему назначению детали и соединения. Так, например, во многих механизмах, имеющих различное назначение, можно встретить оси, валы, зубчатые передачи, поэтому целесообразно вначале познакомиться с этими наиболее характерными деталями и их соединениями.

Вал представляет собой тело вращения цилиндрической, конической и другой формы, опирающееся на две или несколько опор. На валу закрепляются шкивы, зубчатые колеса, маховики и т. п. Некоторые из этих деталей, называемые ведущими, получают вращательное движение от постороннего источника энергии (двигателя). К другим деталям вращение передается валом. Они называются ведомыми.

Момент обязательно передает усилие (вращающий момент), а поэтому испытывает деформации кручения и изгиба.

Валы по форме разделяются на прямые или изогнутые (коленчатые), целые или составные (собранные из нескольких частей), сплошные или полые (пустотелые).

Широкое распространение получили коленчатые валы. Они применяются в двигателях внутреннего сгорания, в паровых машинах, поршневых насосах (компрессорах). Длинные валы, например гребные валы кораблей, из-за сложности их изготовления делают составными (разъемными).

Полые, или трубчатые, валы применяют тогда, когда необходимо уменьшить их все ли пропустить через внутреннее отверстие вала другие детали. Например, шпиндели токарных, револьверных и других станков делаются полыми.

В их отверстия вставляются прутки обрабатываемого металла.

Если вал не передает вращательного движения, а только поддерживает вращающиеся части, его называют осью. Таким образом, ось в отличие от вала не испытывает кручения, а подвергается лишь изгибу.

Оси делятся на неподвижные (например, оси колес велосипеда, мотоцикла, передних колес автомобиля) и подвижные, которые вращаются вместе с закрепленными на них деталями (например, оси железнодорожных и трамвайных прицепных вагонов).

Валы и оси воспринимают во время работы большие нагрузки. Поэтому их изготавливают из углеродистой конструкционной стали, подвергают обработке давлением и проверяют на прочность. Оси и валы быстроходных и тяжелых машин изготавливают из высококачественных (легированных) сталей, а для повышения прочности еще подвергают дополнительной термической обработке.

Часть вала или оси, которая находится на опоре (например, на подшипнике), называется цапфой.

Цапфа, находящаяся на конце вала или оси, называется шипом. Цапфа, расположенная в промежутке между другими деталями, называется шейкой. Если на вал или ось действует продольная (осевая) нагрузка, то цапфа этого вала или оси называется пятой.

Для того чтобы цапфа не сдвигалась на опоре продольно, ее диаметр делают меньше диаметра вала, что образует упорный заплечик.

Размеры шипов и шеек выбираются с таким расчетом, чтобы они могли выдерживать большие нагрузки, быстро меняющиеся во время работы машины. Примером может служить работа валов прокатных станов, молотов и прессов.

Для чего в конструкциях башенных кранов применяют грузовые каретки? Опишите особенности устройства ходовых тележек и их компоновки на нижней раме. Как устроены опорно-поворотные устройства и где они размещены? Для чего служит противовес

Для чего в конструкциях башенных кранов применяют грузовые каретки?

Грузовые каретки обеспечивают вертикальное перемещение по стоечным направляющим грузонесущих органов. Грузонесущие органы прикрепляются к грузовой каретке. Они служат для захвата и подачи грузов. Грузовые подъемники GR98A, ЖК-40 оборудованы грузонесущими органами в виде неповоротных платформ. Они не подают груз в проем здания.

Рис. 3. Грузовая каретки подъемника С-598А: 1 — дощатый настил. 2, 4 — ходовые ролики, 3 — рама, 5 — палец, 6 — подвижная обойма, 7 — тяга, 8 — поперечина, 9 — пружина, 10 — рычаг, 11 — эксцентриковый ловитель

Опишите особенности устройства ходовых тележек и их компоновки на нижней раме.

Рельсовое ходовое устройство, на базе которого производят, в основном, башенные краны состоит из ходовой рамы, которая получаемые нагрузки передает непосредственно на крановые пути. Составными частями ходовой рамы являются опорная рама, тележка ходовая и ходовые колеса.

Тележки ходовые являются опорной основой для четырех поворотных флюгеров.

Для снижения центра тяжести, уменьшения транспортных габаритов рама максимально опущена вниз, в связи с чем флюгеры выполняют трапециевидными, с уменьшением их высоты в месте соприкосновения с тележками ходовыми.

