Способ литья, толщина стенок и её шероховатостьРис. 9.3. Рабочий чертёж зубчатого колеса
9.2 Проектирование червяков и червячных колёс Для конструирования червячной передачи определяют модуль m, число витков червяка Z1 и число зубьев червячного колеса Z2. Модуль для силовых червячных передач определяют из расчёта зацеплений на контакт и изгибную прочность, для кинематических механизмов величина модуля определяется из конструктивных соображений. Коэффициент диаметра червяка выбирают из стандартного ряда q=6, 3; 8; 10; 12, 5; 16; 20; 25. При этом малые значения q= 6, 3; 8; 10 выбирают для быстроходных передач, а большие q= 12, 5; 16; 20; 25 в мелкомодульных передачах для повышения жёсткости червяка. Диаметр гладкой части вала-червяка выбирают таким, чтобы можно было обеспечить свободный выход инструмента при нарезании витков. Нарезная часть изготавливается с фасками, под углом в 200. Жёсткость червяка является главным требованием при его проектировании. В связи с этим расстояние между опорами вала червяка задают минимальным. Червячные колёса в малогабаритных передачах делают монолитными (рис. 9.4, а). Наибольший диаметр червячного колеса задаётся формулой (4.32), а угол охвата червяком колеса задают в зависимости от механизма: для силового 2d =70¸ 1200 , а для отсчетных устройств 2d =22¸ 300. Ширина зубчатого венца червячного колеса зависит от dн. Выбирают b2£ 0, 67dн при Z1 =1.2 и b2£ 0, 67dн при Z1 =4. В конструкции колеса делают отверстия от 4 ¸ 8 для снижения их веса. Размер проточек в червячных колёсах выбирается аналогично конструкции зубчатых колёс. Способ соединения червячного колеса с валом зависит от величины передаваемого вращающего момента. При малых значениях момента, соединение осуществляют с помощью штифта, а для сильнонагруженных механизмов соединение с валом выполняется посредством шпонки или шлицов. Червячные колёса большого диаметра делают составными (рис. 9.4 б, в).
Рис. 9.4. Конструкция элементов червячного колеса
Зубчатый венец изготавливают из бронзы или латуни соединяют со стальной втулкой, этим достигается экономия цветных металлов, а изделие становится более технологичным и дешевым. При этом бронзовый обод насаживается с сильным натягом H7/r6 или H7/S6 на стальную заготовкуВ стык устанавливаются для повышения прочности составного колеса цилиндрические штифты или установочные винты (Рис. 9.4, в). Размеры деталей червячной передачи определяются размерами, получаемыми из расчёта зацепления на прочность, а для кинематических передач размеры выбирают часто из конструктивных соображений. Для легконагруженных кинематических передач колёса могут изготавливаться с пружинами такими, как для обычной зубчатой передачи. Такие колёса часто изготавливают из латуней ЛС59-1 (ГОСТ 15527-70) или полиамидов (ГОСТ 10589-87).
9.3 Конструирование деталей фрикционных передач
Диски фрикционных передач с жёсткой связью изготавливаются из стали, бронзы, алюминия, пластмасс, текстолита и резины. Из сталей используют марку ШХ15, имеющую твёрдость HRC 60. Для повышения коэффициента трения применяют покрытые резиной металлические диски. Размеры диска выбирают из кинематического расчёта и геометрии передачи. Максимальный диаметр большого диска, обычно D2£ 200 (мм). Для фрикционных передач с торцевым зацеплением возможно сочетание двух стальных дисков и бронзового, и двух стальных дисков и дисков из латуни. При этом часто толщина таких дисков b£ 1 мм, и на практике применяют диски с толщиной 0, 4 ¸ 0, 55 мм. Весьма благоприятно при конструировании фрикционных передач с жёсткой связью сочетание двух дисков, изготовленных из металла и текстолита, из металла и гетинакса, при этом коэффициент трения таких дисков высок и очень стабилен. При выборе материала диска используют не только значение коэффициента трения, но также износостойкость и прочность, определяемую формулой: (6.1). Для фрикционных передач с гибкой связью, размеры дисков выбирают из кинематических расчётов. Такие передачи обеспечивают передаточное число до 7¸ 10 и обладают плавным ходом и имеют низкую стоимость. Передачи с гибкой связью с зацеплением (зубоременные передачи) применяют там, где нужно строго обеспечить положение выходного звена при заданном перемещении выходного звена и получили широкое применение в современных принтерах струйного типа. Ремни для фрикционных передач по своей конструкции в поперечном сечении могут быть плоскими (рис. 9.5, а), клиновыми (рис. 9.5, б) и круглыми (рис. 9.5, в). Наиболее проста в конструктивном отношении передача с плоским ремнём, в ней обычно применяют шкивы меньших диаметров по сравнению с другими ременными передачами. Материалом для плоских ремней служат хлопчатобумажные ткани синтетические материалы и резина. Сама плоскоременная передача наиболее компактна и более технологична. Клиновидные ремни применяют для фрикционных передач, несущих большие силовые нагрузки. Передачи с круглым ремнём (пассиком) работают при меньших натяжениях по сравнению с другими видами ремней, допускают большие неточности взаимного положения шкивов и дешевле клиноременных передач. Круглые ремни изготавливают в основном из нитриловых резин или неопрена. Однако применение клиновидных и круглых ремней требует канавки или проточки на внешней поверхности шкива (рис. 9.5, в). Форма канавки шкива -полукруг или трапециевидное углубление. При конструировании фрикционной передачи, задаётся D1 и затем определяют по формуле D2 =U D1. При этом минимальный размер D1min шкива зависит от толщины гибкого звена и его жёсткости. Для круглых ремней D1min/2 =2d (где d - диаметр ремня) при числе оборотов n£ 3000 и D1min/2 =(2, 5¸ 4) d, при n ³ 3000. Для плоских ремней – D1min =2(12¸ 25)d, где d - толщина плоского ремня с шириной b. В случае клиновидных ремней D1min=(5¸ 8) h, где h - высота ремня.
