Создание технически грамотной конструкции изделия

Размещено на http://www.allbest.ru/

СОДЕРЖАНИЕ

ПРЕДИСЛОВИЕ

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА 1

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА 2

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА 3

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

ПРЕДИСЛОВИЕ

Каждая конструкторская задача, как правило, имеет много решений. Опираясь на имеющиеся теоретические знания и практический опыт, конструктор должен выбирать из многих возможных решений одно, наилучшее. При этом ему приходится принимать во внимание часто противоречивые технологические и эксплуатационные требования, предъявляемые к проектируемому изделию.

При конструировании машины одновременно решаются две основные задачи:

Создание машины, в полной мере отвечающей эксплуатационным требованиям.

Создание машины, наиболее экономичной в изготовлении и эксплуатации.

Для создания технически грамотной конструкции изделия необходимо при его конструировании одновременно обеспечивать высокие эксплуатационные показатели и высокую степень технологичности его конструкции. Должны учитываться основные требования технологии изготовления, сборки и разборки.

ЦЕЛИ РАБОТ

В практической работе № 1 рассматриваются методы простановки линейных размеров деталей. Анализ методов производится посредством расчетов суммарных допусков размерных цепей.

Цель работы - изучить методы простановки линейных размеров и рассчитать суммарные допуски по своему варианту.

В практической работе № 2 проводится расчет узла по методу полной взаимозаменяемости. Данный метод повышает стоимость изготовления деталей, но существенно снижает затраты на сборку-разборку и ремонт машин и механизмов.

Цель работы - рассчитать свой вариант узла по методу полной взаимозаменяемости.

В практической работе № 3 ведется расчет узла по методу неполной взаимозаменяемости. Этот метод в противоположность предыдущему значительно снижает затраты на изготовления деталей машин, но увеличивает трудозатраты на замену деталей, ремонт машины.

Цель работы - рассчитать свой вариант узла по методу неполной взаимозаменяемости.

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА 1

Линейные размеры

Методические указания по рациональной простановке размеров на чертежах деталей.

1. Количество размеров на чертеже должно быть достаточным для изготовления и контроля детали.

Для каждой детали существует определенное число размеров, составляющих ее полную размерную характеристику. Можно различно варьировать простановку размеров, но всегда необходимое число их для данной конкретной детали есть число постоянное.

На рисунке 1 приведен эскиз стакана, на котором осевые размеры проставлены в девяти вариантах. Различные комбинации простановки этих размеров обозначены порядковыми номерами. Как видно из рисунка, при всех вариантах число размеров, полностью определяющих форму стакана, остается неизменным и равно семи. В данном примере варьируется простановка только осевых размеров

Рис. 1. Варианты простановки линейных размеров.

2. Каждый размер следует приводить на чертеже лишь один раз.

3. Цепь размеров на чертеже детали не должна быть замкнута. Осевые размеры на чертеже детали составляют подетальную размерную цепь. Составляющие размеры этой цепи получают на определенных технологических переходах. Замыкающий размер определяется в результате прохождения детали по всем технологическим переходам. В этом размере накапливаются погрешности изготовления детали по составляющим размерам. Поэтому в качестве замыкающего выбирают наименее ответственный размер детали.

На чертеже детали замыкающий размер не проставляют, и подетальная размерная цепь остается незамкнутой.

При определенной технологии замыкающим может оказаться габаритный размер. Тогда его показывают на чертеже в качестве справочного. Такие размеры отмечают звездочкой и в технических требованиях делают запись типа «* Размер для справки». Справочные размеры при изготовлении детали не контролируют, поэтому их простановка на чертеже не приводит к браку детали.

4. Проставлять размеры надо так, чтобы наиболее точный размер имел наименьшую накопленную ошибку при изготовлении детали.

В машиностроении применяют цепной, координатный и комбинированный методы простановки размеров.

При цепном методе размер проставляют последовательно цепью. При нем любой размер детали выполняется в производстве последовательно, после выполнения предыдущего размера.

На рис. 2 (а) показана схема простановки размеров а1, а2, а3 и а4. Ошибка, получаемая на каждом размере, не зависит от ошибок предыдущих размеров, что является основным достоинством этого метода. Поэтому его применяют при простановке размеров на межосевые расстояния; в ступенчатых деталях, где требуется получить очень точные размеры участков между уступами; при обработке деталей комплектом режущего инструмента и т.д.

