разработка технологического процесса сборки вала карданного промежуточного автомобиля ГАЗ

Сумма, руб. Материальные затраты на сборочную единицу Мсб 1229499 Основная заработная платы производственных рабочих ЗПосн 3427 Дополнительная заработная плата ЗПдоп 514 Отчисления в социальные фонды Осф 1375 Затраты на топливо и энергию на технологические цели Зт 1370 Общепроизводственные расходы Рпр 9595 Общехозяйственные расходы Рхоз 8910 Прочие производственные расходы Рпр 2509 Производственная себестоимость Спр 1257199 Внепроизводственные расходы Рвнепр 12571 Полная себестоимость С 1269770
Внепроизводственные расходы Рвнепр руб., определяются по формуле
Рвнепр = kвнепр · Спр /100 (27)
где kвнепр – процент внепроизводственных расходов, %;
kвнепр = 1%.
Рвнепр = 1 · 1257199/100 = 12571 руб.
Расчет свободной отпускной цены
Прибыль Пб руб., определяется по формуле
Пр = Рент · С/100 (28)
где Рент – рентабельность продукции, %;
С - себестоимость, руб;
Рент = 25% .
Пр = 25 · 1269770/100 = 317442 руб.
Отпускная цена изготовителя ОЦ, руб., рассчитывается по формуле
ОЦ = С + Пр (29)
ОЦ = 1269770+ 317442 = 1587212 руб.
Свободная отпускная цена СОЦ, руб., рассчитывается по формуле
СОЦ = С + Пр + НДС (30)
где НДС – налог на добавленную стоимость, руб;
Налог на добавленную стоимость определяется по формуле
НДС = ННДС · ОЦ/100 (31)
где ННДС – ставка налога на добавленную стоимость, %
ННДС = 20%
НДС = 20 · 1587212/100 = 317442 руб.
СОЦ = 1269770+ 317442 + 317442 = 1904654 руб.
Свободная отпускная цена
Таблица 2.9
Показатель Сумма, руб. Себестоимость 1269770 Прибыль 317442 Налог на добавленную стоимость 317442 Итого: 1904654


3. Проектирование приспособления
3.1. Расчет и проектирование приспособления
Трудоёмкость и длительность цикла технологической подготовки производства, себестоимость продукции можно уменьшить за счёт применения стандартных систем станочных приспособлений, сократив трудоёмкость, сроки и затраты производства. В условиях серийного производства использование станочных приспособлений очень выгодно. Производительность труда значительно возрастает (на десятки – сотни процентов) за счёт правильного применение зажимных и других станочных приспособлений. Точность обработки детали по параметрам отклонений размеров, формы и расположения поверхностей увеличивается (в среднем на 20 – 40%) за счёт применения зажимных приспособлений точных, надёжных, обладающих достаточной собственной и контактной жёсткостью, с уменьшенными деформациями заготовок и стабильными силами их закрепления.
Материал тисков, как правило, чугунное литье, что обеспечивает вполне достаточную прочность, однако есть и стальные, их плюс в том, что они способны воспринимать ударную нагрузку. Губки в процессе работы изнашиваются, поэтому предпочтительнее сменные. Силовой винт: резьба упорная или трапецеидальная, т.к. метрическая подвержена быстрому износу из-за больших сил трения в резьбе, к тому же необходимо прикладывать больший крутящий момент к винту для создания той же силы закрепления. А поскольку пара винт-гайка в тисках все время в работе с высокой нагрузкой, ее качество обязано быть на высоте. Основание: удобнее, если поворотное. Закрепленное на верстаке, оно позволяет поворачивать тиски в горизонтальной плоскости, что помогает при работе с длинномерными деталями.
И, конечно же, важны геометрические параметры (чем больше ширина губок, их высота над силовым винтом и рабочий ход, тем более универсальны тиски) и качество изготовления. Подвижная губка не должна иметь заметного люфта в станине, а винт - чрезмерно свободного хода.
Остальные параметры выбирают, исходя из конкретного назначения изделия. Если предстоит работать с крупными деталями, с применением ударной нагрузки - необходимы массивные стальные тиски. При умеренных нагрузках подойдут и чугунные.

