Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

ИЖЕВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Факультет «Приборостроительный»

Кафедра «Приборы и методы контроля качества»

КУРСОВАЯ РАБОТА

Проект «ВАЛ»

Направление 200100 приборостроение

Выполнил:

студент гр. 3-74-1 Бойченко А.М.

Проверил:

д.т.н., профессор Муравьёв В.В.

Ижевск

2011

Оглавление

Введение 3

Строение вала 4

Материалы валов 5

Приближенный расчет валов на прочность 6

Расчёт вала 8

Изготовление 10

Термическая обработка стали 11

Термическая обработка вала 12

Оборудование для термической обработки 13

Экономические расчёты 14

Список литературы 15

Введение

Цель курсового проектирования – систематизация, углубление, закрепление и практическое применение знаний, полученных студентами при изучении материаловедения и технологии конструкционных материалов.

Разрабатывая проект по выбору марки стали и технологического процесса термической и упрочняющей обработки металла одной из деталей машины или механизма, фрагмента конструкции я ознакомился со многими вещами, государственными стандартами (ГОСТ), различными нормативами и решил конкретные задачи в области технологии изготовления и обработки деталей.

.

Строение вала

Валом называется деталь привода, передающая крутящий момент. Вал, как правило, также воспринимает и поперечные нагрузки.

На валы устанавливают подшипники, зубчатые колеса, шкивы, звездочки и другие детали. Для каждой из этих деталей на валу имеется особая цилиндрическая поверхность, называемая шейкой. На вал крутящий момент передается зубчатыми колесами, шкивами, звездочками, полумуфтами при помощи шпоночных или шлицевых соединений этих деталей с валом. Шпоночные и шлицевые соединения служат также для передачи вращения от данного вала к другому. На валы надеваются подшипники, которые вставляют в корпус механизма, например, шпиндель с подшипниками устанавливается в шпиндельную бабку станка.

Вал  (рис.1) имеет опоры 2, называемые подшипниками. Часть вала, охватываемую опорой, называют цапфой. Концевые цапфы именуют ши­пами 3, а промежуточные — шейками 4.

Рис.1. Прямой вал: 1 — вал; 2 — опоры вала; 3 — цапфы; 4 — шейка

Материалы валов

Основными критериями работоспособности валов являются жесткость, объемная прочность и износостойкость при  относительных микроперемещениях, которые вызывают коррозию.

В качестве материала для валов чаще всего применяют углеродистые и легированные стали (прокат, поков­ка и реже стальные отливки), так как они обладают высокой прочностью, способностью к поверхностному и объемному упрочнению, легко получаются прокаткой цилиндрические заготовки и хорошо обрабатываются на станках, а также высокопрочный модифицированный чугун и сплавы цветных металлов (в приборостроении). Для неответствен­ных малонагруженных конструкций валов и осей применяют углеродистые стали без термической обработки. Ответственные тяжело нагруженные валы изготовляют из легированной стали 40ХНМА, 25ХГТ и др. Без терми­ческой обработки применяют стали 35 и 40, Ст5, Стб, 40Х, 40ХН, ЗОХНЗА, с термической обработкой — стали 45, 50 и др.

       Шейки валов, работающие на трение в подшипниках скольжения, должны иметь более твердую поверхность (НRС=50-60), что может быть достигнуто применением закалки TBЧ или це­ментации и закалки.

       При небольших диаметрах зубчатых колес вал и шестерню выполняют как одно целое. В этом случае материал для изготовления вала-шестерни выбирают в соответствии с требованиями, предъявляемыми к материалу шестерни.

       Механическую обработку валов обычно производят в центрах, для чего заготовки валов снабжают центровыми отверстиями. Канавки, галтели, шпоночные пазы на одном валу желательно иметь одинаковых размеров, чтобы обработать их одним и тем же инструментом.

В автомобильной и тракторной промышленности коленчатые валы двигателей изготавливают из ковкого или высокопрочного чугуна.