Рис. 9.5. Конструкции ремней: а)- плоский; б)- клиновидный; в) круглый; 1-ремень, 2-шкив
Фрикционные передачи с гибкой связью с зацеплением выполняют с перфорированной лентой и зубчатым ремнём. В передачах с перфорированной лентой зубчатые диски, выполненные из стали соединяются лентой, которую изготавливают также из стали. При этом минимальный диаметр шкива связан с толщиной d стальной ленты соотношением Dmin = 240 d. Чаще для таких передач диаметры дисков делают одинаковыми. Увеличение передаточного отношения достигается с применением зубоременных фрикционных передач. Зубчатые ремни изготавливают в основном из армированного неопрена или полиуретана. Зубья ремня имеют прямолинейное очертание, а зубья шкивов прямолинейное или эвольвентное. Шкивы изготавливают из стали, сплавов аллюминия или пластмасс. Зубоременная передача обеспечивает передаточное число U=10¸ 12 и её коэффициент полезного действия очень высокий h= 0, 92 ¸ 0, 98. Основные характеристики зубоременной фрикционной передачи – модуль m, общая толщина H, высота зуба h, толщина вершины зуба S, угол профиля g = 250 и ширина ремня b (рис. 9.5) и угол g. Число зубьев ремня берётся равным 32; 36; 40; 45; 50; 56; 63; 71; 80; 90; 110; 112; 125; 140; 160. При модуле m=2 выбирают h=1, 2, S=2, H=3, b=8; 10; 12.5; 16 (значения размеров в миллиметрах); при m=3 h=1, 8, S=3, H=4, b=8; 10; 12, 5; 16 и при m=4, h=2, 4, S=4, H=5, b=20; 25; 32; 40. При проектировании кинематической фрикционной передачи с зубчатым ремнём определяют лишь геометрические размеры шкивов: D1=mZ1, Z2=Z1* i12, D2=mZ2. Максимальное число зубьев на шкиве Zmin зависит от модуля ремня и при m=2¸ 4 мм, Zmin=16, а при m=5 мм, Zmin=18. Для упрочнения ремня в его конструкцию вводят жёсткие тросики.
9.4. Конструкции валов и осей
Валы предназначены для закрепления на них деталей зубчатых колес, дисков, шкивов, секторных колес, кулачков и передачи вращающих моментов. Оси служат только для поддержания вращающихся деталей механизмов и в отличии отвала не передают вращающих моментов и могут быть неподвижными. Основным критерием работоспособности вращающихся осей и валов является усталостная прочность и жесткость. Это надо учитывать при выборе материала, из которого изготавливаются такие детали. В механизмах РЭС применяют как гладкие, так и ступенчатые валы и оси. Гладкие оси и валы применяют в малонагруженных передачах, а также когда на сопряженные детали не действуют осевые силы. Ступенчатые валы менее технологичны в изготовлении, но более удобны при сборке, особенно для сложных многоступенчатых механизмов, когда каждая деталь проходит до места своей установки без натяга. Конструкции ступенчатого вала определяется количеством и конструкцией деталей, которые на нем размещаются, расположением опор, условиями сборки. Для конструкции валы и оси могут быть полыми, а для закрепления на них зубчатых колес, дисков, шкивов в конструкциях гладких валов допускаются отверстия под штифты или винты. Гладкие по конструкции валики более технологичны и широко используются в крупносерийном производстве. Ступенчатые валики удобны при сборке малогабаритных редукторов, обеспечивая компактность конструкции РЭС. Конструкции таких валов показаны на рис.9.6
9.5. Типовые конструкции корпусных деталей
Корпусные детали являются составной частью механизмов РЭС и являются основной несущей частью обычных и герметизированных блоков стационарных и бортовых блоков РЭС, а также РЭС, устанавливаемых на автомобильном, гусеничном и железнодорожном транспорте. Корпусные детали должны обеспечивать необходимое взаимное расположение сопряжённых деталей, восприятию динамических нагрузок (вибраций, ударов, линейных ускорений), защиту деталей механизма от влаги, грязи и удержания смазки, отвода образующейся при работе теплоты и удобство монтажа и сборки.
