Классификация размерных цепей

В зависимости от квалификационных признаков размерные цепи делятся на несколько видов.  По месту в изделии они могут быть подетальными и сборочными. Если в замкнутый контур входят размеры только одной детали, то такая цепь называется подетальной (рисунок 5.1), если входят размеры нескольких деталей, то сборочной (рисунки 5.2 и 5.3).  По области применения цепи подразделяются на конструкторские, технологические и измерительные. Конструкторские размерные цепи решают задачу по обеспечению точности при конструировании, и они устанавливают связь размеров деталей в изделии. На рисунке 5.2, а приведена элементарная сборочная размерная цепь, решающая задачу обеспечения точности сопряжения двух деталей, а на рисунке 5.3, а – четырех деталей.  Технологические размерные цепи решают задачу по обеспечению точности при изготовлении деталей на разных этапах технологического процесса.  Измерительные размерные цепи решают задачу обеспечения точности при измерении. Они устанавливают взаимосвязь между звеньями, которые влияют на точность измерения. При измерениях средство измерения вместе со вспомогательными элементами образуют измерительную размерную цепь, где замыкающим звеном является размер измеряемого элемента детали.  В зависимости от расположения звеньев размерные цепи делятся на линейные, угловые, плоские и пространственные. Размеры цепи, звеньями которых являются линейные размеры, называются линейными. В таких цепях звенья расположены на параллельных прямых. В угловых размерных цепях звенья представляют собой угловые размеры, отклонения которых могут быть заданы в линейных величинах, отнесенных к условной длине, или в градусах (радианах). В плоской размерной цепи звенья расположены произвольно в одной или нескольких параллельных плоскостях. В пространственной цепи звенья расположены произвольно, т.е. не параллельны одни другим и расположены в непараллельных плоскостях.  Методы решения размерных цепей.В размерных цепях, в которых должна быть обеспечена 100%-ая взаимозаменяемость, допуски рассчитываются по методу максимума-минимума. Методика расчета по этому методу достаточно проста, однако при этом предъявляются слишком жесткие требования к точности составляющих звеньев (а следовательно увеличиваются затраты на изготовление) , однако осуществляется полная взаимозаменяемость.Размерные цепи, в которых по условиям производства экономически целесообразно назначать более широкие допуски на составляющие звенья размерных цепей, допуская при этом у некоторой небольшой части изделий выход размеров замыкающего звена за пределы поля допуска, должны засчитываться теоретико-вероятностным методом. Количество таких бракованных изделий определяется коэффициентом риска t_D.Обозначение допусков и посадок шпоночных и шлицевых соединений Размеры, допуски и посадки шпоночных соединений с призматическими шпонками нормируются ГОСТ 23360-78. Предельные отклонения для размера по ширине шпонки b приняты по h9, по высоте h по h9 для высоты 2...6 мм и h11 для высоты свыше 6мм; по длине шпонок - h14 и по длине пазов Н15. Выбор посадки производят в зависимости от характера соединения: - по ширине b при свободном шпоночном соединении - на валу Н9, во втулке D10; - по ширине b при нормальном шпоночном соединении - на валу N9, во втулке Js9; - по ширине b при плотном шпоночном соединении - на валу Р9, во втулке Р9. Шлицевые соединения прямобочного профиля характеризуются числом зубьев Z, диаметром внутренней цилиндрической поверхности d, диаметром наружной цилиндрической поверхности D и толщиной зубьев валов (шириной впадин отверстий) b. Изготовление шлицевого профиля по всему контуру с высокой точностью затруднительно и неэкономично. Поэтому центрирование шлицевых соединений осуществляется по какому-нибудь размеру d, D или b. Центрирующие диаметры и размер b выполняются точно. По центрирующему диаметру (или по обоим диаметрам при центрировании по b) предусмотрены большие зазоры. Точное выполнение размера при центрировании по одному из диаметров связано с обеспечением равномерной нагрузки на все зубья. Выбор способа центрирования зависит от конструктивных требований, предъявляемых к шлицевому соединению, и технологии изготовления шлицевого вала и втулки. Основные размеры и допуски шлицевых прямобочных соединений приведены в ГОСТ 1139-80. Посадки осуществляются по центрирующей цилиндрической поверхности и одновременно по боковой поверхности впадин втулки и зубьев вала, или только по b. Стандартом установлено для центрирующих поверхностей валов 20 полей допусков 5-10 квалитетов с основными отклонениями d,e,f,g,h - для образования посадок с зазорами, а так же j_s,k,n - для образования переходных посадок. Для центрирующих поверхностей втулок установлены поля допусков: Н6, Н7 и Н8 - для размеров D и d; F8, D9, D10, F10 и I_s10 - для размера b. На нецентрирующие диаметры установлены следующие поля допусков: на наружные диаметры D втулки - Н12 и вала а11; на внутренний диаметр втулки - Н11. Условное обозначение шлицевых прямобочных соединений содержит: букву, обозначающую поверхности центрирования (D, d, b), число зубьев Z, номинальные размеры соответственно d,D,b, с обозначением полей допусков (над чертой для отверстия, под чертой для валов). Пример условного обозначения соединения с числом зубьев Z=8, внутренним диаметром d=36мм, наружним диаметром D=40мм, шириной зуба b=7мм, с центрированием по внутреннему диаметру, с посадкой по диаметру центрирования Н7/е8 и по размеру b-D9/f8 d-8x36HH7/e8x40H12/a11x7D9/f8. Обозначение втулки этого соединения будет:d-8x36H7x40H12x7D9; Дать определение понятию взаимозаменяемость изделия Взаимозаменяемостью изделий (машин, приборов, механизмов и др.), их частей или других видов продукции (сырья, материалов) называется их свойство равноценно заменять при использовании любого множества изделий, их частей или иной продукции другим однотипным экземпляром. В общем случае различают взаимозаменяемость:  – полную;– частичную (не полную). 

