3 Анализ конструкции деталей редуктора и синтез их размерного описания и технических требований

3.1 Теоретическая схема базирования деталей, ее обоснование и классификация баз

Вал 5

Нумерация поверхностей вала приведена на рисунке 2.

Вал предназначен для базирования зубчатых колес поз. 2 и 3 и передачи движения от входного вала-шестерни на выходной вал. На валу устанавливается шпонки поз.34 и поз.35 и зубчатые колеса (коническое поз. 2 и цилиндрическое поз. 3).

Рисунок 2– Нумерация поверхностей вала

Основными базами вала являются поверхности, обозначенные на рисунке 2 номерами 2, 13, 14. Поверхности 2 и 14 образуют двойную направляющую базу, лишающую деталь 4–х степеней свободы – перемещения вдоль осей Z и Y (Рисунок 3) и вращения вокруг тех же осей (точки 1-4). Вал устанавливается в подшипники по посадке . Это посадка с гарантированным натягом. Поэтому базой является ось двух поверхностей 2 и 14, то есть ось поверхностей 2 и 14 являются неявной базой.

Положение вала вдоль оси Х определяется основной базой, которой является поверхность13. Поверхность 13 является основной конструкторской опорной явной базой и лишает вал одной степени свободы – перемещения вдоль оси Х.

Рисунок 3 – Схема базирования вала 5

Шестой степени свободы – вращения вокруг оси X - вал не лишен, так как во внутреннее кольцо подшипника вал может быть запрессован в любом угловом положении относительно оси Х и не важно для выполнения им служебного назначения. Поэтому схема базирования вала является неполной и деталь лишена пяти (а не шести, как при полной схеме базирования) степеней свободы.

Окончательно имеем типовую схему базирования: ось поверхностей 2 и 14 – основная конструкторская двойная направляющая неявная база; поверхность 13 – основная конструкторская опорная явная база.

3.2. Анализ конструктивной формы вала

Вал является промежуточным передаточным звеном, вращение передает от зубчатого конического колеса к шестерне, не изменяя его, поэтому он не несет на себе исполнительных поверхностей редуктора.

Основная базав вала (рисунок 6):

- торцевая поверхность 13 – основная конструкторская явная опорная база;

- ось двух цилиндрических поверхностей 2, 14 является основной конструкторской неявной двойной направляющей базой.

Рисунок 6 – Классификация поверхностей вала по функциональному назначению

Вспомогательные базы вала:

ВБ1: служит для базирования зубчатого колеса, состоит из цилиндрической шейки 6 и плоского кольцевого торца 7

• шейка вала 6 является явной двойной направляющей (отношение длины отверстия к его диаметру больше единицы) базой

• Торец 7 является опорной явной базой.

ВБ2: служит для установки шпонки и состоит из плоскости дна паза 24, боковых плоскостей 21 и 22 и цилиндрических поверхностей 18 и 19.

• Дно шпоночного паза - поверхность 24 является установочной явной базой

• Боковые поверхности шпоночного пазов 16 и 17 образуют явную направляющую базу. В схеме базирования имеется неопределенность, так как шпонка устанавливается в паз по посадке с гарантированным зазором и может изменять свое положение в пределах зазора между ее боковыми поверхностями и боковыми поверхностями шпоночного паза.

• Два полуцилиндра 18 и 19 образуют опорную явную базу, лишающую шпонку перемещения вдоль оси Z. В схеме базирования вдоль оси Z имеется неопределенность, так как шпонка устанавливается в паз по посадке с гарантированным зазором и может изменять свое положение в пределах зазора между ее полуцилиндрическими поверхностями и поверхностями шпоночного паза.

Схема базирования шпонки полная.

ВБ3: служит для базирования зубчатой шестерни и состоит из цилиндрической шейки 10 и кольцевого плоского торца 9

• шейка вала 10 является явной (так как шестерня устанавливается на вал с зазором) двойной направляющей базой, так как отношение длины отверстия к его диаметру больше единицы.

• Торец 9 является опорной явной базой

ВБ4: служит для установки шпонки, состоит из плоскости дна паза 25, боковых плоскостей 20 и 21 и цилиндрических поверхностей 22 и 23.

• Дно шпоночного паза (поверхность 25) является установочной явной базой.

• Боковые поверхности шпоночных пазов (20 и 21) являются направляющими базами образуют явную направляющую базу. В схеме базирования имеется неопределенность, так как шпонка устанавливается в паз по посадке с гарантированным зазором и может изменять свое положение в пределах зазора между ее боковыми поверхностями и боковыми поверхностями шпоночного паза.

• Два полуцилиндра 22 и 23 образуют опорную явную базу, лишающую шпонку перемещения вдоль оси Z. В схеме базирования вдоль оси Z имеется неопределенность, так как шпонка устанавливается в паз по посадке с гарантированным зазором и может изменять свое положение в пределах зазора между ее полуцилиндрическими поверхностями и поверхностями шпоночного паза.

Схема базирования шпонки полная.

ВБ5 служат для базирования распорной втулки и состоит из цилиндрической шейки 4 и плоского кольцевого торца 5

• Шейки вала 4 является двойной опорной базой, так как длина цилиндра меньше его длины, база явная, так как на вал втулка устанавливается с зазором. В схеме базирования имеет место неопределенность базирования в радиальных направлениях в пределах этого зазора.

• Торец 5 является явной установочной базой

Схема базирования втулки неполная, втулка лишается 5 степей свободы.

ВБ6 служат для базирования распорной втулки и состоит из цилиндрической шейки 12, которая выполняет функцию двойной направляющей (отношение длины к диаметру больше 1) явной базы (втулка устанавливается на вал с зазором). Схема базирования неполная, втулка лишается 4-х степеней свободы.

ВБ7 служит для базирования левого подшипника в осевом направлении, состоит из кольцевого торца 3, является явной установочной базой

Схемы базирования устанавливаемых на вал деталей приведены на рис. 7

Рисунок 7 – Схемы базирования присоединяемых деталей: зубчатых колес, шпонок, втулок

Свободные поверхности. В эту группу входят все остальные поверхности вала, служат для образования замкнутого объема.