1. Описание конструкции и назначения детали

Дан вал-шестерня – чертеж ДМ-09.01.00.01 (рисунок 1). Вал-шестерня является деталью цилиндрического редуктора привода ленточного конвейера, который был взят из курсовой работы по дисциплине детали машин. Он соединяется с валом двигателя посредствам муфты и служит для передачи движения от двигателя к приводу конвейера. Для соединения вала и полумуфты используется шпоночное соединение и посадка H6/к6.

Валом называют деталь, предназначенную для поддержания установленных на ней шкивов, зубчатых колес, звездочек, катков и т. д., и для передачи вращающего момента.

Форма валов и осей разнообразна и зависит от выполняе­мых ими функций. Иногда, валы изготавливаются совместно с другими деталями, например, шестернями, кривошипами, эксцентриками. На данном валу установлена шестерня.

По геометрической форме вал является прямым (рисунок 1). Ещё валы бывают кривошипные, коленчатые, гибкие, телеско­пические и карданные.

Рисунок 1 – Вал-шестерня

Длина вала составляет 332 мм. На валу нарезано 25 зубьев шестерни быстроходной ступени. Ширина шестерни составляет 50 мм, модуль равен 3 мм, делительный диаметр шестерни 75,73 мм. Шестерня взаимодействует с зубчатым колесом соседнего вала. Cлева относительно шестерни расположен буртик для контакта с внутренним кольцом подшипника. Его диаметр 50 мм.

Диаметры участков для установки подшипников равны 45 мм. Участок для установки правого подшипника имеет длину 70 мм, позволяющую установку дистанционного кольца. Длина левого участка для установки подшипника равна 29мм. На границах участков для установки подшипников выполнены канавки для выхода шлифовального круга.

На крайнем участке диаметром 40 мм расположен шпоночный паз под шпонку 12×8×56мм ГОСТ 23360-78. На торцах вала необходимо снять фаску 2мм×45°, для облегчения установки вращающихся деталей и предупреждения травмирования рук.

Требования к точности и шероховатости всех функциональных и не функциональных поверхностей указаны на чертеже. Необрабатываемые поверхности могут сохранять штамповочные уклоны и радиусы.

Материалом для изготовления вала-шестерни служит сталь 40Х ГОСТ 4543-71. В таблицах 1 и 2 показаны химические и механические свойства данной стали.

Таблица 1 – Химический состав стали 40Х ГОСТ 4543-71

Элемент	С	Si	Mn	Ni
Содержание, %	0,36-0,44	0,17-0,37	0,5-0,8	до 0,3
Элемент	S	P	Cr	Cu
Содержание, %	до 0,035	до 0,035	0,8-1,1	до 0,3

Таблица 2 – Механические свойства стали 40Х ГОСТ 4543-71

HB	[σВ], МПа	[σТ], МПа	[σ-1], МПа
269-302	736-805	490-510	373
[σР], МПа	[σИ], МПа	[τК], МПа	[τС], МПа
191	216	162	176

2. Подсчет массы и технические условия изготовления детали

При расчете массы детали не будем учитывать канавки, скругления и фаски (рисунок 2). При определении объема шестерни будем использовать делительный диаметр.

Объем участка A:;

Объем участка B:;

Объем участка C:;

Объем участка D:;

Объем участка F:;

Объем участка E:;

Объем шпоночного паза равен половине объема шпонки.

.

Рисунок 2 – Чертеж детали

Полный объем детали:

Плотность стали 40Х: .

Масса детали: .

Конструкция вала в целом является технологичной, т.к. используются только простые поверхности, что не составит трудностей в изготовлении. При разработке единичных рабочих техпроцессов изготовления подобных валов в условиях серийного или массового производства в качестве информационной основы вполне могут быть использованы типовые технологические процессы производства деталей данного класса.