3.2 Синтез конструкторских решений
Анализ всего многообразия вариантов исполнения тисков выявил ряд полезных конструкторских решений и дополнений, которые следовало бы использовать при проектировании современных широкоуниверсальных тисков:
Материал тисков: сталь качественная по ГОСТ 1050-88, т.к. она в отличие от чугуна обладает достаточной прочностью для восприятия ударных нагрузок. Ведь современная конструкция должна обладать и таким свойством как “fool-tolerance”, т.е. (с англ.) пассивной защитой от человека бездумно работающего с техникой. Кроме того, применение стали способствует сокращению веса и габаритов конструкции.
Губки тисков: сменные или быстросменные; наличие у тисков призматических губок для зажима круглых заготовок делает их более универсальными, поэтому эта опция также необходима в современных тисках. Поворотные губки позволяют устанавливать заготовку в требуемом положении под любым углом. Возможно оснащение тисков комплектом сменных губок, снабженных дополнительным инструментом (например, инструмент для вырубки прокладок, отбортовки отверстий и др.)
Силовой (ходовой) винт тисков:
резьба – среди всех кинематических резьб наибольшее распространение получила трапецеидальная резьба, которая более проста и технологична в изготовлении по сравнению с упорной и круглой. По сравнению с прямоугольной трапецеидальная резьба имеет меньший к.п.д. (по условию трения), но более удобна (по условию эксплуатации), менее дорога (по условию изготовления), требует меньшей высоты гайки (по условию прочности). Чаще применяется резьба со средним шагом (Р=2(10 мм);
материал винта – сталь качественная по ГОСТ 1050-88 или сталь легированная по ГОСТ 4543-71, поверхности винта и гайки подвергают закалке; для улучшения свинчиваемости соединений, устранения заедания в резьбе, а также защиты от коррозии, придания декоративного вида предусмотрены покрытия резьбовых деталей (см. табл. 5).
Основание тисков: поворотное, т.к. оно позволяет работать с длинномерными деталями; лучше, если конструкцией тисков предусмотрено закрепление на верстаке, как с помощью струбцины, так и с помощью пластины привертываемой к столу болтами и гайками (данное требование относится к слесарным тискам).
Корпус тисков: цельнометаллический или сварной (сварной легче); наличие наковальни обязательно; возможно применение магнитных вставок, что удобно при работе с мелкими деталями; при наличии поворотных губок желательно наличие шкалы отсчета угла поворота.

3.3. Определение усилия закрепления, развиваемого винтовой парой тисков
Резьбовое звено. Момент, приложенный к винту, необходимый для сообщения зажимающей силы Q [2, с.188]:
(2)
где dср – средний диаметр резьбы; α – угол подъема резьбы; ;
t – шаг резьбы; − приведенный коэффициент трения для заданного профиля резьбы; f – коэффициент трения на плоскости;
( - половина угла при вершине профиля витка резьбы.
Для треугольной резьбы (ГОСТ 9150-59) ( = 30(; для трапецеидальной резьбы (ГОСТ 9484-73) ( = 15(.
Значения МР при заданных коэффициентах трения приведены в табл. 3.1.
Значения моментов МР при заданных коэффициентах трения tg(пр Таблица 3.1 dн dср d1 t α tg(α+(пр) мм tg(пр=0,1 tg(пр=0,15 tg(пр=0,1 tg(пр=0,15 8
12
16
20 7,25
11,0
15.0
19,0 6,0
9,5
13,5
17,5 1,5
2,0
2,0
2,0 3(46’
3(19’
2(25’
1(55’ 0,1667
0,1587
0,1426
0,1337 0,2180
0,2098
0,1935
0,1844 0,604Q
0,873Q
1,070Q
1,270Q 0,790Q
1,154Q
1,451Q
1,752Q Обозначения: dн – номинальный диаметр резьбы;
d1 – внутренний диаметр резьбы. Рассчитаем наибольшее усилие закрепления без учета сил трения, т.е. зажимающую силу Qmax, исходя из того, что приложенный к ходовому винту тисков момент МР равен (рис. 21):
(3)




Рисунок 3.1. Схема расчета силы закрепления.
где L – длина воротка тисков; Р – сила приложенная к воротку (принимаем Р = 150 Н).