Рис. 9.6. Конструкции валиков: гладкие (а, б) и ступенчатые (в, г)
К корпусным деталям относятся корпусы редукторов привода антенн наземных и самолетных РЛС, корпусы приемопередатчиков, следящего привода, измерительных приборов, отсчетных устройств, бортовых компьютеров, приводы СD-ROM и конструкции струйных принтеров. Требования, предъявляемые к конструкциям корпусов и корпусным деталям, зависят от назначения, условий эксплуатации, конструктивной и компоновочной схем, места установки на объекте и ряда других факторов. Основные требования сводятся к следующему: удобству сборки и эксплуатации изделия; оптимальным габаритам и массе конструкции; прочности, жесткости и надежной защите деталей от влаги, пыли и динамических воздействий; обеспечения необходимой точности расположения деталей; технологичности изготовления. Выполнение большинства перечисленных требований обеспечивается правильным выбором конструктивной схемы, материала, размеров стенок, расположения ребер жесткости, приливов, метода формообразования. Корпуса механизмов РЭС бывают цельные коробчатой формы с крышками, разъемные с разъемом вдоль осей валов, разъемные соосные с разъемом поперек осей валов, одноплатные, двухплатные с параллельными платами или платами, расположенными под прямым углом, сборные коробчатой формы, состоящих из пластин, угольников и крышек, соединенных винтами или штифтами. Для фиксации и положения одной детали относительно другой используются штифты, выступы, впадины. Присоединительные места и места разъема имеют утолщенные платики, в метах размещения подшипников корпус имеет приливы в виде бобышек. В редукторах малой мощности используются корпусы с разъемом поперек осей валов, одноплатные и двухплатные корпуса требуют специального влагозащитного дополнительного корпуса. Сборный корпус применяют для мелкосерийных конструкций, когда изготовление цельного или разъемного корпуса нерентабельно. Такой корпус состоит из отдельных деталей, соединенных с помощью винтов и фиксируемых штифтами. При проектировании основного корпуса необходимо выполнять требования прочности, жёсткости и его герметичности, а при сборке -удобную и быструю установку деталей. Конструкция корпуса должна удовлетворять требованиям технологичности. В корпусе следует выдерживать равномерную толщину стенок и избегать больших местных утолщений, которые могут быть местами образования литейных рыхлостей, раковин, включений. Работоспособность размещённых внутри корпуса зубчатых, червячных, фрикционных передач зависит от жёсткости корпуса. Требуемая жёсткость достигается выбором рациональных форм и размеров. Поэтому корпусные детали чаще изготавливают литьём, прессованием или штамповкой. Для литых деталей корпусов используются аллюминевые сплавы АЛ2, АЛ4, АЛ5, АЛ7, АЛ9 и магниевые сплавы марки МЛ3 и МЛ5, в отдельных случаях их изготавливают из бронзы и латуни. Для штампованных деталей используется сталь 08кп, 10. Тонкостенные штампованные детали корпуса блока изготавливают из листового алюминиевого сплава 1915М, профилированные из сплава Д16 (ГОСТ 13737-68) или АМг –6 (ГОСТ8617-75), литые из сплава АЛ9 (ГОСТ 2685-75). Механическое соединение деталей корпуса производят с помощью винтов и самоконтрящихся гаек. Допускается использование пайки в соляной ванне или заклепки. Для защиты поверхностей корпусов используют неметаллические покрытия (оксидирование, хроматирование и др), наружные поверхности корпусов имеют лакокрасочные покрытия. Герметизация блока обеспечивается герметичным исполнением корпуса и его внешних разъемов и выполняется с помощью уплотнительных прокладок или паянного соединения корпуса (основания) с крышкой. Выбор способа определяют условия эксплуатации. При пайке расстояние по всему периметру соединения заполняют легкоплавким припоем. Припой и флюсы выбирают в соответствии с ОСТ 4ГО.033.000. Для простоты сборки механизма корпус обычно проектируют разъёмным поперёк осей валов. Толщина стенок d выбирается в зависимости от технологии получения его отливки и соответствует условиям хорошего заполнения формы расплавленных металлов (табл. 9.1). . Таблица 9.1 Способ литья, толщина стенок и её шероховатость
Эти элементы имеют место в корпусах. В местах расположения обрабатываемых платиков, приливов, бабышек и других элементов корпуса толщина скрепляемых стенок неодинакова. Для получения высококачественных отливок отношение толщины стенок при переходе от одного сечения к другому должно быть не более 4: 1, при этом берут меньшее соотношение. Основными конструктивными элементами корпуса являются фланцы 1, бабышки 2, приливы 3 и платики 4 (рис. 9.7)Корпусные детали могут иметь конструктивные и технологические уклоны. Формовочные уклоны со значением 4...80 создаются на поверхностях, перпендикулярных плоскости разъёма. На конструкцию корпуса влияет технология механической обработки. Механическая обработка корпусных деталей включает в основном обработку плоскостей, отверстий больших диаметров (для установки подшипников) и различных отверстий малых диаметров (под винты, штифты) обычно обрабатываемые отверстия формируются на одной высоте. Обрабатываемые плоские поверхности располагаются под углом 900 или в параллельных плоскостях. Растачивание отверстий выполняют обычно одного диаметра, следует сокращать номенклатуру диаметров мелких отверстий. Отверстия как гладкие, так и резьбовые обычно выполняют в деталях со сквозными корпусами. Со стороны входа метчика для его центрирования отверстия должны иметь фаску.