Тележки ходовые делятся по типу на ведущие (с приводом) и без привода (ведомые). Ведущие тележки ходовые состоят из сварной рамы, двух колес и приводного агрегата. Грузоподъемность таких тележек ходовых — до 60 т.

Шарнирный шкворень, расположенный в верхней части рамы тележки ходовой, позволяет тележке поворачиваться относительно флюгера при движении крана по траектории круга, а также приводить ходовую тележку в транспортное состояние при перемещении крана.

Рис. 4. Тележка ходовая: 1 — Круг роликовый 1085.35.00 СБ, 2 — Рама нижняя 1080.27.00 СБ, 3 — Цепь гусеничная 1080.34.00 СБ, 4 — Редуктор хода 1080.28.00 СБ, 5 — Тормоз хода 1080.29.00 СБ, 6 — Электродвигатель ДПЭ-52, 7 — Система гидравлическая 1080.37.00 СБ, 8 — Муфта переключения левая 1080.30.00 СБ и правая 1080.31.00 СБ, 9 — Гусеничный ход 1080.33.00 СБ

Ряд строительных машин — башенные и стреловые краны, одноковшовые экскаваторы, некоторые виды погрузчиков — состоят из неповоротной части, являющейся опорой (основанием), и поворотной, на которой смонтированы рабочие органы и основные механизмы их привода.

Поворотная часть машин соединяется с неповоротной при помощи опорно-поворотного устройства, которое удерживает поворотную часть машины относительно не поворотной в заданном положении и служит для передачи на неповоротную часть нагрузки от силы тяжести поворотной части и внецентренных нагрузок от рабочих органов и ветровых давлений.

Рис. 5. Схема опорно-поворотного устройства на колонне: а — с подпятником у верхней опоры; б — с подпятником у нижней опоры

Опорно-поворотные устройства могут быть с опорными поверхностями на колонне, расположенными в двух уровнях, отстоящих один от другого на значительном расстоянии, или в виде поворотного круга на роликах, шариках или катках. У первых реакции от нагрузок направлены горизонтально, а у вторых — вертикально.

Опорно-поворотные устройства с опорными поверхностями на колонне широко применяются у башенных кранов большой грузоподъемности с неповоротной башней, а также на кранах более раннего выпуска. Эти опорно-поворотные устройства бывают с нижним или верхним расположением центральной цапфы и подпятника.

При расположении подпятника на верхнем уровне остов (неповоротная часть) машины выполняется в виде усеченного конуса 1 или пирамиды, вершина которых несет на себе центральную цапфу 3 и шариковый подпятник 4. В верхней части поворотной фермы 5 предусматривается ступица 2, надеваемая на цапфу 3.

На нижнем уровне конусообразного выступа расположены опорные ролики 7, воспринимающие горизонтальные усилия от кругового рельса (бандажа) 6 поворотной фермы шатра 5.

При нижнем расположении центральной цапфы поворотная часть имеет конусообразный выступ, а у основания предусматривается соответствующее заглубление для цапфы 3 и подпятника 4.

Большинство современных кранов и экскаваторов выпускаются с опорно-поворотными устройствами в виде поворотного круга двух видов: шариковые или роликовые и с центральной цапфой и катками, катающимися по круговому рельсу.

Для чего служит противовес?

Для повышения устойчивости грузоподъемных машин против опрокидывания применяются дополнительные грузы согласно ГОСТ 12.2.068-81, которые в зависимости от назначения называют противовесом или балластом.

Противовес служит для уравновешивания машины или ее отдельных частей во время работы, балласт — для повышения ее устойчивости в нерабочем состоянии.

Правильное сочетание противовеса и балласта позволяет обеспечить безопасную эксплуатацию грузоподъемной машины при минимальной массе ее как в рабочем, так и в нерабочем состоянии.

Как устроена базовая часть полноповоротного гидравлического пневмоколесного и гусеничного экскаватора? Опишите общую структуру гидравлической системы и охарактеризуйте ее составные части

опорный поворотный ось цапфа

Как устроена базовая часть полноповоротного гидравлического пневмоколесного и гусеничного экскаватора?