Наиболее часто применяют полную взаимозаменяемость, которая обеспечивает совместимость беспригонной сборки или замены при ремонте любых независимо изготовленных с заданной точностью деталей или изделий. Полная взаимозаменяемость возможна только тогда, когда размеры, форма, элементные и другие качественные и количественные параметры деталей и изделий находятся в заданных пределах и удовлетворяют установленным техническим требованиям.  Частичная (неполная) взаимозаменяемость применяется в тех случаях, когда не возможна сборка изделия при пригонки или регулировки входящих в него деталей, узлов или сборочных единиц. Такая взаимозаменяемость широко используется в мелкосерийном и серийно производствах.

Что называется принципом взаимозаменяемости.Взаимозаменяемостью называется свойство одних и тех же деталей, узлов или агрегатов машин и т. д., позволяющее устанавливать детали (узлы, агрегаты) в процессе сборки или заменять их без предварительной подгонки при сохранении всех требований, предъявляемых к работе узла, агрегата и конструкции в целом. Указанные свойства изделий возникают в результате осуществления научно-технических мероприятий, объединяемых понятием "принцип взаимозаменяемости".

Что такое полное взаимозаменяемость это обеспечение заданных показателей качества без дополнительных подгоночных операций в процессе сборки при изготовлении или ремонте машин и их узлов. Благодаря такой взаимозаменяемости упрощается ремонт машин, так как любую износившуюся деталь или узел заменяют.

Экономически целесообразно применять ее для деталей средней точности, а также для узлов, состоящих из небольшого числа деталей.

Чем характеризуется уровень взаимозаменяемости

Уровень взаимозаменяемости производства характеризуется коэффициентом взаимозаменяемости

Кв=Т_я  / Т₀,

где Т_я — трудоемкость изготовления взаимозаменяемых деталей и узлов данной машины; Т₀ — общая трудоемкость изготовления данной машины.

Степень приближения коэффициента взаимозаменяемости к единице служит показателем технической культуры производства.