ББК 30.10 : 74.58В12
Рекомендовано к изданию методической комиссией факультета механизации сельского хозяйства (протокол N 45 от 22 марта 2006г) Составитель: доцент Вагапов У.С. Рецензент: доцент Голощапов В.Г. Ответственный за выпуск: заведующий кафедрой «Технология металлов и ремонт машин» доцент Кунафин А.Ф.
СОДЕРЖАНИЕ стр.
Уфа, БГАУ, кафедра «Технология металлов и ремонт машин»
1 ЦЕЛЬ ВЫПОЛНЯЕМОЙ РАБОТЫ Научиться составлять конструкторские размерные цепи и расчитывать допуски на их звенья по методу максимум - минимум.
2 МАТЕРИАЛЬНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ГОСТ 25346-89, ГОСТ 25347-89, ГОСТ 16319-80, ГОСТ 16320-80, сборочные чертежи узлов и рабочие чертежи деталей автотракторной техники, сельскохозяйственных и перерабатывающих машин.
3 ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ 3.1 Методы расчета размерных цепей При расчетах размерных цепей могут решаться прямая и обратная задачи. При решении прямой задачи, исходя из установленных требований к замыкающему звену, определяют номинальные размеры, допуски, координаты середин полей допусков и предельные отклонения всех составляющих размерную цепь звеньев. При решении обратной задачи, исходя из значений номинальных размеров, допусков, координат их середин, предельных отклонений составляющих звеньев, определяют те же характеристики замыкающего звена. Решением обратной задачи можно проверить правильность решения прямой задачи. В размерных цепях, в которых должна быть обеспечена полная взаимозаменяемость, допуски рассчитывают по методу максимума - минимума. Размерные цепи, для которых экономически оправдан риск возможного выхода за пределы поля допуска замыкающих звеньев, рассчитывают вероятностным методом. 3.2 Порядок построения размерных цепей Размерная цепь изображается в виде замкнутой схемы, образованной вокруг замыкающего звена. Обычно замыкающим звеном является расстояние между поверхностями деталей или их осями, которое требуется обеспечить при конструировании (сборке) изделия. Каждое звено цепи представляет конкретный размер какой либо детали. Начинается построение от одной из поверхностей (осей) замыкающего звена. В цепь последовательно включаются только те звенья, которые непосредственно участвуют в решении поставленной задачи. Замыкается цепь у второй поверхности (оси), ограничивающей замыкающее звено.
4 ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ 4.1 Ознакомиться с комплектом документов ЕСДП. 4.2 Изучить конструкцию узла редуктора. 4.3 Изучить методику и последовательность решения прямой задачи на примерах, приведенных в методических указаниях. 4.4 По указанию преподавателя самостоятельно решить прямые задачи.
5 КОНСТРУКЦИЯ УЗЛА Рассмотрим конструкцию узла (рисунок 5.1), для которого решаются задачи по расчетам размерных цепей. На вал 12 установлены: шестерня цилиндрическая 3, распорная втулка 4, шарикоподшипник радиально-упорный 7 (№ 36208), распорная втулка 8, шарикоподшипник радиально-упорный 10 (№ 36208), шестерня коническая 11. Детали прижимаются шайбой 2 к правому буртику вала при затяжке болта 1. Наличие зазоров АD, ВD, и DD гарантирует отсутствие осевого люфта при работе узла. Вал вместе с шарикоподшипниками установлен внутри стакана 9. Наружные кольца подшипников поджимаются крышкой 5. Зазор KD предназначен для размещения в нем регулировочных прокладок. Стакан вставляется в отверстие корпуса 6. Зазор MD между фланцем стакана 9 и корпусом 6 заполняется прокладками при регулировке зазора 0+0,08 в конической передаче.
Рисунок 5.1 Узел редуктора
6 РЕШЕНИЕ ПРЯМОЙ ЗАДАЧИ Задача. Задан размер и допуск замыкающего звена АD= 2 ± 0,5 (рисунок 5.1). Уточнить размеры, определить допуски, координаты середин полей допусков и предельные отклонения всех составляющих размерную цепь звеньев.
6.1 Последовательность решения прямой задачи 6.1.1 Выполнить размерный анализ цепи с заданным замыкающим звеном. 6.1.2 Проверить правильность составления размерной цепи. 6.1.3 Провести расчет допусков на составляющие звенья методом полной взаимозаменяемости (метод максимума - минимума). 6.1.3.1 Вычислить допуск замыкающего звена. 6.1.3.2 Установить единицы допуска составляющих звеньев, допуски которых требуется определить. 6.1.3.3 Вычислить средний коэффициент точности размерной цепи. 6.1.3.4 Установить квалитет, по которому следует назначить допуски на составляющие звенья. 6.1.3.5 По установленному квалитету назначить допуски на составляющие звенья. 6.1.3.6 Сделать проверку правильности назначения допусков, при необходимости изменить допуски для корректируемых звеньев. 6.1.3.7 Назначить отклонения на составляющие звенья. 6.1.3.8 Сделать проверку правильности назначения предельных отклонений, при необходимости рассчитать отклонения корретирующего звена.
6.2 Составление и размерный анализ цепи При составлении размерной цепи необходимо уяснить, что представляет замыкающее звено, как оно образуется и на что влияет. Выявить детали, влияющие на размер замыкающего звена. Зазор АD (рисунок 6.1) образуется при затяжке болта 1, который шайбой 2 прижимает пакет деталей к буртику вала 12. На размер зазора влияют длинновые размеры шестерни цилиндрической 3, распорных втулок 4 и 8, двух подшипников 7 и 10, ширина ступицы конической шестерни 11 и длина вала от буртика до левого торца. Сумма длинновых размеров деталей пакета должна быть больше размера вала от буртика до левого торца на величину зазора АD.
