Кафедра «Технология машиностроения»
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.
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 — haP и высота ножки зуба — hfP — 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: haP = m; hfP = 1,25 m.
Цель и задачи работы
На основании проведенного анализа можно сделать следующие выводы:
- рассмотренные методы повышения качества зубчатых колес, как правило, направлены на повышение качества всего зубчатого колеса как изделия в целом, и не учитывают возможности повышения качества элементов, принимающих непосредственного участие в процессе эксплуатации;
- методы повышения качества зубчатых колес не учитывают возможности управления эксплуатационными характеристиками на местном уровне, а реализация технологических воздействий в основном осуществляется на поверхности зубчатых колес не учитывая всех уровней глубины технологии;
- технологические методы производства зубчатых колес не дают возможности адекватного изменения свойств конкретных зон и участков зубчатых колес в зависимости от особенностей эксплуатации;
- методы механической обработки рабочих элементов зубчатых колес не позволяют значительно увеличить физико-механические и эксплуатационные свойства элементов зубчатых колес;
- использование дополнительной обработки на основе прогрессивных технологических методов, в частности методов нанесения вакуумных ионно-плазменных покрытий и ультразвуковой обработки, дает возможность управления эксплуатационными свойствами элементов зубчатых колес;
- при структурном соответствии действия множества элементарных функций в зубчатых колесах, множества технологических воздействий и множества свойств в функциональных зонах или элементах зубчатых колес появляется возможность изготовления зубчатых колес с наиболее оптимальными эксплуатационными характеристиками.
Работы, посвященные изготовлению, повышению надежности и качества зубчатых колес, охватывают большинство процессов, происходящих при производства и эксплуатации зубчатых колес. Из них можно увидеть влияние различных факторов процессов зубообработки, на точность и качество зубчатых колес в процессе эксплуатации. Однако обосновать необходимость использования величин определенных параметров связанных с работой зубчатой передачи – является актуальной задачей, поскольку позволит определить тот минимум эксплуатационных характеристик, который необходим для безотказной работы зубчатой передачи. При этом исключается необоснованное превышение некоторых эксплуатационных характеристик элементов зубчатых колес, которые не требуются по условиям работы, но могут несколько повысить затраты на производство.
Определение эффективности и области применения функционально-ориентированного подхода для изготовления зубчатых колес является важной задачей, поскольку данный подход требует значительных затрат материального, энергетического и информационного характера и в некоторых сферах его применение может быть необоснованно.
Цель – повышение качества и эффективности изготовления зубчатых колес на основе разработки технологического обеспечения функционально - ориентированных технологий.
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.
ВЫВОДЫ
Таким образом, при синтезе функционально-ориентированных технологий изготовления зубчатых колес требуется исходить из следующих положений:
- в основе функционально-ориентированного подхода изготовления зубчатых колес является связь между технологическими воздействиями, свойствами функциональных элементов и особенностями эксплуатации элементов.
- связь между свойствами функциональных элементов, технологическими воздействиями и особенностями эксплуатации осуществляются на основе принципов ориентации технологических воздействий и свойств.
- методика исследований состоит из следующих этапов: структурного синтеза функционально-ориентированных технологий, выполнение технологических операций повышения качества зубчатых колес на основе новых способов обработки с использованием функционально-ориентированного подхода, и определение эффективности данных способов повышения качества зубчатых колес за счет наиболее рациональных параметров разработанного технологического обеспечения, разработка рекомендаций по проектированию технологических процессов производства зубчатых колес.
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.