Рис. 6. Одноковшовый полноповоротный пневмоколесный экскаватор: 1 — силовая установка; 2 — поворотная платформа; 3 — кабина оператора; 4 — моноблочная стрела; 5, 7,10 — гидроцилиндры рукояти, ковша и стрелы; 6 — рукоять; 8 — ковш; 9 — опора-отвал; 11 — пневмоколесное ходовое устройство; 12 — выносная опора

Ходовое устройство экскаваторов оснащено опорой-отвалом переднего расположения и задней аутригерной балкой с двумя выносными гидроуправляемыми опорами. Основное рабочее оборудование гидроэкскаваторов — обратная лопата с ковшами различной вместимости; сменные рабочие органы — грейфер, рыхлитель, гидромолот МГ-300, гидроножницы.

Экскаватор ЕК-18-16 (погрузочная модификация экскаватора ЕК-18) применяется для погрузки-разгрузки сыпучих и несыпучих грузов и оснащается погрузочными грейферами и бревнозахватом с ротатором.

Пневмоколесный экскаватор ЕК-17 (5846) на базе автомобильного шасси Урал-5557 оснащен оборудованием обратная лопата с ковшом вместимостью 0,65 м3 и применяется для выполнения малообъемных земляных и погрузочных работ на рассредоточенных объектах, удаленных на значительные расстояния. Скорость движения машины составляет до 70 км/ч.

Рабочее оборудование смонтировано на поворотной платформе и включает моноблочную стрелу, рукоять, ковш и гидроцилиндры управления. На поворотной платформе установлены: автономная силовая установка экскаваторного оборудования, механизм поворота платформы и кабина оператора. Рама шасси снабжена четырьмя выносными гидроуправляемыми опорами.

Гусеничные экскаваторы ЕТ-14, ЕТ-16, ЕТ-18 (Рис.

6) и ЕТ-25 на базе специальных гусеничных шасси с двигателями тракторного типа выполнены по единой конструктивной схеме, максимально унифицированы и отличаются друг от друга эксплуатационной массой, габаритными размерами, мощностью силовых установок. Ходовое устройство экскаватора выполнено с уширенными гусеничными лентами для передвижения и работы машины на слабонесущих грунтах.

Рис. 7. Одноковшовый полноповоротный гусеничный экскаватор ЕТ-18: 1 — гусеничное ходовое устройство; 2 — противовес; 3 — силовая установка; 4 — поворотная платформа; 5 — кабина оператора; 6, 8, 10 — гидроцилиндры стрелы, рукояти и ковша; 7 — стрела; 9 — рукоять; 11 — ковш

Гусеничные экскаваторы серии ЕТ предназначены для разработки фунтов I-IV категорий и предварительно разрыхленных мерзлых грунтов, а также для погрузочно-разгрузочных работ на рассредоточенных объектах промышленного, городского и сельского строительства.

Основное рабочее оборудование экскаваторов — обратная лопата с моноблочной стрелой и ковшами различной вместимости, сменные рабочие органы: гидромолот МГ-300, погрузочные и копающие грейферы, рыхлитель, гидроножницы, бревнозахват, кусторез, фрезерная головка и т.

п.

Опишите общую структуру гидравлической системы и охарактеризуйте ее составные части.

Эти экскаваторы представляют собой многомоторные машины с жесткой подвеской рабочего оборудования, у которых для передачи мощности от двигателя к рабочим механизмам используется гидравлический объемный привод. Параметры гидравлических экскаваторов регламентированы ГОСТ 30067-93 «Экскаваторы одноковшовые универсальные полноповоротные».

По сравнению с механическими гидравлические экскаваторы имеют более широкую номенклатуру сменных рабочих органов, число которых постоянно растет, большее количество основных и вспомогательных движений рабочего оборудования, что значительно расширяет их технологические возможности и обеспечивает высокий уровень механизации земляных работ, особенно в стесненных условиях.

Гидравлический привод позволяет: значительно упростить кинематику трансмиссии и рабочего оборудования; расширить номенклатуру сменного рабочего оборудования; уменьшить габариты машины; рационально совмещать рабочие операции; максимально использовать мощность силовой установки; повысить мобильность и универсальность машин и улучшить качество выполняемых работ, сообщать сменным рабочим органам движения, позволяющие выполнять земляные работы в труднодоступных местах; обеспечивать плавность движения и точную ориентацию рабочего органа; реализовать большие (в 1,5…2 раза) усилия копания; повысить производительность машин в среднем на 30…35 %; улучшить условия труда машиниста.

