Размерные цепи.

1. Классификация размерных цепей. Основные термины и определения.

.

При массовом производстве машин, в целях обеспечения взаимозаменяемости деталей и узлов, необходим обоснованный выбор допусков их сопрягаемых размеров, т.е. необходимо, чтобы составляющие их детали и поверхности последних занимали одна относительно другой определенное, соответствующее служебному назначению, положение.

Установление правильного соотношения нормальных размеров деталей и их допустимых отклонений в ответственных размерных связях – один из методов повышения качества изделий, обеспечения надежности и долговечности их работы, а также обеспечения собираемости их деталей и узлов без подгоночных работ и, следовательно, с минимальными затратами на их изготовление и сборку.

Поэтому при конструировании механизмов, проектировании технологических процессов, выборе средств и методов измерений, т.е. для нормальной работы машины или любого другого изделия возникает необходимость в проведении размерного анализа. С его помощью достигается определенное, соответствующее служебному назначению, положение составляющих деталей и их поверхностей, правильное соотношение взаимосвязанных размеров и определяются допустимые ошибки (допуски).

Взаимосвязь размеров и их допустимых отклонений, регламентирующая расположение поверхностей и осей как одной детали, нескольких деталей в узле или изделии, называется размерной связью деталей.

С помощью размерного анализа решаются следующие основные задачи:

-устанавливаются ответственные размеры и параметры деталей и узлов, оказывающие влияние на эксплуатационные показатели машины или на собираемость ее узлов;

-уточняются их номинальные значения, а также значения их допускаемых отклонений;

-проводится анализ простановки размеров и допусков в рабочих чертежах деталей и узлов машины;

-разрабатываются технологические процессы, т.е. устанавливается последовательность операций обработки, рассчитываются значения межоперационных размеров деталей и допустимых отклонений; обосновывается выбор технологических и измерительных базовых поверхностей деталей и узлов; проводятся расчеты, связанные с настройкой станков и приспособлений с целью изготовления деталей заданной точности обработки; устанавливается последовательность сборочных операций и разрабатывается технологический процесс сборки машин, обеспечивающий необходимую точность сборки;

-проводятся метрологические расчеты размерных цепей, определяющие допустимые величины погрешностей (базирования деталей при измерении, измерительных средств и методов измерения).

Подобные геометрические расчеты выполняются с использованием теории размерных цепей.

Размерные цепи отражают объективные размерные связи в конструкции машины, в технологических процессах изготовления ее деталей и сборки, а также при измерении. Поэтому вначале должна быть поставлена и четко сформулирована задача, для решения которой предполагается использовать размерную цепь. Каждая размерная цепь дает решение только одной задачи.

Процессы формирования размеров деталей, а также процессы комплектования их при сборке по своей природе являются вероятностными, а конкретные значения размеров деталей, собранных комплектов и узлов машин – случайными величинами. Поэтому методика расчета размерных цепей и все ее формулы базируются на теории вероятностей и математической статистики.

Сущность расчета размерной цепи заключается в том, чтобы установить связь между размерами одной или нескольких деталей в изделии, т.е. установить ответственные размеры, определить оптимальные допуски и предельные отклонения всех размеров цепи так, чтобы обеспечить эксплуатационные показатели работы изделий (требования к конструкции изделия) и технологические требования при изготовлении и сборке.

Впервые основные положения теории размерных цепей разработаны русскими учеными Б.С. Балакшиным, Н.А. Бородачевым и др.

Свойства и закономерности размерных цепей отражаются системой понятий и аналитическими зависимостями, позволяющими производить расчет номинальных размеров, допусков, координат середин полей допусков и обеспечивать наиболее экономичным путем точность изделий при конструировании, изготовлении, ремонте и во время эксплуатации.

В настоящее время термины, определения, обозначения и методы расчета размерных цепей стандартизованы.

Размерная цепь - совокупность взаимосвязанных размеров, непосредственно участвующих в решении поставленной задачи и образующих замкнутый контур. Каждый из размеров размерной цепи называется звеном. Звеньями размерной цепи могут быть любые линейные и угловые параметры: диаметральные размеры, расстояние между поверхностями или осями, зазоры, натяги, перекрытия, мертвые ходы, отклонения формы и расположения поверхностей (осей) и т.д. Звенья обозначаются прописными буквами русского алфавита или строчными буквами греческого (кроме α, δ, ξ, ω) алфавита с индексом. На схемах размерных цепей звенья условно обозначают:

а) линейные размеры – двухсторонней стрелкой

б) параллельность – односторонней стрелкой с направлением острия к базе

в) перпендикулярность – односторонней стрелкой с направлением острия к базе

Р азмерные цепи классифицируются по ряду признаков. (табл. 1)