Konspekt_lektsy_tekhmash_ne_dlya_pidaras ov (769980), страница 13

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 13)

Зная служебное назначение каждого звена кинематических цепеймашины и ее механизм, закон движения, характер, величинудействующих сил и ряд других факторов выбирают материал для каждогозвенья.6. Путем расчета определяют основные конструктивные формы, тоесть звенья кинематической цепи превращают в детали машин.Для того чтобы детали, несущие исполнительные поверхности машины, атакже все другие детали, выполняющие функции звеньев кинематических цепейдвигались в соответствии с выбранными законами и занимали требуемоеположение, их соединяют при помощи ряда деталей, называемых базирующими(станины, кронштейны, корпуса и тому подобное) деталями.Конструктивные формы каждой детали создают исходя из ее служебногоназначения путем ограничения необходимого объема выбранного материаларазличными поверхностями и их сочетаниями.Разработку начинают с деталей несущих исполнительные поверхностимашины, затем переходят к деталям, осуществляющим в машине передачудвижения, и, наконец, разработку конструктивной формы базирующих деталей.Конструктивные формы поверхностей детали рекомендуются разрабатыватьв следующей последовательности:1.

исполнительные поверхности – это поверхности, с помощьюкоторых деталь непосредственно выполняют свое служебное назначение;2. вспомогательные—поверхности,поверхности(базы)определяющие положение деталей, присоединяемых к данной детали;3. основные поверхности (базы) – поверхности, определяющие вмашине положение самой детали;4. свободные поверхности – поверхности свободные отприкосновения других деталей.Например, необходимо разработать конструктивные формы вала IIредуктора, приведенного на рис. 12.1.а) б)Рис.12.1.

Кинематическая схема редуктора (а) и конструктивные формы вала II (б)Вал II предназначен для передачи вращательного движения и крутящегомомента от колеса 2 к колесу 3, каждый из них относительно вала надо лишить6 степеней свободы. Для этого необходимо создать два комплектавспомогательных баз, в качестве которых могут быть взяты поверхности любойгеометрической формы. Однако ради экономичности изготовления детали дляпервого комплекта вспомогательных баз целесообразно избрать в качестведвойной направляющей базы цилиндрическую поверхность 1 (рис.12.1 б), вкачестве опорной базы, лишающей зубчатое колесо перемещение вдоль осивала, плоскую поверхность 2.

Вторую опорную базу, лишающую зубчатоеколесо вращение вокруг оси вала, удобнее создать с помощью промежуточнойдетали – шпонки, для размещения которой на валу надо предусмотреть паз 3. Поаналогии с этим поверхности вала 4, 5, 6 составят второй комплектвспомогательных баз. Чтобы определить положение с сидящими на немзубчатыми колесами относительно других деталей узла, требуется создатькомплект основных баз. В принципе опорные поверхности могут быть любойформы (конические, бочкообразные и т.д.), но с точки зрения экономичностиизготовления детали выгоднее сделать их цилиндрическими. Две опорныекороткие цилиндрические поверхности 7 и 8 образуют основную двойнуюнаправляющую базу вала. Перемещения вдоль оси вала может быть лишен спомощью плоской поверхности 9, которая будет основной опорной базой.Наконец, для ограничения длины вала необходимо избрать две плоскиеповерхности 10, 11 и использовать цилиндрическую поверхность 12 дляпридания удобной формы средней части вала.

Тогда объем материалаокончательно примет конструктивные формы вала, являющегося звеномкинематической цепи.Аналогичным путем разрабатывают конструктивные формы любых деталеймашин.12.2. Разработка размерных связей в машинеПри разработке размерных связей в машине определяют размерыповерхностей деталей, положение поверхностей деталей, относительноеположение деталей в механизмах, относительное положение механизмов вмашине.Размеры поверхностей деталей устанавливается в результате преобразованиякинематических связей: длин плеч рычагов; шаги резьбы ходовых винтов; число зубьев зубчатых колес и т. д.Расчеты на прочность, жесткость, выносливость, износостойкость позволяетопределить основные размеры поверхностей исходя из их служебногоназначения и свойств выбранного материала.

В результате таких расчетовустанавливают, например, модули, диаметры делительных окружностей иширину зубчатых венцов, типы подшипников, длины и диаметры шеек валов ит. д.Переход от действующих нагрузок на кинематических звеньях к размерамповерхностей с учетом избранных материалов является преобразованиемдинамических связей в размерные.Положение поверхностей деталей зависит от их служебного назначения(исполнительные, основные, вспомогательные, свободные).Комплекты баз образуются основными и вспомогательными поверхностями,материализующими соответствующие прямоугольные системы координат(рис.12.2).Рис.12.2. Установление размерных связей между поверхностями валаВ комплекте положение баз должно быть вполне определенным. Например,в комплекте баз для: призматической детали (3–2–1) опорная база должна бытьперпендикулярна к направляющей, а направляющая — перпендикулярнак установочной; деталитипа диска (3–2–1) опорная база должна бытьперпендикулярна к двойной опорной, а двойная опорная –перпендикулярна к установочной; цилиндрическойдетали (4–1–1) опорные должны бытьперпендикулярны к двойной направляющей.Участие каждого размера детали в решении задачи строго определено.Поэтому каждая деталь в соответствии со своим служебным назначением можетиметь лишь единственный вариант простановки размеров в ее чертежах.К сожалению, это учитывается не всегда.Построение машины осуществляется путем соединения деталей в СЕ и СЕмежду собой.

