В Белоруссии тракторостроение одна из наиважнейших отраслей машиностроения. Серийное производство тракторов началось в 1950 году на минском тракторном заводе с модели МТЗ – 2, с 1961 года свет увидел МТЗ – 50, а с 1974 года – модели тракторов МТЗ – 80/82.
В 1972 году было создано производственное объединение «Минский тракторный завод», в состав которого вошли Бобруйский завод тракторных деталей и агрегатов, Витебский завод тракторных запасных частей, Минский завод специнструмента и технологической оснастки, Сморгоньский агрегатный завод. Кроме этих предприятий в последствии необходимые составляющие стали выпускать Минский моторный завод, Минский завод шестерен, Борисовский завод агрегатов, Борисовский завод тракторного оборудования и другие. До 2002 года производственное объединение «Минский тракторный завод» выпустил более 3 миллионов тракторов, из которых 600 тысяч поступило в различные страны ближнего и дальнего зарубежья.
На современном этапе производственное объединение «Минский тракторный завод» выпускает более 24 моделей тракторов мощностью от 50 до 150 л.с., 6 моделей малогабаритных тракторов мощностью от 20 до 25 л.с. («Беларусь – 321»), 9 моделей мотоблоков и минитракторов мощностью от 6 до 12 л.с., 15 моделей специальных машин («Беларусь – МЛ – 127С»; «Беларусь – 1802») для коммунальных, погрузочных, шахтных работ, для лесной промышленности.
Тракторы «Беларусь» совместимы в работе более с чем 550 машинами и приводами различного назначения.
Впервые, в настоящее время, на производственном объединении «Минский тракторный завод» создаются трактора мощностью от 155 до 260 л.с.
1. Описание объекта производства и назначение его в узле
Коробка передач предназначена для изменения передаточных чисел трансмиссии и получения различных скоростей и тяговых усилий трактора, а также для изменения направления движения. Кроме того, через коробку передач обеспечивается привод заднего о бокового ВОМ, ходоуменьшителя, переднего ведущего моста трактора МТЗ-82.
Коробка передач – механическая с десятью передачами переднего хода и двумя заднего хода, с понижающим редуктором, включение которого удваивает число передач.
В корпусе 5 коробки размещены соосные первичный 3 и вторичный 10 валы, параллельно им расположены промежуточный вал 2 и вал 58 пониженных передач и заднего хода, шестерни передач и двух ступеней редуктора, а также шестерни привода ходоуменьшителя и раздаточной коробки.
Рассматриваемая в курсовом проекте шестерня входит в состав механизма промежуточного вала 2. ОН пустотелый, внутри него проходит внутренний вал 33 привода ВОМ. Спереди промежуточный вал опирается на подшипник 45, установленный вместе со стаканом в расточку стенки коробки передач; задней опорой является бронзовая втулка 35, запрессованная в отверстие ступицы ведущей шестерни 36 второй ступени редуктора.
На шлицы передней части промежуточного вала между подшипником 45 и упорным кольцом неподвижно установлены ведомые шестерни 40 и 41 соответственно третей и четвертой передач и двухвенцовая шестерня 44, больший венец которой является ведомой шестерней пятой передачи, а меньший – шестерней заднего хода. Ступицы этих шестерен упираются друг в друга и стягиваются кернящийся гайкой 1
На ступицу шестерни 40 на роликовом подшипнике 39 установлена промежуточная шестерня 38, при помощи которой получают пониженные передачи и задний ход, а также привод ходоуменьшителя и бокового ВОМ. Промежуточная шестерня 38 постоянно зацеплена с шестерней 8 первичного вала.
Рассматриваемая ведомая шестерня четвертой передачи, работает в условиях постоянного воздействия на два зубчатых венца: внутренний и наружный. Зубья испытывают изгибающие нагрузки, частично ударные, а также износ по пятну контакта в процессе работы зацепления. Для необходимого ресурса работы шестерни ее изготавливают из стали 25ХГТ, с последующим упрочнением зубьев зацепления.
2. Анализ технологичности конструкции детали
Отработка конструкции на технологичность – комплекс мероприятий по обеспечению необходимого уровня технологичности конструкции изделия по установленным показателям. Она направлена на повышение производительности труда, снижение затрат и сокращение времени на изготовление изделия при обеспечении необходимого его качества. Виды и показатели технологичности конструкции приведены в ГОСТ 14.203-89, а правила отработки конструкции изделия и перечень обязательных показателей технологичности – в ГОСТ 14.201-83.
Оценка технологичности конструкции может быть двух видов: качественной и количественной. Качественная оценка характеризует технологичность конструкции обобщенно на основании опыта исполнителя и допускается на всех стадиях проектирования как предварительная. Количественная оценка технологичности изделия выражается числовыми показателями и оправдана в том случае, если они существенно влияют на технологичность рассматриваемой конструкции.
