Основные конструктивные элементы зубчатого колеса ─ зубчатый венец диаметром 220 мм и шириной 25 мм, реборда толщиной 13 мм и ступица диаметром 65 мм и длиной 41 мм.
, служащий для более плавного входа зубьев блока ведущей шестерни при включении. С обоих торцов зубья имеют закругления
мм. Реборда сплошная. В осевом сечении колеса она устанавливается в середине венца с соблюдением симметрии. Ступица соединяется с ребордой. При этом один ее торец (в этом же сечении) лежит в плоскости торца венца, а другой ― расположенный со стороны скоса зубьев, выступает за плоскость торца венца на 16 мм. В ступице, концентрично делительной окружности (с допуском биения 0,05 мм) нарезается шлицевое отверстие Д―8―46 Н11´50Н7´9F8. Для свободной посадки на вал с обоих торцов отверстия снимаются фаски 2´45°.
Требования к точности и шероховатости всех функциональных и не функциональных поверхностей указаны на чертеже. Необрабатываемые поверхности могут сохранять штамповочные уклоны и радиусы.
Материалом зубчатого колеса служит сталь 40Х ГОСТ 4043―71, улучшенная с твердостью НВ 215―235, и характеристиками прочности, МПа:
600―700, 320―400, и [1 ,т.2, с.190, табл. 3]. Венец термообрабатывают до HRC 45―50. Колесо передает максимальный крутящий момент , при работе двигателя кВт и минимальной частоте вращения промежуточного вала мин-1, т. е. 9555∙N/nmin.= 9555·3,7/198 = 178,6 Н∙м. При этом на зубья колес действует сила , Н которая вызывает в сечениях зубьев напряжения изгиба
МПа. Следовательно, , аналогично . Таким образом, материал зубчатого колеса и его термообработка подобрана правильно. Расчетная масса колеса М = 4,96 кг.Технические требования к детали, в том числе к точности ее размеров и шероховатости основных поверхностей, основательно проработаны и соответствуют требованиям, предъявляемым к зубчатым колесам 7-й или 8-й степеней точности [1, 2]. Конструкция заготовки жесткая. Размещение базового торца ступицы в плоскости венца позволяет при нарезании зубьев фрезами применить достаточно производительную схему последовательной многоместной обработки. Две фаски 1´45° на торцах ступицы позволяют освободиться от заусенцев, образующихся при подрезке торцов.
Конструкция зубчатого колеса в целом технологична. При разработке единичных рабочих техпроцессов изготовления подобных колес в условиях серийного или массового производства в качестве информационной основы вполне могут быть использованы типовые технологические процессы производства деталей данного класса [14, 17, 24].
3. ТИП ПРОИЗВОДСТВА
Типы производств и соответствующие им формы организации труда определяют характер технологических процессов и их построение. Поэтому перед началом технологического проектирования устанавливают тип производства ― единичное, серийное или массовое. Тип производства определяется номенклатурой и объемами выпуска изделий (годовой производственной программой), их массой и габаритными размерами, а также другими характерными признаками.
Массовое производство характеризуется узкой номенклатурой и большим объемом выпуска изделий, непрерывно изготавливаемых или ремонтируемых в течение продолжительного времени. На каждом рабочем месте выполняют, как правило, по одной закрепленной за рабочим операцией. Такое производство оснащают преимущественно специальным и специализированным оборудованием, располагающимся в порядке выполнения технологических операций, в форме поточных линий. Применяют высокопроизводительные специальные инструменты и приспособления. Широко внедряются средства механизации и автоматизации: конвейера роторные и автоматические линии, в том числе переменно-поточные автоматические линии, составленные из робототехнических комплексов, управляемых ЭВМ, и др. Характерны высокий уровень организации труда и ритмичность выпуска изделий с фиксированным тактом, мин:
tв = 60Fд/N , (1)
где Fд ― действительный годовой фонд производственного времени оборудования, линии и рабочих мест, ч; N ― годовая программа выпуска изделий, шт. В зависимости от режима и организации работ в подразделении (в цехе, на участке) ориентировочно принимают при работе: в одну смену Fд = 2008 ч, в две смены Fд = 4015 ч и при трехсменной работеFд = 6022 ч. Более точные сведения приводятся в [5, 6 и др.]
В массовом производстве длительность отдельных операций (штучное время tш) должна быть равна или кратна такту при одновременном соблюдении неравенства:
tв ≤ tш . (2)
Суточный выпуск изделий при работе с двумя выходными днями в неделю, шт:
Nc= N/252 .
Суточная производительность поточной линии, шт:
Qc = Fc∙
зн /tшср ,где Fc ― суточный фонд времени работы оборудования, мин;
зн ― нормативный коэффициент загрузки оборудования: tшср ― средняя трудоемкость основных операций, мин.При выполнении
основных операций со штучным временем каждой i-й, равным tш,tшср =
tшi . (3)На данном этапе определяют ориентировочные значения tшi (см. разделы "Техническое нормирование" и "Экономическая оценка технологического процесса", с. 51, 54).
Нормативная загрузка оборудования (станка) в массовом производстве должна находиться в пределах
зн = 0,65―0,75. Если фактический зф > 0,75, приходится на данной операции увеличивать число станков, но они могут остаться недогруженными. То же происходит, еслиtв > tш. Например, если при поточной форме организации труда tв = 5 мин, а tш = 2 мин, то станок после выполнения каждой очередной операции будет простаивать по 3 мин и т.п. В таких случаях работу линии, участка или цеха организуют по принципам, присущим серийному производству.Серийное производство характеризуется ограниченной номенклатурой изделий, изготавливаемых или ремонтируемых периодически повторяющимися партиями и сравнительно большим объемом выпуска, причем размер партии, шт
, (4)где a― периодичность запуска (необходимость запаса деталей на складах), дни. Для проектных расчетов рекомендуется принимать при изготовлении крупных деталей
3―6, средних 6―12 и для мелких деталей а =12―25 дней.Организация и оснащение крупносерийного производства близки к массовому. Серийное и мелкосерийное производство оснащают преимущественно универсальным и стандартным оборудованием, приспособлениями и инструментами. Широко используются станки с ЧПУ. Наряду с групповыми переменно-поточными линиями практикуют организацию предметно-замкнутых участков. После обработки партии деталей P1 станки перестраивают на обработку партии P2 других деталей. Станки не простаивают. Для серийного производства нормативный коэффициент загрузки оборудования
зн = 0,75―0,85. Более высокие значения зф могут быть достигнуты при многономенклатурном запуске изделий в условиях мелкосерийного и единичного производства.Для определения типа производства обычно пользуются соотношениями (1), (2) и рекомендациями [6],позволяющими устанавливать его в зависимости от габаритных размеров, массы и годового объема выпуска деталей, пользуясь данными табл. 1 и 2 или 3.