книги / Стандартизация

ITA3 =0.818 мм.

Скорректируем координаты середин полей допусков с учетом коэффициента относительной асимметрии по формуле:

для охватываемых звеньев:

А 0А2 = А 0А4 = -0.060 + 0,12'0,150 = - 0 .0 5 1 мм;

A 0AS = 0.125 + - 0.12-0.250 = 0.109 мм;

2

А0А9 =0.150 + -0.12-0.300 = 0.131 мм;

Определим координату середины поля допуска оставшегося (третьего) звена из условия (5.12.17):

=§ £ А Л

ы\

Подставляя данные, получим:

-0.05=4'(-1 )'0.066+2‘1 (-0.051)+ Г( А аА3-0.061)+(-1 )‘0.109+(-1 )'0.131+2(-1 )'(-0.06). Откуда Д0/*з=0.435 мм.

Предельные отклонения звена А3 определим по формулам

esAj = Д0A , + ^ Y = 0.435+0.50.818=0.844;

JT A

eiA3 = А 0А3 - Ay1 = 0.435-0.5 0.818=0.026.

Для автоматизации расчетов размерных цепей написан комплекс программ на языке GWBASIC. В частности, это программы WWOD DAN.BAS, RC_W_D1S.BAS, RC_95_GR.BAS и PR_95_Q1.BAS. С помощью программы WWOD_DAN.BAS осуществляется подготовка данных для расчета и осуществляется проверка правильности составления азмерной цепи. Предусмотрена корректировка вводимых данных. Рез} льтатом работы программы является файл исходных данных для использования другими программами комплекса. Программа RC_W_DIS.BAS обеспечивает расчет размерной цепи двумя методами и тремя способами; моделирование действительных размеров звеньев по закону равной вероятности, закону треугольника (Симпсона) и нормальному закону распределения. Входными файлам для программы является файл исходных данных, -юдготовленный

предыдущей программой, файл объема моделируемых данных PNM.DAT и файл таблицы допусков DR.DAT. Результатом работы программы является файлы: X.RAP (здесь и далее через X обозначен номер варианта расчета)- сводные таблицы расчетов допусков, координат середин допусков и предельных отклонений размеров составляющих звеньев различными методами и способами; XM1S2.DAT, XM1S3.DAT, XM2S2.DAT и XM2S3.DAT - файлы смоделированных размеров составляющих звеньев по различным законам (здесь M l-метод 1 - метод полной взаимозаменяемости; М2метод 2 метод ограниченной взаимозаменяемости; S2способ 2 способ пропорционального деления; S3-cnoco6 3 - способ одной степени точности) и соответствующее значение размера замыкающего звена.

Программа RC95G R.BAS формирует файлы XM1S2.QUA, ХМ 1S3.QUA, XM2S2.QUA и XM2S3.QUA файлы результатов оценки качества сборочной единицы; осуществляет визуализацию распределения размеров любого звена размерной цепи (гистограмма, эмпирическая и теоретическая кривая распределения); проверку гипотезы о законе распределения для выбранного звена размерной цепи; файлы частотного анализа (эмпирические и теоретические частоты)- XM1S2.CHA, XM1S3.CHA, XM2S2.CHA, XM2S3.CHA.

Выходными файлами для программы являются файлы: XM1S2.DAT, XM1S3.DAT, XM2S2.DAT и XM2S3.DAT

Программа PR_95_Q1.BAS формирует обобщенный отчет по моделированию действительных размеров и результатов оценки качества изготовления сборочной единицы. Имя выходного файла задается оператором.

Комплекс, разработанных программ наглядно позволяет проверить правомерность использования установленных математических зависимостей при расчете размерных цепей.

5.12.13 Расчет размерных цепей при компенсации погрешностей

При применении рассмотренных выше методов расчета размерных цепей мы исходили из условия выполнения всех основных уравнений размерной цепи. Не всегда это требование согласуется с техникоэкономическими возможностями производства. В определенных условиях возникает необходимость обеспечения заданных значений замыкающего звена путем компенсации погрешностей размерной цепи. Причем под компенсацией понимают конструктивные, технологические и организационные способы обеспечения заданных значений замыкающего звена цепи при величинах допусков на составляющие звенья, превосходящих требования полной взаимозаменяемости.

В современных конструкциях изделий машиностроения компенсаторы находят все большее распространение.

Исходя из функционального назначения, компенсаторы можно разделить на следующие основные группы: компенсаторы для компенсации погрешностей линейных размеров; диаметральных размеров; угловых размеров; отклонений расположения; отклонений формы и комбинированные компенсаторы.

С точки зрения существующих способов регулировки компенсаторы можно разделить на неподвижные; подвижные; упругие и самоустанавливающиеся.