Рисунок 6.1 Детали размерной цепи Начинается построение схемы от одной стороны замыкающего звена и заканчивается у другой (рисунок 6.2).
Рисунок 6.2 Схема размерной цепи Общее количество звеньев - 8. Звенья А1, А2, А3, А4, А5, А6 - увеличивающие. Звено А7 - уменьшающее. Правильность составления размерной цепи и согласованность длин звеньев проверяем по формуле: АD = å Аув - å Аум = 28 + 25 + 18 + 55 + 18 + 40 - 185 2 ¹ -1 Условие не соблюдается, следовательно, необходимо уточнить размер одного из звеньев. Желательно менять размер, корретировка которого не повлечет изменения размеров других деталей. Уменьшим размер вала А7 на 3 мм, приняв его равным 182 мм. Проверка: 2 = 28 + 25 + 18 + 55 + 18 + 40 - 182 2 = 2
6.3 Расчет размерной цепи по методу полной взаимозаменяемости Допуск замыкающего звена вычисляем по формуле TD = ESD - EID = 0,5 - (-0,5) = 1 мм = 1000 мкм Выявляем звенья цепи, для которых допуски известны, и те звенья, для которых необходимо их рассчитать. Шарикоподшипники № 36208 изготавливаются с допускаемыми отклонениями ширины кольца es = 0; ei = -120 мкм /3/. Допуск на ширину кольца вычисляем по формуле TA3 = TA5 = 0 - (-120) = 120 мкм. По типовым технологическим процессам цилиндрические шестерни, нарезаемые в пакете на зубофрезерных станках, шлифуются по боковым поверхностям с точностью не грубее 11 квалитета точности. Для звена А1 допуск на размер 28 по 11 квалитету точности TA1 = 130 мкм. Так как это относительно грубый допуск, то для звена А1 допуск следует расчитать. При строгании зубьев конических шестерен размер по высоте ступицы является технологической базой. Он должен исполняться по 9 квалитету точности. Тогда для звена А6 допуск на размер 40 по 9 квалитету точности ТА6= 62 мкм. Если принять условие, что размеры остальных звеньев цепи выполнены по какому-либо одному квалитету точности, то для них необходимо вычислить средний коэффициент точности аср. Значения единиц допуска для рассчитываемых звеньев определяем по справочнику /3/ и заносим в таблицу 6.1
Таблица 6.1 Значения единиц допуска и допуски звеньев
Средний коэффициент точности аср: аср = (1000 - (120 + 120 + 62)) / (1,31 + 1,31 + 1,86 + 2,89) = 94,71 Стандартное ближайшее значение коэффициента точности «а» равно 100 /3/, что соответствует 11 квалитету точности. Находим по принятому квалитету значения допусков для рассчитываемых звеньев и заносим в предпоследнюю строку таблицы 6.1 Проверяем принятые допуска по условию: TD = å TАувел + å TАумен 1000 =? = 130 + 130 + 120 + 190 + 120 + 62 + 290 1000 ¹ 1042 Условие не выполняется. Необходимо скорректировать допуск одного из звеньев, уменьшив его на 42 мкм. Уменьшить допуск, т. е. сделать его более «жестким», следует для наиболее простого в изготовлении звена. К таким звеньям относятся распорные втулки А2 и А4. Уменьшаем допуск для втулки А4, т. к. повышение точности размера А4 облегчит регулировку затяжки подшипников (рисунок 5.1). Принимаем для него допуск ТА4 = 148 мкм. Отклонения на звенья назначаем, руководствуясь принципом: допуск назначается «в тело», т. е. для охватывающих размеров - как на основное отверстие, для охватываемых - как на основной вал. Если размер не «вал» и не «отверстие», то назначаются симметричные отклонения. Шестерня, размер А1 - «вал», es = 0, ei = -130 мкм Втулка, размер А2 - «вал», es = 0, ei = -130 мкм Подшипники, размеры А3 = А5 - «валы», es = 0, ei = -120 мкм Втулка, размер А4 - «вал», es = 0, ei = -148 мкм Ступица шестерни, размер А6 - «вал», es = 0, ei = -62 мкм Вал, размер А7 - «ступень», es = 145 мкм, ei = -145 мкм Проверяем назначенные допуски по условиям: ESD = å ESувел - å Eiумен 500 =? = 0 + 0 + 0 + 0 + 0 +0 - (-145) 500 ¹ 145 EID = å EIувел - å ESумен -500 =? = (-130) + (-130) + (-120) + (-148) + (-120) + (-62) - 145 -500 ¹ -855 Условие не выполняется. Необходима корректировка. В качестве корректируемого звена выбираем вал А7. Новые значения ES и EI вычисляем, используя те же уравнения 500 = 0 + 0 + 0 +0 + 0 + 0 - EIA7 EIA7 = -500 мкм -500 = (-130) + (-130) + (-120) + (-148) + (-120) + (-62) - ESA7 ESA7 = -210 мкм Результаты расчетов на максимум - минимум заносим в последнюю строку таблицы 6.1 и в таблицу 6.2.
Таблица 6.2 Результаты расчета размерной цепи
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1 Якушев А.И. и др. Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения. -М.:Машиностроение, 1987. - 285 с. 2 Серый И.С. Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения. -М.: Агропромиздат, 1987. - 360 с. 3 Мягков В.Д. Допуски и посадки. (Справочник.) -Л.: Машиностроение, 1983. -446с.
|