Рис. 9.7. Конструктивные элементы корпусов
Диаметр резьбовых отверстий для надёжной затяжки соединения рекомендуется использовать для миниатюрных деталей не менее М3, для более габаритных не менее М6. Оси всех отверстий располагают перпендикулярно технологической базовой плоскости корпусной детали. Для повышения жёсткости корпуса используют рёбра жёсткости. Толщину наружных рёбер жёсткости у их основания принимают равной (0, 9 ¸ 1, 1) d, а толщину внутренних из- за медленного остывания выбирают равной 0, 8 d. Рёбрам жёсткости дают уклон 10¸ 360, радиус при вершине угла R» 0, 5 d, а соотношение между высотой ребра и его толщиной у основания принимают равным примерно 4: 1. Обычно к корпусу присоединяют крышки, фланцы, кронштейны. Для установки и крепления таких деталей делают опорные платики или бабышки, поверхности которых рекомендуется располагать выше необрабатываемой поверхности на 0, 4 ¸ 0, 5 d. При разработке конструкции следует стремиться к созданию минимальных размеров, поэтому при компоновке механизма выбирают зазор между внутренними стенками корпуса и поверхностями вращающих деталей (0, 5- 0, 7)d, между поверхностей вращающихся деталей (0, 4- 0, 5)d, между торцевыми размерами зубчатых и червячных колёс зазор, равный (0, 4¸ 0, 5)d. Для крепления крышки к корпусу по всему контуру сопряжения предусматривают фланцы с отверстиями для крепёжных деталей (болтов, винтов). При креплении болтов ширину фланца принимают b»2, 7d, а оси на расстоянии 0, 5b, где d - диаметр отверстия. Толщины фланцев принимают h»1, 5d и уклон равный 100 по направлению к внешней кромке. При креплении резьбовыми деталями впотай (головки винтов, болтов) толщину стенки между дном цековки и плоскостью разъёма принимают равной d. Крепёжные крышки к корпусу с помощью шпилек наиболее рационально в конструкциях, подлежащим частой разборке и сборке, т.к. резьбовые отверстия в алюминиевых сплавах в этих условиях быстро изнашиваются. Поэтому в сильно нагруженном соединении рекомендуется устанавливать в корпус по посадке H7/p6 и H7/r6 стальную втулку с внутренней резьбой. Наружный диаметр втулки берётся равным dв»2d, где d – наружный диаметр сопряжённой с втулкой резьбовой детали. Втулка фиксируется от поворота кернением. Диаметр резьбовой детали для соединения корпуса по разъёму определяют по формуле d»0, 9 d 3 Ö d ³ 6 мм и округляют до ближайшего стандартного номинального значения наружного диаметра метрической резьбы. Крепёжные детали для соединения крышки с корпусом располагают по периметру их сопряжения с шагом fн=(12¸ 15) d, а глубина завинчивания в резьбовое отверстие корпуса выбирается равной L» (1, 5¸ 2) d. Толщину фланцев берут равной h»(2¸ 4)d, а ширину b»(5¸ 6)d. В разъемных корпусах фиксирование одной детали относительно другой осуществляется центрирующими заточками (при круглой форме корпуса) или двумя штифтами (при некруглой форме корпуса). Штифты ставят на наиболее возможном расстоянии друг от друга. Шаг, соединяющий обе части корпуса болтов в соединительном пояске Р = (10-15)d, где d –диаметр болта, принимаемый при толщине стенки d, равным d =(1, 2-1, 6)d. Малогабаритные корпусные детали могут изготавливаться прессованием из пластмасс, фенопласта, аминопласта, композиционных пластмасс. Их достоинствами являются стойкость, высокие электроизоляционные свойства, малая масса и стоимость. Форма прессованных корпусных деталей не должна препятствовать свободному течению массы при заполнении ею пресс- формы, поэтому следует стремиться к упрощению формы детали. Плоские поверхности высотой более 5-6 мм должны иметь технологические уклоны. Для повышения жесткости и прочности пластмассу можно армировать проволокой. Места переходов от меньшего сечения к большему следует выполнять с помощью радиусов закруглений и уклонов. По конструктивным соображениям стенки деталей следует утолщать при наличии отверстий, приливов, ступиц с канавкой, поясков и буртиков, рифлений. Для упрочнения торцов детали используют буртики, а для повышения жесткости- ребра жесткости. Оптимальная их толщина –0, 6-0, 8 толщины сопрягаемой стенки. При прессовании в детали может быть установлены штифты, винты и втулки. Металлические штампованные детали корпуса изготавливают с помощью вырубки, гибки и вытяжки из листа и полос (рис. 9.8). В качестве материала здесь применяют стали 08 кп, 10, 15, алюминиевые сплавы Д1А-М, Д16А-М, В95. Их соединяют винтами,.сваркой, пайкой, склеиванием. Для изготовления деталей сварных корпусов используют листовую и профильную сталь марок 10, Ст.2, сплавы алюминия АМг, АМц, Д1 и Д16. Свариваемые детали могут предварительно подвергнуться гибке и объемной штамповке. Обычно производят аргонодуговую сварку, а в отдельных случаях, для тонких деталей, используют контактную сварку, для снятия внутренних напряжений после сварки корпусы механизмов РЭС подвергают отжигу. Детали сборных корпусов изготавливают из листа, они имеют существенный недостаток – большой объем механической обработки. Двухплатные корпуса изготавливают из листового материала методом штамповки.
