Методы обеспечения точности замыкающего звена размерной цепи

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

«Ярославский государственный технический университет»

Кафедра «КИТМС»

Расчетно-графическая работа по дисциплине

«Технология машиностроения»

МЕТОДЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ТОЧНОСТИ ЗАМЫКАЮЩЕГО ЗВЕНА РАЗМЕРНОЙ ЦЕПИ

Работу выполнил

студент гр. ЗМСП-32 Лебедева

2019



1. Цель работы

размерный звено замыкающий цепь

Изучить возможности применения четырех методов обеспечения точности замыкающего звена размерной цепи (методы полной и неполной взаимозаменяемости, метод пригонки, метод регулирования), использовать данные методы на примере практической задачи;

Научиться использовать методы обеспечения точности замыкающего звена размерной цепи при решении конструкторских и технологических задач.

2. Исходные данные

Необходимо определить методами полной и неполной взаимозаменяемости, а также методами пригонки и регулирования допуски и предельные отклонения на линейные размеры деталей, входящих в сборочную единицу (рисунок 1). Исходные данные для варианта 12 представлены в таблице 1.

Таблица 1

Исходные данные

AД
A1	7
A2	162
A3	9
A4	145
л2	1/9
P, %	0,27
t	3,0



Рисунок 1 Эскиз сборочной единицы



3. Выполнение работы

3.1 Решение задачи методом полной взаимозаменяемости

Выявляем размерную цепь. По сборочному чертежу находим взаимосвязь размеров, т.е. определяем составляющие и замыкающие размеры:

A_Д -замыкающий размер;

A_1, A_2, A_3, A₄ -составляющие размеры.

Суммарное число размеров m=5.

Строим схему размерной цепи на основании установленной взаимосвязи размеров. Размерная цепь сборочной единицы показана на рисунке 2.

Подбором устанавливаем значения допусков T на линейные размеры деталей, исходя из соображений экономической целесообразности и минимальной себестоимости изготовления изделия.

Т.к. поле допуска замыкающего звена несимметрично с отклонениями располагается относительно номинала несимметрично, то поле допуска всех или некоторых звеньев также должно расположиться несимметрично относительно своих номиналов.

Результаты заносим в таблицу 2.

Таблица 2

Результаты подбора и расчетов

Звено	Номинал	T	Дo	о	Размер с отклонениями
AД	1	0,4	0	-
A1	7	0,05	-0,025	-1
A2	162	0,18	+0,09	+1
A3	9	0,05	+0,175	-1
A4	145	0,12	-0,06	-1

3.1.2 Величина замыкающего звена размерной цепи

где A_Д - величина замыкающего звена размерной цепи;

о_Ai - передаточное отношение i-го звена (+1 для увеличивающих звеньев, -1 - для уменьшающих);

A_i - величина i-го составляющего звена размерной цепи.

мм

3.1.3 Допуск на замыкающее звено размерной цепи

где T_Д - допуск на замыкающее звено размерной цепи;

о_i - передаточное отношение i-го звена (+1 для увеличивающих звеньев, -1 - для уменьшающих);

T_i - допуск на i-ое составляющее звено размерной цепи.

мм

мм



3.1.4 Устанавливаем координаты середин полей допусков составляющих звеньев, за исключением одного, для которого координата середины поля допуска рассчитывается решением уравнения с одним неизвестным (выбираем звено А₃)

Д_ОА3 = (Д_ОАД - (Д_ОА1 о_А1 + Д_ОА2 о_А2 + Д_ОА4 о_А4))/ о_А3,

и рассчитываем предельные отклонения для всех составляющих звеньев;

Принимаем координаты середин полей допусков:

Д_оАC = = 0 мм;

Д_оА1 = = -0,025 мм;

Д_оА2 = = +0,09 мм;

Д_оА4 = = -0,06 мм

3.1.5 Рассчитываем предельные отклонения для всех составляющих звеньев и заносим их в табл.2

Верхнее и нижнее отклонение звена 3:

Таким образом, мы назначили допуски и предельные отклонения для всех звеньев размерной цепи. Схема полей допусков детали поз. 3 представлена на рисунке 3.

После определения номинального значения и отклонений замыкающего звена необходимо проверить правильность расчетов, определив возможные минимальную и максимальную величину зазора. Метод расчета максимум - минимум учитывает только предельные отклонения звеньев размерной цепи и самые неблагоприятные их сочетания.

Предельные зазоры в соединении:

Максимальная величина зазора

Минимальная величина зазора



Таким образом, расчеты допусков выполнены верно, и размер замыкающего звена обеспечит зазор в пределах заданного.

Использование метода полной взаимозаменяемости обеспечивает необходимую точность замыкающего звена размерной цепи (в данном случае, зазора) при включении в нее составляющих звеньев без выбора, подбора или изменения их значений. Размерная цепь сборочной единицы с указанием предельных отклонений представлена на рисунке 4.

