3.3 Тенденции развития рынка производства и потребления зубчатых передач
По свидетельству экспертов мировой рынок производства и потребления передач в конце 90-х годов прошлого столетия превышал 70 млрд долларов США с устойчивой тенденцией к росту, ежегодно увеличиваясь на 4-6%. В 2005 году этот объем достиг около 100 млрд долларов. Не случаен поэтому интерес к зубчатым передачам как разработчиков, производителей и потребителей этой продукции, так и экономистов, изучающих тенденции в различных сферах производства для подготовки экономических прогнозов их развития и перспективного планирования.
Самым большим в мире является американский рынок зубчатых передач, который составляет около 30% их мирового потребления. К началу 21 века промышленность по производству зубчатых передач США состояла более чем из 300 фирм с численностью около 85 тысяч человек.
Наиболее крупными производителями передач в мире, кроме США, являются Япония, Германия, Китай, Италия, Франция, Англия и ряд других государств.
Подведя итог, можно сделать вывод, что одним из главных конкурентов является рынок США.
3.4 Конструкция и назначение изделия
Определившись с организационными вопросами, рынком, оценив все слабые и сильные стороны, необходимо понять, как надо производить продукцию, сколько потребуется производственных мощностей, сырья, материалов, каковы технологические процессы, с помощью которых будет производиться продукция.
Зубчатая передача — это механизм или часть механизма механической передачи, в состав которого входят зубчатые колёса.
Назначение зубчатой передачи:
передача вращательного движения между валами, которые могут иметь параллельные, пересекающиеся и скрещивающиеся оси;
преобразование вращательного движения в поступательное, и наоборот.
При этом усилие от одного элемента к другому передаётся с помощью зубьев. Зубчатое колесо передачи с меньшим числом зубьев называется шестернёй, второе колесо с большим числом зубьев называется колесом. Пара зубчатых колёс, имеющих одинаковое число зубьев, — в этом случае ведущее зубчатое колесо называется шестернёй, а ведомое — колесом.
Прямозубые передачи — самый распространённый вид зубчатых передач. Зубья расположены в радиальных плоскостях, а линия контакта зубьев обеих шестерён параллельна оси вращения. При этом оси обеих шестерён также должны располагаться строго параллельно. Прямозубые колеса имеют наименьшую стоимость, но, в то же время, предельный крутящий момент таких колес ниже, чем косозубых и шевронных.
Основные достоинства зубчатых передач по сравнению с другими передачами:
технологичность, постоянство передаточного числа;
высокая нагрузочная способность;
высокий КПД (до 0,97-0,99 для одной пары колес);
малые габаритные размеры по сравнению с другими видами передач;
большая надежность в работе, простота обслуживания;
сравнительно малые нагрузки на валы и опоры.
К недостаткам зубчатых передач следует отнести:
невозможность бесступенчатого изменения передаточного числа;
высокие требования к точности изготовления и монтажа;
шум при больших скоростях, плохие амортизирующие свойства;
громоздкость при больших расстояниях между валов;
потребность в специальном оборудовании для нарезания зубьев.
Строение зубчатой передачи показано на рисунке 1.
Рис.1 Строение прямозубой цилиндрической передачи
Поверхность зубчатой передачи составляют простые цилиндрические и плоские поверхности. Габаритные размеры детали представлены в таблице 2.
