ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ДОНЕЦКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра «Технология машиностроения»

ОТЧЁТ

по преддипломной практике

магистров направления подготовки 15.04.05 «Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств»

студента гр. ИТМ-15м Васильев Е.В.

Руководитель практики Ивченко Т.Г.

от университета

Руководитель магистерской работы Лахин А.М.

Донецк

2017

РЕФЕРАТ

Отчёт по преддипломной практике: 22 с., 4 рис., 20 источника.

Объект исследования: технологический процесс комбинированной отделочной обработки зубчатых колес ионно-плазменными покрытиями.

Цель – повышение качества и эффективности изготовления зубчатых колес на основе разработки технологического обеспечения функционально - ориентированных технологий.

Выполнен анализ современного состояния вопроса. В процессе эксплуатации зубчатые колеса подвергаются различным видам износа. Были рассмотрены дефекты зубчатых колес. Стоит отметить, что не все из них являются характерными, некоторые из них представляют наибольший интерес.

Разработан технологический метод повышения качества зубчатых колес на базе ФОП.

КАЧЕСТВО, ВАКУУМНЫЕ ИОННО-ПЛАЗМЕННЫЕ ПОКРЫТИЯ, ЗУБЧАТЫЕ КОЛЕСА, ПРИНЦИП КОНЦЕНТРАЦИИ, СТРУКТУРА ТП, ФУНКЦИОНАЛЬНО-ОРИЕНТИРОВАННАЯ ТЕХНОЛОГИЯ.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 4

1 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА ИССЛЕДОВАНИЯ. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ РАБОТЫ 6

1.1 Общие характеристики зубчатых колес. Требования, предъявляемые к зубчатыми колесами на этапе проектирования. 6

1.2 Основные особенности и классификация современных способов отделочной обработки зубчатых колес 7

1.3 Анализ и области применения основных методов нанесения износостойких покрытий. Определение рационального способа нанесения покрытий на рабочие поверхности зубчатых колес 8

1.4 Цель и задачи работы 10

2 РАЗРАБОТКА ОБЩЕЙ МЕТОДИКИ ОТДЕЛОЧНОЙ ОБРАБОТКИ РАБОЧИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС НА БАЗЕ НАНЕСЕНИЯ ФУНКЦИОНАЛЬНО – ОРИЕНТИРОВАННЫХ ПОКРЫТИЙ 13

2.1 Формирование служебного назначения зубчатых колес 13

2.2 Анализ и классификация элемента изделий с зубчатыми колесами. Основные особенности каждой группы элементов 14

2.3 Основные особенности функционально-ориентированных технологий изготовления зубчатых колес 16

2.4. Общая структурная схема работы 17

ВЫВОДЫ 20

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 21

Введение

Актуальность темы. Зубчатое колесо или шестерня — основная деталь зубчатой передачи в виде диска с зубьями на цилиндрической или конической поверхности, входящими в зацепление с зубьями другого зубчатого колеса. В машиностроении принято малое зубчатое колесо называть шестернёй, а большое — колесом. Однако часто все зубчатые колёса называют шестернями. Минимальное число зубьев звездочек ограничено в связи с износом шарниров, неравномерностью скорости и шумом при работе. Для передач с втулочно-роликовыми цепями его назначают от 12 ( при передаточных числах и 6) до 31 ( при 1), для передач с зубчатыми цепями - от 17 до 40 при тех же передаточных числах. В противном случае не будет соблюдено условие плавного и надёжного зацепления. Отсюда и происходит название - шестерня.

Зубчатые колёса обычно используются парами с разным числом зубьев с целью преобразования вращающего момента и числа оборотов валов на входе и выходе. Колесо, к которому вращающий момент подводится извне, называется ведущим, а колесо, с которого момент снимается — ведомым. Если диаметр ведущего колеса меньше, то вращающий момент ведомого колеса увеличивается за счёт пропорционального уменьшения скорости вращения, и наоборот. В соответствии с передаточным отношением, увеличение крутящего момента будет вызывать пропорциональное уменьшение угловой скорости вращения ведомой шестерни, а их произведение — механическая мощность — останется неизменным. Данное соотношение справедливо лишь для идеального случая, не учитывающего потери на трение и другие эффекты, характерные для реальных устройств.

Профиль зубьев колёс как правило имеет эвольвентную боковую форму. Однако существуют передачи с круговой формой профиля зубьев (передача Новикова с одной и двумя линиями зацепления) и с циклоидальной. Кроме того, в храповых механизмах применяются зубчатые колёса с несимметричным профилем зуба.

