3.2 Служебное назначение и конструкция детали
Изготовляемая деталь – червяк. Червяк предназначен для поддержания сидящих на нем деталей и передачи вращающего момента. Вал червячный применяется в червячной передаче – зубчато-винтовой передаче, движение в которой осуществляется по принципу винтовой пары. Червячные передачи имеют ряд преимуществ, среди которых: плавность и бесшумность работы; компактность и сравнительно небольшая масса конструкции; возможность получения самотормозящей передачи, то есть допускающей передачу только от червяка к колесу; высокая кинематическая точность. Червяк представляет собой вал с нарезанным на нем червяком.
Червяки современных передач изготовляют из углеродистых или легированных сталей. Чтобы у передачи была большая нагрузочная способность, витки червяка подвергают термообработке до высокой твердости с последующим шлифованием.
Проектируемая деталь изготавливается из стали 45 (ГОСТ1050-88 ). Сталь45 –это углеродистая качественная сталь. Химический состав стали 45 приведен в таблице 3.2.1 Механические и физические свойства стали 45 приведены в таблице 3.2.2 согласно [11,с.52].
Таблица 3.2.1 Химический состав стали 45
|
Марка стали |
Углерод, % |
Марганец, % |
Кремний,% |
Хром, не более% |
|
45 |
0,42-0,50 |
0,50-0,80 |
0,17-0,37 |
0,25 |
Таблица 3.2.2 Механические и физические свойства стали 45
|
Марка |
Механические свойства |
Физические свойства | |||
|
Предел текучести |
Предел выносливости |
Относитель- ное удлинение |
Относитель-ное сужение |
НВ | |
|
|
σт, МПа |
σв, МПа |
не менееδ10,% |
не менее Ψ, % |
- |
|
45 |
355 |
750 |
16 |
40 |
229 |
Рассмотрим конструкцию детали. Проектируемая деталь является ступенчатым валом (состоит из шести ступеней). Общая длина вала – 290 мм. На одной из ступеней нарезан цилиндрический архимедов червяк.Витки архимедового червяка имеют прямолинейный профиль в осевом сечении, в торцовом сечении витки очерчены архимедовой спиралью (рисунок 3.2.1).
Рисунок 3.2.1
Червяк имеет 7-ю степень точности.
Параметры червяка следующие:
- модуль m=2,5 мм(эторасстояние между одноименными точками боковых сторон смежных витков червяка, измеренное параллельно оси (шаг червяка р), поделенное на число π);
- число заходов червяка Z1=1;
- угол подъёма витка λд=3º 34′ 35 ″;
- направление витка- правое;
- угол профиля витка α=20º;
- высота витка h=5,625 мм;
- степень точности по ГОСТ 3675-56 : 7-В;
- предельное отклонение осевого шага: Δвt=+0.011, Δнt=-0,011;
- диаметр вершин da1= 45 мм;
- диаметр впадин df1= 35 мм;
- делительный диаметр d1=40мм.
Итак, червяк состоит из шести ступеней различного диаметра- это шейки Ø18h6, l=25мм;Ø20js6, l= 50мм(черт.75-25); Ø32, l= 55мм; Ø45h7(цилиндрический червяк) l= 75мм (черт. 290-75-55-55-30); Ø32, l= 55мм; Ø20h6, l= 15мм, Ø20d9, l= 15мм
Ответственными поверхностями вала являются шейки вала под подшипники (это шейки Ø20js6 и Ø20h6), а также шпоночные пазы. Оба шпоночных паза являются закрытыми. Один из пазов имеет размеры: l=18мм, b=6Р9 мм, h=3,5мм, второй- l=10мм, b=4Р9мм, h=2,5мм.Требуемая шероховатость после обработки- Ra3.2.
После механообработки шеек вала под подшипники, они должны иметь шероховатость Rа1,6. Также имеется требование по чистоте поверхности шейки вала h6- Ra1,6.
В конструкции вала предусмотрены три канавки длиной 3+0,25мм.
На правом торце червяка- два резьбовых отверстия М4-6G. Глубина отверстий-6мм. Межцентровое расстояние этих отверстий- 12+0,2мм.
Конструкция предусматривает центровые отверстия В3.15 по ГОСТ 14034-74.
В заключение можно сказать, что конструкция червячного вала, его размеры и допуски, шероховатость поверхностей соответствуют его служебному назначению.