1 Аналитическая часть
1.1 Назначение и конструкция узла
Сектор зубчатый АВИМ.721396.009 представляет собой одну из составных частей безлюфтовой зубчатой передачи, входящей в состав редуктора бортовой радиолокационный станции. Редуктор служит для дистанционного (программного) углового перемещения основных радиолокационных элементов в азимутальной плоскости, а также обеспечивает их ручное позиционирование и вращение из кабины пилота.
БРЛС устанавливается на вертолетах серии МИ-6, МИ-8 и предназначена для обеспечения круглосуточного всепогодного применения и выполняет следующие функции:
Обнаружение подвижных и неподвижных целей с определением их координат;
Обнаружение воздушных целей и степени их опасности;
Обеспечение маловысотного полёта с обнаружением опасных объектов, в том числе опор и проводов ЛЭП;
Обнаружение опасных для полёта метеообразований с определением их интенсивности;
Картографирование земной поверхности.
Рисунок 1 - Сектор зубчатый АВИМ.721396.009
Требования к детали напрямую зависят от требований, предъявляемых к выходным характеристикам всего изделия, в состав которого она входит. В связи с чем, к конструкции данного зубчатого зацепления предъявляют повышенные требования, такие как:
Минимальный вес, высокая прочность и жесткость конструкции, минимизировать влияние температурных деформаций, вибраций и других динамических воздействий , поэтому для изготовления детали используется сталь 38Х2МЮА-3 ГОСТ 4543-71.
Достаточно высокая точность изготовления, т.к. отклонения от оптимальной геометрии детали серьезно отражаются на выходных параметрах всего изделия.
1.2 Анализ технологичности конструкции детали
По своей конструктивной форме Сектор зубчатый относится к деталям типа «корпус», что накладывает ряд особенностей на его обработку.
Тщательно проанализировав конструкцию детали, выявили, что наиболее важными элементами конструкции являются посадочный диаметр 25Н7 мм и плоскости контакта двух сопрягаемый зубчатый секторов (диаметр 142, 148 мм, связанный радиальным биением 0.03 мм и диаметр 30мм. Два сквозных отверстия 14 предназначены для облегчения детали. Резьбовые отверстия М4-Н7 и паз 22х2 предназначены для крепления кронштейна. Пазы шириной 11мм с служат для установки двух цилиндрических пружин, обеспечивающих натяг в безлюфтовом зубчатом зацеплении.
Часть поверхностей оказывается недоступна для режущего инструмента, поскольку занята зажимными поверхностями приспособлений. Поэтому минимальное число установов для такой детали – три. Но реализовать это на используемом в базовом технологическом процессе оборудовании невозможно. В связи с этим, в новом технологическом процессе решено использовать современный станок с числовым программным управлением модель MAZAK VERTICAL CENTER NEXUS 410B-II HS с вертикальным шпинделем., что позволит реализовать принцип интеграции обработки.
1.3 Обоснование выбора материала детали
Обрабатываемая деталь – «сектор зубчатый» используется в авиастроении и является частью бортовой радиолокационной станции (БРЛС). В связи с этим материал детали должен обеспечивать минимальный вес детали при достаточной жесткости и прочности. Деталь должна свести к минимуму влияние на конструкцию температурных деформаций, деформаций вследствие динамических и статических нагрузок. Поэтому для изготовления детали используется жаропрочная релаксационностойкая сталь 38Х2МЮА ГОСТ 4543-71
Данные о механических, физических свойствах слали и его химическом состава приведены в таблицах 2, 3 и 4 соответственно.
Таблица 1 - Механические свойства при Т=20oС материала сталь 38Х2МЮА.
Сортамент |
Размер |
Напр. |
sв |
sT |
d5 |
y |
KCU |
Термообр. |
|
- |
мм |
- |
МПа |
МПа |
% |
% |
кДж / м2 |
- |
|
Лист |
|
Прод. |
825 |
665 |
16,5 |
64 |
1600 |
Закалка930-940 Отпуск 660 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Твердость материала сталь 38Х2МЮА |
HB 10 -1 = 229 МПа |
||||||||
где:
Sв-Предел кратковременной прочности , [МПа];
sT-Предел пропорциональности (предел текучести для остаточной деформации), [МПа];
d5-Относительное удлинение при разрыве , [ % ];
y-Относительное сужение , [ % ];
KCU-Ударная вязкость , [ кДж / м2];
HB-Твердость по Бринеллю , [МПа].
Таблица 2 - Физические свойства материала сталь 38Х2МЮА.
|
E 10- 5 |
a 10 6 |
l |
r |
C |
R 10 9 |
Град |
МПа |
1/Град |
Вт/(м·град) |
кг/м3 |
Дж/(кг·град) |
Ом·м |
20 |
2,09 |
|
33 |
7710 |
|
|
100 |
2,02 |
11,5 |
33 |
|
497 |
|
T -Температура, при которой получены данные свойства , [Град];
E-Модуль упругости первого рода , [МПа];
a -Коэффициент температурного (линейного) расширения (диапазон 20° - T ), [1/Град];
l-Коэффициент теплопроводности (теплоемкость материала) , [Вт/(м·град)];
r-Плотность материала , [кг/м3];
C -Удельная теплоемкость материала (диапазон 20° - T ), [Дж/(кг·град)];
R -Удельное электросопротивление, [Ом·м].
Таблица 3 – Химический состав в % стали 38Х2МЮА.
C |
i |
n |
i |
S |
P |
r |
o |
l |
u |
35 - 0.42 |
0.2 - 0.45 |
0.3 - 0.6 |
до 0.3 |
до 0.025 |
до 0.025 |
1.35 - 1.65 |
0.15 - 0.25 |
0.7 - 1.1 |
до 0.3 |