Согласно табл. 6 (для случая резьбы Tr.16х2) МР = 1,061Q, откуда максимальная развиваемая винтом сила, исходя из величины прикладываемого к воротку усилия, составит:
Qmax = МР/1,061 = 27750/1,07 ( 26000 Н (4)

Момент трения, возникающий на торце винта. Рассмотрим заданный случай, когда торец винта контактирует с ответной деталью по плоской кольцевой поверхности (рис. 21).
Момент Мтр, возникающий при трении на торце, определяют через давление на зажимаемую поверхность:
(5)

Момент силы трения на кольцевой элементарной площади шириной d(:
(6)
(7)
Н(мм
где Qср – средняя сила закрепления, принимаем равной 70% от Qmax:
Qср = 0,7Qmax = 0,7(26000 = 18200 Н; f – коэффициент трения скольжения для материалов сталь-бронза, при трении со смазкой f = 0,05 [4, с.155].
С учетом момента трения, возникающего на торце винта, действительный момент затяжки составит Мрд:
(8)
а действительная сила зажима Q (по табл. 6):
Qд = МРд/1,061 = 17450/1,061 ( 16450 Н (9)

3.5. Проверочный расчет соединения винт-гайка
Расчет на прочность [1, c.40]. Ходовой винт тисков при работе в любом положении подвергается деформациям кручения моментом МР и растяжения силой Q (рис. 21). Поэтому целесообразно провести проверку резьбы по напряжениям растяжения из условия:
(10)
где d1 – внутренний диаметр резьбы винта ходового; [(р] – допускаемое напряжение при растяжении.
Допускаемые напряжения в долях от предела текучести указаны в табл. 11, а основные размеры трапецеидальной резьбы в табл. 6.

Отношение [(Р]/(Т для резьбовых соединений Таблица 3.2 Сталь При постоянной нагрузке и диаметре резьбы d, мм При переменной нагрузке от 0 до максимальной и диаметре резьбы d, мм 6 – 16 16 – 30 6 – 16 16 – 30 Углеродистая
Легированная 0,20 – 0,25
0,15 – 0,20 0,25 – 0,40
0,20 – 0,30 0,08 – 0,12
0,10 – 0,15 0,12
0,15
Принимаем согласно табл. 7 отношение [(Р]/(Т =0,2 (материал винта и гайки легированная сталь 40Х). Предел текучести (Т = 883 МПа определяем по [1, с.38]. Тогда [(Р] = 0,2((Т = 0,2(883 ( 177 МПа.
(11)
Условие выполняется.
Расчет на срез витков резьбы [1, c.58]. Усилие, вызывающее срез:
витков резьбы болта (12)
витков резьбы гайки (12`)
В этих равенствах kб и kг – коэффициенты полноты резьбы болта и гайки; для метрической резьбы kб = kг = 0,87, для трапецеидальной kб = kг = 0,65; Н – высота гайки; km – коэффициент, учитывающий неравномерность деформаций витков по высоте гайки при наличии в резьбе пластических деформаций и особенности разрушения резьбы; теоретически km = 1 лишь для соединений с равномерным распределением нагрузки между витками, разрушение которых происходит в результате чистого среза, на практике такой случай практически не реализуется, и всегда km < 1;
(вб и (вг – пределы прочности материалов соответственно болта и гайки на срез; можно принимать (в = (0,6(0,7)(в для сталей и титановых сплавов, (в = (0,7(0,8)(в для алюминиевых и магниевых сплавов.
На основании экспериментальных данных рекомендуется для практических расчетов значения коэффициента km из табл. 8 [1, c.58].
Коэффициент km для соединений с болтами из сталей
и титановых сплавов Таблица 3.3 (вб /(вг Шаг резьбы km Св. 1,3 Крупный и первый мелкий
Второй и более мелкий 0,7 – 0,75
0,65 – 0,7 < 1,3 Для всех шагов 0,55 – 0,6
Рассчитаем усилие среза для случая трапецеидальной резьбы Tr.16(2 материал винта и гайки сталь 40Х (в = 981 МПа. Расчет произведем для винта ходового в положении, когда губки тисков разведены на максимальное расстояние 80 мм, при этом высота гайки составит Н = 30 мм. Принимаем по табл. 8 km = 0,55.
Предел прочности материала винта на срез:
(в = (0,6(0,7)(в = (0,6(0,7)981 = 588,6 ( 686,7 МПа (13)
Принимаем (в =590 МПа.
(14)

Максимальное усилие зажима без учета сил трения: Qmax =26000 Н.
Запас прочности при нормальных условиях работы составляет:
раз (15)

3.6. Определение сил сдвига детали, зажатой в губках тисков
Призматические губки (рис. 3.2). Определение крутящего момента.