Рис. 9.8. Виды операций при штамповке: отрезка (а), вырубка и пробивка (б), просечка (в), надрезка (г), гибка (д), выдавка (е), отвортовка (ж), вытяжка (з) и высадка (и)
Соединение и фиксацию двух пластин корпуса производят с помощью стоек, имеющих заточки под развальцовку или резьбу, при последующей затяжке гайками. Материалом пластин выступает штампованная сталь, дюралюминий, титановые сплавы. Высокую точность размеров между отверстиями в корпусе обеспечивают расточкой по координатам, сверлением по кондуктору и шаблонам. посадочные поверхности под подшипники, являющиеся опорами валов - Ra = 1, 6 мкм. При производстве несущих конструкций РЭС применяют штамповку, которая состоит из разделительных и формообразующих операций. К разделительным относятся операции отрезки, вырубки, пробивки, надрезки, с помощью которых изготавливают плоские детали и заготовки (рис.9.8 а), формообразующими являются операции гибки, выдавки, отбортовки, вытяжки, высадки (рис.9.8 б). Чаще всего корпусные детали подвергают гибке. Следует учитывать, что при этом происходит уменьшение материала в месте изгиба, которое тем больше, чем меньше радиус гибки, а это может приводить к появлению трещин. Минимальный радиус гибки R для листового проката в холодном состоянии при толщине листа S равен
R=k1 k2 S, (9.3)
где k1 – коэффициент, зависящий от марки материала и выбираемый по ГОСТ 17040-71 и для алюминиевых сплавов k1 =1.5 - 2; k2 – коэффициент, определяемый углом гибки, равный при α = 900 значению k2= 1, 0, при α = 600 значению k2= 1, 3, при α = 450 значению k2= 1, 5. Форма выкройки при гибке детали вне пределов кромки показана на рис. 9.9 а, в пределах кромки – на рис. 9.9 б, при гибке края под прямым углом - на рис. 9.9 в, на - рис. 9.9 г при скруглении края детали в одной плоскости. Ниже даны получаемые при этом корпусные детали. Диаметры отверстий определяют в зависимости от толщины листа S: при S = 0, 6- 1, 5 мм диаметр d=3-5 мм, при S = 1, 5- 3, 0 мм диаметр d=5-8 мм. При конструировании плоских корпусных деталей необходимо уделять особое внимание их жесткоти, поскольку многие детали работают в условиях интенсивных механических воздействий: вибраций, ударов и линейных ускорений. Жесткость обеспечивается выбором необходимой толщины детали, что часто неприемлемо из-за увеличения ее массы. В этих случаях жесткость листовой детали можно увеличить путем применения всевозможных выдавок и отбортованных краев, зигов. Это относится к большим плоским поверхностям. Формы выдавок могут быть прямоугольными, круглыми, кольцевыми и т.д
Рис. 9.9. Форма выкроек при гибке штампованных деталей
Рекомендуемые соотношения при выдавке H=(2-5)S, =(2-5)S, где H -высота выдавки, S – толщина листа. Размеры диаметров D выбирают конструктивно. Размеры зиговок (рис. 9.7, е) зависят от толщины материала и бывают нормальные и уменьшенные. При нормальных размерах зиговок S=0.5- 1 мм, расстояние между выдавками А=20 мм, радиус выдавок R= 4 мм, H=3 мм, при уменьшенных А=10 мм, R= 2, 5 мм, H=2 мм. Формы разбортовок для утопления головок винтов, нарезания резьбы, а также повышения жесткости и формирования направляющих показаны на рис. 9.7 ж. Рекомендуемые соотношения при разбортовке R > 1+1.5 S, H=0, 8d, где диаметр предварительного отверстия d=D+S+0, 85R-2H. Выдавку и разбортовку используют при изготовлении корпусных деталей типа корпуса механизма, шасси и панелей. Наружные поверхности корпуса для защиты от влаги защищают лакокрасочным покрытием с предварительной грунтовкой и шпаклевкой, внутреннюю поверхность корпуса грунтуют. Защита механизма в корпусе от попадания пыли обеспечивается фетровыми и манжетными уплотнителями, для стыковочных мест – прокладками из резины и пластмасс. При конструировании корпусов механизмов РЭС необходимо стремиться к максимальной типизации и унификации элементов конструкции деталей. При конструировании корпусных деталей за базовые поверхности следует принимать поверхности, обеспечивающие строгую ориентацию детали относительно координатных осей станка и исходной точки начала траектории движения инструмента. Рекомендуется в качестве базовых поверхностей использовать плоские наружные поверхности корпуса. Простановка размеров для литой детали производится от левого края детали. Для штампованных корпусных деталей за технологическую базу принимают расстояние между двумя отверстиями (рис. 9.10), от которых идёт простановка остальных размеров детали.
