Практичне заняття № 1

ФУНКЦІОНАЛЬНЕ ПРИЗНАЧЕННЯ ПОВЕРХОНЬ МАШИН, СКЛАДАЛЬНИХ ОДИНИЦЬ ТА ДЕТАЛЕЙ

 

Мета заняття – набуття практичних навиків визначенняповерхонь машин, складальних одиниць та деталей у відповідності з їх функціональним призначенням.

 

1.1. Основні положення

Кожна машина виконує своє службове призначення (functional purpose of a machine) за допомогою певних поверхонь. Ці поверхні називають виконавчими поверхнями машини (executive surfaces of machine). Наприклад, у вертикально-свердлильного верстата виконавчими поверхнями є площина стола, на яку встановлюються верстатні пристрої (машинні лещата, ділильні головки, кондуктори тощо), і конічний отвір шпинделя, у який встановлюються хвостовики різального і допоміжного інструмента (свердел, зенкерів, свердлильних патронів тощо).

З огляду на функціональне призначення поверхонь деталей і складальних одиниць розрізняють такі їх види:

- конструкторські бази (designing base);

- кріпильні поверхні (fastening surfaces);

- вільні поверхні (free surface).

Конструкторські бази − це поверхні, які визначають розтушування деталі або складальної одиниці у виробі. Конструкторські бази поділяють на основні і допоміжні.

Основна база (main base) − це конструкторська база, що належать деталі чи складальній одиниці і використовується для визначення розташування цієї деталі чи складальної одиниці у виробі.

Для повної орієнтації деталі чи складальної одиниці потрібен так званий комплект основних баз (set of main bases), який завжди складається з трьох таких баз.

Допоміжна база (auxiliary base) − це конструкторська база, що належать деталі чи складальній одиниці і використовується для визначення розташування приєднуваного до них виробу.

Кількість допоміжних баз певної деталі або складальної одиниці визначається кількістю виробів, що приєднуються до даної деталі або складальної одиниці. Наприклад, у деталі типу „корпус” може бути досить багато конструкторських допоміжних баз, а деталь типу „кришка” може взагалі їх не мати.

Важливим є також те, що виконавчі поверхні машини є також допоміжними базами певних її деталей і, відповідно, машини в цілому. Наприклад, виконавча поверхня − площина столу вертикально-свердлильного верстата є і допоміжною базою верстата, оскільки визначає розташування верстатного пристрою, встановленого на столі, відносно верстата.

Правильне виявлення поверхонь, які є конструкторськими базами, особливо важливо під час розробляння складальних і робочих креслень машинобудівних виробів, оскільки точність розмірів цих поверхонь, точність їх відносного розташування, величини відхилень від правильної геометричної форми, а також показники шорсткості безпосередньо впливають на точність і стабільність просторового розташування деталей у механізмі чи машині і, відповідно, суттєво впливають на якість виконання механізмом чи машиною свого службового призначення.

Розробляючи робоче креслення деталі, потрібно забезпечувати чіткий геометричний взаємозв’язок її основних і допоміжних баз, передбачаючи відповідні вимоги розташування допоміжних баз відносно основних.

Кріпильні поверхні призначені для розташуванні в них (або на них) кріпильних деталей (болтів, шпильок, гайок, шплінтів, стопорних пружинних кілець, пружинних шайб тощо). Важливим є те, що ці поверхні не є базами, і тому вимоги до точності їх розмірів і до точності їх відносного розташування не такі жорсткі, як у випадку конструкторських баз. Разом з тим, вимоги точності до кріпильних поверхонь мають бути достатніми для забезпечення легкості складання і розбирання машини або складальної одиниці під час їх виготовлення та ремонту.

Поверхні, які не спрягаються з поверхнями інших деталей, називають вільними поверхнями. Ці поверхні потрібні для надання деталі форми, яка забезпечить виконання нею свого службового призначення у виробі.

Зазвичай вільні поверхні не піддають механічній обробці, але інколи така обробка виконується, наприклад:

- під час виготовлення швидкообертавих деталей (валів, шпинделів, маховиків, шківів, зубчастих коліс тощо); у таких деталях вільні поверхні повинні мати правильну геометричну форму і точне просторове розташування відносно конструкторських основних баз деталі для зменшення впливу незрівноваженості та спрощення динамічного балансування;

- під час виготовлення деталей, які зазнають значних знакозмінних навантажень, для підвищення їх утомної міцності;

- якщо вільні поверхні використовуються за технологічні бази (наприклад, центрові отвори валів);

- якщо вільні поверхні мають відповідати певним естетичним або ергономічним вимогам;

- в інших обґрунтованих випадках.

 

1.2. Порядок виконання індивідуального завдання

Отримавши від викладача варіант завдання, пропонується виконати таке.

1. Проаналізувати конструкцію виробу і розібратися в принципі його роботи.

2. Накреслити ескіз заданої викладачем деталі, на якому показати конструкторські основні і допоміжні бази, а також кріпильні поверхні деталі. При цьому можна скористатись позначеннями, прийнятими на
рис. 1.3.

3. Розробити робоче креслення деталі, на якому зурахуванням функціонального призначення її поверхонь показати всі розміри з допусками, вимоги відносного розташування поверхонь та вимоги шорсткості.

4. Оформити звіт.

 

1.3. Приклад виконання індивідуального завдання

Розглянемо двоступінчастий механічний редуктор, кінематична схема якого показана на рис. 1.1.