Точность суммарных размеров b2L,b3z и b4Z определяется суммой ошибок размеров, входящих в размерную цепь, что приводит к накоплению ошибок в суммарных размерах.

На рис. 2 (б) показана схема координатной простановки размеров, при которой размеры проставляются от одной базы. Поэтому точность любого координатного размера а1, а2, а3 и а4 не зависит от точности выполнения других координатных размеров. Этим пользуются, когда необходимо точно расположить элементы деталей относительно одной базы. Недостаток его - некоторое увеличение ошибки в размерах Ъ2ъ,Ьъг и 642 между соседними элементами детали (в данном примере между осями отверстий).

Комбинированный метод простановки размеров представляет собой сочетание цепного и координатного (рис, 2 (в)). К нему конструктор прибегает для уменьшения ошибок в более ответственных размерах,

Рис. 2. Различные схемы простановки размеров.

Порядок выполнения практической работы:

1. По рис. 2 и таблице 1 а взять свои размеры а1, а2, а3 и а4. Рассчитать суммарный допуск для размеров , и формуле



где - суммарный допуск,

- допуск на отдельное звено.

Определить полученный допуск по таблицам [1; табл. 1.8, с. 43 - 45; табл. 1.56, с. 174 - 175; табл. 1.57, с. 176 - 177; табл. 1.58 с. 178-179; табл. 1.59, с. 180-181],.

Сравнить полученные результаты с вариантом по рис. 2 (б).

Сделать выводы.

Таблица 1 Задания для выполнения практической работы № 1

Варианты	а1, мм	а2, мм	а3, мм	а4 , мм
1	90-0,2	100-0,5	90-0,6	80-0,1
2	17-0,08	20-0,1	20-0,1	18-0,08
3	60+0,1	70+0,25	60+0,2	55±0,1
4	42-0,2	55+0,35	50+0,35	42-0,3
5	34-0,05	35-0,1	35-0,1	60±0,1
6	85-0,2	95-0,4	100-0,2	90-0,1
7	18-0,09	20-0,2	26-0,1	20-0,08
8	56±0,1	68+0,3	65+0,25	60±0,1
9	40-0,25	55+0,35	30-0,1	34-0,05
10	32-0,1	90-0,6	95-0,4	80-0,1
11	80-0,1	20-0,1	100-0,5	90-0,2
12	18-0,08	60+0,2	20-0,1	17-0,08
13	55±0,1	50+0,35	70+0,25	60±0,1
14	42-0,3	35-0,1	55+0,35	42-0,2
15	68+0,3	100-0,2	35-0,1	34-0,05
16	90-0,1	26-0,1	95-0,4	85-0,2
17	20-0,08	65+0,25	20-0,2	18-0,09
18	60+0,1	30-0,1	68+0,3	56±0,1
19	34-0,05	30-0,15	55+0,35	40-0,25
20	*80-0,1	95-0,4	30-0,15	32-0,1

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА 2

Расчет узла при полной взаимозаменяемости

Сущность полной взаимозаменяемости заключается в том, что требуемая точность замыкающего звена достигается на сборке без какого-либо выбора, подбора или дополнительной обработки деталей, размеры которых включаются в сборочную размерную цепь.

В производственной практике чаще всего встречаются задачи, в которых по установленным номинальным размерам, допускам и предельным отклонениям составляющих звеньев определяют номинальный размер, допуск и предельное отклонение замыкающего звена.

Полная взаимозаменяемость имеет следующие преимущества:

упрощается процесс сборки; он сводится к простому соединению деталей;

сборочный процесс точно нормируется по времени, легко укладывается в устанавливаемый темп работы и может быть организован поточным методом; создаются условия для автоматизации процессов изготовления и сборки изделий;

упрощается ремонт изделий, так как любая износившаяся или поломанная деталь или узел могут быть заменены новыми (запасными).

