Vajad kellegagi rääkida?
Küsi julgelt abi LasteAbi
Logi sisse

MATERJALI JA VALMISTUSTEHNOLOOGIA VALIK (4)

4 HEA
Punktid
Tallinna Tehnikaülikool
Materjalitehnika instituut
MATERJALI JA VALMISTUSTEHNOLOOGIA VALIK MTM0030
Ainetöö ülesanne
Üliõpilane:
Juhendajad: Priit Kulu,
Fjodor Sergejev
Kood:
Esitamise aeg: 08.12.2010
Tallinn 2010

Sisukord


Sisukord 2
1.Ülesanne: 3
2.Detaili/toote eskiis 4
3.Detaili töötingimuste analüüs ja nõuded materjalile 4
4.Materjalide esialgne valik 5
4.1 Legeerteras 41Cr4(40X) 5
4.1.1 Terase 41Cr4(40X) termotöötlus 5
4.2 Süsinikteras C40E (40) 5
4.2.1 Terase C40E(40) termotöötlus 5
5.Materjali lõplik valik ja valmistustehnoloogia valik 6
6.Vajalikud arvutused 6
7.Kasutatud kirjandus 8
  • Ülesanne:


    Valida sõiduauto käigukasti hammasratta materjal, tooriku valmistamise tehnoloogia , tugevdav tehnoloogia (termotöötlus) ning lõpptöötlus.
    Lähteandmed:
    • B/b – 25 mm
    • D/d – 150/25 mm
    • F – 20N
    • 3000 p/m

    Töötingimused:
    • Töö välistingimustes
    • Garantii 3 aastat
    • Suursaritootmine

  • Detaili/toote eskiis


    Joonis 1. Sõiduauto käigukasti hammasratas
  • Detaili töötingimuste analüüs ja nõuded materjalile


    Sõiduauto käigukasti hammasratas töötab 200 päeva aastas, 6 tundi päevas, 3000 pööret minutis . Minimaalne koormus on 20N. Hammasratta materjali voolavuspiiri tingimus on Rp 0,2 5,3 MPa ja väsimustugevuse tingimus on 114,5 MPa.
    Et tagada detaili garantiiaega, on vajalik valida materjal, mis on kulumiskindla tööpinnaga
    Kuna detaili töö on välistingimustes, peab selle materjal taluma suuri temperatuuri kõikumisi. Töö temperatuur võib tõusta üsna kõrgeks, kuna detail teeb töö režiimis 3000 pööret minutis.
    Suure hõõrdumisjõu tõttu peab olema detaili materjal piisava kõvadusega. Hõõrdumise vähendamiseks võib kasutada õlimääret.
    Kuna tegemist on auto käigukasti hammasrattaga, mis vajab küllalt suurt toote täpsust ja suursaritootmisega, mille toodangu aastaprogramm detaili massiga kuni 8 kg on 5000-50000 toodet, siis valin valmistamistehnoloogiaks hammasratta lihvimise silindrilisest toormaterjalist lõigatud detailist.
  • Materjalide esialgne valik


    4.1 Legeerteras 41Cr4(40X)


    Esimene valik on legeerteras 41Cr4(40X). Tegemist on 0,9%-lise kroomi ja 0,43%-lise süsiniku sisaldusega hammasrattaterasega.

    4.1.1 Terase 41Cr4(40X) termotöötlus


    Gaasiline C ja N - nitrotsementiitimine 830 oC, karastamine õlis ja madalnoolutus 200 oC juures. See parandab materjali kõvadust, kulumiskindlust ja korrosioonikindlust. Mehaanilised omadused peale termotöötlust tabelis 1.1.
    Materjal
    41Cr4(40X)
    Tinglik voolavuspiir N/mm2
    560
    Tõmbetugevus N/mm2
    675
    Katkevenivus A%
    14
    Katkeahenemine Z%
    45
    Kõvadus
    Südamik
    187...241HB
    Pind
    48...53HRC
    Tabel 1.1

    4.2 Süsinikteras C40E(40)


    Teine valik on süsinikteras C40E(40). Sisaldab kuni 0,44% süsiniku ja on väga kulumiskindel.

