Основы проектирования и эксплуатации технологического оборудования

 

1.3.1 Обоснование выбора габаритных размеров изделия

Конструктивные изменения не предполагают  изменения габаритных размеров, поэтому их значение будет определено в процессе конструирования и модернизация может повлиять на изменение габаритных размеров.

Габаритные  размеры, мм                                                               500x1040x885

 

1.3.2 Обоснование выбора присоединительных  элементов изделия

Присоединительные размеры  выбираются исходя из размеров коленчатых валов ЗИЛ-157К, ГАЗ-66, ГАЗ-69, КамАЗ  присоединяющихся к стенду.

1.3.3 Вывод: на основе данного стенда, будем проецировать новый стенд для сборки коленчатого вала с маховиком для двигателей КАМАЗ, учитывая недостатки данной конструкции. Проектировать стенд будем, упрощая конструкцию стенда, для более надежной и удобной работы.

 

 

1.5 Эскизный  проект изделия.

Эскизный проект – это совокупность конструкторской документации, которая должна содержать принципиальные конструкторские решения, дающие наиболее общее представление об устройстве и принципе работы изделия, а также данные, определяющие назначение, основные параметры и габаритные размеры разрабатываемого изделия. Эскизный проект является основанием для выполнения технического проекта или технической документации.В рамках данного курсового проекта эскизный проект должен отразиться в рамках чертежа общего вида или чертежей отдельных элементов изделия.

На основании эскиза составляется структурная схема изделия, которая описывает взаимосвязь между элементами изделия.

 Рисунок 5. Структурная     схема конструирования.

1 – рама;

2 – колонка; 

3 – склизы;

4 – подвижная балка

 

 

 

 

 

Рисунок 6. - Общий вид и стенда для сборки коленчатого вала с  маховиком двигателя КАМАЗ 740.

Рисунок 7.  Эскизный проект стенда.

 

 

 

 

1.6 Разработка структурной схемы изделия.

 

Существует 4 вида изделий:

1. Деталь – это вид изделия выполнено из однородного по именованию и марке материала, без применения  сборочных операций. Деталь по определению не может включать в себя какие-либо составных частей.
2. Сборочная единица – это изделие, составные части которого подлежат соединению между собой сборочной операцией. Сборочные единицы могут включать в себя сборочные единицы, детали и комплекты.
3. Комплект – это два или более изделий, несоединенные между собой на предприятии изготовителя сборочными операциями, но предназначены для выполнения одной взаимосвязанной эксплуатационной функцией.
4. Комплекс – это два или более изделий несоединенные на предприятии изготовителей сборочными операциями, но предназначены для выполнения одной взаимосвязанной эксплуатационной функцией.

                     

 

Рисунок 8. Структурная схема  изделия

 

1.7 Разработка  конструкторской документации на  изделие

 

В курсовом проекте разработаны следующие конструкторские документы:

- спецификация на изделие;

- сборочный чертеж на изделие;

Согласно ГОСТ 2.108-86 обязательным конструкторским документом на изделие является руководство по эксплуатации.

 

Схема построения пакета конструкторского документа на стенд представлена на рисунке 9:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 9. Схема конструкторской документации

 

В блоках, на схеме, под названием документов указаны их обозначения.  

Спецификация – документ, содержащий перечень всех составных  частей, входящих в данное специфицированное изделие, а также конструкторские документы, относящиеся к этому изделию и к его, не специфицированным составным частям

Спецификация на стенд  для сборки коленчатого вала с  маховиком имеет шифр СКМ 00.00.00. Спецификация выполнена по ГОСТ 2.109 – 68.

Сборочный чертеж – конструкторский  документ, содержащий изображение изделия, а также другие для его изготовления.

Сборочный чертеж имеет шифр СКМ 00.00.00 СБ. Сборочный чертеж выполнен согласно ГОСТ 2.108 – 73 на одном листе формата  А1.

Руководство по эксплуатации – это документ, регламентирующий требования к изделию при его эксплуатации и выполнено по ГОСТ 2.601 – 95. Руководство по эксплуатации представлено в приложении А.

Рабочий чертеж детали –  это конструкторский документ, содержащий изображение детали и другие данные, необходимые для его изготовления и контроля.

Рабочие чертежи детали выполнены в количестве штук согласно ГОСТ 21.402 – 83.

 

2.1 Расчет изделия

Расчёты элементов  изделия:

Расчет зубчатой передачи.

а) Расчет рейки, расчет геометрических параметров.