Рис. 8. а. б. Гидравлические экскаваторы с шарнирно-рычажным рабочим оборудованием

Рис. 9 в. Гидравлические экскаваторы с телескопическим рабочим оборудованием

Одноковшовые гидравлические полноповоротные экскаваторы с жесткой подвеской рабочего оборудования состоят: 1 — опорно-поворотное устройство; 2 — пневмоколесное ходовое устройство; 3 — выносная опора; 4 — поворотная платформа; 5 — силовая установка; 6,8,9 — гидроцилиндры стрелы; 7 — стрела; 10 — рукоять; 11 — ковш обратной лопаты; 12 — бульдозерный отвал; 13 — кабина машиниста; 14 — гусеничное ходовое устройство; 15 — ковш прямой лопаты; 16 — телескопическая стрела

Различают гидравлические экскаваторы с шарнирно-рычажным (рис. 8, а, б) и телескопическим (рис. 9, в) рабочим оборудованием, для удержания и приведения в действие которого, используют жесткие связи — гидравлические цилиндры.

Основными рабочими движениями шарнирно-рычажного оборудования являются изменение угла наклона стрелы, поворот рукояти с ковшом относительно стрелы и поворот ковша относительно рукояти, телескопического — выдвижение-втягивание телескопической стрелы.

К основным видам сменного рабочего оборудования относятся прямая и обратная лопаты, грейфер, погрузчик. Для разработки мерзлых грунтов широко используется рыхлительное оборудование и гидромолоты.

Обратная лопата является самым распространенным видом рабочего оборудования гидравлических экскаваторов и предназначена для копания выемок, расположенных ниже уровня стоянки экскаватора.

Рис. 10. Сменные рабочие органы гидравлических экскаваторов

Список используемой литературы

Белецкий Б.Ф., Булгакова И.Г. Строительные машины и оборудование: справочное пособие для производственников, студентов стр. вузов. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Феникс, 2005. — 606 с.

Волков Д. П. Строительные машины и средства малой механизации: учеб. для вузов. — М.: Изд-во Академия, 2006. — 525 с.

Волков Д. П., Крикун В. Я. Строительные машины и средства малой механизации: учеб. для студ. сред. проф. образования. — 2-е изд., стер.. — М.: Академия, 2009. — 480 с.

Волков Д. П., Крикун В. Я. Строительные машины: учеб. для вузов. — 2-е изд. перераб. и доп. — М.: АСВ, 2002. — 376 с.

Волков С.А., Евтюков С.А. Строительные машины: учеб. для строит. вузов. — М.: Изд-во ДНК, 2008. — 704 с.

Добронравов С. С., Дронов В.Г. Строительные машины и основы автоматизации: учеб. для строит. вузов. М.: Высш. шк., 2003. — 575 с.

Добронравов С.С., Добронравов М.С. Строительные машины и оборудование: справочник. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Высш. шк. — 2006. — 445 с.

Добронравов С.С., Дронов В.Г. Строительные машины и основы автоматизации: учеб. для строит. вузов. М.: Высш. шк., 2006. — 575 с.

Доценко А.И. Коммунальные машины и оборудование: учеб. пособие для вузов. — М.: Архитектура-С, 2005. — 344 с.

Доценко А.И. Строительные машины и основы автоматизации: учеб. для строит. вузов. — М.: Высшая школа, 1995. — 400 с.

Доценко А.И. Строительные машины: учеб. для вузов. — М.: 2003. — 416 с.

Источник: https://vuzlit.ru/1235707/mehanizm_deystviya_oporno-povorotnyh_ustroystv_suschnost_i_vidy_tsapf

Валы и оси. Назначение, классификация

1.2. Виды и назначение цапф, предъявляемые к ним технические

ВАЛЫ И ПОДШИПНИКИ

Назначение, классификация.

Ранее речь шла о передачах, как едином целом механизме, а также рассматривались элементы, непосредственно участвующие в передаче движения от одного звена механизма к другому.

В данной теме будут представлены элементы, предназначенные для крепления частей механизма, непосредственно участвующих в передаче движения (шкивы, звёздочки, зубчатые и червячные колёса и т.п.).

В конечном итоге, качество механизма, его КПД, работоспособность и долговечность в значительной мере зависят и от тех деталей, о которых будет идти речь в дальнейшем. Первыми из таких элементов механизма рассмотрим валы и оси.

Рис. 17. Вал редуктора
Рис. 18.Ось барабана лебёдки: а) вращающаяся; б) неподвижная

Вал (рис. 17) – деталь машины или механизма предназначенная для передачи вращающего или крутящего момента вдоль своей осевой линии. Большинство валов – это вращающиеся (подвижные) детали механизмов, на них обычно закрепляются детали, непосредственно участвующие в передаче вращающего момента (зубчатые колёса, шкивы, звёздочки цепных передач и т.п.).