    4.2.1 Terase C40E(40) termotöötlus


    Karastamine 845 oC, kõrgnoolutus 550 oC juures, hammaste pindkarastus ja seejärel madalnoolutus 200 oC. Mehaanilised omadused peale termotöötlust tabelis 1.2.
    Materjal
    C40E(40)
    Tinglik voolavuspiir N/mm2
    350
    Tõmbetugevus N/mm2
    565
    Katkevenivus A%
    17
    Katkeahenemine Z%
    45
    Kõvadus
    Südamik
    180...190HB
    Pind
    50...56HRC
    Tabel 1.2
  • Materjali lõplik valik ja valmistustehnoloogia valik


    Otsustasin valida eelnimetatud materjalidest legeerterase 41Cr4(40X), kuna tal on lühem termotöötlemise protsess, suurem maksimaalne töö temperatuur ning kõvem südamik peale termotöötlust.
    Sõiduauto käigukasti hammasratta valmistustehnoloogia valik:
    • Ostetakse sisse silindriline toormaterjal (tala) diameetriga 150 mm
    • Toormaterjalist lõigatakse toorik suurusega 50 mm
    • Vertikaalpuuriga puuritakse tooriku tsentrisse ava diameetriga 25 mm
    • Hammasratta lihviga (gear grinding) lõigatakse toorikule hambad
    • Nitrotsementiitimine
    • Karastus õlis
    • Madalnoolutus

  • Vajalikud arvutused


    Detaili väsimustugevuse arvutamine
    Väsimustugevuse arvutamiseks kasutan Miner-Palmgreeni reeglit.
    kus on tsüklite arv;
    on terase väsimuse baasarv: 107
    Tsüklite arvu arvutus
    Käigukasti hammasratas töötab 200 päeva aastas, 6 tundi päevas, 3000 pööret minutis
    Konstant
    Hammaste pindades tekiv kontaktpinge
    Hamba laius b = 25 mm
    Kontaktpinna kõrgus a = 0,15 mm
    Kontaktpindala
    Kontaktpinge
    Hammasratta materjali voolavuspiiri tingimus on
    Väsimustugevuse arvutus
    Hammasratta materjali väsimustugevuse tingimus on
  • Kasutatud kirjandus


  • P.Kulu, D. Arensburger, A. Laansoo , F.Kommel, Materjaliõpetus: Juhendmaterjalid ja ülesanded materjalitehnika bakalaureuseõppe kodutöödeks, Tallinn 2003
  • CES Edupack 2005
  • http://www.gearshub.com/
  • Vasakule Paremale
    MATERJALI JA VALMISTUSTEHNOLOOGIA VALIK #1 MATERJALI JA VALMISTUSTEHNOLOOGIA VALIK #2 MATERJALI JA VALMISTUSTEHNOLOOGIA VALIK #3 MATERJALI JA VALMISTUSTEHNOLOOGIA VALIK #4 MATERJALI JA VALMISTUSTEHNOLOOGIA VALIK #5 MATERJALI JA VALMISTUSTEHNOLOOGIA VALIK #6 MATERJALI JA VALMISTUSTEHNOLOOGIA VALIK #7 MATERJALI JA VALMISTUSTEHNOLOOGIA VALIK #8
    Punktid 50 punkti Autor soovib selle materjali allalaadimise eest saada 50 punkti.
    Leheküljed ~ 8 lehte Lehekülgede arv dokumendis
    Aeg2011-05-07 Kuupäev, millal dokument üles laeti
    Allalaadimisi 288 laadimist Kokku alla laetud
    Kommentaarid 4 arvamust Teiste kasutajate poolt lisatud kommentaarid
    Autor YBD Õppematerjali autor
    Valida sõiduauto käigukasti hammasratta materjal, tooriku valmistamise tehnoloogia, tugevdav tehnoloogia (termotöötlus) ning lõpptöötlus.

