Понятия о размерных цепях
Лекция №8. Понятия о размерных цепях.
Расчет размерных цепей
Размерной цепью называют совокупность размеров, образующих замкнутый контур и непосредственно участвующих в решении поставленной задачи. Например, с помощью размерных цепей можно определить точность взаимного расположения осей и поверхностей одной детали (подетальная размерная цепь) или нескольких деталей в сборочной единице или механизме (сборочная размерная цепь). Замкнутость размерного контура – необходимое условие для составления и анализа размерной цепи. Однако на рабочем чертеже размеры следует проставлять в виде незамкнутой цепи; не проставляют размер замыкающего звена, так как для обработки он не требуется. Размеры, образующие размерную цепь, называют звеньями размерной цепи.
По взаимному расположению звеньев размерные цепи делят на плоские и пространственные. Размерную цепь называют плоской, если все звенья ее расположены в одной или нескольких параллельных плоскостях. Пространственной называют размерную цепь, звенья которой непараллельные одно другому и лежат в непараллельных плоскостях. Размерные цепи, звеньями которых являются линейные размеры, называют линейными. Размерные цепи, звеньями которых являются угловые размеры, называют угловыми. При анализе точности электрических и электронных элементов машин и приборов используют цепи, звеньями которых являются значения сопротивлений, емкости, индуктивности, силы тока, напряжений и других физических параметров.
Задачу обеспечения точности изделий при конструировании решают с помощью конструкторских размерных цепей, а при изготовлении – с помощью технологических размерных цепей, выражающих связь размеров обрабатываемой детали по мере выполнения технологического процесса или размеров системы СПИД (станок – приспособление – инструмент – деталь). Когда решается задача измерения величин, характеризующих точность изделия, используют измерительные размерные цепи, звеньями которых являются размеры системы «измерительное средство – измеряемая деталь».
Размерная цепь состоит из составляющих звеньев и одного замыкающего. Замыкающим звеном называют размер, который получается последним в процессе обработки детали, сборки узла машины или измерения. Его значение и точность зависят от значений и точности остальных (составляющих) размеров цепи. Составляющее звено – звено размерной цепи, изменение которого вызывает изменение замыкающего звена (но не может и не должно вызывать изменение исходного звена). Составляющие размеры обозначают А1, А2, ..., Аm-1 (для цепи А), В1, В2, ..., Вm-1 (для цепи В) и т. д. Исходное звено – звено размерной цепи, заданные номинальный размер и предельные отклонения которого определяют функционирование механизма и должны быть обеспечены в результате решения размерной цепи. Исходя из предельных значений этого размера рассчитывают допуски и отклонения всех остальных размеров цепи. В процессе сборки исходный размер, как правило, становится замыкающим. В подетальной размерной цепи размер, исходя из точности которого определяется степень точности остальных размеров, также называют исходным.
Замыкающий размер АΔ в трехзвенной цепи (рис. 10) зависит от размера А1, называемого увеличивающим (чем больше этот размер, тем больше значение АΔ), и размера А2, называемого уменьшающим (при его увеличении АΔ уменьшается). Замыкающее звено может быть положительным, отрицательным или равным нулю Размерную цепь можно условно изображать в виде схемы (рис. 10, б, в). По схеме удобно выявлять увеличивающие и уменьшающие звенья. Над буквенными обозначениями звеньев принято изображать стрелку, направленную вправо для увеличивающих звеньев и влево – для уменьшающих.
Расчет и анализ размерных цепей позволяет: установить количественную связь между размерами деталей машины, уточнить номинальные значения и допуски взаимосвязанных размеров, исходя из эксплуатационных требований и экономической точности обработки деталей и сборки машины; определить наиболее рентабельный вид взаимозаменяемости (полная или неполная); добиться наиболее правильной простановки размеров на рабочих чертежах; определить операционные допуски и пересчитать конструктивные размеры на технологические (в случае несовпадения технологических баз с конструкторскими).
Рекомендуемые материалы
Расчет размерных цепей и их анализ – обязательный этап конструирования машин, способствующий повышению качества, обеспечению взаимозаменяемости и снижению трудоемкости их изготовления. Сущность расчета размерной цепи заключается в установлении допусков и предельных отклонений всех ее звеньев, исходя из требований конструкции изделия и применяемой технологии. При этом решают две задачи:
1) определение номинального размера, предельных отклонений и допуска замыкающего звена по заданным номинальным размерам и предельным отклонениям составляющих звеньев (в случаях, когда требуется проверить соответствие допуска замыкающего размера допускам составляющих размеров, проставленных на чертеже, – проверочный расчет);
2) определение допуска и предельных отклонений составляющих размеров по заданным номинальным размерам всех размеров цепи и заданным предельным размерам исходного размера (при проектном расчете размерной цепи).
Рис. 10. Схемы размерных цепей
Бесплатная лекция: "5. Социально-экологическое направление" также доступна.
Аналитическое решение задач расчета размерных цепей позволяет определить следующие методы достижения заданной точности замыкающего звена размерной цепи:
1) метод расчета, обеспечивающий полную взаимозаменяемость;
2) метод неполной взаимозаменяемости, выполняемый по технологически обоснованным расширенным допускам на размеры деталей;
3) метод групповой взаимозаменяемости или селективная сборка, заключающаяся в изготовлении деталей со сравнительно широкими технологически выполнимыми допусками, сортировки этих деталей на равное число групп с более узкими групповыми допусками и сборки их после комплектации по определенным группам;
4) метод регулировки, при котором из совокупности составляющих звеньев выбирают компенсирующее звено, изменением которого достигается заданная точность замыкающего звена без снятия материала с составляющих звеньев;
5) метод пригонки, при котором намечают одно из составляющих звеньев размерной цепи, изменением размеров которого, путем снятия стружки, достигается заданная точность замыкающего звена.
