Методические указания. В работе определяются размерные связи деталей в сборочной единице, устанавливаются размеры деталей, влияющие на точность замыкающего звена

В работе определяются размерные связи деталей в сборочной единице, устанавливаются размеры деталей, влияющие на точность замыкающего звена, и строится схема размерной цепи.

При расчете размерных цепей различают прямую и обратную задачи. При решении прямой задачи, исходя из установленных требований к замыкающему звену, определяют характеристики составляющих звеньев: номинальные размеры, допуски, координаты их середин и предельные отклонения. При решении обратной задачи – наоборот, исходя из характеристик составляющих звеньев, определяют характеристики замыкающего звена. Обратная задача обычно носит проверочный характер. Решив ее, можно установить возможность применения заданного способа для достижения точности замыкающего звена.

В данной практической работе решается обратная (проверочная) задача: по допускам составляющих звеньев производится расчет допуска замыкающего звена заданными методами. Для выполнения работы студентам выдается 50 комплектов деталей, при сборке которых должна быть обеспечена заданная точность замыкающего звена А _Δ (рисунок 12.1). Распределение действительных размеров комплектов деталей должно отвечать закону Гаусса. В задании указывается числовое значение замыкающего звена с предельными отклонениями. Рекомендуется, например, принимать следующие значения А _Δ :

и др.

Измерение зазора А_Δ производится на контрольном приспособлении (рисунок 12.2), представляющем собой стойку 7 с индикатором 1, закрепленным в держателе 2. При измерении контролируемая сборочная единица 6 устанавливается своей шайбой 3 на базирующий столик 4. При этом кольцо 5 сборочной единицы помещается в паз базирующего столика. В результате все кольца и втулки сборочной единицы под действием массы провисают,

 

 

1 – ось; 2, 5 – кольца; 3, 4 – втулки; 6 – шайба быстросъемная

Рисунок 12.1 – Сборочная единица (а) и входящие в нее детали (б)

 

 

 

1 – индикатор; 2 – держатель; 3 – шайба; 4 – столик; 5 – кольцо; 6 – сборочная единица; 7– стойка

Рисунок 12.2 – Контрольное приспособление

образуя осевой зазор, измеряемый индикатором, ножка которого упирается в торец колец 5. Приспособление предварительно настраивается по эталону на нулевое значение индикатора.

Измерение размеров деталей сборочной единицы, представляющих собой составляющие звенья размерной цепи, производится универсальными измерительными инструментами.

Пример. На основе размерного анализа установить способ сборки механизма (рисунок 12.3), если осевой зазор, обусловленный служебным назначением, должен быть в пределах от 0 до 0, 2 мм. Номинальные значения размеров и допуски составляющих звеньев согласно заданию соответственно равны

.

На основании рассмотрения заданного механизма отмечаем, что замыкающим звеном является звено А _Δ = 0^{+0, 2} с допуском δ _Δ = 0, 2 мм и координатой Δ _{о Δ} = + 0, 1 мм. Строим схему размерной цепи. Отмечаем стрелками, направленными вправо, увеличивающие звенья и стрелками, направленными влево, уменьшающие звенья.

Выписываем допуски и координаты середин полей допусков составляющих звеньев:

Δ 1=0, 16 мм,	Δ о1=+ 0, 08 мм;
Δ 2=0, 06 мм,	Δ о2=– 0, 03 мм;
Δ 3=0, 08 мм,	Δ о3=– 0, 04 мм;
Δ 4=0, 10 мм,	Δ о4=– 0, 05 мм;
Δ 5=0, 06 мм,	Δ о5=– 0, 10 мм.

Уравнение номинальных размеров размерной цепи, определяемое по формуле (1), в данном случае запишется:

.

 

 

 

1 – корпус; 2, 3, 4 – зубчатые колеса; 5 – кольцо

Рисунок 12.3 – Сборочная единица к примеру расчета

Проверяем возможность обеспечения точности замыкающего звена по способу полной взаимозаменяемости (2)

.

Так как 0, 46 > 0, то полная взаимозаменяемость при заданных допусках составляющих звеньев не обеспечивается. Чтобы обеспечить полную взаимозаменяемость, нужно уменьшить сумму допусков составляющих звеньев более чем в 2 раза. Это потребует дополнительных технологических операций при обработке деталей. Например, если торцы деталей 2, 3, 4 и 5 окончательно обрабатывать методом шлифования, выдерживая допуски δ ₂ = δ ₅ = 0, 02 мм, δ ₃ = 0, 027 мм, δ ₄ = 0, 03 мм, оставив прежним допуск на размер А ₁, то допуск замыкающего звена будет равен , что также не обеспечивает полной взаимозаменяемости и приводит к удорожанию механической обработки.