Последовательность решения обратной задачи методом полной взаимозаменяемости такова:

Рассматривая механизм, подвергаемый ремонту, либо сборочный чертеж, выделяют размерную цепь со всеми ее звеньями и выделяют замыкающее звено, а остальные звенья разбивают на увеличивающие и уменьшающие.

Составляют уравнение размерной цепи и определяют номинальный размер замыкающего звена по уравнению

где т и п - число увеличивающих и уменьшающих звеньев соответственно.

3. Рассчитывают среднее отклонение поля допуска замыкающего звена

где и - среднее отклонение полей допусков увеличивающих и уменьшающих звеньев соответственно.

4. Рассчитывают поле допуска замыкающего звена по

Формуле

где Т, - допуск каждого составляющего звена.

5. Определяют предельные отклонения: верхнее -

и нижнее - , а также предельные размеры замыкающего звена: наибольший - и наименьший - .

Пример последовательности расчета

В сборочной единице промежуточного вала редуктора (рис. 3), состоящей из шестерни 1, корпуса 2, кольца 3 и вала 4, задано, что для нормальной работы необходим зазор Aзаз= 0,05-0,75 мм, т.е. допуск на размер зазора Тзаз= 0,7 мм. Известны размеры:А1 = 70-0,21 мм, A2=65-0,3-0,5 мм. Следовательно, допуски

Рис. 3. Сборочная единица промежуточного вала редуктора

Т1=0,21 мм, Т2=0,2 мм. Требуется определить толщину кольца 3 и допуск на нее.

Пример решения

1. Выделяем размерную цепь (рис. 4).

Замыкающим звеном будет кольцо 3, увеличивающим звено 1, уменьшающим звено 2 и зазор.

Рис. 4. Размерная цепь

2. Определяем номинальный размер замыкающегозвена по формуле (2)

Аз = А1 -(А2 + Азаз)=70-(б5 +0)= 5 мм.

3. Определяем средние отклонения полей допусков:

· корпус мм;

шестерни мм;

зазора мм.

4. Определяем среднее отклонение поля допуска замыкающего звена по формуле (3)

мм.

5. Находим допуск замыкающего звена по формуле (4)

мм.

6. Определяем предельные отклонения замыкающего звена по формулам (5), (6): размерный цепь вал редуктор

мм.

мм.

7. Находим размеры замыкающего звена по форму
лам (7), (8):

мм; ММ.

8. Устанавливаем чертежный размер толщины кольца

мм

Варианты	Аь мм	А2, мм	Аз, мм
1	100-0,5	90-0,2	0,4--0,9
2	20-0,1	17-0,08	0,2--0,4
3	70+0,25	60±0,1	0,5--0,8
4	55+0,35	42-0,2	0,35--0,55
5	35-0,1	32-0,15-0,4 °*-0,4	<0,3
6	95-0,4	85-0,2	0,3--0,8
7	20-0,2	18-0,09	0,2--0,4
8	68+0,3	56±0,1	0,6--0,8
9	55+0,35	40-0,25	0,4--0,5
10	30-0,15	32-0,1	<0,35
11	90-0,6	80-0,1	0,3--0,7
12 *	20-0,1	18-0,08	0,1--0,3
13	60+0,2	55±0,1	0,4--0,7
14	50+0,35	42-0,3	0,3--0,5
15	35-0,1	30-0,1-0,4 OU-0,4	<0,2
16	100-0,2	90-0,1	0,3--0,4
17	26-0,1	20-0,08	0,2--0,4
18	65+0,25	60±0,1	0,4--0,5
19	30-0,1	34-0,05	0,1--0,3
20	95-0,4	80-0,1	<0,2

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА 3

Расчет узла при неполной взаимозаменяемости

Сущность метода заключается в том, что требуемую точность замыкающего звена размерной цепи достигают на сборке изготовляемого или ремонтируемого механизма не для всех собираемых объектов: некоторый процент объектов, величина которого устанавливается заранее, не будет собираться по методу полной взаимозаменяемости, и потребуется либо замена некоторых деталей, либо их дополнительная обработка. Метод неполной взаимозаменяемости обеспечивается расчетом размерных цепей по методу, основанному на теории вероятностей.

