Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Беляева-Соловьева, Э. А. Конструирование механизмов радиоэлектронных аппаратов

.pdf
Скачиваний:
14
Добавлен:
19.10.2023
Размер:
4.58 Mб
Скачать

.или

Ах х — m х2 ) + А=ру сх h =

0;

(165)

А х с х h + А 9 у (1<у —1у шя ) =

0.

(166)

Последние два уравнения составляют систему однородных ли­ нейных алгебраических уравнений с ненулевыми решениями от­ носительно амплитуд Ах и А», ' в случае, если определитель •системы равен нулю, т. е.

 

х — m ш-)

сх h

=

0.

 

(167)

 

с х п (ку — 1

у ш 2 )

 

 

 

 

 

 

Раскрываем определитель

~

 

 

 

 

 

х — m «>2)(ky

I y 2) — clh2

- 0.

(168)

'Преобразуем

выражение

(168):

 

 

 

 

 

m I y ю4

( I y cx

4- mky ) со2

4- cx ky — cx h s = 0;

(169)

 

cx

k*

cx k y - cjiT»

= 0.

(170)

ш1 I +

- - U 2 - J -

 

 

 

rn

 

 

 

 

 

 

 

"Частоту колебаний вдоль оси х и вокруг оси у определяем

решая

биквадратное

уравнение

(170):

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

у

c j h *

 

У

2 \ m

I y

V

4 \ m

I v /,

mly

mlv

 

 

 

 

 

 

 

(171)

Преобразуем второе слагаемое подрадикального выра­

жения:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

cx

ky

 

cx k y

If2

 

 

m

i v

 

= i - ( i i 4 - 2

 

 

4

ml v

4 \ m 2

'

 

 

1 Вывод формул для определения частот двухсвязных колебаний вы­

полнил В. А. Кручинин.

 

 

 

 

 

.'80

 

 

 

 

 

 

 

 

Частота 'колебаний будет: вдоль оси х:

1 / с х

ку \ *

c|h *

(173)

вокруг оси у:-

(174)

Тогда fx и Т у (гц) будут:

±-,/ i ^ + 4 i W i / ^ - 4 0 V ! h >

ly J 1111У

(175)

f ? y 2* 1/ 2 ( m + l ! ) V 4 ( m

I y ) + mly ^

 

( 5 7 6 )

Аналогичные выкладки, проделанные применительно к уравне­ ниям.(154), дадут выражения следующих частот:

вдоль оси у:

(177)

вокруг оси х:

(178)

81

4. Расчет колебаний конструктивных элементов механизма РЭА

Силовое воздействие вибрации на конструктивные элемен­ ты механизма усиливается вследствие эксцентриситета шесте­

рен, цилиндрических валов, подшипников и т. п.

 

В табл. 13 приводятся зависимости для определения ча­

стот колебаний шестерен.

 

Рассматривая валы механизма как стержни с тем

или

иным способом заделки концов, их собственную частоту f

(гц)

Т а б л и ц а

.13

Зависимости

для определения частот

колебаний деталей

механизмов

 

при вибрации

 

 

 

Причина внброколе-

Частота

 

 

Деталь

вибро-

Условные

обозначения

 

баний

колеба-

 

 

 

 

ннй, ГЦ

 

 

Зубчатое колесо Эксцентриситет де­ лительной окруж­ ности или вала

Овальность дели­ тельной окруж­ ности

 

Удары вследствие

 

неравномерного

 

вращения

Радиальный

ша­

рикоподшип­

ник

То же

fi —- п

п—-скорость

вращения,

 

об/мин;

 

 

 

 

z — число зубьев.

 

 

h = 2 п„

 

 

 

 

 

где n.z— скорость враще­

 

ния

сепаратора,

 

об/мин;

 

 

h = zn п = — п0 1 +

 

,

 

где по —скорость

наруж­

 

ного

кольца,

 

 

об/мин;

 

 

f*=kn

dm—диаметр

шари­

 

ка, см;

 

 

 

D и d — рабочие

диамет­

 

ры' соответствен­

 

но наружного

и

 

внутреннего

ко­

 

лец.

