Служебное назначение и технические требования к объекту производства

Вал-шестерня 150.30.95 предназначен для передачи крутящего момента смежным валам коробки скоростей. Эскиз вала представлен на рис. 1.

На валу нарезаны зубья модулем m = 5 и числом z = 16. Чтобы избежать подрезания ножки зуба из-за небольшого количества зубьев, при нарезании зубьев предусмотрено смещение исходного контура на +0,35 мм.

В собранном узле вал опирается на подшипники шейками 12 и 17 Ø . Так как точность изготовления и установки вала играет большую роль при эксплуатации, то требования к указанным поверхностям достаточно высокие: допуск на изготовление составляет 0,016 мм. Допуск на соосность – 0,02 мм. Шероховатость поверхностей 12 и 17 – Ra = 0,8 мкм.

Наличие шпоночного паза на поверхности 13 предполагает, что этот участок вала передаёт крутящий момент. Точность изготовления этой поверхности также высокая Ø50h8, так как она предназначена для посадки на неё зубчатого колеса. Шероховатость поверхности Ra 1,25. Допуск радиального биения относительно общей оси поверхности 12 и 17 – 0,05 мм.

Вал имеет шлицевую поверхность с параметрами: d- 8 x 32a11 x 38h7 x 7h9.

Радиальное биение наружной цилиндрической поверхности шлиц (пов. 11 Ø38h7) относительно общей оси поверхностей 12 и 17 – 0,05 мм. Шероховатость поверхности 10 – Ra 1,25.

Вал изготовлен заодно с шестерней модулем m = 5 и числом z = 16. Степень точности по ГОСТ 13755-81 (8 – 9 – 8 – Вс).

Степень 8 – по нормам кинематической точности.

Степень 9 – по нормам плавности работы.

Степень 8 – по нормам контакта зубьев.

С видом сопряжения колёс B, видом допуска на боковой зазор c.

 

 

Радиальное биение зубчатого венца относительно оси центров 0,05 мм.

Шероховатость боковых поверхностей зубьев Ra 1,25.

К наружной поверхности зубьев особых требований не предъявляется. Допуск свободный (-0,46); диаметральный размер поверхности 15 – Ø93,5_-0,46. Шероховатость поверхности Ra 5.

Размеры цилиндрических поверхностей 14 и 16 конструктивные. Допуски этих размеров свободные. Размер поверхности 14 – Ø60_-0,4, поверхности 16 – Ø50_-0,34. Шероховатость этих поверхностей Ra 5.

Из торцевых поверхностей высоким требованиям по торцовому биению предъявляются к поверхностям 3, 8 и 5, точность расположения которых относительно цилиндрических поверхностей 12, 17 и 13 влияет на условие работы подшипников (пов. 3 и 8) и на контакт зубьев в зацеплении в собранном узле (пов.5). Допуск торцового биения этих поверхностей находится в пределах 0,02…0,05мм.

Шероховатость поверхностей Ra 2,5. К остальным торцовым поверхностям особых требований по точности расположения не предъявляется

Материал вала-шестерни – сталь 18ХГТ – Хромомарганцевая легированная по ГОСТ 4543-71.

Химический состав и механические свойства стали 18ХГТ приведены в таблицах 1 и 2.

Зубья шестерни подлежат цементации на глубину 1…1,5 мм и закалке до твёрдости 62…65 HRC, ядра – 36…47 HRC.

 

Таблица 1.

Химический состав стали 18ХГТ (ГОСТ 4543-71)

C	Mn	Cr	Ti	Si	Ni	Cu	P	S
Не более
0,16… …0,20	до 1,5	до 1,5	до 1,5	0,17… …0,32	0,3	0,3	0,035	0,035

 

Таблица 2.

Механические свойства стали 18ХГТ

Режимы термообработки	Твёрдость	σT	σB	δБ	ψ	aH
до т/о	после т/о	МПа	%
Закалка 880 °С отпуск в масле tотп = 220 °С	HB 145… …197	HRC 62… …65

 

В качестве заготовки предлагается использовать поковку, получаемую на кривошипном горячековочном прессе (рис. 2).

Номинальные размеры заготовки неизвестны, они будут определены в ходе размерного анализа. Маршрут технологического процесса механической обработки вала-шестерни представлен в таблице 3.

 

Рисунок 2. Эскиз заготовки вала-шестерни

 

 

Таблица 3.

Маршрут обработки вала-шестерни

 

Таблица 5

(Продолжение)

 

Таблица 5.

(Продолжение)

 

Таблица 5.

(Продолжение)

 

Таблица 5.

(Продолжение)