Проверим возможность обеспечения точности замыкающего звена по способу неполной взаимозаменяемости. Принимаем риск получения брака Р = 1 %, тогда коэффициент t _Δ = 2, 57. Полагая, что деталь обрабатывается на настроенных станках и распределение размеров подчиняется закону Гаусса, принимаем λ _i² = 1/9. Тогда допуск замыкающего звена равен (3)

мм,

что меньше заданного по чертежу допуска замыкающего звена.

Проверяем расположение координаты середины поля допуска замыкающего звена (4)

.

Таким образом, при риске получения брака 1 % сборка может быть осуществлена способом неполной взаимозаменяемости. Этот способ целесообразно применять в массовом или крупносерийном производствах.

Производим сборку механизмов без какого-либо подбора или пригонки и измеряем замыкающее звено А _Δ , которое, согласно заданию должно быть равно 0 или 0, 2 мм.

Результаты измерений в виде отклонений Δ _{А Δ} от номинального значения А_Δ записываем в таблицу 12.2.

Как видно из приведенных данных, все собранные механизмы, за исключением одного, удовлетворяют заданной точности замыкающего звена. Сборочная единица 24 имеет отклонение Δ =0, 26 мм, что выходит за пределы допуска. Эту погрешность можно исключать путем соответствующего подбора по размерам собираемых деталей.

Определим поправку, которую нужно внести в размерную цепь

.

Для исправления брака необходимо уменьшить на Δ увеличивающее звено А ₁ или увеличить на Δ одно из уменьшающих звеньев размерной цепи путем замены в данной сборочной единице одной или двух деталей. При отсутствии дополнительных деталей с соответствующими размерами можно воспользоваться сборочной единицей, в которой зазор близок к нижнему пределу. Для этой цели можно взять сборочные единицы 6, 28, 49 и др. (таблица 12.2).

Произведем разборку следующих сборочных единиц: дефектной 24 и выбранной для подборки 6. Измерим размеры деталей, входящих в размерную цепь. Данные измерений запишем в левой части таблицы 12.3. Суммирование отклонений при этом производим с учетом знаков составляющих звеньев размерной цепи.

Анализ таблицы показывает, что для того, чтобы замыкающие звенья обеих сборочных единиц удовлетворяли заданному техническому требованию, необходимо и достаточно поменять в них местами детали с размерами А ₁ или детали с размерами А ₄ (возможны и другие варианты). Поменяем местами детали с размерами А ₄. Получим сборочные единицы 24 а и 6 а, отклонения размеров которых заносим в правую часть таблицы 12.3. Суммирование отклонений показывает, что обе новые сборочные единицы удовлетворяют требованиям точности замыкающего звена.

Собираем сборочные единицы 24 а и 6 а и проверяем правильность подбора деталей путем измерения замыкающего звена А _Δ : для сборочной единицы 24 а Δ _{А Δ} = 0, 19 мм; для 6 а Δ _{А Δ} = 0, 08 мм, что соответствует расчету и удовлетворяет заданным требованиям.

Таблица 12.2 – Протокол измерений замыкающего звена

Номер измерения сборочной единицы	Δ А Δ , мм	Номер измерения сборочной единицы	Δ А Δ , мм	Номер измерения сборочной единицы	Δ А Δ , мм
	0, 09		0, 07		0, 09
	0, 04		0, 13		0, 06
	0, 10		0, 09		0, 12
	0, 13		0, 16		0, 08
	0, 07		0, 05		0, 18
	0, 01		0, 09		0, 11
	0, 08		0, 26		0, 04
	0, 15		0, 11		0, 08
	0, 05		0, 06		0, 11
	0, 10		0, 09		0, 15
	0, 14		0, 02		0, 10
	0, 05		0, 07		0, 14
	0, 11		0, 12		0, 06
	0, 03		0, 10		0, 08
	0, 08		0, 15		0, 03
	0, 09		0, 10		0, 07
	0, 12		0, 06

Таблица 12.3 – Подбор деталей при сборке

Обозначение звена	Отклонения от номинальных значений звеньев сборочных единиц с номером
		24 а	6 а
+ А1	+ 0, 13	+ 0, 02	+ 0, 13	+ 0, 02
- А2	- 0, 05	- 0, 04	- 0, 05	- 0, 04
- А3	- 0, 07	- 0, 05	- 0, 07	- 0, 05
- А4	- 0, 09	- 0, 02	- 0, 02	- 0, 09
- А5	+ 0, 08	+ 0, 12	+ 0, 08	+ 0, 12
АΔ	+ 0, 26	+ 0, 1	+ 0, 19	+ 0, 08