 

 

 

можно находить, пользуясь следующим выражением:

f =

l / E I / m ,

-(179)

82

 

 

«

 

 

 

 

 

 

 

 

где

а; — коэффициент, зависящий

от 'способа заделки концов

 

 

стержня: при жесткой

заделке

а; =4,73;

один ко­

 

 

нец закреплен

жестко,

другой

опирается

свободно

 

 

G C J = 3 , 9 3 ;

оба

конца

свободно

оперты

с ц = 3 , 1 4 ;

 

 

консоль щ =1.87;

Ч

 

 

 

 

 

1

— длина

вала;

 

 

 

 

 

 

 

Е

модуль

упругое™

первого

рода;

 

 

 

I

—момент

инерции сечения

вала;

 

 

.

m .— погонная

масса

вала.

 

 

 

 

Собственная частота колебаний осей и валов с сосредото­ ченными на них массами М вычисляется по формуле:

f c = k f ,

'

(180)

где К — коэффициент, выбираемый'по графикам в зависимо-.

 

сти от места сосредоточения

массы in отношения

М

- .

 

ч

ml

 

 

[3; 12]. . ' .

 

 

ГЛАВА ЧЕТВЕРТАЯ

ОСНОВЫ РАЗМЕРНОГО АНАЛИЗА

1. Содержание размерного анализа

Взаимосвязь размеров и их допустимых отклонений, регла­ ментирующая расположение поверхностей и осей одной или нескольких деталей в узле или в изделии, определяется как размерная связь и составляет предмет размерного анализа

[ П , 12].

С помощью размерного анализа производится:

выбор ответственных размеров и параметров деталей и узлов, уточнение номинальных размеров, их допустимых от­ клонений;

установление расчетным путем норм точности и техниче­ ских условий на изделие и его узлы;

анализ простановки размеров и допусков на рабочих чер­ тежах;

разработку технологических процессов и последовательно­

сти операций .обработки деталей;

 

 

расчет значений межоперационных' размеров деталей

и их-

допусти м ых откл онени й;

 

 

определение величины припусков .на обработку;

 

выбор технологических и- измерительных

базировочных

поверхностей деталей

и узлов;

 

 

расчеты, связанные

с "настройкой станков и отдельных

при­

способлений на заданную точность обработки

деталей;

 

выбор последовательности сборочных операций, разработ­ ка технологического процесса сборки, обеспечивающая необ­

ходимую точность монтажа изделия;

метрологические расче­

ты размерных цепей, определяющие

допустимые величины

погрешностей базирования детали при замере измерительных передаточных механизмов.

84

Степень важности размеров конструкции предопределяет­ ся, прежде всего, ее функциональными особенностями, усло­ виями сборки и технологичностью отдельных элементов.

Все размеры конструкции получаются расчетом или выби­ раются из практических соображений. Размер, полученный,

расчетом

или заданный конструктивно,

именуется н о м и ­

н а л ь н ы м

размером. Количественно он,

как правило, опре­

деляется целой величиной. Например, расчетный диаметр ва­ лика оказался равным 19,56 мм. В соответствии с нормами" точности инженерных расчетов и экспериментов, изложенны­ ми, например, в работе (6], расчетный размер округляется додесятых долей. (В нашем случае до 19,6 мм, но, учитывая не­ целесообразность усложнения технологии дробными значения­ ми размеров, тем более что расчет обычно предусматриваетопределенный запас прочности {6], лучше задать его на черте­

же равным 20

мм).

 

 

Идеально точно выполнить размер практически невозмож­

но. Тем не менее он должен лежать в пределах

определенного

допуска, регламентированного ГОСТ [6].

 

Отклонения

от номинального

значения, предопределяю­

щие величину

допуска, задаются

в таблицах

ГОСТ примем

нительно к длинам, под которыми понимаются длины диамет­ ров сопряжений и расстояния между ^отдельными деталями того или иного узла конструкции.