    Sarnased õppematerjalid

    Kodutöö MTM0120
    10
    docx

    Kodutöö MTM0120

    1 1. Ainetöö ülesanne Antud ainetöö ülesandeks on kirjeldada tigureduktori tiguratast, teostada sellele tugevusarvutused, valida selle valmistamiseks sobivaim materjal ning valmistustehnoloogia koos viimistlusega. 2. Algandmed Tõstetav mass m = 350 kg Maksimaalne joonkiirus vmax = 0,7 m/s Ratta diameeter d = 0,2 m Teo keermekäikude arv z1 = 1 Tiguratta hammaste arv z2 = 41 2 3. Eskiis 3 4. Tiguülekande arvutus Teo läbimõõduteguri vähim lubatud väärtus qmin = 0,212*z2 = 0,212 * 41 = 8,69 Valime sobivatest väärtustest (8, 10, 12,5 ... ) qmin = 10 mm Ülekande moodul m=3 Teo ning tiguratta telgede reaalne vahe mm

    Materjaliõpetus
    Tehnomaterjalide stenogramm
    44
    docx

    Tehnomaterjalide stenogramm

     5000 < ρ < 10000 kg/m3 - keskmetallid ja –sulamid;  ρ > 10000 kg/m3 - raskmetallid ja -sulamid. Metallide ja sulamite liigitus sulamistemperatuuri järgi:  kergsulavad metallid ja sulamid - TS ≤327°C (Pb sulamistemperatuur) - Pb, Sn, Sb;  kesksulavad metallid ja sulamid - TS =327-1539°C - Mn, Cu, Ni, Ag jt;  rasksulavad metallid ja sulamid - TS >1539°C (Fe sulamistemperatuur) – Ti, Cr, V, Mo, W. Plastsusnäitajad Plastsus on materjali võime purunemata muuta talle rakendatud väliskoormuse mõjul oma kuju ja mõõtmeid ning säilitada jäävat (plastset) deformatsiooni pärast väliskoormuse lakkamist.  A – katkevenivus ehk suhteline pikenemine pärast katkemist (%).  Z – katkeahenemine ehk suhteline ahenemine pärast katkemist (%). Jäikusnäitajad Elastsus on materjali võime omandada oma esialgne kuju peale koormuse eemaldamist

    tehnomaterjalid
    KAT31 Termotöötluse materjal ja kuesimused
    14
    doc

    KAT31_Termotöötluse materjal ja kuesimused

    a) lõõmutus b) ehtne (I liigi) karastus c) polimorfse muutusega (II liigi) karastus d) noolutus e) vanandamine B Detaili töödeldavate kohtade kohaselt a) maht (ruumiline) töötlemine b) pinna töötlemine c) kohalik töötlemine d) järjestikune töötlemine C Detaili valmistamise tehnoloogia kohaselt a) eeltöötlemine b) vahetöötlemine c) lõpptöötlemine Nagu näeb eeltoodust liigituse esimene printsiip on puhtalt füüsiline, selle aluseks on faaside või struktuuri muutuste iseloom, mis toimuvad metalli kuumutamisel või jahutamisel, just see moodustab metalli termotöötluse teoreetilise osa, mida üksikasjaliselt arutatakse antud konspekti allpool

    Tehnomaterjalid
    Stenogramm eksamiks kokkuvõttev konspekt
    56
    docx

    Stenogramm eksamiks kokkuvõttev konspekt

    Tinglik voolavuspiir Rp0,2 - pinge, mille juures baasi jäävpikenemine saavutab etteantud väärtuse protsentides, nt. 0,2%. 0,2 = lisaindeks, mis näitab baaspikkuse muutu. Kasutatakse nende sulamite tõmberdiagrammide puhul, millel voolavusplatvorm puudub. Plastsusnäitajad: Katkevenivus A - suhteline pikenemine protsentides purunemiseni. Katkeahenemine Z - teimiku tööosa ristlõike pindala suhteline muutumine katkenemiseni, avaldatud protsentides. Jäikusnäitaja E - elastsusmoodul ehk materjali vastupanu elastsele deformatsioonile. Elastusmoodul määratakse tõmbediagrammi lineaarse osa tõusunurga tangensiga. Materjalide sitkusnäitajad, nende ühikud ja kasutamine. KV - sellega tähistatakse V-soonega teimiku purustamiseks kulutatud tööd - purustustööd. Ühikuks on J (džaul). KU - sellega tähistatakse U-soonega teimiku purustamiseks kuluatatud tööd - purustustööd. Ühikuks on J (džaul). Külmhapruslävi TKHL - üks tähtsamaid metallide töökindluse kriteeriume

