Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Классификация поверхностей деталей по функциональному назначению и размерное описание деталей




 

Конструктивная форма детали, набор поверхностей, которые её образуют, размерные соотношения между ними и их точность не являются плодом вольной фантазии конструктора, а определяются теми задачами служебного назначения, решение которых должна обеспечивать деталь. Другими словами, каждая поверхность детали имеет своё определенное функциональное назначение. С этой точки зрения любая деталь может быть классифицирована на следующие поверхности, имеющие своё определённое функциональное назначение:

-исполнительные поверхности;

-основные базы;

-вспомогательные базы;

-свободные поверхности.

Поверхности детали, являющиеся исполнительными поверхностями, основными или вспомогательными базами образуют комплекты.

Комплект исполнительной поверхности (ИП) имеют только те детали, которые являются кинематическими звеньями: шестерни, червяки, звёздочки, шкивы и т.п. (см. раздел 2.2). Этими поверхностями деталь передаёт (получает) движение и нагрузку. Например, у шестерни – это эвольвентные поверхности зубьев, у шкива – конические поверхности ручья и т.д. Для ИП необходимо уяснить и описать условия их работы – характер взаимодействия с поверхностями работающих с ними в паре деталей. Комплектов ИП у детали может быть несколько, например два зубчатых колеса, выполненных как единое целое (из одного куска материала), что наиболее часто встречается в коробках передач. Этим комплектам присваиваются номера ИП1, ИП2, …, ИПN.

Комплект основной базы составляют поверхности, определяющие положение детали в машине или СЕ. Этот комплект у детали всегда один, состоящий из нескольких поверхностей на которых располагаются опорные точки, лишающие деталь степени свободы. Чтобы проверить себя в правильности определения комплекта ОБ мысленно «уберите» эти поверхности из детали. Если положение детали в машине изменится, то комплект ОБ выбран правильно.

Комплект вспомогательной базы (ВБ) составляют поверхности, которые определяют положение присоединяемой детали к данной. Количество комплектов ВБ зависит от числа присоединяемых деталей к данной. Этим комплектам присваивают номера ВБ1, ВБ2, …, ВБN.

Все остальные поверхности являются свободными, предназначенные для ограничения куска металла и объединяющих в одно целое первые три группы поверхностей. Свободные поверхности не имеют комплектов.

Размерное описание конструктивной формы детали по объекту описания методически можно описать следующим образом:

1. Размеры и технические требования к форме и качеству комплекта ИП, а также размеры и технические требования взаимного положения поверхностей внутри комплекта ИП и между комплектами ИП. В соответствии с этим пунктом на чертеже указываются: размер самой поверхности (например, делительный диаметр, шаг зубьев), допустимые отклонения формы (отклонения от формы заданного профиля, радиальное биение и др.), шероховатость, особые требования к качеству поверхностного слоя материала (цементация, закалка, поверхностно-пластическое деформирование и другие виды поверхностного упрочнения). Технические требования и точность к комплектам ИП должны быть обоснованы и исходить из СН детали.

2. Размеры и технические требования к форме и качеству поверхностей комплекта ОБ, а также размеры и технические требования взаимного положения поверхностей внутри комплекта ОБ. В соответствии с этим пунктом на чертеже указываются: размер самой поверхности (например, диаметр подшипа), допустимые отклонения формы (отклонения от цилиндричности, круглости, радиальное биение и др.), шероховатость, особые требования к качеству поверхностного слоя материала (цементация, закалка, поверхностно-пластическое деформирование и другие виды поверхностного упрочнения), требования соосности осей подшипов, перпендикулярности осей подшипов и торца. Все технические требования и точности, предъявляемые к комплекту ОБ должны быть обоснованы и исходить из условий работы детали.

3. Размеры и технические требования к форме и качеству поверхностей комплектов ВБ, а также размеры и технические требования взаимного положения поверхностей внутри комплекта ВБ и между комплектами ВБ. В соответствии с этим пунктом на чертеже указываются: размер самой поверхности (например, диаметр поверхности под зубчатое колесо, ширина паза под шпонку и др.), допустимые отклонения формы (отклонения от цилиндричности, круглости, плоскостности и др.), шероховатость, особые требования к качеству поверхностного слоя материала (цементация, закалка, поверхностно-пластическое деформирование и другие виды поверхностного упрочнения), требования соосности осей поверхностей под зубчатые колёса, перпендикулярности этих осей к торцам и т.д. Все технические требования и точности, предъявляемые к комплектам ВБ должны быть также обоснованы, которые, как правило, исходят из условий работы детали.