Пример решения

Установить методом неполной взаимозаменяемости допуски и предельные отклонения на линейные размеры деталей (см. рис. 3 из практического занятия № 2), если Азаз = 1+0,5 мм, А1= 85 мм, А2 = 85 мм, процент риска Р = 0,27%, коэффициент относительного рассеяния размеров цепи , т.е. рассеяние линейных размеров деталей подчиняется нормальному закону.

Пример решения

1. Составим схему размерной цепи и определим номинальный размер звена Аз (рис. 5).

Из уравнения размерной цепи

мм.

находим

2. Находим средний квалитет составляющих звеньев

по уравнению

где - допуск замыкающего звена (зазора), мкм;

t - коэффициент риска, значение которого принимается в зависимости от процента риска Р, (процент выхода размера замыкающего звена за пределы его допуска). Для Р = 0,27%, t = 3 [5, с. 16];

m - число составляющих звеньев (увеличивающих и уменьшающих);

- передаточное отношение, роль которого выполняют тригонометрические функции, используемые при проектировании составляющих звеньев на направление замыкающего звена (для цепей с параллельными звеньями: для увеличивающих , а для уменьшающих-- ;

- коэффициент относительного рассеяния размеров цепи (=1/9 -для нормального закона; =1/6 --для закона Симпсона; =1/3 --для закона равной вероятности);

Единица допуска по СТ СЭВ 145-80 равна

,

Где Д - среднегеометрическое значение крайних размеров интервала по таблице допусков СТ СЭВ 145-80, в который попадает размер составляющего звена.

Обозначив (Д+0,001Д) через Qi получим

По таблице прил. 2 [4, с. 107] определяем для размеров:

А1 = 85 мм = 4,60 , значит i = 0,45 * 4,60 = 2,07;

А2 = 60 мм = 3,96 , i = 0,45 * 3,96 = 1,78 ;

А3 = 24 мм = 2,86 , г = 0,45 * 2,86 = 1,29.

Подставляем известные значения в формулу для определения

Принимаем, что линейные размеры деталей могут быть выполнены с точностью по 12-му квалитету, которому соответствует ас = 160 [5, с. 107, прил. 4].

Назначаем предельные отклонения на размеры А1 и А2 с точностью по 12-му квалитету: А1=85+035 мм, А2 = 60-0,3 мм.

Для размера А3 определим допуск из уравнения

откуда (для нашего примера)

мм

Находим координату середины поля допуска на размер А3 по формуле

Для нашего примера

откуда

мм

Тогда верхнее и нижнее отклонения:

мм

мм

Устанавливаем чертежный размер

мм

Таблица 3 Задание для практической работы № 3 А1 =85мм;А2 =60мм.

Варианты	Азаз, мм	Р,%
1	0+0,2	0,01	1/9
2	0+0,2	0,05	1/9
3	0+0,2.	0,1	1/9
4	0,2-0,2	0,27	1/9
5	0,2-0,2	0,27	1/3
6	0+0,1	0,01	1/9
7	0+0,1	0,05	1/9
8	0+0,1	0,1	1/9
9	0,2-0,1	0,27	1/9
10	0,2-0,1	0,27	1/3
11	0+0,2	0,01	1/3
12	0+0,2	0,1	1/6
13	0+0,2	0,27	1/6
14	0,2-0,2	0,1	1/6
' 15	0,2-0,2	. 0,05	1/6
16	0,2-0,1	0,27	1/6
17	0+0,2	0,01	1/3
18	0+0,1	0,27	1/3
19	0+0,1	0,01	1/3
20	0,2-0,1	0,05	1/3

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

Допуски и посадки: Справочник. В 2-х ч./В. Д. Мягков, М.А.Палей, А.Б.Романов, В.А.Брагинский. - 6-е изд., перераб. и доп. - Л.: Машиностроение. Ленингр. Отд-ние, 1982. - 4.1.

Маталин А.А. Технология машиностроения. М.: Машиностроение, 1986.

Новиков М.П. Основы технологии сборки машин и механизмов. М.: Машиностроение, 1980.

Балакшин Б.С. Теория и практика технологии машиностроения. Т. 1. М.: Машиностроение, 1982.

Солонин И.С, Солонин СИ. Расчет сборочных и технологических размерных цепей. М.: Машиностроение, 1980.

Размещено на Allbest.ru