Кнеподвижным компенсаторам относятся такие детали, подбором или сменой которых суммарная погрешность составляющих звеньев сводится до минимума. К таким компенсаторам можно отнести различного вида прокладки, шайбы, дистанционные кольца, втулки и т.п.

Кподвижным компенсаторам относятся такие устройства, перемещением которых (ступенчатым или непрерывным) компенсируются

погрешности составляющих звеньев размерной цепи. Подвижные компенсаторы нашли широкое применение благодаря, как правило, несложной конструкции их устройств, удобству изменения величины компенсации. Наиболее широкое распространение нашли резьбовые механизмы, эксцентрики, клинья, зубчатые и червячные передачи.

Купругим компенсаторам относятся такие устройства, которые компенсируют погрешности составляющих звеньев размерной цепи за счет сил упругости пружин различного типа (сжатия, растяжения, изгиба, кручения и др.). Упругие компенсаторы обеспечивают непрерывную компенсацию отклонений размеров.

Ксамоустанавливающимся компенсаторам относятся устройства, которые устраняют суммарную погрешность составляющих звеньев размерной цепи автоматически и непрерывно в процессе работы изделия. В процессе эксплуатации изделия происходит износ деталей, а, следовательно, изменяются размеры составляющих звеньев. Использование самоустанавливающихся компенсаторов позволяет скомпенсировать эти изменения размеров, что обеспечивает нормальное функционирование изделия в течение длительного времени.

В табл.5.12.5 приведены некоторые примеры конструкций с компенсаторами различного исполнения [14].

Конструктивные способы компенсации основаны на использовании избыточных степеней свободы звеньев (или звена) размерной цепи. Они обеспечивают взаимозаменяемость всех деталей, образующих размерную цепь в условиях заводской регулировки и в процессе эксплуатации.

Технологические способы компенсации базируются на механической или ручной обработке сопрягаемых поверхностей деталей, образующих

индивидуальном производстве, особенно в условиях зависимой обработки деталей.

Организационные способы компенсации предусматривают сортировку деталей на группы по размерам, обеспечивающим взаимозаменяемость деталей в пределах каждой группы (групповая взаимозаменяемость или селективная сборка); подбор деталей в комплекты, при котором достигается внешняя взаимозаменяемость комплектов; индивидуальный подбор деталей, не обеспечивающий их взаимозаменяемости.

Конструктивные способы компенсации наиболее универсальные, получили широкое распространение в современных изделиях.

Селективная сборка является одной из форм организационных способов компенсации. Получила широкое распространение в массовом производстве (например, производство подшипников и др.). Находит применение в ряде типов производств при индивидуальном подборе деталей в комплекты.

Особенности расчета размерных компенсируемых цепей заключаются в том, что при использовании конструктивных компенсаторов рассчитывают также их элементы; применение технологических компенсаторов требует расчета предварительных размеров пригоняемых деталей и, наконец, при организационных способах компенсации определяют точностные параметры группируемых деталей.

Расчет компенсаторов может выполняться с использованием одного из приведенных выше методов (полной или ограниченной взаимозаменяемости).

Основными параметрами компенсаторов, подлежащими определению при расчете, являются: величина изменения звена компенсатора К наименьшая величина компенсации (на эту величину необходимо уменьшить погрешность замыкающего звена, превышающую допустимый предел); величина исполнительного размера звена-компенсатора.

5.12.14 Расчет компенсаторов при решении сборочной цепи методом предельного суммирования

Последовательность расчета сводится к следующему.

l.Ha все звенья размерной цепи, кроме компенсирующего, назначают экономически целесообразные для данных производственных условий величины допусков.

2.Определяют поле допуска замыкающего звена с учетом назначенных полей допусков ш ; .

3.Величина отклонения, которая должна быть поглощена размерным компенсатором, определяется по формуле

разности размеров полей рассеяния составляющих звеньев и поля допуска замыкающего звена.

В случае ступенчатой компенсации суммарной погрешности замыкающего звена в величину компенсации следует включить величину допуска на точность регулирования 1Тр

Под точностью регулирования понимается достижимая точность изменения звена-компенсатора при сборке. Она зависит от величины ступени компенсации и не должна быть больше заданного чертежом допуска замыкающего звена

Отметим, что в величину 1Тр входит также технологический допуск на

изготовление звена-компенсатора.

В процессе эксплуатации часть деталей подвергается износу, что вызывает изменение замыкающего звена. В связи с этим в минимальную величину компенсации необходимо включить также допускаемую величину этих изменений ( 1Ти1М). Окончательно, формула определения необходимой

Для определения основных размеров звена-компенсатора необходимо знать, кроме величины компенсации, значение координаты середины поля компенсации А0Ак. Эта величина определяется из разницы величин координат середин полей допусков составляющих звеньев (экономически целесообразных) А0А^ и координатой замыкающего звена, заданной чертежом АоАл, т.е.