Визначимо функціональне призначення однієї з деталей редуктора – проміжного вала. Конструктивна схема вузла проміжного вала показана на рис. 1.2.

Службовим призначенням будь-якого вала, у. ч. і розгляданого, є передавання крутного моменту і забезпечення точного просторового розташування зубчастих коліс або інших деталей, які встановлені на валу.

Знайдемо поверхні проміжного вала, які є основними базами. Очевидно, що просторове розташування вала визначають такі його поверхні (рис. 1.2):

- дві шийки (Ø 35 к 6) під підшипники кочення;

- торець, який спрягається із зафіксованим у корпусі в осьовому напрямі підшипником;

- бокові поверхні шпонкового паза, за допомогою якого передається крутний момент з ведучого зубчастого колеса на проміжний вал.

Таким чином, саме ці поверхні проміжного вала і є його конструкторськими основними базами (рис. 1.3).

Знайдемо поверхні, які є допоміжними базами вала.

Просторове розташування ведучого зубчастого колеса відносно проміжного вала визначають такі поверхні проміжного вала:

- циліндрична поверхня Ø 40 r 7;

- торець, який спрягається з ведучим зубчастим колесом.

Просторове розташування веденого зубчастого колеса відносно проміжного вала визначають такі поверхні вала:

- циліндрична поверхня Ø 40 r 7;

- торець вала, який спрягається з веденим зубчастим колесом;

- бокові поверхні шпонкового паза, за допомогою якого передається крутний момент на ведене зубчасте колесо.

Просторове розташування „плаваючого” підшипника відносно проміжного вала визначає торець вала, з яким цей підшипник спрягається.

Таким чином, згадані вище поверхні проміжного вала і є його допоміжними базами.

Кріпильними поверхнями вала є дві канавки, у які, після напресування підшипників кочення, встановлюються стопорні кільця.

Вільними поверхнями є всі інші поверхні вала.

Результати аналізу функціонального призначення поверхонь вала показані на рис. 1.3.

З урахуванням функціонального призначення всіх поверхонь вала і розглянутих вище вимог точності до просторового розташування цих поверхонь розроблене робоче креслення вала (рис 1.4).

 

 

Точні кількісні значення допусків відносного розташування поверхонь, які є конструкторськими базами, визначаються за допомогою розмірного аналізу конструкцій. Сутність і методика виконання такого аналізу розглядається в практичному занятті № 4.

1.4. Зміст звіту

1. Найменування і мета роботи.

2. Ескіз деталі з позначенням функціонального призначення її поверхонь, розмірами, вимогами до шорсткості поверхонь деталі і їх відносного розташування. Кількісні значення допусків на вимогах відносного розташування можна не вказувати.

Питання для самоконтролю

1. Поняття службового призначення машини.

2. Поняття виконавчих поверхонь машини.

3. Які поверхні пристрою, що розглядається в індивідуальному завданні, є його виконавчими поверхнями?

4. Як розрізняють поверхні деталей і складальних одиниць за їх функціональним призначенням?

5. Поняття конструкторських баз (основних і допоміжних), кріпиль-них і вільних поверхонь деталей та складальних одиниць.

6. Які поверхні пристрою, що розглядається в індивідуальному завданні, є його основними базами? Які поверхні цього пристрою є допоміжними базами?

7. Чому під час розробляння креслення деталі, потрібно передбачати жорсткий геометричний взаємозв’язок між основними і допоміжними базами? Чим визначаються вимоги точності до такого взаємозв’язку?

8. Що обумовлює вимоги до точності розмірів і вимоги до відносного розташування кріпильних поверхонь?

9. У яких випадках виникає необхідність механічної обробки вільних поверхонь?

1.6. Варіанти задач для індивідуальних завдань

 

 

Рис. 1.5. Варіант 1 (кондуктор накладний ):

1 − корпус; 2 − плита; 3 − втулка кондукторна; 4 − гвинт натискний

 

 

 

Рис. 1.6. Варіант 2 (оправка гідропластова):

1 − корпус; 2 − кільце; 3 − втулка пружинна

 

 

Рис. 1.7. Варіант 3 (пристрій токарний):

1 − корпус; 2 − плита; 3 − палець циліндричний; 4 − втулка кондукторна; 5 − палець зрізаний

 

 

Рис. 1.8. Варіант 4 (кондуктор накладний):

1 − плита; 2 − втулка постійна; 3 − втулка змінна; 4 − фланець опорний;

5 − корпус

 

 

 

Рис. 1.9. Варіант 5 (головка ділильна):

1 − шпиндель; 2 − втулка; 3 − корпус; 4 − диск ділильний

 

 

 

 

Рис. 1.10. Варіант 6 (головка обертава):

1 − фланець; 2 − корпус; 3 − шпиндель

 

Рис. 1.11. Варіант 7 (патрон токарний):

1 − диск задній; 2 − корпус; 3 − диск передній; 4 − оправка

 

 

 

Рис. 1.12. Варіант 8 (кондуктор накладний):

1 − корпус; 2 − плита; 3 − втулка

 

 

 

 

Рис. 1.13. Варіант 9 (пристрій токарний):

1 − планшайба; 2 − фланець; 3 − кутник

 

 

 

Рис. 1.14. Варіант 10 (пристрій розточувальний):

1 − кутник; 2 − фланець

Рис. 1.15. Варіант 11 (пристрій свердлильний):

1 − палець; 2 − корпус; 3 − фланець опорний