Краткие теоретические сведения. Точности размера каждого из элементов детали (вала или отверстия) не зависят друг от друга, если их рассматривать отдельно
Точности размера каждого из элементов детали (вала или отверстия) не зависят друг от друга, если их рассматривать отдельно. Но стоит соединить две детали для образования сопряжения, как возникает зависимость значений параметров сопряжения (зазоров и натягов) от размеров элементов соединяемых деталей (вала и отверстия) и их точности.
Другой пример, если взять ступенчатый вал, то его общая длина будет зависеть от длины каждой ступени, т.е. общая длина вала связана с длинами отдельных ступеней. Ну, а если взять сложный механизм, например, редуктор, то в нем на одном валу могут быть установлены разные по длине детали (зубчатые колеса, муфты, втулки, кольца, прокладки и т.д.), и общая длина собранных на валу деталей будет зависеть от длины каждой из них. Следовательно, необходимо назначать такие требования к точности размеров этих деталей, чтобы они могли быть собраны на валу, и их суммарная длина была бы не больше, чем расстояние между стенками корпуса редуктора, в котором должен быть установлен вал. И не просто установлен, но и обеспечен требуемый осевой зазор.
Таким образом, когда рассматривают совокупность размеров детали или сборочной единицы, то следует связать между собой размеры отдельных деталей или размеры отдельных элементов детали и решать вопрос о совместном нормировании точностных требований к ним.
Взаимосвязь размеров элементов детали или отдельных деталей, входящих в конструкцию узла или всего механизма, составляет размерную цепь. По ГОСТ 16319-70, который устанавливает термины и определения на размерные цепи.
Размерная цепь (РЦ) - это совокупность размеров, непосредственно участвующих в решении поставленной задачи и образующих замкнутый контур. Размеры, образующие размерную цепь, называются звеньями. На схемах размерных цепей звенья условно обозначаются стрелками.
Различают следующие виды звеньев:
- замыкающее, являющееся исходным при постановке задачи или получающееся последним в результате ее решения. Используя понятие о замыкающем звене, разработчик может влиять на последовательность обработки. Если указать замыкающим звеном размер 80 мм, то необходимо последовательно обработать отдельные ступени, и размер 80 мм получается, как замыкающее звено без дополнительной обработки. Если указать замыкающим звеном длину ступени 30 мм, то необходимо вначале обработать размер 80 мм, а потом размер 50 мм, и размер 30 мм получится, как замыкающее звено. Замыкающее звено иногда обозначают на чертеже размером со звездочкой, а в технических условиях текстом указывают, что этот размер дан для справки.
- составляющее, функционально связанное с замыкающим;
- увеличивающее, с увеличением которого замыкающее звено увеличивается;
- уменьшающее, с увеличением которого замыкающее звено уменьшается.
Номинальный размер БD замыкающегося звена определяется как:
m-1
БD =åx Бi Бi,
где Бi - номинальный размер составляющего звена; m - число звеньев размерной цепи, включая замыкающее; x Бi - передаточное отношение i-го звена, которое принимается в линейных РЦ для увеличивающих звеньев плюс единица (+1), а для уменьшающих - минус единица (-1). Оно характеризует степень влияния отклонений составляющих звеньев на отклонение замыкающего звена.
В теории размерных цепей различают прямую и обратную задачи. Если в процессе проектирования конструкции по известным параметрам замыкающего звена определяют параметры составляющих звеньев, то такая задача называется прямой. В процессе решения обратной задачи по неизвестным параметрам составляющих звеньев вычисляются параметры замыкающего звена.
Точность параметров звеньев обеспечивается несколькими методами:
1) методом полной взаимозаменяемости - в том случае, если все составляющие звенья включаются в размерную цепь без применения каких-либо подгоночных операций;
2) методом неполной взаимозаменяемости - в том случае, если не все звенья имеют заранее обусловленную точность, а сборка может потребовать дополнительных подгоночных операций:
3) методом групповой взаимозаменяемости - в этом случае детали должны быть предварительно отсортированы на несколько групп так, чтобы в процессе сборки не было необходимости прибегать к операциям пригонки;
4) методом пригонки - при этом точность замыкающего звена создается путем удаления припуска, т.е. слоя материала;
5) методом регулирования - в том случае, если точность замыкающего звена достигается изменением величин компенсирующего звена.
Практические задания
5.2.1. По заданным размерам составляющих звеньев определить величину номинального размера замыкающего звена, его допуск и предельные размеры. Схема механизма приведена на рис. 5.1. Расчет выполнить на полную взаимозаменяемость.
Рис. 5.1. Схема механизма для расчета размерной цепи
| Размер составляющих звеньев, мм | Вариант | ||||
| Б1 | 55,5H8 | 45H9 | 38H11 | 40H8 | 80H8 |
| Б2 | 2h8 | 1,5h9 | 3h8 | 5h9 | 2h9 |
| Б3 | 2h8 | 1,5h9 | 3h8 | 5h9 | 2h9 |
| Б4 | 13H9 | 15H8 | 5H9 | 4H11 | 27H8 |
| Б5 | 18,6h8 | 24,4h8 | 25h8 | 22h9 | 45d9 |
5.2.2. По заданному размеру замыкающего звена назначить допуски всех составляющих звеньев по способу равных допусков. Схема механизма приведена на рис. 5.1.
| Размер составляющих звеньев, мм | Вариант | ||||
| Б1 | |||||
| Б2 | |||||
| Б3 | |||||
| Б4 | |||||
| Б5 | |||||
| БD | 5h7 | 5h8 | 6h9 | 4d9 | 4h8 |
5.2.3. Назначить на составляющие звенья механизма допуски по способу одинаковой точности. В расчетах использовать данные, приведенные в условиях задачи 5.2.2.