Ось (рис. 18) – деталь машины или механизма, предназначенная для поддержания вращающихся частей и не участвующая в передаче вращающего или крутящего момента.Ось может быть подвижной (вращающейся, рис. 18, а) или неподвижной (рис. 18, б).

Классификация валов и осей:

1. По форме продольной геометрической оси:

1.1.прямые(продольная геометрическая ось – прямая линия), например, валы редукторов, валы коробок передач гусеничных и колёсных машин;

1.2. коленчатые(продольная геометрическая ось разделена на несколько отрезков, параллельных между собой смещённых друг относительно друга в радиальном направлении), например, коленвал двигателя внутреннего сгорания;

1.3. гибкие(продольная геометрическая ось является линией переменной кривизны, которая может меняться в процессе работы механизма или при монтажно-демонтажных мероприятиях), часто используются в приводе спидометра автомобилей.

2. По функциональному назначению:

2.1. валы передач, они несут на себе элементы, передающие вращающий момент (зубчатые или червячные колёса, шкивы, звёздочки, муфты и т.п.) и в большинстве своём снабжены концевыми частями, выступающими за габариты корпуса механизма;

2.2. трансмиссионные валы предназначены, как правило, для распределения мощности одного источника к нескольким потребителям;

2.3. коренные валы — валы, несущие на себе рабочие органы исполнительных механизмов (коренные валы станков, несущие на себе обрабатываемую деталь или инструмент называют шпинделями).

3. Прямые валы по форме исполнения и наружной поверхности:

3.1. гладкие валы имеют одинаковый диаметр по всей длине;

3.2. ступенчатые валы отличаются наличием участков отличающихся друг от друга диаметрами;

3.3. полыевалы снабжены сквозным или глухим отверстием, соосным наружной поверхности вала и простирающимся на большую часть длины вала;

3.4. шлицевые валы по внешней цилиндрической поверхности имеют продольные выступы – шлицы, равномерно расположенные по окружности и предназначенные для передачи моментной нагрузки от или к деталям, непосредственно участвующим в передаче вращающего момента;

3.5. валы, совмещённые с элементами, непосредственно участвующими в передаче вращающего момента (вал-шестерня, вал-червяк).

Конструктивные элементы валов представлены на рис. 19.

Опорные части валов и осей, через которые действующие на них нагрузки передаются корпусным деталям, называются цапфами. Цапфу, расположенную в средней части вала, обычно называют шейкой.

Концевую цапфу вала, передающую корпусным деталям только радиальную нагрузку или радиальную и осевую одновременно, называют шипом, а концевую цапфу, передающую только осевую нагрузку, называют пятой.

С цапфами вала взаимодействуют элементы корпусных деталей, обеспечивающие возможность вращения вала, удерживающие его в необходимом для нормальной работы положении и воспринимающие нагрузку со стороны вала.

Соответственно элементы, воспринимающие радиальную нагрузку (а часто вместе с радиальной и осевую) называют подшипниками, а элементы, предназначенные для восприятия только осевой нагрузки – подпятниками.

Рис. 19. Основные элементы вала.

Кольцевое утолщение вала малой протяжённости, составляющее с ним одно целое и предназначенное для ограничения осевого перемещения самого вала или насаженных на него деталей, называют буртиком.

Переходная поверхность от меньшего диаметра вала к большему, служащая для опирания насаженных на вал деталей, называется заплечиком.

Переходная поверхность от цилиндрической части вала к заплечику, выполненная без удаления материала с цилиндрической и торцевой поверхности (рис. 20. б, в), называется галтелью. Галтель предназначается для снижения концентрации напряжений в переходной зоне, что в свою очередь ведёт к увеличению усталостной прочности вала.

Чаще всего галтель выполняют в форме радиусной поверхности (рис. 20. б), однако в отдельных случаях галтель может быть выполнена в форме поверхности переменной двойной кривизны (рис. 20. в).

Последняя форма галтели обеспечивает максимальное уменьшение концентрации напряжений, однако требует выполнения специальной фаски в отверстии насаживаемой детали.

Рис. 20. Различные способы оформления переходной части между цилиндрической поверхностью и заплечиком

Углубление малой протяжённости на цилиндрической поверхности вала, выполненное по радиусу к оси вала, называют канавкой (рис. 20, а, г, е). Канавка, также как и галтель, очень часто используется для оформления перехода от цилиндрической поверхности вала к торцевой поверхности его заплечика.