Происходит это в результате соприкосновения основных базприсоединяемых деталей и СЕ со вспомогательными базами базирующихдеталей или СЕ. Иначе говоря, соединение деталей и СЕ представляет собойсовмещение соответствующих систем координат.12.3. Обеспечение требуемой точности связейисполнительных поверхностей машиныОбеспечение требуемой точности размерных связей исполнительныхповерхностей машины чаще всего решается с помощью размерных цепей сиспользованием одного из пяти методов достижения требуемой точностизамыкающего звена.Например: токарно-винторезный станок, в соответствии с его служебнымназначением должен быть способен нарезать различные резьбы. Параметррезьбы, зависящий от кинематики – шаг P (рис.12.3).Рис.12.3.

Кинематическая цепь токарно-винторезного станка, обеспечивающаяполучение резьбы с шагом РОбразование шага резьбы осуществляется посредством кинематическойцепи. Связь продольного перемещения резца с вращением заготовки вобразовании шага резьбы при одном обороте шпинделя может бытьпредставлена уравнением:,где in – передаточное отношение коробки скоростей с постоянным пономиналу передаточным отношением;iув.ш. – передаточное отношение звена увеличения шага;ir – передаточное отношение гитары сменных колес;ik – передаточное отношение коробки подач;рх.в. – шаг ходового винта.В служебном назначении станка заданы допуски, ограничивающиеотклонение шагов резьбы (ТР) разных типов.

Исходя из ТР, можно ограничитьдопусками отклонения передаточных отношений механизмов токарновинторезного станка:.Определив допуск каждого кинематического звена, необходимо задатьдопуски на размеры кинематического звена на основе преобразованиякинематических связей в размерные.Например: так как передаточное отношение зубчатой передачи естьотношение радиусов основных окружностей, находящихся в зацеплении парыколес,то,.Таким образом, можно перейти к точности размеров деталей, выполняющихв станке роль кинематических звеньев.Любая машина представляет собой не абсолютно жесткую, а упругуюсистему, детали которой деформируются: под действием нагрузок, изменениемтемператур и остаточных напряжений. К тому же детали машин изнашиваются.Все перечисленное приводит к тому, что точность деталей, достигнутая приизготовлении, не остается постоянной.Изменяются значения всех показателей геометрической точности деталей(размеров, расстояний, относительных поворотов, формы), а также положениесамих деталей в машине.Поэтому при точностных расчетах должны быть установлены допустимыеграницы действия каждого динамического фактора, исходя из допуска напоказатели геометрической точности и положения деталей, а такжепредусмотрены средства, обеспечивающие действия факторов в установленныхграницах.

Однако, пока нет общей методики расчета точности машин с учетомдействия динамических факторов, расчеты ведут выборочно в местах, гдевоздействие отдельных динамических факторов проявляется наиболее активно.Так как в конечном счете, динамические явления проявляются в измененииразмеров деталей, то на сегодня расчеты ведут основываясь на теорииразмерных цепей.Например: В машине (рис.12.4) необходимо обеспечить, чтобы за все времяэксплуатации поверхности К и М (исполнительные) находились на расстояниис допускаемым отклонением в пределах поля допуска.

Это требованиеможет быть выполнено. Если в работающей машине отклонения составляющихзвеньев Аi размерной цепи будут находиться в пределах полей допусков,установленных в результате расчета размерной цепи А:Рис.12.4 Изменения размеров звеньев размерных цепей в работающей машинеПричинами отклонений значений каждого составляющего звена могут бытьпогрешности изготовления деталей, погрешности монтажа деталей, упругиеперемещения, возникающее под действием рабочих нагрузок Р, тепловыедеформации из-за нагрева и неравномерности нагрева, деформации деталей изза перераспределения остаточных напряжений, износ детали.Если попытаться учесть перечисленные факторы, токаждого звена будетявляться суммой допусков, ограничивающих эти факторы.

Например, для звенаА1 допуск будет равен:,где– допуск, ограничивающий погрешность изготовления детали;– допуск, ограничивающий погрешность сборки;– допуск, ограничивающий погрешность от упругих деформаций;– допуск, ограничивающий погрешность от тепловых деформаций;– допуск, ограничивающий погрешность от остаточных напряжений;– допуск, ограничивающий погрешность изнашивания.Соблюдение допускаполностью связано с технологией изготовлениядетали. Остальные составляющие зависят от технологии изготовления иконструирования.В процессе конструирования точность обеспечивается путем решенияцелого ряда задач.Так на допусквлияет оформление основных и вспомогательных баз,требования, предъявленные к ним, решение задачи закрепления, результатырасчета контактных деформаций и деформаций самой детали под действиемзакрепления.Так на допусквлияют упругие перемещения под воздействием нагрузок,зависящих от жесткости детали.

Характеристики

Список файлов лекций