Методика выявления избыточных связей.

Причинами появления избыточных связей являются, как правило, неудачный выбор схемы базирования и классов контактных пар. Эти неудачи обусловлены обычно трудностями наблюдения за балансом накладываемых на базируемые детали связей в процессе разработки конструкции соединений. В связи с этим необходимо своевременно производить анализ конструкций на выявление этих связей. Рассмотрим аналитическую и графическую методики такого анализа.

Соотношение между степенями свободы и наложенными связями выражается следующей формулой:

где:n–число оставшихся степеней свободы базируемой детали

m–число отнятых степеней свободы

Пусть для ограничения mстепеней свободы наложено m΄=m+q элементарных связей (q –число избыточных, приведенных к точечным, связей). Наибольшее возможное значение m΄ выражается формулой:

где: Р_k– класс элементарной пары

k–число пар данного класса

Из приведенных формул получаем следующее выражение для избыточных контактных пар соединения:

( 1 )

где: n=1 для подвижных соединений

n= 0 для неподвижных соединений

Значения k соответствуют числам истинных (не приведённых) пар данного класса.

Рассмотрим примеры:

Пример 1.При базировании валика по рис. 2.17. имеем:

n=1 k_P2 = 1 k_P4 =1 k_P1 =1 .

Подставляя эти значения в формулу (1) получим:

q =1+ 4 ·1+2· 1+1· 1– 6 = 2

Этот результат означает, что базирование имеет две приведенные связи.

Рис. 2.17. Избыточное

базирование валика.

Пример 2. При базировании неподвижной втулки по рис.2.18. имеем:

n = 0 k _P4 =1 k _P3 =1.

Крепление фланца винтом ограничивает поворот втулки φх и поэтому представляет связь класса Р1. По формуле (1) найдём:

q = 0+ 4·1+3·1+2 ·1+1·1– 6 = 4

Конструкция имеет 4 приведённые избыточные связи.

Рис.2.18. Избыточное базиро-

Вание неподвижной втулки.

Пример 3. Для замкнутого соединения ползуна с двумя цилиндрическими стержнями (направляющими) по рис.2.19. имеем:

n =1 k_P4 = 2

по формуле (1) получим: q = 1+ 4 ·2 – 6 = 3

т.е. конструкция имеет три приведённые избыточные связи.

Рис.2.19. Избыточное базиро-

вание направляющих.

Как видим формула (1) позволяет отыскивать в конструкции соединения число избыточных связей, однако она не даёт сведений о видах этих связей, поэтому ей можно пользоваться лишь для выявления их наличия. Если они обнаружены (q ≠ 0 ), то для определения их вида производится дополнительный анализ, который удобно выполнять графически с помощью матрицы влияний.

Таблица матрицы влияний содержит 8 столбцов для указаний номера и класса контактной пары и обозначения шести степеней свободы и столько строк, сколько действует в соединении контактных пар, и строку для указания суммы связей по каждому столбцу. Ограничение данной степени свободы той или иной парой обозначается в таблице знаком «+».

Рассмотрим ранее приведенные примеры:

Матрица влияния для примера 1.

Таблица 2.3

N	Класс пары	X	Y	Z	φ x	φ y	φ z
	Р4		+	+		+	+
	Р2		+	+
	Р1	+
Итого:				–

В примере 1 конструкция содержит три контактные пары: 1–Р₄, 2– Р₂, 3–Р₁. Матрица влияний имеет вид представленный в таблице 2.3. Из таблицы видно, что при данном способе пара №2 является избыточной, т.к. она накладывает две избыточные связи ( y и z ).

Матрица влияний для примера 2

Таблица 2.4

N	Класс пары	X	Y	Z	φ x	φ y	φ z
	Р4		+	+		+	+
	Р3	+				+	+
	Р2		+	+
	Р1				+
Итого:

В примере 2 рассмотрим четыре контактные пары: 1–Р₄, 2–Р₃, 3–Р₂, 4–Р₁

(крепление фланца винтом). Соответствующая матрица дана в таблице 2.4, из которой находим степени свободы, имеющие избыточные связи (y, z, φу, φz )

Матрица влияний для примера 3

Таблица 2.5

N	Класс пары	X	Y	Z	φ x	φу	φz
	Р4		+	+		+	+
	Р4		+		+	+	+
Итого:

В примере 3 конструкция имеет 2 контактные пары класса Р₄. Соответствующая матрица влияний приведена в таблице 2.5, откуда видно, что три избыточные связи, полученные по формуле (1) представляют собой смещение по оси Yи повороты φу и φz.