3.2 Решение задачи методом неполной взаимозаменяемости

3.2.1 Принимаем значение коэффициента риска t_Д = 3,0, когда процент выхода за пределы заданного допуска составляет P = 0,27%. Предполагая, что закон распределения размеров всех составляющих звеньев соответствует закону Гаусса, принимаем л_i² = 1/9.

3.2.2 На основе технико-экономических соображений устанавливаем допуска на размеры каждого из составляющих звеньев; методом последовательных приближений устанавливаем искомые допуска, так, чтобы расчетный допуск на замыкающее звено совпадал с заданным.

Величину поля допуска замыкающего звена можно вычислить по формуле:

где t_Д - коэффициент риска, характеризующий отклонение величины допуска замыкающего звена от закона нормального распределения и принимаемый в зависимости от процента риска;

л_i² - коэффициент, характеризующий закон распределения допуска i-го звена.

Результаты заносим в таблицу 3.

Таблица 3

Результаты подбора и расчетов

Звено	Номинал	T	Дo	о	Размер с отклонениями
AД	1	0,4	0	-
A1	7	0,05	-0,025	-1
A2	162	0,1	+0,05	+1
A3	9	0,1	+0,1	-1
A4	145	0,05	-0,025	-1
л2	1/9
P, %	1
t	2,57

3.2.3 Устанавливаем координаты середин полей допусков составляющих звеньев, за исключением одного, для которого координата середины поля допуска рассчитываем решением уравнения с одним неизвестным (выбираем звено А₃)

Принимаем координаты середин полей допусков:

Д_оАC = = 0 мм;

Д_оА1 = = -0,025 мм;

Д_оА2 = = +0,05 мм;

Д_оА4 = = -0,025 мм;

Д_ОА3 = (Д_ОАД - (Д_ОА1 * о_А1 + Д_ОА2* о_А2 + Д_ОА4 * о_А4))/ о_А3

3.2.4 Рассчитываем предельные отклонения для всех составляющих звеньев и заносим их в табл.3. Схема полей допусков детали поз. 3 представлена на рисунке 5.

После определения номинального значения и отклонений замыкающего звена необходимо проверить правильность расчетов, определив возможные минимальную и максимальную величину зазора. Метод расчета максимум - минимум учитывает только предельные отклонения звеньев размерной цепи и самые неблагоприятные их сочетания.

Предельные зазоры в соединении:

Максимальная величина зазора

Минимальная величина зазора

Таким образом, размер замыкающего звена обеспечит зазор в пределах заданного.

Таким образом, мы назначили допуски и предельные отклонения для всех звеньев размерной цепи.

Использование метода неполной взаимозаменяемости обеспечивает необходимую точность замыкающего звена размерной цепи (в данном случае, зазора) при включении в нее составляющих звеньев без выбора, подбора или изменения их значений, но с заданным риском выхода размеров замыкающего звена за пределы поля допуска.

Размерная цепь сборочной единицы с указанием предельных отклонений представлена на рисунке 6.



3.3 Решение задачи методом пригонки

3.3.1 Необходимой точности замыкающего звена можно добиться путем снятия определенного слоя металла с компенсирующего звена. В качестве компенсирующего звена примем размер A₁ проставочного кольца, так как его изменение проще всего осуществить.

3.3.2 Устанавливаем экономичные в данных производственных условиях допуски на размеры всех составляющих звеньев и определяем производственный допуск Т_?? (таблица 4);

Таблица 4

Результаты подбора и расчетов

Звено	Номинал	T?	Д?o	о	Размер с отклонениями
AД	1	0,8	-0,2	-
A1	7	0,1	+0,55	-1
A2	162	0,36	+0,18	+1
A3	9	0,1	-0,05	-1
A4	145	0,24	-0,12	-1
Задано
TAД	ДОAД	Размер с отклонениями
0,4	0

3.3.3 Определяем производственный допуск замыкающего звена

3.3.4 Определяем координату производственного допуска с учетом расположения верхнего поля допуска, совпадающего с верхним полем заданного допуска (рис.2)

Д?_ОАД = Д_ОАД + Т_АД/2 - Т?_АД/2,

Д?_ОАД = 0 + 0,4/2 - 0,8/2 = -0,2 мм.

Где Д_ОАД = = 0 мм - координата середины поля допуска замыкающего звена.

3.3.5 Устанавливаем координаты середин полей допусков составляющих звеньев, за исключением одного (компенсатора), для которого координата середины поля допуска рассчитывается решением уравнения с одним неизвестным (звено А₁);

Принимаем координаты середин полей допусков:

Д_оА2 = = +0,18 мм;

Д_оА3 = = -0,05 мм;

Д_оА4 = = -0,12 мм;

Д_ОА1 = (Д?_ОАД - (Д_ОА2 о_А2+ Д_ОА3 о_А3 + Д_ОА4 о_А4))/ о_А1,

3.3.6 Рассчитываем предельные отклонения для всех составляющих звеньев. Данные заносим в табл. 4.

Предельные отклонения звена 1:

Предельные отклонения замыкающего звена:

Схема полей допусков детали поз. 1 представлена на рисунке 7.

