4. Метод регулирования при расчете размерных цепей

Все размеры, представляющие звенья размерной цепи, выполняют с расширенными допусками, экономически приемлемыми для данных производственных условий, а размер одного из звеньев изменяют без удаления материала с помощью компенсационных колец или прокладок. Такое звено называют компенсирующим (рис.5).

В качестве компенсатора принимаем наиболее технологичное звено А₂ – ширину распорной втулки. Строим размерную цепь с компенсатором.

Допуски остальных составляющих звеньев не рассчитываем, а назначаем экономически целесообразными для производства. В нашем случае назначаем допуски 12-му квалитету:

Т₁ = 100 мкм; Т₂ = 100 мкм;

Т₃ = 250 мкм; Т₄ = 100 мкм;

Т₅ = 120 мкм; Т₆ = 120 мкм;

Т₇ = 180 мкм Т₈ = 120 мкм

Т₉ = 120 мкм.

Так как компенсирующее звено выбрано из числа уменьшающих звеньев, то :

m n-1

К = - А_∑ + ∑ А _{i ув} - ∑ А _{j ум} = -0 + 43 - (4+10+14+10+3) = 2мм; (7)

i=1 j=1

m n-1

К_max = - А_∑^min + ∑ А _{i ув}^max - ∑ А _{j ум} ^min = -0 + 43,45 - (2,9 +

i=1 j=1

+3,88 + 9,88+13,82+9,88) = 3,09 мм; (8)

m n-1

К_min = - А_∑^max + ∑ А _{i ув}^min - ∑ А _{j ум} ^max = -0,4 + 43 - (3+14

i=1 j=1

+ 4 + 10 + 10) = 1,6 мм. (9)

Величина компенсации:

V_k = K _max – K_min = 3,09– 1,6 = 1,49 мм. (10)

Количество компенсационных колец или прокладок:

V_k 1,49

n = = = 4. (11)

T_∑ 0,4

Толщина компенсационных колец (прокладок)

V_k 1,49

S = = = 0,37 мм (12)

n 4

На этом расчет сборочной размерной цепи методом регулирования завершен.

5. Метод групповой взаимозаменяемости

При данном методе расчета все детали выполняются с широкими технологическими допусками. Далее производится сортировка деталей на равное количество групп с более узкими групповыми допусками. После этого сборочные единицы собираются по одноименным группам.

Обычно 1-я группа — такая группа, для которой предельные размеры являются наименьшими из всех групп. При этом для такой группы деталей поля групповых допусков располагаются относительно номинальных размеров в соответствии с ранее определенным правилом, т.е. для увеличивающих звеньев поля допусков определяются как для основных отверстий, а для уменьшающих звеньев — как для основных валов. Это правило не относится к полям допусков колец подшипников качения.

Во многих случаях для выполнения условия необходимо выбрать зависимое звено для корректировки его среднего отклонения.

Продолжим рассмотрение представленного примера (рис.2). Назначаем допуски для изготовления деталей по 12-му квалитету. Допуски на ширину колец подшипников назначаем по 0-му классу точности.

Тогда : Т₁ = 100 мкм; Т₂ = 100 мкм;

Т₃ = 250 мкм; Т₄ = 100 мкм;

Т₅ = 120 мкм; Т₆ = 120 мкм;

Т₇ = 180 мкм; Т₈ = 120 мкм;

Т₉ = 100 мкм.

Число групп:

m+n

∑ Т_i 100+100+250+100+120+120+180+120+100

i=1

n _гр = = = 2,975 (13)

T_∑ 400

Принимаем n_гр = 3.

Произведем корректировку производственных допусков

m n

∑ Т_ув = ∑ Т_ум = ½ n_гр × T_∑ или

Т₅ + Т₆ + Т₇ = Т₁ + Т₂ + Т₃ + Т₄ + Т₈ = ½ n_гр T_∑ (14)

Тогда Т₂ + Т₃ + Т₄ = ½ × 3 × 0,4 = 0,6 мм = 600 мкм (нестандартный допуск), а для остальных допусков подберем численные значения, учитывая, что для подшипников качения Т₆ = Т₈ = 120 мкм; Т₅=120 мкм;

Т₁ = Т₉ = 60 мкм (11 квал), а для седьмого звена

Т₇ = 600-120-120-60-120-60= 160 мкм (нестандартный допуск).