В этой формуле знак минус перед скобками ставится в том случае, если звено компенсатор является увеличивающим звеном, т.е. находится в разных ветвях размерной цепи.

т.е. суммируются все координаты составляющих звеньев, кроме координаты середины поля замыкающего звена и звена компенсатора.

Исполнительные размеры звена компенсатора определяют по

Номинальный размер звена-компенсатора Ак определяется из уравнения номиналов (5.12.5):

Пример 2. Определить предельные размеры звена-компенсатора сборочной цепи, приведенной на рис.5.12.14 при следующих значениях отклонений составляющих звеньев:

Допуск на износ замыкающего звена /ГИ11<=0.05 мм. Величину

технологического допуска на изготовление звена-компенсатора принять 1Тт —0.05 мм < /7 4 .

Рис. 5.12.14 Схема размерной цепи со звеном-компенсатором

Определяем допуски всех составляющих звеньев, кроме звена л5 (компенсатора) по формуле /ТА,. = esA, - еЦ :

/ТА, = 0.1-(-0.4)=0.5 мм; /ГА2 =0.3-(-0.3)=0.6 мм; /ТА, =0.2-0=0.2 мм; /ТА, =0.2- 0.1=0.1 мм; /74 = 0.1-0=0.1 мм.

Определим координаты середин полей допусков составляющих звеньев: Д0АХ =(0.1+(-0.4))/2=-0.15 мм; ДоЛ=[0.3+(-0.3)]/2=0 мм; До4=(0.2+0)/2=0.1 мм; А 0А, =(0.2+0.1)/2=0.15 мм; А 0АЛ =(0.1+0)/2=0.05 мм.

Поле допуска замыкающего звена при назначенных допусках определим по формуле

/ГА'а = % $ \1 Т А ( =1 0.5+1 0.6+ГО.2+1 0 .1 =1.4 мм. i*\

Определим наименьшую величину компенсации К = (1ТА'Л - 1ТА& + 1Тр + 1Ти„ ) =1.4-0.1+0.05=1.35 мм.

Определим координату середины поля допуска замыкающего звена при назначенных допусках

д .4 = Е $ А 4 = (-1)(-0.15)+10+Г0.1 + 10.15=0.35 мм.

м

Определим координату середины поля допуска компенсации &Л =±(Д ^;-Д <,Л )^| =-(0.4-0.05)=-0.35 мм.

(В формуле принят знак минус, так как звено-компенсатор является увеличивающим звеном).

Предельные размеры звена-компенсатора определим по формулам наибольший предельный размер звена-компенсатора

АЛпая = Ak + A 0Ak + К 12 =3+(-0.35)+1.35/2=3+0.325=3.325 мм; наименьший предельный размер звена-компенсатора

Akmin = Ak + A 0Ak - K / 2 =3+(-0.35)-1.35/2=3-1.025=1.975 мм, т.е. Ак = 3^о25 мм.

С учетом точности изготовления звена компенсатора (при симметричном расположении поля допуска на изготовление) предельные размеры будут соответственно равны:

наибольший предельный размер звена-компенсатора Акш =3+0.325+0.05/2=3.500 мм;

наименьший предельный размер звена-компенсатора Atmja = 3-1.025-0.05/2=1.950 мм,

т.е. лк = мм.

5.12.15 Расчет неподвижных компенсаторов

Неподвижные компенсаторы обеспечивают точность замыкающего звена путем ступенчатого регулирования. Эта регулировка осуществляется применением одной компенсирующей детали или набора деталей. При использовании компенсатора, состоящего из одной детали, расчет параметров осуществляется по приведенной выше последовательности.

Рассмотрим случай, когда компенсатор представляет собой набор из z одинаковых деталей.

Интервал регулирования замыкающего звена в этом случае должен быть равным величине поля компенсации

zS = K , 5.12.67

а величина ступени компенсации не должна больше допуска замыкающего звена, т.е.

где S -размер одной компенсирующей детали из набора (например, толщина прокладки).

Минимально необходимое число одинаковых деталей в наборе определяется из выражения

%\-1ТАЛ

где \4к\ - абсолютное значение передаточного коэффициента.

Если номинальный размер звена-компенсатора равен нулю (Л*=0), то необходимое число деталей в наборе определяется по формуле

Ы-1ТА,

Технологический допуск 1Тт не зависит от точности регулировки, так как он может быть больше, меньше или равен величине ступени компенсации S . Для набора деталей неподвижного компенсатора значение 1Тт является суммарным

/-1

Рекомендуется принимать для деталей набора симметричное расположение предельных отклонений с тем, чтобы фактический размер был ближе к номинальному значению

Если сменные элементы имеют различную толщину, то толщину первой принимают равной /7>1д, т.е. S, = 1Т Аа .

Толщины всех последующих элементов изменяются по геометрической прогрессии со знаменателем 2, т.е.