Качественная оценка технологичности конструкции
Анализируя технологичность конструкции шестерни первой передачи по применяемому материалу следует отметить, что она выполнена из стали 25ХГТ согласно ГОСТ 4543-89, имеющей достаточно высокую стоимость и трудно обрабатываемую, т.к. она содержит большое количество легирующих элементов. Однако использование в узле шестерни из стали другой марки, меньшей стоимости, не технологично, т.к. скажется на работоспособности всего узла в целом, приводит к быстрому выходу его из строя.
С точки зрения конструкции шестерня может характеризоваться с положительной стороны. Она имеет простую форму, в ней наличествует большое количество поверхностей, не требующих обработки резанием. Простые формы обрабатываемых поверхностей так же являются положительным фактором. Наличие сложнопрофильных поверхностей: зубчатого венца и центрального отверстия с эвольвентным профилем шлица компенсируется обработкой стандартным инструментом.
Шестерня не имеет конструктивных специфических элементов, в ней рационально расставлены размеры, заготовка получается оптимальным способом для действующего в заводских условиях технологического процесса.
В целом следует считать качественную оценку технологичности конструкции хорошей.
Химический состав и физико-механические свойства стали 25ХГТ приведены ниже в табл. 2.1 и 2.2.
Таблица 2.1 - Химический состав стали 25ХГТ
| С, % | Si, % | Mn, % | Cr, % | S, % | P, % |
| 0,22…0,28 | 0,17…0,37 | 0,50…0,80 | 0,80…1,10 | ‹ 0,004 | ‹ 0,003 |
Таблица 2.2 - Физико-механические свойства стали 25ХГТ
| σВ, МПа | σТ, МПа | δ, % | Ψ, % | аН, % | НВ |
| › 100 | › 80 | › 9 | › 50 | › 8 | 240…300 |
Количественная оценка технологичности конструкции
Количественная оценка складывается из основных и дополнительных показателей. К основным показателям относятся: трудоемкость изготовления детали и технологическая себестоимость детали.
При оценке детали на технологичность обязательными являются следующие дополнительные показатели:
1. коэффициент унификации конструктивных элементов:
КУ.Э. = QУ.Э./ QЭ.,
где QУ.Э. и QЭ.– соответственно число унифицированных конструктивных элементов детали и общее, шт.
КУ.Э. = 8 / 12 = 0,67;
2. коэффициент применяемости стандартизованных обрабатываемых поверхностей:
КП.СТ. = DО.С./ DМ.О.,
где DО.С. и DМ.О.– соответственно число поверхностей детали, обрабатываемых стандартным инструментом, и всех, подвергаемых механической обработке поверхностей, шт.
КП.СТ. = 7 / 10 = 0,7;
3. коэффициент обработки поверхностей:
КП.О. = 1- DО.С./ QЭ.,
КП.О. = 1- 10/ 12 = 0,17;
4. Коэффициент использования материала:
КИ.М. = q / Q,
где q и Q – соответственно масса детали и заготовки, кг.
КИ.М. = 5,714 / 8,8 = 0,65;
5. масса детали q = 5,714 кг.;
6. максимальное значение квалитета обработки IT 8;
7. минимальное значение параметра шероховатости обрабатываемых поверхностей Ra = 0,8 мкм.
3. Выбор типа и организационной формы производства
Тип производства по ГОСТ 3.1119-89 характеризуется коэффициентом закрепления операций: КЗ.О. = 1 – массовое, 1< КЗ.О.<10 – крупносерийное, 10< КЗ.О.<20 – среднесерийное, 20< КЗ.О.<40 – мелкосерийное производство. В единичном производстве КЗ.О. не регламентируется.
В соответствии с методическими указаниями РД 50-174-80, коэффициент закрепления операций для всех разновидностей серийного производства:
КЗ.О. = ΣПОi/(ΣРОi), (3.1)
где ΣПОi – суммарное число различных операций за месяц по участку из расчета на одного сменного мастера, ΣРОi – явочное число рабочих участка, выполняющих различные операции при работе в одну смену.
Условное число однотипных операций рекомендуется определять:
ПОi = ηН/ηЗ, (3.2)
Где ηН – планируемый нормативный коэффициент загрузки станка (ηН = 0,75), ηЗ – коэффициент загрузки станка проектируемой операции.
ηЗ = ТШК.-К.NМ/(60FМkВ), (3.3)
где ТШК.-К. – штучно-калькуляционное время, необходимое для выполнения операции, мин; NМ – месячная программа выпуска заданной детали в одну смену, шт.: NМ = NГ /24; NГ – годовой объем выпуска заданной детали, шт.; FМ = 4055/ 24 = 169 ч. – месячный фонд времени работы оборудования в одну смену, ч.; kВ – коэффициент выполнения норм, принимается равным 1,3.
Подставляя в формулу (3.3) значения получим:
ηЗ = ТШК.-К.NМ/13182, (3.4)
Следовательно
ПОi = 13182ηН/ ТШК.-К.NМ, (3.5)