1 Описание и анализ технологичности детали, характеристика материала

1. Описание конструкции и назначение детали

Деталь «Вал-шестерня» является основной деталью машин.

Вал-шестерня - это деталь машин, предназначенная для передачи крутящего момента и восприятия действующих сил со стороны расположенных на нём деталей и опор.

Деталь «Вал-шестерня» относится к группе тел вращения с габаритными размерами Ø39х149мм. Вал состоит из пяти ступеней. Первая ступень Ø39 длиной 22,5мм. На длину 4 мм идет тонкое точение до Ø22мм. С двух сторон сняты фаски 2х45°. Вторая ступень Ø17,5k6 длинной 16,5мм. Третья ступень Ø17 длиной 58мм. Четвертая ступень Ø17,5k6 длинной 10мм. На пятой ступени Ø16h6 выполнен шпоночный паз, и сняты две фаски по бокам ступени 2,5х45°.Между ступенями проточены канавки шириной 1 мм. С торцов вал имеет центровочные отверстия по ГОСТ4543-74. Первая ступень Ø22,5 имеет коническое прямозубое колесо Ø39 и длиной 18,5 имеет снос под градусом 18º. 

1.2 Технологичность конструкции

В результате анализа чертежа было определено, что чертеж содержит все необходимые сведения о точности размеров, качестве обрабатываемых поверхностей и взаимного расположения поверхностей, а именно:

- точность размеров основных поверхностей находятся в пределах 6-11 квалитетов k6 Ø17,5h6, Ø16h11, Ø16, а размеры с не указанными предельными отклонениями выполняются по 14 квалитету.

- допуски цилиндричности 0,005мм.

- допуск соосности Ø17,5k6 относительно базовой плоскости АВ 0,012мм.

- допуск перпендикулярности торцевой поверхности относительно базы АВ 0,008мм.

- допуск параллельности шпоночного паза шириной 10Р9 равен 0,025мм относительно базовой плоскости Г.

- допуск симметричности шпоночного паза шириной 10Р9 относительно плоскости Г равен 0,036мм.

Допуск радиального биения 0,025мм относительно базы АВ.

- шероховатость сопрягаемых цилиндрических поверхностей Ø17,5k6 ограничивается значениями Ra1,25

- шероховатость боковых поверхностей шпоночного паза Rz20, а остальные поверхности имеют шероховатость Rz40.

1.3 Физические, механические свойства и химический состав материала детали

Для изготовления детали «Вал-шестерня» применяется конструкционная углеродистая качественная сталь 40 ХН ГОСТ 4543-71.

Таблица 1- Химический состав Стали 40 ХН ГОСТ 4543-71.

Примерный химический состав, %
С (углерод)	Si (Кремний)	Ni (Никель)	Cu (Медь)	Cr (Хром)	N (Азот)		S (сера)	P (Фосфор)
		Не более
0,36-0,44	0,17-0,37	1-1,4	0,035	0,45-0,75		0,08	0,035			0,3

Таблица 2 - Механические свойства 40 ХН ГОСТ 4543-71.

ГОСТ	Состояние поставки, режимы термообработки	Сечение мм	КП	σв МПа	σ0,2 МПа	ᵟб %	ᴪ %	КСИ Дж/см2	НВ
4543- 71	Пруток закалка 820ºС, масло. Отпуск 500ºС, масло или вода.	25	-	980	750	11	45	69	-

Технологические свойства:

Температура ковки ºС: начало 1250, конца 830. Сечения до 50 мм охлаждается на воздухе, от 51-200 мм - в мульде, с 201-300 мм- с печью.

Свариваемость - трудносвариваемая. РДС, АДС под флюсом. Необходимы прогрев и последующая термообработка.

Обрабатываемость резанием- в горячем состоянии при НВ 186-170 и σ_в=690МПа.

Склонность к отпускной хрупкости- склонна.