2. Размерная цепь

Совокупность взаимосвязанных размеров, определяющих: взаимное расположение осей и поверхностей одной или не­ скольких деталей в изделии, расположенных в определенной" последовательности по замкнутому контуру и непосредственновлияющих на точность одного из размеров контура, представ­

ляет собой размерную

цепь.

Простейшую размерную цепь образует система размеров,

элементарного

сопряжения «отверстие*—вал».

# Обозначит

диаметр

отверстия и вала соответственно А;,

и А2 (рис. 10, а), зазор

в сопряжении — Ад.

Отложим от некоторой базовой плоскости I — I (рис. 10,6) размер Аь отразив направлением стрелки его увеличивающее (с' увеличением А|) влияние на зазор Ад. От . плоскости I I — I I отложим размер Аг с учетом его уменьшающего (с уве­ личением А2 ) влияния на размер Ад . Разность между этими-»

85

размерами равна замыкающему размеру Ад. Такова простей­ шая ^размерная цепь. Ее аналогами! являются подетальная линейная (рис. 10, в) и угловая размерные'цепи (рис. 10, г).

1

Рис. 10

Размерная цепь представляет собой структурное подобие кинематической цепи, зафиксированной в определенном поло­ жении. Размеры, составляющие размерную цепь, по аналогии с элементами минем эпической цепи называются звеньями раз-* мерной цепи.

86

Замыкающее звено АЛ —это звено размерной цепи, вели­ чина и точность которого зависит от величины и точности воех остальных звеньев цепи. (Aj, А2 , ГЛ, Тг). Звенья размер­ ной цепи, определяющие величину и точность замыкающего размера АД, уД, называются составляющими звеньями. Они

определяют функциональные сопряжения или влияют на экс­ плуатационные показатели работы изделия.

Замыкающее звено размерной цепи, исходя из предельных размеров которого рассчитывают допустимые отклонения всех составляющих называется исходным (функциональным).

Звенья размерных цепей изображаются на схемах меха­ низмов и узлов так же, как и размеры на чертежах: линейные размеры — прямыми, угловые — дуговыми линиями со стрел­ ками.

Звенья размерных цепей с линейными размерами обозна­ чаются заглавными буквами русского алфавита (кроме бук- "" вы К), а с угловыми размерами—строчными буквами грече­ ского алфавита (кроме букв а и | ) . Буквы К, а, | использу­ ются для обозначения коэффициентов в формулах для расчета размерных цепей.

Составляющие звенья размерной цепи нумеруются пред­

 

почтительно в порядке обработки или сборки деталей. Нуме­

 

рация начинается со звена, которое соседствует с замыка­

 

ющим.

 

 

__

 

 

 

 

 

 

Порядковый номер указывается как индекс при буквенном

 

обозначении цепи.

 

 

 

 

 

 

 

В некоторых размерных цепях точность замыкающего зве­

 

на достигается, изменением

при

сборке

(регулировкой,

под­

 

гонкой по

месту и т. п.) одного

составляющего

размера. Со­

 

ставляющее звено размерной цепи, 'компенсирующее погреш­

 

ности замыкающего звена, называется звеном-компенсатором.

 

Оно обозначается этой же буквой, что и составляющие звенья

 

размерной цепи, но с 'индексом К. В некоторых случаях ком­

 

пенсирующее звено обозначается заглавной буквой русского

 

алфавита,

очерченной

прямоугольником,

А.

 

- d -

В рассмотренном

нами

примере (рис. 10, а)

компенсиру­

 

ющим звеном является диаметр вала, поскольку требуемый

 

характер

сопряжения

достигается изменением

диаметра

ва­

 

ла А2 (при неизменном диаметре отверстия A i ) . Замыкающее

 

звено по неличине может быть положительным, отрицатель­

 

ным или

равным

нулю, составляющее

звено — положитель-

\

ным или равным

нулю.