Размерная цепь сборочной единицы с указанием предельных отклонений представлена на рисунке 8.

Схема совмещения границ полей допусков по методу пригонки представлена на рисунке 9.



Рисунок 9 Совмещение границ полей допусков

Таким образом, назначены допуски и предельные отклонения для всех звеньев размерной цепи. Использование метода пригонки предполагает достижение точности замыкающего звена размерной цепи путем удаления слоя материала с компенсирующего звена A₁.

3.4 Решение задачи методом регулирования

3.4.1 Выбираем в качестве компенсатора звено A₁ (звено, выбранное в качестве компенсатора, в расчете производственного допуска замыкающего звена не участвует).

3.4.2 Устанавливаем допуски на размеры составляющих звеньев, экономически приемлемые в данных производственных условиях, данные заносим в табл.5.

Таблица 5

Результаты подбора и расчетов

Звено	Номинал	T?	Д?o	о	Размер с отклонениями
AД	1	0,6	+0,1	-
A1	7	0,1	+0,15	-1
A2	162	0,3	+0,15	+1
A3	9	0,1	-0,05	-1
A4	145	0,2	-0,1	-1
Задано
TAД	ДОAД	Размер с отклонениями
0,4	0

Определяем производственный допуск Т_?' замыкающего звена; допуск рассчитывается по формуле

мм

3.4.3 Определяем координату производственного допуска с учетом расположения нижнего поля допуска, совпадающего с нижним полем заданного допуска

Д?_ОАД = Д_ОАД - Т_Д/2 + Т?_Д/2,

Д?_ОАД = = 0 - 0,4/2 + 0,6/2 =+0,1 мм;

Где Д_ОАД = = 0 мм - координата середины поля допуска замыкающего звена.

Предельные отклонения замыкающего звена:

3.4.4 Устанавливаем координаты середин полей допусков составляющих звеньев, за исключением одного, для которого координата середины поля допуска рассчитывается решением уравнения с одним неизвестным (выбираем звено А₁).

Принимаем координаты середин полей допусков:

Д_оА2 = = +0,15 мм;

Д_оА4 = = -0,1 мм;

Д?_ОА1 = (Д?_ОАД - (Д?_ОА2 о_А2 - Д?_ОА4 о_А4)) / о_А1

Д?_ОА1 = (+0,1 - (0,15(+1) + (-0,1)(-1)) / -1 = +0,15 мм

Предельные отклонения звена 1:

Определим оптимальные размеры компенсации:

мм.

мм,

3.4.6 Число ступеней компенсаторов вычисляем по формуле:



Первоначально определим допуск компенсатора Т_комп, который выбирается в пределах

Т_комп = (0,1…..0,3) ТА= (0,1…..0,3) 0,4 = 0,04…0,12 мм.

Принимаем Т_комп = 0,1 мм

Число ступеней компенсаторов

Определение шага ступеней компенсации.

Величину или шаг ступеней компенсации рассчитаем по формуле:

3.4.7 С целью упрощения расчета размеров компенсаторов рекомендуется задавать координату середины поля допуска компенсирующего звена равной половине поля допуска со знаком « - ».

Рисунок 10 Совмещение границы полей допусков

3.4.8 При величине ступени компенсации, равной T_AД - T_комп = 0,4 - 0,1 = 0,3 мм, и числе групп компенсаторов N = 2, поле производственного допуска T?_AД будет разбито на 2 зоны с границами, показанными на рисунке 11.

Отклонения, возникающие в пределах той или иной зоны, должны компенсироваться путем постановки в изделие соответствующего проставочного кольца (компенсатора).

Размер компенсатора (К) первой ступени равен его номинальному размеру. Размеры К каждой следующей ступени будут отличаться от размеров К предшествующей ступени на величину ступени компенсации.

Определение размеров компенсаторов в комплекте:

- для I-ой ступени компенсации

мм,

- для II-ой ступени компенсации

мм,



Рисунок 11 Определение размеров неподвижных компенсаторов



Выводы

В ходе работы изучены методы обеспечения точности замыкающего звена при решении практических задач, рассчитаны допуски и предельные отклонения на составляющие звенья размерной цепи с использованием четырех методов достижения заданной точности (полной, неполной взаимозаменяемости, пригонки и регулирования).



Список используемых источников

1. Колесов И.М. Основы технологии машиностроения: Учебник для машиностроительных вузов. М.: Машиностроение, 1997. 592 с.

2. Основы технологии машиностроения: учебное пособие для студентов ФДПО по направлению подготовки бакалавров 150900.62 / Яросл. гос. техн. ун-т; сост. Ю.А. Легенкин, А.С. Букатый. Ярославль, 2010. 130 с.

3. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Т. 2 /Под ред. А. Г. Косиловой и Р. К. Мещерякова. 4-е изд., перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1986. 496 с.

4. Сайт кафедры КИТМС [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://tms.ystu.ru.

Размещено на Allbest.ru

...