3. КОНСТРУКТОРСКАЯ ДОКУМЕНТАЦИЯ

Виды изделий.

Конструкторская документация на изделия всех отраслей промышлен­ности разрабатывается в соответствии с единой системой конструктор­ской документации (ЕСКД). ЕСКД – это комплекс государственных стандартов, устанавливающий порядок разработки, оформления и об­ращения конструкторских документов. В настоящей главе рассмотрены отдельные положения ЕСКД, дающие представление об этой системе.

При выполнении конкретных работ по разработке конструкторской документации конструктор должен руководствоваться соответствую­щими государственными стандартами.

В соответствии с ЕСКД изделием называют любой предмет или на­бор предметов производства, подлежащих изготовлению на пред­приятии.

Все изделия можно разделить на следующие четыре вида:

– детали;

– сборочные единицы;

– комплексы;

– комплекты.

В зависимости от наличия в изделии составных частей изделия делят на специфицированные и не специфицированные.

Детали, не имеющие составных частей, относят к не специфицированным изделиям. Все остальные изделия (сборочные единицы, комплексы и комплекты) всегда имеют составные части и являются специфициро­ванными.

Рассмотрим основные признаки, на основании которых каждое из­делие относят к одной из четырех групп.

Деталь – изделие, изготовленное из одного куска однородного по наименованию и марке материала без применения сборочных операций, например валик из одного куска металла.

Материал, из которого изготовлена деталь, сам по себе может быть сложным, например кабель, имеющий жилу в несколько проволок и не­сколько слоев изоляции. Отрезок кабеля заданной длины является де­талью, так как он изготовлен из однородного по наименованию и марке материала. Между тем два куска кабеля, спаянных между собой, уже не являются деталью, так как для их изготовления применена сборочная операция – пайка.

К деталям относят изделия, изготовленные из одного куска материа­ла с применением местной пайки, сварки, склейки, сшивки и т. д. Приме­ром такой детали является коробка, согнутая из одного куска листового материала, стенки которой соединены сваркой. К деталям относят все указанные изделия, подвергнутые покрытию (покраска, хромирование), хотя для выполнения покрытия требуется уже другой материал.

Сборочная единица – изделие, состоящее из двух или более составных частей, соединенных между собой на предприятии-изготовителе сборочными операциями (свинчиванием, клепкой, сваркой, сочленением, сшивкой, укладкой и т. п.).

Примером сборочных единиц является коробка, изготовленная из нескольких кусков материала, соединенных сваркой, комнатная телевизионная антенна и т. п.

К сборочным единицам относят изделия из пластмассы, имеющие арматуру, изготовленную из другого материала

В состав сборочной единицы могут входить детали, другие сбороч­ные единицы и комплекты.

Комплекс – два или более специфицированных изделия, не соединенные на предприятии-изготовителе, но предназначенные для выполнения взаимосвязанных эксплуатационных функций. Каждое из изде­лий, входящих в комплекс, должно служить для выполнения одной или нескольких основных функций, установленных для всего комплекса. Примером комплекса являются связной приемник, состоящий из двух блоков (блока питания и блока приемника), которые соединяются у потребителя кабелем; ракета и устройство, передающее на неё радиосигналы управления, и т. п.

В комплекс кроме изделий, выполняющих основные функции, могут входить детали, сборочные единицы и комплекты, предназначенные для выполнения вспомогательных функций. К числу таких изделий можно отнести детали и сборочные единицы, необходимые для монтажа изде­лия на месте эксплуатации, комплект запасных частей и т. п.

Комплект – два или более изделия, не соединенные на предприятии-изготовителе, но имеющие общее эксплуатационное назначение вспомогательного характера, например, комплект запасных частей, комплект инструмента и принадлежностей.

Часто встречаются случаи, когда к детали или сборочной единице, предназначенной для выполнения некоторой основной функции (напри­мер, осциллографу), придают другие сборочные единицы или детали, выполняющие вспомогательные функции (запасные части, инструменты), причем эти вспомогательные изделия не соединены с основными. Такую совокупность изделий относят к комплектам. В состав комплектов могут входить детали, сборочные единицы и другие комплекты.

В конструкции радиоэлектронной аппаратуры широко используют
изделия, которые выпускают специализированные предприятия. К числу
таких изделий относят, например, резисторы, конденсаторы, полупроводниковые приборы и т. п. Предприятие-изготовитель радиоэлектронной аппаратуры получает их в готовом виде. Такие изделия называют покупными.