![](/user_photo/_userpic.png)
книги из ГПНТБ / Беляева-Соловьева, Э. А. Конструирование механизмов радиоэлектронных аппаратов
.pdf.или
Ах (сх — 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.
|
(сх — m ш-) |
сх h |
= |
0. |
|
(167) |
||
|
с х п (ку — 1 |
у ш 2 ) |
|
|||||
|
|
|
|
|
||||
Раскрываем определитель |
~ |
|
|
|
|
|
||
(сх — m «>2)(ky |
— I y <в2) — 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