4. Размеры и технические требования к форме и качеству каждой отдельно взятой СП, а также размеры и технические требования взаимного положения СП между собой. В отличие от рассмотренных выше поверхностей на чертеже детали указывается только размер СП и размеры между СП. Допустимые отклонения формы и взаимного положения поверхностей между собой записывают одним пунктом в технических требованиях над основной надписью, например, «Неуказанные предельные отклонения принимать для валов по h14, отверстий H14, остальных ±IT14/2». Неуказанную на свободных поверхностях шероховатость записывают в верхнем правом углу. Особые требования к качеству поверхностного слоя материала, как правило, не предъявляют. Все технические требования и точность, предъявляемые к СП невысоки и исходят из условия работы детали и её экономичного изготовления.

5. Размеры и технические требования взаимного расположения комплектов поверхностей разного функционального назначения. На этом этапе размерного описания детали обеспечивается взаимное положение комплектов между собой (между комплектами ИП и ОБ, ОБ и ВБ, ВБ и СП и т.д.). Положение всех поверхностей стараются задавать по отношению к основной базе детали, для обеспечения высокой точности их взаимного положения.

 

На основании вышеизложенной методики ниже приведён пример анализа конструктивной формы вала-шестерни редуктора и его размерного описания (рис. 4.28).

Для начала опишем служебное назначение вала-шестерни. Вал - шестерня деталь редуктора, являющееся кинематическим звеном, поскольку преобразует движение по характеру, величине и направлению, необходимое для выполнения служебного назначения самого редуктора. Следовательно, вал-шестерня будет иметь комплект ИП, включающий поверхности эвольвент зубьев шестерни.

 

Рис. 4.28. Конструктивная форма и структура размерного описания вала-шестерни редуктора.

Число этих поверхностей составляет 13х2=26 (см. таблицу на рис. 4.28). На рис. 4.28 цифрой 1 в кружке показаны размеры этих поверхностей и требования к форме, качеству и взаимному расположению этих поверхностей.

Комплект ОБ включает две цилиндрические поверхности под подшипник (их называют подшипы) и один торец (левый торец). Эти поверхности (их ещё часто называют опорными) определяют положение вала-шестерни в подшипниках, а, следовательно, и в редукторе. Делаем проверку: если мысленно убрать эти поверхности с вала-шестерни, то его положение в редукторе станет неопределённым. Комплект ОБ несёт на себе опорные точки, т.е. поверхности, входящие в комплект ОБ лишают степени свободы вала-шестерни. Правый торец, которым вал будет опираться во второй подшипник, теоретически не входит в комплект ОБ, поскольку не несёт на себе опорные точки, о чём будет показано в разделе 4.3.8. На рис. 4.28 цифрой 2 в кружке показаны размеры и требования к форме, качеству и взаимному расположению этих поверхностей.

Комплект ВБ включает поверхности, которые определяют положение присоединяемой детали к валу-шестерни. В рассматриваемом случае к валу-шестерни присоединяются три детали: шпонка, муфта, и манжета. А соответственно, три комплекта ВБ будет иметь вал-шестерня (см. рис. 4.28). Есть одна особенность в определении комплекта ВБ. Иногда бывает, что комплект ВБ на одной детали является полным зеркальным отображением комплекта ОБ на другой, присоединяемой к данной и наоборот. К примеру, у шпонки комплектом ОБ являются плоскость дна шпоночной канавки (установочная база), одна боковая плоскости (направляющая база) и одна плоскость с радиусом закругления (опорная база). Поэтому, шпоночный паз вала-шестерни будет иметь комплект ВБ, состоящий из плоскости дна шпоночной канавки, боковой плоскости и плоскости с радиусом закругления. Вторые боковая плоскость и плоскость радиуса закругления в комплект ВБ входить не будут. На рис. 4.28 цифрой 3 в кружке показаны размеры и требования к форме, качеству и взаимному расположению этих поверхностей.

Остальные поверхности будут являться свободными, причём все они обрабатываются. На рис. 4.28 цифрой 4 в кружке показаны размеры и требования к форме, качеству и взаимному расположению этих поверхностей.