Наличие канавки в этом случае обеспечивает благоприятные условия для формирования цилиндрических посадочных поверхностей, так как канавка является пространством для выхода инструмента, формирующего цилиндрическую поверхность при механической обработке (резец, шлифовальный круг).

Однако канавка не исключает возможности образования ступеньки на торцевой поверхности заплечика.

Углубление малой протяжённости на торцевой поверхности заплечика вала, выполненное вдоль оси вала, называют поднутрением (рис. 20, д).

Поднутрение обеспечивает благоприятные условия для формирования торцевой опорной поверхности заплечика, так как является пространством для выхода инструмента, формирующего эту поверхность при механической обработке (резец, шлифовальный круг), но не исключает возможности образования ступеньки на цилиндрической поверхности вала при её окончательной обработке.

Обе указанные проблемы решает введение в конструкцию вала наклонной канавки (рис. 20, е), которая совмещает достоинства, как цилиндрической канавки, так и поднутрения.

Рис. 21. Разновидности конфигурации цапф

Цапфы валов могут иметь форму различных тел вращения (рис. 21): цилиндрическую, коническую или сферическую. Шейки и шипы чаще всего выполняют в форме цилиндра (рис. 21, а, б).

Цапфы такой формы достаточно технологичны при изготовлении и ремонте и широко применяются как с подшипниками скольжения, так и с подшипниками качения. В форме конуса выполняют концевые цапфы (шипы, рис.

21, в) валов, работающие, как правило, с подшипниками скольжения, с целью обеспечения возможности регулировки зазора и фиксации осевого положения вала.

Конические шипы обеспечивают более точную фиксацию валов в радиальном направлении, что позволяет уменьшить биения вала при высоких частотах вращения. Недостатком конических шипов является склонность к заклиниванию при температурном расширении (увеличении длины) вала.

Сферические цапфы (рис. 21, г) хорошо компенсируют несоосности подшипников, а также снижают влияние изгиба валов под действием рабочих нагрузок на работу подшипников. Основным недостатком сферических цапф является повышенная сложность конструкции подшипников, что увеличивает стоимость изготовления и ремонта вала и его подшипника.

Пяты (рис. 22) по форме и числу поверхностей трения можно разделить на сплошные, кольцевые, гребенчатые и сегментные.

Сплошная пята (рис. 22, а) наиболее проста в изготовлении, но характеризуется значительной неравномерностью распределения давления по опорной площади пяты, затруднительным выносом продуктов износа смазочными жидкостями и существенно неравномерным износом.

Кольцевая пята (рис. 22, б) с этой точки зрения более благоприятна, хотя и несколько сложнее в изготовлении.

При подаче смазки в приосевую область её поток движется по поверхности трения в радиальном направлении, то есть перпендикулярно направлению скольжения, и таким образом отжимает трущиеся поверхности одна от другой, создавая благоприятные условия для относительного проскальзывания поверхностей.

Рис. 22. Некоторые формы пят.

Сегментная пята может быть получена из кольцевой посредством нанесения на рабочую поверхность последней нескольких неглубоких радиальных канавок, симметрично расположенных по кругу.

Условия трения в такой пяте ещё более благоприятные по сравнению с вышеописанными.

Наличие радиальных канавок способствует образованию жидкостного клина между трущимися поверхностями, что ведёт к их разделению при пониженных скоростях скольжения.

Гребенчатая пята (рис. 22, в) имеет несколько опорных поясков и предназначена для восприятия осевых нагрузок значительной величины, но в этой конструкции достаточно трудно обеспечить равномерность распределения нагрузки между гребнями (требуется высокая точность изготовления, как самой пяты, так и подпятника). Сборка узлов с такими подпятниками тоже достаточно сложна.

Рис. 23. Вал цилиндрической передачи в сборе с шестерней и подшипниками качения

Выходные концы валов (рис. 923) обычно имеют цилиндрическую или коническую формуи снабжаются шпоночными пазами или шлицами для передачи вращающего момента.

Цилиндрические концы валов проще в изготовлении и особенно предпочтительны для нарезания шлицов. Конические концы лучше центрируют насаженные на них детали и в связи с этим более предпочтительны для высокоскоростных валов.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Источник: https://studopedia.ru/3_175002_vali-i-osi.html

Scicenter1
Добавить комментарий