Различных промышленных

1.1. Анализ исходных данных

1.1.1.Описание функционального назначения детали и анализ чертежа детали, выявление комплектов основных и вспомогательных конструкторских баз

В данной выпускной квалификационной работе рассматривается коробка скоростей (КС) - агрегат различных промышленных механизмов (например,станков) и трансмиссий механических транспортных средств. Коробка скоростей транспортных средств предназначена для изменения частоты и крутящего момента на ведущих колесах. Также КС обеспечивает возможность движения транспортного средства задним ходом и длительного отключения двигателя от движителя при пуске двигателя и работе его на стоянках. В металлорежущих  и других станках КС применяют, в первую очередь, для обеспечения оптимальных режимов резания — частот вращения (скоростей перемещения) режущего инструмента или обрабатываемой детали (например, частота вращения шпинделя токарного или всерлильного станка).

Данная коробка скоростей представляет собой два вала с двумя зубчатыми передачами, входящими в зацепление. Рассматриваемая деталь - плоское цилиндрическое зубчатое колесо нижнего вала. Оно предназначено для передачи вращения при вхождении в зацепление с другой зубчатой поверхностью. В данной детали имеется шпоночный паз для фиксирования ее на валу. Левый торец детали контактирует с буртиком вала, а правый - со втулкой на валу. С точки зрения функционального назначения в плоском зубчатом колесе можно выделить следующие поверхности:

• 
  Рабочие: поверхность зубьев
  
• 
  Базовые: торцы и отверстие
  
• 
  Свободные: фаска на внешней поверхности колеса
  

Конструкторские базы: используются для определения положения детали.

Основные:

- ось отверстия ф37Н7: 3 степени-база, используемая для наложения на заготовку или изделие связей, лишающих их двух степеней свободы - перемещения вдоль одной координатной оси (Y) и поворота вокруг другой оси (Z);

- торец 155h12: 2 степени- используется для наложения на заготовку или изделие связей, лишающих их двух степеней свободы - перемещения вдоль двух координатных осей (Х и Y);

- ось симметрии шпоночного паза: 1 степень- используемая для наложения на заготовку связей, лишающих их одной степени свободы - перемещения вдоль одной координатной оси (X) или поворота вокруг оси (X).

Технологическая база: база, используемая для определения положения заготовки или изделия при изготовлении и ремонте:

- ось отверстия ф37Н7;

- торец 155h12.

Измерительная база: база, используемая для определения относительного положения заготовки или изделия и средств измерения:

- ось отверстия ф37Н7;
Степень точности зубчатого колеса 8-7-6-В определяется по ГОСТ 1643-81. Для сопряжения зубчатого колеса с валом выбрана рекомендуемая переходная посадка H7/k6, которая в среднем дает незначительный зазор (1-5 мкм) и обеспечивает хорошее центрирование, не требуя значительных усилий для сборки и разборки. Для равномерного распределения нагрузки по поверхности торцев и точности положения зубчатого колеса как при нарезании зубчатого венца, так и во время его работы в механизме была расчетным путем получена шероховатость обоих торцов R_a=0,4 мкм. Для обеспечения требуемого характера сопряжения была получена шероховатость поверхности посадочного отверстия R_a=0,8 мкм. Так же для обеспечения необходимых условий работы передачи по наивысшей степени точности была выбрана шероховатость профилей зубьев колеса R_a=0,8 мкм. Поверхность наружного диаметра имеет шероховатость Ra 1,2 мкм, т.к. будет в дальнейшем использоваться как измерительная база при контроле основных точностных параметров зубьев.

Материал детали - Сталь 40Х(ГОСТ 4543-71). Эта сталь является углеродистой легированной сталью. После закалки и соответствующего отпуска она приобретает высокую прочность при одновременном сохранении достаточной пластичности, что позволяет использовать ее при производстве зубчатых колес.

Химический состав материала:

Плотность ρ, г/см³: 7,85.

Предел прочности при растяжении σ_в, МПа: 600.

Модуль упругости Е, МПа: 218500.

После закалки:

• 
  Предел прочности при растяжении σ_в, МПа: 1500.
  
• 
  Ударная вязкость а_{н ·}10⁵_, Дж/м2: 3.
  
• 
  HRC: 46-51.
  

Температура ковки, ⁰ С: 800-1250.