Далее увязываем поверхности разного функционального назначения между собой. На рис. 4.28 представлено два варианта взаимного расположения поверхностей разного функционального назначения: с максимально возможной привязкой к основной базе; с привязкой к поверхностям, от которых начинается обработка наибольшего количества поверхностей. На рис. 4.28 цифрой 5 в кружке показаны размеры взаимного расположения этих поверхностей.

Таким образом, чтобы составить размерное описание любой детали, необходимо:

- сформулировать её служебное назначение;

- пронумеровать все поверхности и разбить их на четыре группы;

- установить размер на каждую поверхность;

- назначить, при необходимости, требования к форме поверхности и качеству поверхностного слоя;

- увязать размерами и техническими требованиями все поверхности между собой.

 

4.3.8. Выявление теоретической схемы базирования деталей в СЕ.

 

Для выявления теоретической схемы базирования первое, что необходимо сделать, это построить собственную систему координат на ОБ рассматриваемой детали X1O1Y1Z1.Схему базирования необходимо соотнести с одним из наиболее распространённых типовых случаев: призматическое тело, длинный цилиндр, короткий цилиндр (диск), конус или шар. Определить, какой является схема базирования детали полной или неполной и представить комплект баз детали в виде структурной формулы. Каждую поверхность или группу поверхностей, входящую в комплект ОБ, следует отнести к соответствующим классификационным группам по числу лишаемых степеней свободы (установочная, направляющая, двойная-направляющая, опорная и т.д.) и по конструктивному оформлению (явная, неявная). Далее необходимо обратить внимание на наличие неопределённости базирования, которая проявляется в возможности однократного или многократного смещения ОБ базируемой детали относительно ВБ базирующей детали и определить, с какой целью она заложена в схему базирования (часто это смещение происходит за счёт зазора в соединении). Здесь также необходимо указать координатное направление, в котором имеет место неопределённость базирования и показать, что ограничивает перемещение детали в пределах этой неопределённости. Проанализировать, как влияет неопределённость базирования на выполнение детали своего служебного назначения (например, для обеспечения подвижности в одном или нескольких координатных направлениях, для упрощения и облегчения процессов сборки и т.д.). В заключение необходимо построить выбранные системы координат на вспомогательных базах рассматриваемой детали X1O1Y1Z1, X2O2Y2Z2 и т.д.

Проиллюстрируем выявление теоретической схемы базирования на примере рассмотренного выше вала-шестерни (рис. 4.29).

Строим собственную систему координат на ОБ X1O1Y1Z1 вала-шестерни с началом координат в точке пересечения торцевой плоскости и общей осью подшипов. Рядом (или ниже) строим выбранную систему координат XOYZ, построенную на вспомогательных базах подшипника. Здесь будут показаны направления лишаемых степеней свободы.

Рис. 4.29. Схема базирования вала-шестерни.

 

Поскольку вал-шестерня представляет собой цилиндрическое тело с длиной ОБ превышающей её диаметр, то схему базирования принимаем по длинному цилиндру. Две опорные точки будут располагаться на левом подшипе, две на правом, а одна на левом торце вала. Шестая степень свободы оставляется для вращения вала вокруг своей оси. В связи с этим схема базирования является неполной. Комплект баз вала-шестерни представлен ниже:

 

Вал-шестерня

В соответствии с этой структурной формулой и рис. 4.29 ось вала будет являться двойной направляющей неявной (скрытой) базой, а торец – опорной явной.

Неопределенность базирования вала-шестерни (смещение ОБ после базирования) в осевом направлении будет проявляться многократно в процессе работы в пределах теплового зазора. Дальнейшее смещение за пределы зазора ограничивает торец подшипника. НБ в осевом направлении введено в конструкцию для предотвращения вала от заклинивания при его нагреве в процессе работы. В радиальном направлении смещение ОБ базируемой детали не предусмотрено, т.к. в соединении отсутствует зазор. Далее строим оси поверхностей, являющиеся вспомогательными базами и строим на них системы выбранных координат.

 







Дата добавления: 2014-12-06; просмотров: 2276. Нарушение авторских прав

codlug.info - Студопедия - 2014-2017 год . (0.079 сек.) русская версия | украинская версия