Следует отметить, что по возможности нужно подбирать стандартные допуски, если это возможно, или, в противном случае, желательно как можно меньше число звеньев изготавливать по нестандартным допускам.

Далее рассчитываем групповые допуски составляющих звеньев.

Тогда: А₂ = 250 мкм (14 квал); А₃ = 100 мкм (10 квал);

А₄ = 250 мкм (14 квал).

Т_гр1= Т₁/ n_гр = 60 / 3 = 20 мкм; Т_гр2= Т₂/ n_гр = 250 / 3 = 83,3 мкм;

Т_гр3= Т₃/ n_гр = 100 / 3 = 33,3 мкм; Т_гр4= Т₄/ n_гр = 250 / 3 = 83,3 мкм;

Т_гр5= Т₅/ n_гр = 120 / 3 = 40 мкм; Т_гр6= Т₆/ n_гр = 120 / 3 = 40 мкм;

Т_гр7= Т₇/ n_гр = 120 / 3 = 40 мкм; Т_гр8= Т₈/ n_гр = 120 / 3 = 40 мкм

Т_гр9= Т₉/ n_гр = 60 / 3 = 20 мкм.

Заносим все данные в таблицу 4.

Рассчитаем средние отклонения звеньев в первой группы по основному уравнению размерной цепи для средних отклонений:

E_c∑1 = E_c51+ E_c61 + E_c71 – (E_c11 + E_c21 + E_c31 + E_c41 + E_c81)

При этом для первой группы учитываем известное правило: для увеличивающих звеньев поля допусков определяются как для основных отверстий, а для уменьшающих звеньев – как для основных валов. Для колец подшипников качения стандартные поля допусков всегда располагаются как для основных видов валов.

В качестве регулируемого (зависимого) звена выберем одно из наиболее технологичных - А₂.

Тогда методом подбора имеем

200 = 41,65+16,65+41,65-(-10-20-100+139,95-100-10)

Значения средних отклонений звеньев для первой группы составляющих звеньев заносим в табл.4 (выделены жирными цифрами).

Построим схему полей допусков размеров с групповыми допусками и средними отклонениями для них (рис.5).

+ мкм

А_∑

А₇ +239,95

3 гр

+400 А₂

+249,9 А₄ +249,9

3 гр

3 гр

2 гр

1 гр

2 гр

2 гр

А₃ +99,9

3 гр

А₅ +80

2 гр

3 гр

+40 +119,95 А₉ +40

3 гр

1 гр

1 гр

3 гр

2 гр

1 гр

2 гр

2 гр

1 гр

1 гр

3 гр

3 гр

1 гр

0

-20 -20

2 гр

2 гр

-40

1 гр

1 гр

А₆ А₈

- мкм -120 -120

Рис.5 Схема полей допусков звеньев цепи с выделением подгрупп

По схеме определяем предельные отклонения для звеньев по группам и заносим их в табл.4. На этом расчет закончен.

Таблица 4

Расчетные значения групповых допусков и отклонений звеньев

Обозначение звеньев	Номинальные размеры звеньев, мм	Допуски, мкм		Отклонения, мкм, по группам
		Тi	Tгр i	1			2			3
				ES1	EI1	Ec1	ES2	EI2	Ec2	ES3	EI3	Ec3
А∑	0	400	400	+400	0	+200	+400	0	+200	+400	0	+200
А1	3	60	20	0	-20	-10	+20	0	+10	+40	+20	+30
А2	1	250	83,3	+83,3	0	+41,65	+166,6	+83,3	+124,95	+249,9	+166,6	+208,25
А3	41	100	33,3	+33,3	0	+16,65	+66,6	+33,3	+49,95	+99,9	+66,6	+83,25
А4	1	250	83,3	+33,3	0	+41,65	+166,6	+83,3	+124,95	+249,9	+166,6	+208,25
А5	1	120	40	0	-40	-20	+40	0	+20	+80	+40	+60
А6	10	120	40	-80	-120	-100	-40	-80	-60	0	-40	-20
А7	14	120	40	+159,95	+119,95	+139,95	+199,95	+159,65	+179,95	+239,95	+199,95	+219,95
А8	10	120	40	-80	-120	-100	-40	-80	-60	0	-40	-20
А9	2	60	20	0	-20	-10	+20	0	+10	+40	+20	+30