Классификация размерных цепей

РАЗДЕЛ 2

Размерные цепи.

Задачи, решаемые с помощью размерных цепей.

Классификация размерных цепей.

Методы расчёта размерных цепей. Метод полной взаимозаменяемости.

Методы расчёта размерных цепей. Метод неполной взаимозаменяемости.

Методы расчёта размерных цепей. Метод групповой взаимозаменяемости.

Методы расчёта размерных цепей. Методы пригонки и регулирования.

 

Размерные цепи. Классификация размерных цепей.

При конструировании машин возникает необходимость в установлении взаимосвязи размеров и их допустимых отклонений, которые регламентируют расположение поверхностей и осей деталей в сборочной единице и определяют качество функционирования. В результате выявления таких взаимосвязей устанавливаются технические требования как к отдельным элементам (размер, зазор, относительное расположение и т. п.), так и к сборочной единице в целом.

Обоснование этих требований можно выполнить на базе теории размерных цепей. Теория размерных цепей рассматривает относительное положение сборочных единиц, деталей и поверхностей деталей с позиций достижения требуемой точности определенных параметров машины.

Расчет размерных цепей позволяет еще до изготовления опытных образцов устанавливать расчетным путем допуски параметров или проверять правильность их назначения, собираемость и работоспособность изделия и др. Использование методов расчета размерных цепей позволяет существенно сократить время и материальные затраты на этапе технической подготовки производства, повысить качество изготовления изделий, их конструкторской и технологической документации.

Размерной цепью называют совокупность размеров, образующих замкнутый контур и непосредственно участвующих в решении поставленной задачи. Замкнутость размерной цепи приводит к тому, что размеры, входящие в размерную цепь, не могут назначаться независимо. Изменение одного из размеров влечет за собой изменение других размеров.

Размеры, образующие размерную цепь, называют звеньями. Звенья обозначают буквами любого алфавита, но единообразно для одной цепи, например А1, А2. Индекс обозначает порядковый номер звена.

Звеньями размерной цепи могут быть диаметры, длины, зазоры, натяги, покрытия, погрешности формы и расположения поверхностей, т. е. любые линейные и угловые параметры деталей и их соединений.

Размерную цепь графически изображают в виде замкнутой последовательности звеньев.

Звенья размерной цепи разделяют на замыкающие и составляющие.

Замыкающее (исходное) звено - звено, получаемое в размерной цепи последним в результате решения поставленной задачи, в том числе при изготовлении и измерении. В частности, замыкающее звено может являться исходным при постановке задачи расчета размерных цепей.

Составляющее звено - это звено размерной цепи, изменение которого вызывает изменение исходного или замыкающего звена. Составляющие звенья цепи разделяют на увеличивающие и уменьшающие, в зависимости от их влияния на замыкающее (исходное) звено.

Увеличивающее звено - звено, с увеличением которого, при прочих равных условиях, замыкающее звено увеличивается.

Уменьшающее звено - звено, с увеличением которого, при прочих равных условиях, замыкающее звено уменьшается.

Составляющие звенья могут быть скалярными, векторными, угловыми или линейными величинами. В конструкциях сборочных единиц часто предусматривают звено, за счет изменения размера которого достигается требуемая точность замыкающего звена. Такое предварительно выбранное звено называется компенсирующим звеном.

Задачи, решаемые с помощью размерных цепей.

Расчет размерных цепей является необходимым этапом конструирования, производства и эксплуатации изделий. С помощью размерных цепей могут быть решены, в частности, следующие задачи:

- установлены геометрические и кинематические связи между размерами деталей, определены номинальные значения отклонений и допусков размеров;

- установлены нормы точности и разработаны технические условия на машину и ее составные части;

- осуществлена проверка правильности простановки размеров и отклонений на рабочих чертежах;

- выполнен расчет межоперационных размеров, припусков и допусков;

- обоснована последовательность технологических операций при изготовлении и сборке изделий;

- обоснована необходимая точность приспособлений;

- осуществлен выбор средств и методов измерений. Полный расчет размерных цепей выполняется в процессе разработки рабочего проекта изделия.

Классификация размерных цепей.

Размерные цепи классифицируют: по области применения, месту в изделии, расположению звеньев, характеру звеньев и по характеру взаимных связей между звеньями.

По области применения размерные цепи делятся на конструкторские, технологические и измерительные.

Конструкторская размерная цепь - размерная цепь, с помощью которой решается задача обеспечения точности при конструировании изделия.

Технологическая размерная цепь - размерная цепь, с помощью которой решается задача обеспечения точности при изготовлении изделия.

Измерительная размерная цепь - размерная цепь, с помощью которой решается задача измерения величин, характеризующих точность изделия.

По месту в изделии различают детальные и сборочные размерные цепи.

Если все звенья цепи принадлежат одной детали, то такая размерная цепь называется детальной. Детальные размерные цепи используются для решения задач обеспечения точности при изготовлении детали.

Сборочная размерная цепь рассматривается в целях обеспечения точности относительного положения поверхностей или осей деталей, входящих в сборочную единицу.

По расположению звеньев размерные цепи делят на линейные, угловые, плоские и пространственные.

Линейная размерная цепь - размерная цепь, звеньями которой являются линейные размеры.

Угловая размерная цепь - размерная цепь, звеньями которой являются угловые размеры.

Плоская размерная цепь - размерная цепь, звенья которой расположены в одной или нескольких параллельных плоскостях.

Пространственная размерная цепь - размерная цепь, звенья которой расположены в непараллельных плоскостях.

Линейные и плоские размерные цепи являются частными случаями пространственных размерных цепей.

По характеру звеньев размерные цепи делят на скалярные, векторные и комбинированные.

Скалярная размерная цепь - размерная цепь, все звенья которой являются скалярными величинами (скалярная величина - величина, которая полностью определяется только своей величиной). К скалярным величинам относятся, например, отклонения длины вала, втулки, монтажная высота подшипника, отклонения ширины ступицы зубчатого колеса, отклонения в расстоянии между осями и т. п.

Векторная размерная цепь - размерная цепь, звеньями которой являются векторные величины (векторная величина - величина, которая полностью определяется своим модулем и направлением). К векторным отклонениям относятся, например, отклонения от соосности цилиндрических поверхностей, радиальное биение поверхностей за счет эксцентриситета осей, биение торцовых поверхностей, отклонение от соосности отверстий и т. п.

Комбинированная размерная цепь - размерная цепь, часть звеньев которой являются векторными величинами, а остальные - скалярными величинами.

По характеру связей размерные цепи делят на параллельно связанные (рис. а), последовательно связанные (рис. б) и комбинированно связанные (рис. в) цепи.

 

              а                                        б                                        в

 

Параллельно связанные размерные цепи - размерные цепи, имеющие не менее чем одно общее звено.

Общее звено - звено, одновременно принадлежащее нескольким размерным цепям.

Последовательно связанные размерные цепи - размерные цепи, имеющие одну общую базу.

Комбинированно связанные размерные цепи - размерные цепи, имеющие общие звенья и базы.