Задачи:

- выполнить анализ конструкций и особенностей работы зубчатых колес с точки зрения соответствия их функционально-ориентированному подходу; выполнить исследование существующих технологий повышения качества зубчатых колес которые могут быть использованы для реализации функционально-ориентированных технологий;

- предложить методику синтеза и алгоритм синтеза функционально-ориентированных технологий направленных на повышение качества зубчатых колес;

- разработать схемы технологических воздействий на основе принципов ориентации технологических воздействий для свойств и эксплуатационных функций элементов зубчатых колес;

- разработать структурное и технологическое обеспечение реализации операций функционально-ориентированного технологического процесса на основе нанесения вакуумных ионно-плазменных покрытий на рабочие элементы зубчатых колес;

- разработать рекомендации по внедрению результатов работы в производство.

1 Аналитический обзор современного состояния вопроса исследования. Цели и задачи работы

1.1 Общие характеристики зубчатых колес. Требования, предъявляемые к зубчатыми колесами на этапе проектирования.

Зубчатое колесо или шестерня — основная деталь зубчатой передачи в виде диска с зубьями на цилиндрической или конической поверхности, входящими в зацепление с зубьями другого зубчатого колеса. В машиностроении принято малое зубчатое колесо называть шестернёй, а большое — колесом. Однако часто все зубчатые колёса называют шестернями. Минимальное число зубьев звездочек ограничено в связи с износом шарниров, неравномерностью скорости и шумом при работе. Для передач с втулочно-роликовыми цепями его назначают от 12 (при передаточных числах и 6) до 31 (при 1), для передач с зубчатыми цепями - от 17 до 40 при тех же передаточных числах. В противном случае не будет соблюдено условие плавного и надёжного зацепления. Отсюда и происходит название - шестерня.

Зубчатые колёса обычно используются парами с разным числом зубьев с целью преобразования вращающего момента и числа оборотов валов на входе и выходе. Колесо, к которому вращающий момент подводится извне, называется ведущим, а колесо, с которого момент снимается — ведомым. Если диаметр ведущего колеса меньше, то вращающий момент ведомого колеса увеличивается за счёт пропорционального уменьшения скорости вращения, и наоборот. В соответствии с передаточным отношением, увеличение крутящего момента будет вызывать пропорциональное уменьшение угловой скорости вращения ведомой шестерни, а их произведение — механическая мощность — останется неизменным. Данное соотношение справедливо лишь для идеального случая, не учитывающего потери на трение и другие эффекты, характерные для реальных устройств.

Профиль зубьев колес, как правило, имеет эвольвентную боковую форму. Однако существуют передачи с круговой формой профиля зубьев (передача Новикова с одной и двумя линиями зацепления) и с циклоидальной. Кроме того, в храповых механизмах применяются зубчатые колёса с несимметричным профилем зуба.

Параметры эвольвентного зубчатого колеса:

m — модуль колеса. Модулем зацепления называется линейная величина в π раз меньшая окружного шага P или отношение шага по любой концентрической окружности зубчатого колеса к π, то есть модуль - число миллиметров диаметра делительной окружности приходящееся на один зуб. Тёмное и светлое колёсо имеют одинаковый модуль. Самый главный параметр, стандартизирован, определяется из прочностного расчёта зубчатых передач. Чем больше нагружена передача, тем выше значение модуля. Через него выражаются все остальные параметры.

В машиностроении приняты определенные значение модуля зубчатого колеса m для удобства изготовления и замены зубчатых колёс, представляющие собой целые числа или числа с десятичной дробью: 0,5; 0,7; 1; 1,25; 1,5; 1,75; 2; 2,5; 3; 3,5; 4; 4,5; 5 и так далее до 50. (подробнее см. ГОСТ 9563-60 Колеса зубчатые. Модули)

Высота головки зуба — h_aP и высота ножки зуба — h_fP — в случае т.н. нулевого зубчатого колеса (изготовленного без смещения, зубчатое колесо с "нулевыми" зубцами) (смещение режущей рейки, нарезающей зубцы, ближе или дальше к заготовке, причем смещение ближе к заготовке наз. отрицательным смещением, а смещение дальше от заготовки наз. положительным) соотносятся с модулем m следующим образом: h_aP = m; h_fP = 1,25 m.