Рисунок. 3.2. Схема закрепления заготовки в призматических губках тисков
Согласно формуле из [7, с. 104]:
(16)
откуда (17)
где М – крутящий момент, требуемый для сдвига зажатой заготовки (детали), Н(мм; Q =16450 Н – сила зажима; f – коэффициент трения на рабочих поверхностях губок (для гладких поверхностей f =0,25);
D =10(52 мм, – диаметр базовой поверхности; k =1,5(2,5 – коэффициент запаса; ( = 90( - угол призмы.
Определим значения крутящего момента в зависимости от диаметра заготовки D и результаты расчета сведем в табл. 9
Н(мм (17`)
Таблица 3.4 D, мм 10 16 22 28 М, Н(мм 38770 62032 85294 108556 D, мм 34 40 46 52 М, Н(мм 131818 155080 178342 201604


Плоские губки с крестообразными канавками (рис. 3.3).











Рисунок 3.3. Схема закрепления заготовки в плоских рифленых губках тисков
Определение силы сдвига Р (направление сдвига параллельно плоскости губок, f = 0,45) [7, с. 104]:
H (18)
Заключение
При выполнении курсового проекта по технологии сборки узла карданного вала были получены следующие результаты:
Разработаны схемы расчленения узла и схема последовательности его сборки, которые позволили оптимизировать технологический маршрут сборки;
Составление маршрутной и операционной технологии сборки вала со сменными колесами содействовало расчету нормативного времени;
Разработана автоматическая сборка узла, что позволило минимизировать оперативное время на данной сборочной операции;
4. Штучно-калькуляционное время для карданного вала с tшт-к к.в. = 39,4 мин., на tшт-к к.в. усов. = 33,7 мин., для карданной передачи с tшт-к к.п. = 51,4 мин., на tшт-к к.п. усов. = 47,8 мин.
Так же выбрано необходимое технологическое оборудование, оснастка. Составлена планировка участка сборки, на которой рационально расставлено необходимое оборудование. Были изучены вопросы ресурсо- и энергосбережения, а именно влияние использования новейших конструкционных материалов и решений на долговечность и КПД карданной передачи.





Список литературы
Биргер И.А., Шорр Б.Ф., Иосилевич Г.Б. – Расчет на прочность деталей машин: Справочник. 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1979. – 702 с., ил.
Справочник нормировщика/А.В. Ахумов и др.; Под общ. ред. А.В. Ахумова. – Л.: Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1987 – 458 с. Общемашиностроительные нормы времени на слесарную обработку деталей и слесарно-сборочные работы по сборке машин и приборов в условиях массового, крупносерийного и среднесерийного типов производства// Нормативно-производственное издание, М.: Экономика 1991, - 159 с.
Шейнблит А.Е. Курсовое проектирование деталей машин. – М.: Высшая школа – 1991, - 432 с.
И.К.Рыльцев. Проектирование технологии сборки машин: учебное пособие/ Самар. гос. техн. универс., Самара, 2003.
Гусев А.А. Адаптивные устройства сборочных машин. – М.: Машиностроение – 1979, - 307 с.
Горошкин А.К. Приспособления для металлорежущих станков: Справочник. – 7-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1979. – 303 с., ил.
Гжиров Р.И. Краткий справочник конструктора: Справочник. – Л.: Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1983. – 464 с., ил.
Машнев М.М., Красковский Е.Я., Лебедев П.А. Теория механизмов и машин и детали машин: Учеб. пособие. – 2-е изд., перераб. и доп. – Л.: Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1980. – 512 с., ил.
Веденеев Д.С. Некоторые особенности потребительских предпочтений по импортным и отечественным товарам народного потребления // Маркетинг в России и за рубежом. 2001. №2.














21