 

 

 

 

 

 

87

По характеру взаимной связи размерные цепи подразде­ ляются на независимые и взаимосвязанные. Размерная цепь независима, если все ее звенья входят только в одну размер­ ную цепь (см. рис. 10, а). Размерные цепи взаимосвязаны, если одно или несколько звеньев являются общими для ряда цепей (рис. 10, д)-.

Взаимосвязанные размерные цепи в зависимости от ха­

рактера связи

и вида общих звеньев

бывают следующими:

с общими

составляющими

звеньями;

 

замыкающее звено одной

цепи

является

составляющим

звеном другой

цепи;

 

 

 

замыкающее и составляющее звенья одной

цепи являют­

ся составляющими звеньями другой

цепи.

 

Звенья, входящие одновременно в несколько цепей, обо­ значаются на схеме комбинированным символом, причем сим­ волы, относящиеся к другим цепям, проставляются в скобках. Например, А2 (В4, Гз) обозначает звено, являющееся вторым эвеном размерной цепи А, четвертым звеном цени В и третьим звеном цепи Г (рис. 10, д).

Размеры цепи; определяющие собираемость деталей и уз­ лов изделия и его оптимальные эксплуатационные показатели, называются конструктивными (см. рис. 10-, а).

Размерные цепи, определяющие взаимную связь размеров обрабатываемой детали в течение технологического процесса или взаимную связь размеров в системе «станок — приспособ­ ление— инструмент—обрабатываемая деталь», называются технологическими (см. рис. 10, в).

Наряду с упомянутыми плоскими, линейными и угловыми размерными цепями существуют пространственные размерные цепи, все или часть звеньев которых не параллельны друг другу или расположены в непараллельных плоскостях.

3. Система допусков и посадок

1

В производстве из серии одинаковых втулок (отверстий) или валов всегда можно выбрать втулку или вал с наиболь­ шим и с наименьшим диаметром. Если эти диаметры удовле­ творяют -конструктивно-технологическим требованиям, то есть деталь не является браком, то они называются предельно до­ пустимыми размерами вала или втулки.

Разность между предельно допустимыми размерами втул-

88

ки или вала (большим Б и меньшим М) называется допуском:

Б М = б.

(181)

Графическое изображение допуска б называется полем до­ пуска.- На рис. 10, е, условно изображены в одном и том же масштабе линейные'несоизмеримые величины: допуск и. пре­ дельные значения диаметра Б и М в мм. Обычно принято изо­ бражать 'Поле допуска в -виде прямоугольника относительно линии номинального диаметра d (рис. 10,-з), пользуясь при этом табличными значениями отклонений [6]: отклонением вала нижним О" и верхним 0£, отклонением отверстия ниж­ ним Од и верхним Ов0. Если отклонения отверстия постоян­ ны, а нужный характер 'Сопряжения достигается подбором отклонений вала О" и 0„, то такая система называется си­ стемой отверстия (условное обозначение «А»). В- системе от­ верстия линия номинального диаметра d всегда совпадает с меньшим.допустимым размером отверстия Мо.

В

системе вала (условное обозначение

«В») требуемое

сопряжение достигается подбором

отклонений отверстая

0 °

и О о

при неизменных отклонениях

вала. В

системе вала

ли­

ния номинального диаметра d совпадает с большим диамет­ ром вала Б в .

При конструировании преимущественно используется си­ стема отверстия. -Систему «В» применяют в случае, если диа­ метр вала нельзя изменять (например: .под диаметром вала понимается наружный диаметр стандартного подшипника ка­ чения).

Рассматривая картину полей допусков в системе-отверстия (см. рис. 10, в), замечаем возможность получения максималь­

ных и минимальных

зазоров (-гЛшах.+Лтт)

и натягов (А),

в сопряжениях (см.

рис. 10, а):

ч

Все многообразие номинальных диаметров представлено в таблицах ГОСТ рекомендованными значениями для маши­ ностроения d = 0,5-=-500 мм; для приборостроения d = 0,1 ЧгЧг1 мм. Кроме этого, для приборов предусмотрены дробные значения номинальных диаметров.

В целях упрощения упомянутых таблиц ГОСТ отклоне-

89

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