Рис. 9.10. Размеры литой (а) и штампованной (б) детали
На чертеже обычно указывают толщину детали как справочный размер и несопрягаемые размеры выполняют с квалитетами H14, h14; ± JT14/2. Нанесение на чертеже размеров должно обеспечивать полную автоматизацию механической обработки, для этого совмещают конструкторские и технологические базы. Металлические втулки, входящие в состав сборочных единиц, часто стандартизованы. На гладкие втулки с диаметром от 1 мм выше имеется ОСТ 4.200.07 – 78.
Контрольные вопросы
1.Какие конструкции зубчатых колес используются при проектировании механизмов РЭС? 2.Чем обусловлено применение составных колес в виде сборочных единиц? 3.Какие конструкции дисков и ремней используются при проектировании фрикционных механизмов? 4.Что указывается на рабочем чертеже зубчатого колеса кроме размеров его конструктивных элементов? 5.Как определяют размеры пружины для составного люфтовибирающего колеса? 6.Какие виды формообразующих операций используются при проектировании шампованных деталей? 7.Чем характеризуются литые корпусные детали? 8.Объясните основные типовые конструкции валов и осей и из каких материалов их изготавливают? 9.Какие требования предъявляются к штампованным корпусным деталям? 10. Что принимается за базовые поверхности при конструировании корпусных деталей? 11. Какие конструкции червячных колес используются при проектировании механизмов РЭС? 12. Как определяется минимальный радиус гибки при разработки корпусных деталей? 13. Чему равна ширина и толщина фланцев литых деталей механизмов РЭС?
10. ПРОГРАММЫ РАСЧЕТА
К программам расчета относятся текстовые программы: Zub.pas, hard.pas и fric.pas. Программы составлены для версии языка Turbo pascal 7.0 и работают с любым персональным компьютером класса Pentium с обьемом оперативной памяти 256 мегабайт. В программе Zub.pas создается экран и программа ожидает одно из восьми возможных событий главного меню: “1. Внешний вид механизма. 2. Расчет геометрии механизма. 3. Прочностной расчет передачи. 4. Расчет КПД механизма. 5. Силовой расчет механизма. 6. Расчет вала на прочность. 7.Сведения об авторах 8. Выход из программы.” При вводе внешнего вида дается краткое описание геометрии, а затем при расчете выбирается тип передачи: 1 – прямозубая, 2 – косозубая, 3 – червячная. Вводится шаг, определяется модуль и выбирается стандартный модуль, вводится число колес и зубьев и автоматически рассчитывается геометрия передачи. В программе Zub.pas демонстрируется также основные приемы расчета прочности, силового расчета, коэффициент полезного действия различных зубчатых передач с использованием входных файлов: mechan.dat, mechan1.dat, mechan2.dat, mechan3.dat задающих стандартные значения модуля, коэффициента формы YF (mechan.dat) в зависимости от числа зубьев (mechan1.dat) и значение стандартного межосевого расстояния (mechan3.dat). работа программы заключается в воде определенных стандартных параметров, необходимых для расчета геометрии, силовых характеристик, динамических параметров и прочности зацеплений на контактные напряжения и изгиб. Выполнение любого из возможных 8 событий начинается с нажатия заданной цифры и клавиши “Enter”, переводящей экран к активному режиму, а при нажатии цифры 8 обеспечивается выход из программы. Программа Zub.pas требует наличия файлов qraph.tpu и eqavqa.bgi, находящихся в библиотеке Turbo pascal 7.0 /10-12/. Программа hard.pas и fric.pas производит расчет геометрии фрикционных передач с жесткой и гибкой связями, их силовой расчет и расчет зацеплений на прочность. Основной пункт главного “меню” включает: “1. Расчет кинематики. 2. Силовой расчет. 3. Расчет зацеплений на прочность. 4. Выход из программы.”
Нажатием соответствующей клавиши (номера), обеспечивается ввод в соответствующий пункт расчета, а при нажатии клавиши “4” – выход из программы.