Таблица 2
Габаритные размеры зубчатой передачи
Наименование |
Шестерня |
Колесо |
Число зубьев |
20 |
30 |
Модуль m |
3 |
3 |
Угол профиля α, ° |
20 |
20 |
Делительный диаметр d, мм |
25 |
37 |
Межосевое расстояние а, мм |
31 |
31 |
Диаметр вершин зубьев dα, мм |
27,5 |
40 |
Диаметр впадин df, мм |
21,8 |
34,8 |
Постоянная хорда ŝc |
1,73 |
1,73 |
Высота до постоянной хорды ĥc, мм |
0,93 |
0,93 |
Угол наклона линии зуба ß, ° |
10,15 |
10,15 |
Делительный диаметр d, мм |
69,706 |
137,412 |
Диаметр вершин зубьев da, мм |
72,706 |
145,412 |
Постоянная хорда ŝc |
2,31 |
2,31 |
Длина обшей нормали W, мм |
22,97 |
48,99 |
Для производства принята основная схема технологического процесса изготовления цилиндрических передач, описанная ниже, однако специфические особенности данного производства – узкая специализация рабочих мест, являющаяся результатом расчленения операций, требование высокой производительности и взаимозаменяемости изделий – вызывают необходимость особого подбора оборудования и инструмента. Основное оборудование, необходимое для производства прямозубых цилиндрических передач, представлено в таблице 4.
Таблица 4
Оборудование для производства зубчатых передач
Наименование |
Производительность, шт/час |
Мощность, кВт |
Габаритные размеры, м |
Масса, кг |
Цена, руб |
|||||
Вертикальносверлильный станок 2Т118 |
120 |
6 |
0,7 x 0,5 x 1,4 |
180 |
121 900 |
|||||
Протяжный станок 7А612 |
92 |
8 |
2,2 х 2,3 х 3,1 |
2270 |
359 000 |
|||||
Зубофрезерный станок 53А50 |
36 |
12 |
1,4 х 2,2 х 2,15 |
9700 |
249 800 |
|||||
Полуавтомат зубозакругляющий 5Н580 |
100 |
10 |
3,1 x 1,7 x 3,3 |
1450 |
98 000 |
|||||
Шлифовальный станок JPSG-0618H |
148 |
2 |
1,8 x 1,3 x 1,6 |
820 |
219 000 |
|||||
Гидравлический пресс П6320Б |
- |
4 |
0,9 х 1,5 х 3,5 |
3260 |
362 700 |
|||||
Универсальный настольный токарный станок ML260-450
|
132
|
6
|
1,2 x 0,5 x 0,9
|
130
|
73 500
|
|||||
Шлифовальный станок 3К228А |
128 |
5 |
3,5 х 1,4 х 1,8 |
2600 |
97 000 |
|||||
Шумомер TESTO 816 |
- |
- |
0,016 х 0,009 |
0,42 |
19 000 |
|||||
Печь камерного типа 4.8.4/М |
48 |
11 |
2 х 1,4 х 2,2 |
2000 |
277 000 |
|||||
Итого |
- |
64 |
- |
- |
1 876 900 |
|||||
Дополнительно |
Цена, руб |
Количество, шт |
Сумма, руб |
|
|
|||||
|
Газель ГАЗ-2705 2009 г |
82 000 |
1 |
81 900 |
|
|||||
|
Итого |
- |
1 |
81 900 |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|||||
На следующем этапе необходимо рассчитать производственный план. Производственный план рассчитан по станку с наименьшей производительностью при режиме работы в одну смену, 8 часовом рабочем дне и 247 рабочих днях в году.
36 шт/час * 8 час * 247 дн = 71 136 шт/год
Потери от брака будут составлять 216 шт/год. Следовательно, план рассчитан на 70 920 шт/год. Расчет производственного плана представлен в таблице 5.
Таблица 5
Программа изготовления продукции
Наименование изделия |
Годовая программа, шт |
Программа месяца, шт |
Суточная программа, шт |
Вес изделия, кг |
Шестерня |
35 460 |
2 955 |
140 |
0,389 |
Колесо |
35 460 |
2 955 |
140 |
0, 778 |
Всего |
70 920 |
5 910 |
281 |
1,167 |
Так же необходимо рассчитать площадь предприятия и цену за его аренду. Данные представлены в таблице 6.
Таблица 6
Площадь помещений и цены за их аренду
Помещение |
Площадь, м2 |
Цена, руб/мес |
Офис |
45 |
20 000 |
Производственное помещение |
70 |
50 000 |
Склад |
400 |
60 000 |
Итого |
515 |
130 000 |