Зубчатая реечная передача состоит из колеса и рейки с исходным контуром по ГОСТ 13755 – 81 с прямыми зубьями.

Принимаем нормальный модуль m_n=5,0 мм;

Модуль основной:

m_t=m_n/cosβ=5,0/cos0=5 мм,

где, β=0⁰ – угол наклона зубьев.

Нормальный шаг:

P_n=π*m_n=3,14*5,0=15,71 мм.

Шаг торцовый:

P_t=P_n/cosβ=15,71/cos0=15,71 мм.

Высота головки  зуба:

h_a=m_n=5 мм.

Высота зуба:

h=2,25*m_n=2,25*5=11,25 мм.

 

Ширина рейки:

в=(2…10)*m_n=(2…10)*5=10…50 мм.

Принимаем в=30 мм.

Линейное перемещение  рейки, соответствует углу поворота колеса.

L=γ*Pt*z/360=10*15,71*16/360=7 мм,

где, γ – угол поворота колеса.

б) Расчет напряжений изгиба

                  σ_f=Ft*Kf*Yfs/b*m, МПа                                  

где, Ft – окружная сила, Н;

Kf – коэффициент неравномерности нагрузки;

Yfs – коэффициент формы зуба;

σ_f=1393*1.3*3.75/0.030*0.005=49 МПа.

Допускаемое напряжение при изгибе.

                                         σ_fo= σ_fLm*Yr*Yx*Yб,                                      

где,  σ_fLm – предел выносливости, определяемый на зуб при нулевом цикле для стали 45.

Yr – коэффициент, учитывающий шероховатость переходной поверхности, Y=1,2;

Yx – коэффициент размеров.

Yx=1,05-0,005*m=1,05-0,005*5=1,025;

Yб – коэффициент, учитывающий градиент напряжений, определяемый в зависимости от модуля;

Yб=1,028-0,172/* l_gm=1,082-0,172* l_g5=0,79;

ρ_f – коэффициент запаса прочности ρ_f=1,75;

σ_fо=400*1,2*1,025*0,79/1,75=223 МПа.

в) Расчет на контактные напряжения.

                                       σ_n=Ze*Z_Σ*Zn* ,                           

где, σ_n-контактные напряжения, МПа;

Ze – коэффициент, учитывающий механические свойства материалов шестерни и рейки;

,

где, Е₁,Е₂ – модули упругости шестерни и рейки;

V₁,V₂ = 0,3 – коэффициент поперечного сжатия для стали;

Ze = .

Z_Σ – коэффициент, учитывающий суммарную длину контактных лини,  Z_Σ=0,9;

Zn – коэффициент, учитывающий форму сопряженных поверхностей, Zn=2,5МПа;

σ_n=650*0,9*2,5*   

МПа.

Допустимые контактные напряжения:

                                         [σ]_HO =σ_Hlm*Zr*Zv/ρ_H,                                     

где, σ_Hlm – длительный предел контактной выносливости, σ_Hlm=1050 МПа;

Zr – коэффициент, учитывающий шероховатость поверхностей Zr=1;

Zv – коэффициент, учитывающий влияние скорости, Zv=1;

ρ_H – коэффициент запаса прочности

При поверхностном упрочнении ρ_H=1,3.

[σ]_HO=1050*1*1/1,3=807 МПа.

σ_H < [σ]_{HO .}

 

 

2.2 Экономический  расчет изделия

Экономический расчет изделия  в курсовом проекте производится с целью оценки экономической целесообразности его изготовления, сравнения со стоимостью аналоговых изделий и составления необходимых выводов необходимости изготовления изделия.

 

 

Наименование составной части	Количество	Параметры для  выбора	Стоимость, руб
Швеллер	2м	Металл, 5мм	4000
Уголок	5м	Металл, 4мм	3000
Бабка подвижная	1		5800
Зубчатая передача	1		2500
Колонка	1		4400
Электроды	1уп		245
Эмаль ГФ-230	1		320
Жесть	3м		976
Прочие детали			3100
Итого			24341

2.3 Расчет стоимости изготовления изделия

Расчет стоимости изготовления изделия в курсовом проекте проводится упрощено и приблизительно равен 50 – 100% полной стоимости материалов, запасных частей и комплектующих.

Сраб = Смат/2

Сраб = 24341/2 = 12170,5 руб

 

2.4. Расчет полной  стоимости

Расчет полной стоимости изготовления изделия определяется суммированием стоимости материалов, запасных частей, комплектующих и изготовление изделия.

С = Сраб + Смат

С = 12170,5 + 24341= 36511,5 руб.