Листинг программы Zub.pas (Программа рсчета зубчатых механизмов)
program zub; uses graph, crt; var gd, gm: integer; key: char; procedure box(x1, y1, x2, y2, color: integer); begin setfillstyle(1, color); bar(x1, y1, x2, y2); setlinestyle(0, 1, 3); moveto(x1+7, y1+5); lineto(x1+7, y2-5); lineto(x2-7, y2-5); lineto(x2-7, y1+5); lineto(x1+7, y1+5); end; procedure title; begin setbkcolor(black); setcolor(red); settextjustify(1, 1); settextstyle(1, 0, 5); outtextxy(310, 100, 'РАСЧЕТ'); setcolor(green); outtextxy(310, 150, 'ЗУБЧАТОЙ'); outtextxy(310, 200, 'ПЕРЕДАЧИ'); repeat until keypressed; key: =readkey; clearviewport; end; procedure point_1; const pi=3.1416; var flag: boolean; arccoords: arccoordstype; i, j, st_ang, end_ang, x1, x2, y1, y2, x0, y0, l, c: integer; d, z, ang_0, s1_ang, s1_s_ang, s2_s_ang, x_center: array [1..2] of integer; t, s1, s1_s, s2_s, d1, d2: array [1..2] of real; ang: array [1..20, 1..2] of integer; begin d[1]: =200; z[1]: =20; z[2]: =10; {Вычисление дополнительных параметров} d[2]: =trunc(d[1]*z[2]/z[1]); for i: =1 to 2 do begin t[i]: =d[i]*pi/z[i]; d1[i]: =d[i]+0.6*t[i]; d2[i]: =d[i]-0.4*t[i]; s1[i]: =0.5*t[i]; s1_ang[i]: =trunc(180/z[i]); end; clearviewport; l: =trunc(d1[1]+d2[2]+2) div 2; x_center[1]: =trunc(320+l/2); x_center[2]: =x_center[1]-l; ang_0[1]: =180-trunc(s1_ang[1]/2); ang_0[2]: =270-s1_ang[1]; setbkcolor(black); setcolor(green); for i: =0 to 1 do begin setactivepage(i); setcolor(white); setbkcolor(black); end; for i: =1 to 2 do begin s1_s[i]: =0.6*s1[i]; s1_s_ang[i]: =trunc(360*s1_s[i]/(d1[i]*pi)); s2_s[i]: =0.6*s1[i]; s2_s_ang[i]: =trunc(360*s2_s[i]/(d2[i]*pi)); end; repeat for j: =0 to 1 do begin if j=0 then begin setactivepage(0); setvisualpage(1); end else begin setactivepage(1); setvisualpage(0); end; cleardevice; setcolor(white); settextjustify(1, 1); outtextxy(330, 30, 'Геометрия зубчатой передачи'); setcolor(white); for c: =1 to 2 do begin flag: =false; for i: =1 to z[c] do begin {Окружность выступов} st_ang: =trunc(ang_0[c]+(s1_ang[c]-s1_s_ang[c]) div 2); end_ang: =trunc(ang_0[c]+s1_ang[c]-(s1_ang[c]-s1_s_ang[c]) div 2); arc(x_center[c], trunc(getmaxy/2), st_ang, end_ang, trunc(d1[c]/2)); ang_0[c]: =trunc(ang_0[c]+s1_ang[c]); getarccoords(arccoords); if flag=true then begin x2: =arccoords.xstart; y2: =arccoords.ystart; line(x1, y1, x2, y2); end else begin x0: =arccoords.xstart; y0: =arccoords.ystart; end; x1: =arccoords.xend; y1: =arccoords.yend; {Окружность впадин} st_ang: =trunc(ang_0[c]+(s1_ang[c]-s2_s_ang[c]) div 2); end_ang: =trunc(ang_0[c]+s1_ang[c]-(s1_ang[c]-s2_s_ang[c]) div 2); arc(x_center[c], trunc(getmaxy/2), st_ang, end_ang, trunc(d2[c]/2)); ang_0[c]: =trunc(ang_0[c]+s1_ang[c]); getarccoords(arccoords); x2: =arccoords.xstart; y2: =arccoords.ystart; line(x1, y1, x2, y2); x1: =arccoords.xend; y1: =arccoords.yend; flag: =true; end; x1: =arccoords.xend; y1: =arccoords.yend; line(x1, y1, x0, y0); circle(x_center[c], trunc(getmaxy/2), trunc(d[c]/8)); setfillstyle(1, blue); if ang_0[c]> 360 then ang_0[c]: =ang_0[c]-360; ang_0[c]: =ang_0[c]+1; if c=2 then ang_0[2]: =ang_0[2]-1-trunc(z[1]/z[2]); end; end; until keypressed; key: =readkey; setactivepage(0); setcolor(yellow); circle(x_center[1], trunc(getmaxy/2), trunc(d1[1]/2)); circle(x_center[2], trunc(getmaxy/2), trunc(d1[2]/2)); outtextxy(180, 50, 'Это-окружность выступов'); repeat until keypressed; key: =readkey; setcolor(green); circle(x_center[1], trunc(getmaxy/2), trunc(d2[1]/2)); circle(x_center[2], trunc(getmaxy/2), trunc(d2[2]/2)); outtextxy(165, 70, 'Это-окружность впадин'); repeat until keypressed; key: =readkey; setcolor(CYAN); circle(x_center[1], trunc(getmaxy/2), trunc(d[1]/2)); circle(x_center[2], trunc(getmaxy/2), trunc(d[2]/2)); outtextxy(135, 90, 'А это-делительная'); outtextxy(230, 110, 'окружность'); repeat until