1. Служебное назначение детали

Вращающиеся детали машин устанавливают на валы и оси, обеспечивающие постоянное расположение этих деталей в пространстве и относительно других деталей.

Оси служат только для крепления на них вращающихся дета­лей. Оси не передают вращающий момент. Нагрузка, действующая на ось, вызывает в ней только напряжение изгиба. Оси бы­вают неподвижными (у колес автомобильного прицепа, у блоков грузо­подъемных полиспастов) и подвижными (например, вращающиеся у колес железнодорожного вагона).

Валы в отличие от осей всегда вращаются, передают крутящий момент вдоль своей оси и кроме изгибающей нагрузки могут испыты­вать действие осевой нагрузки. Некоторые валы (трансмиссионные, гибкие, карданные) нагружены только крутящим моментом. По форме геометрической оси валы бывают прямыми, коленчатыми, карданными и гибкими. Гибкие валы применяют для передачи движения между деталями, расположен­ными так, что жесткую связь осуществить не представляется возмож­ным (привод вибраторов, некоторых видов механизированного инстру­мента и других механизмов).

2. Анализ конструкции и технологичности детали

2.1. Описание конструкции детали и требований, предъявляемых к ней

Представленная к изготовлению деталь – вал – является теломвращения.Длина ступенчатого вала составляет 500 мм. Условно разрабатываемуюдеталь можно разделить натри участков – ступени. Первая ступень выполнена в форме цилиндрической поверхности диаметром 125 мм и длиной 250 мм. На этот участок накладывается особое условие по качеству обрабатываемой поверхности. Размер должен быть выполнен по 6-му квалитету, а шероховатость поверхности данного участка детали должна составлять Ra 0,8. Кроме того, данная часть вала должна быть подвержена термической обработке до достижения твердости HRC 32..34 на глубину 1,5 мм. Вторая ступень вала представляет собой цилиндрическую поверхность диаметром 100 мм. Длина этого участка составляет 150 мм. Правая часть второй ступени имеет форму конуса, образующая которого составляет с осью вала 60⁰. Третья ступень вала выполнена в виде цилиндрической поверхности диаметром 75 мм и длиной 100 мм. Второй и третий участки вала разделяет проточка шириной 3 мм. На расстоянии 12 мм от правого торца изготовляемой детали выполнен шпоночный паз шириной 18 мм и длиной 62 мм.

При обработке деталей возникаю погрешности не только линейных размеров, но и геометрической формы, а также погрешности в относительном расположении осей поверхностей и конструктивных элементов деталей. Эти погрешности могут оказывать отрицательное влияние на работоспособностьзубчатых передач, вызывая вибрацию, динамические нагрузки, шум.Поэтому рабочим чертежом предусмотрены требования параллельности и допуск симметричности боковых поверхностей шпоночного паза относительно цилиндрической поверхности третьей ступени.

2.2. Технологичность детали

Под технологичностью конструкции детали понимается совокупность свойств конструкции, которые обеспечивают изготовление, ремонт и техническое обслуживание изделия по наиболее упрощенной технологии в сравнении с аналогичными конструкциями при одинаковых условиях их изготовления, эксплуатации, при одних и тех же показателях качества [2, 5].

Основными характеристиками изготовления детали являются коэффициенты технологичности К_ти шероховатости К_ш [2].Для коэффициента технологичности определяется среднее значение квалитетов А_ср, а для коэффициента шероховатости – среднее значение шероховатости В_ср. О технологичности детали судят по выполнению следующих условий:

(1)

(2)

Для определения указанных коэффициентов, в условиях 1 и 2 необходимо определить среднее значение квалитетов и шероховатости.

Определение коэффициентов технологичности основывается на количестве и значениях квалитетов, назначенных поверхностям изготавливаемой детали.

(3)

(4)

где Σn_i– количество поверхностей соответствующих i-му квалитету.

Количество поверхностей, значения квалитетов, а также их значение шероховатости представлены в таблице 1.

Таблица 1 – Технологические параметры поверхностей детали

Количество размеров	Заданные квалитеты	Количество поверхностей	Заданная шероховатость, Rz
2	6	2	3,2
3	8	1	6
1	9	1	25
1	10	5	40
3	14

Подставляя численные значения в выражения 1 и 2 получим:

- условие выполняется.

- условие не выполняется.

Условие 2 не выполняется. Однако, является допустимым, так как выбор значений шероховатости основывается на функциональной возможности детали. На основе анализа конструктивных особенностей, технических требований, предъявляемых к поверхностям и количественных оценок согласно ГОСТ 14204-73 данной детали выставлена оценка допустимо.