8.9. Расчет размерных цепей методом регулирования

Методом регулирования называется такой метод расчета размерных цепей, при котором требуемая точность замыкающего звена достигается изменением (регулированием) размера компенсирующего звена без снятия с него слоя материала. При этом все составляющие звенья размерной цепи изготовляются по широким, экономически приемлемым допускам. Применяют подвижные и неподвижные компенсаторы. В качестве подвижных компенсаторов обычно используют специальные устройства, за счет применения которых по резьбе, конической поверхности и т.д. достигается требуемый размер замыкающего звена.

Роль неподвижных компенсаторов обычно играют комплекты сменных колец, втулок, шайб и других деталей, подбираемых при сборке. В комплект входит несколько ступеней сменных деталей, количество которых определяется допуском замыкающего звена ТА_ и необходимой величиной компенсации ТА_к.

Толщина S каждой сменной компенсирующей детали должна отличаться не более чем на величину допуска ТА_.

S  TA_ (8.27)

Если при установке компенсатора фактически полученная величина компенсации в данной размерной цепи не обеспечивает необходимого размера замыкающего звена, то подбирают сменную деталь соответствующей ступени или изменяют (добавляют, убирают) количество прокладок.

Применение неподвижного компенсатора с одной стороны приводит к дополнительным затратам, связанным с введением в размерную цепь дополнительного звена прокладки – компенсатора или набора шайб – компенсаторов. Эти затраты состоят из единовременных затрат на изготовление или покупку компенсатора; затрат на сортировку, связанных с применением дорогостоящего измерительного инструмента и с выполнением контрольных операций; затрат на установку сменных прокладок в узел регулирования размера замыкающего звена.

С другой стороны, при увеличении величины компенсации TА_к расширяются допуски на изготовление деталей – составляющих звеньев размерной цепи, что приведет к снижению затрат на их изготовление.

Зная значение оптимального квалитета IТ_опт (или двух соседних квалитетов) нужно назначить допуски и отклонения составляющих звеньев по этому квалитету и рассчитать величину компенсации.

Затем нужно рассчитать среднее отклонение E_m(A_к) компенсатора и его предельные размеры: и.

Далее нужно всю величину компенсатора от до разбить на группы или ступени. Величина размера компенсатора групп обеспечивает получение замыкающего звена в заданных пределах при любом сочетании размеров составляющих звеньев. В каждой ступени нужно применить прокладки близких толщин, отличающихся на величину допуска замыкающего звена для выполнения условия (8.27). Иначе говоря, необходимо принять разность между размерами (шаг ступеней Т_ст) компенсаторов соседних ступеней, равную допуску замыкающего звена (Т_ст=ТА_).

Тогда необходимое число ступеней размеров шайб:

(8.28)

С учетом допуска на изготовление компенсатора Т_ш (тогда Т_ст = ТА_ – Т_ш, а в числителе TА_к + Т_ш, т.к. допуск шайбы компенсатора при расчете величины компенсации не учитывается):

. (8.29)

Затем нужно уточнить шаг между ступенями с учетом принятого числа прокладок по формуле:

(8.30)

Теперь нужно определить размеры всех N шайб, приняв за первую – шайбу с размером, равным наименьшему предельному размеру компенсатора , и последовательно прибавляют шаг компенсации Т_ст. Следует учесть, что шайбы изготовлены как основные валы по выбранному квалитету. Например, размер первой шайбы А_к1 = (– Т_ш), второй A_к2 = (A_к1 + Т_ст) – Т_ш и т.д.

Пример расчета:

Определить размеры компенсирующих прокладок в комплекте для размерной цепи (рис. 8.4) при обеспечении размера замыкающего звена А_=0,3 ^+0,2 мм.

В качестве компенсатора, как и в примере расчета методом пригонки, примем звено – прокладку , которое будет заменено комплектом компенсирующих прокладок.

Решение:

1. Определение номинального размера звена-компенсатора. По аналогии с расчетом методом пригонки: мм.

2. Выбор и назначение допусков и отклонений составляющих звеньев.

Считаем, что на основе предварительного анализа затрат на регулирование размера замыкающего звена оптимальным квалитетом изготовления составляющих звеньев цепи является IT13.

Допуски и отклонения назначены по аналогии с расчетом методом пригонки и сведены в табл. 8.8.

3. Определение величины компенсации:

мкм = 1,96 мм

Таблица 8.8