keypressed; key: =readkey; settextjustify(0, 2); setcolor(magenta); outtextxy(15, 270, 'Окружности впадин и выступов очерчивают нижнюю'); outtextxy(15, 290, 'и верхнюю границы зуба. Делительная окружность'); outtextxy(15, 310, 'разделяет зуб на две части - головку и ножку. Очевидно, '); outtextxy(15, 330, 'что высота зуба равна сумме высот ножки и головки.'); repeat until keypressed; key: =readkey; clearviewport; end; procedure point_2; label 4; var p, d, m, h, aw, b1, ha, hf, ha1, c, pci, i, u, re, rm, me, dl1, dl2, de1, de2, he, dae1, dae2, b, q, d1, da1, df1, d2, da2, df2, hf1, dn, kn, b2, ham: real; z, z1, z2, n, n1, rec, otv1: integer; a, da, df: array[1..18] of real; w: array[1..17] of real; procedure pryam; begin clrscr; write('Введите шаг[мм] зубчатого колеса - '); readln(p); m: =p/pi; clrscr; writeln('ряд 1: 0.1; 0.12; 0.15; 0.2; 0.25; 0.3; 0.4; 0.5; '); writeln(' 0.6; 0.8; 1.0; 1.25; 1.5; 2.0; 2.5; 3.0; '); writeln(' 4.0; 5.0'); writeln; writeln('ряд 2: 0.14; 0.18; 0.22; 0.28; 0.35; 0.45; 0.55; 0.7; '); writeln(' 0.9; 1.125; 1.375; 1.75; 2.25; 2.75; 3.5; 4.5; '); writeln(' 5.5; 6.0'); writeln; writeln('Вычесленное значение модуля m[мм]= ', m: 5: 3); writeln; writeln('Выберете стандартный модуль '); write('используя ряд 1 или ряд 2 -'); readln(m); writeln; ha1: =1; c: =0.25; write('Введите число зубчатых колес - '); readln(n); n1: =1; i: =1.0; clrscr; repeat write('Введите число зубьев ', n1, '-го колеса-'); readln(z); d: =m*z; a[n1]: =d; writeln('Делительный диаметр ', n1, '-го колеса d[мм] = ', d: 5: 2); writeln; if n1> 1 then i: =i*a[n1]/a[n1-1]*(-1); n1: =n1+1; until n1> n; writeln('Для продолжения нажмите любую клавишу'); repeat until keypressed; clrscr; writeln('Значение передаточного отношения i=', i: 6: 3); if i< 0 then u: =i*(-1) else u: =i; ha: =ha1*m; hf: =(ha1+c)*m; h: =ha+hf; writeln('Высота зуба h[мм] = ', h: 5: 2); n1: =1; repeat da[n1]: =a[n1]+2*ha1*m; writeln('Значение диаметра вершины зубьев', n1, '-го колеса da[мм] = ', da[n1]: 5: 2); df[n1]: =a[n1]-2*(ha1+c)*m; writeln('Значение диаметра впадин df[мм] = ', df[n1]: 5: 2); n1: =n1+1; until n1> n; n1: =1; repeat aw: =0.5*(a[n1]+a[n1+1]); write('Значение межосевого расстояния', n1, '-й зубчатой пары '); writeln('aw[мм]=', aw: 6: 2); n1: =n1+1; until n1=n; writeln('Определение ширины зубчатого венца--'); writeln('! Выбор коффициента pciba! '); writeln('--------------------------------------------------'); writeln('! 0.01-0.1! Кинематические и легконагруженные передачи! '); writeln('--------------------------------------------------'); writeln('! 0.1-0.25! Легко и средненагруженные передачи! '); writeln('--------------------------------------------------'); writeln('! 0.25-0.40! Зубчатые педачи при повышенной жесткости валов! '); writeln('--------------------------------------------------'); write('Выберите значение коэффициента pciba= '); readln(pci); b1: =aw*pci; writeln('Ширина венца зубчатого колеса b[мм]=', b1: 5: 2); end; procedure kosoz; begin write('Введите шаг[мм] зубчатого колеса - '); readln(p); write('Введите число зубьев 1-го колеса-'); readln(z1); write('Введите число зубьев 2-го колеса-'); readln(z2); clrscr; me: =p/pi; re: =0.5*me*sqrt(sqr(z1)+sqr(z2)); writeln('Значение внешнего конусного расстояния re[мм] = ', re: 7: 4); writeln; b: =0.3*re; rm: =re-0.5*b; writeln('Значение среднего конусного расстояния rm[мм] = ', rm: 7: 4); writeln; dl1: =arctan(z1/z2); dl2: =pi/2-dl1; writeln('Углы делительных конусов: '); writeln(' dl1[рад] = ', dl1: 7: 4); writeln(' dl2[рад] = ', dl2: 7: 4); writeln; de1: =me*z1; de2: =me*z2; writeln('Внешний делительный диаметр: '); writeln(' de1[мм] = ', de1: 7: 4); writeln(' de2[мм] = ', de2: 7: 4); writeln; ha1: =1; ha: =ha1*me; dae1: =de1+2*ha*cos(dl1); dae2: =de2+2*ha*cos(dl2); writeln('Внешний диаметр вершин: '); writeln(' d
|