    Tehnomaterjalid
    Mõisted
    32
    docx

    Mõisted

    te r a s Kuullaagriterased P a re n d a tu d te ra s Rull- ja kuullaagrite töötingimuste iseärasus on kõr- gest survest tingitud materjali lokaalne deformat- sioon ja kuuli või rulli kontakt tsüklilisel koormusel. M i k r o le g e e r it u d p e e n te r a t e r a s Sellest tulenevalt peab kuullaagriteras olema suure kõvadusega (62HRC) ja väga ühtlase M a n g a a n te ra s mikrostruktuuriga. Selleks kasutatakse suure süsinikusisaldusega, eelkõige kroomiga legeeritud S ü s in ik te r a s teraseid

    Kategoriseerimata
    Metallide tehnoloogia-materjalid eksam 2015
    26
    docx

    Metallide tehnoloogia, materjalid eksam 2015

    Kõvadust iseloomustab kuuli või koonuse materjalisse sissetungimise sügavus. Kõvaduse määramine Vickersi meetodil 2. Materjalide aatomstruktuur Vickersi meetod põhineb teemantpüramiidi sissesurumisel materjali. See meetod võimaldab määrata Kõikide tehnomaterjalide põhiliseks struktuuri-ühikuks igasuguse kõvadusega metallide ja sulamite on aatom, mis koosneb positiivselt laetud kõvadust ning sobib õhukese metalli kõvaduse tuumast ja seda ümbritsevast elektronkattest. määramiseks. Materjali sisse surutakse Aatomituum koosneb prootonitest ja neutronitest, neljatahuline püramiid tahkudevahelise nurgaga

    Materjaliõpetus
    Rakendusmehaanika
    252
    doc

    Rakendusmehaanika

    Masinaelementide arvutusmeetodid põhinevad tugevusõpetuse printsiipides, kus vaadeldakse konstruktsioonide jäikust, tugevust ja stabiilsust. Tuuakse esile arvutamise põhihüpoteesid ning detailide deformatsioonide sõltuvuse väliskoormustest ja elastsusparameetritest. Detailide pinguse analüüs lubab optimeerida konstruktsiooni massi, mõõdu ja ökonoomsuse parameetrite kaudu. Masinate projekteerimisel omab suurt tähtsust detailide materjali õige valik. Masinaehitusel kasutatavate materjalide nomenklatuur täieneb pidevalt, rakendatakse efektiivseid meetodeid tugevusomaduste tõstmiseks. Moodustatakse uusi materjale metallpulbri baasil ning laialt kasutatakse plastmasse. Spetsiaalsed pinnakatted tõstavad detailide töö- ja kulumiskindlust ning kaitsevad korrosiooni eest. Masinate ja nende elementide liikumistäpsus põhineb mehaaniliste süsteemide liikumisseadustel, mida vaadeldakse teoreetilises mehaanikas ja masinamehaanikas.

    Materjaliõpetus
    Materjaliõpetus
    52
    odt

    Materjaliõpetus

    terased (C=0,3-0,5%) Vastavalt standardile EN 10027-1 koosnevad teraste märgitähised pea- ja lisasümbolitest. Peasümbol viitab kasutusele/keemilisele koostisele. Lisasümbolid sõltuvad terase või toote grupist. Mittelegeerteraste puhul kasutatakse vastavalt vajadusele mõlemat tähistussüsteemi. 5. MITTELEGEERTERASTE TÄHISTUS KASUTUSE JÄRGI Sellist tähistust kasutatakse juhul, kui toodete valmistamisel ei kasutata termotöötlust. Sel juhul on materjali õigeks valikuks olulised terasele garanteeritud mehaanilised omadused, mis tuuakse kasutust näitava põhisümboli järel. Enamkasutatavaiks terasegruppideks on teraskonstruktsiooniterased peasümboliga S ja masinakonsttruktsiooniterased peasümboliga E. Teisteks gruppideks on mimesugused eriotstarbelised terased, näiteks survemahutise terased (P), toruterased (L), relsiterased (R) jm. Peasümboli järel näidatakse enamasti

    Materjaliõpetus




    Meedia

    Kommentaarid (4)

    aaa1 profiilipilt
    aaa1: Parim materjal siiani
    14:19 29-11-2011
    llilajo profiilipilt
    Jaagup Ojalill: Vajalik materjal
    17:24 29-11-2011
    Muidumees669 profiilipilt
    Muidumees669: Täitsa asjalik
    21:17 31-12-2012



    Sellel veebilehel kasutatakse küpsiseid. Kasutamist jätkates nõustute küpsiste ja veebilehe üldtingimustega Nõustun