Конструктивные цепи

Конструктивная цепь (КЦ) представляет собой естественный пере­

ход от простого соединения к следующей ступени усложнения конструкции, содержащей более двух деталей или более одного соединения.

Основным объектом проектирования являются материализованные

конструктивные цепи, представляющие последовательность подвижно

или неподвижно соединенных деталей, на одном конце которой схем­

ная деталь функционального устройства, на другом —монтажная основа изделия (как правило, корпусная деталь). Такие цепи называются замкнутыми.

Назначение таких конструктивных цепей — «материализация» за­

данного положения схемной детали функционального устройства изделия относительно базовой детали. Схемные детали встречаются двух видов:

♦ деталь преобразующего функционального устройства, участвующая в передаче сигнала (например, шестерня и зубчатое колесо зубчатой передачи, винт и гайка передачи «винт —гайка», «рычаг и рычаг» рычажной передачи, кулачок и толкатель кулачковой передачи и т. д.);

♦ деталь базирующего функционального устройства, непосредственно выполняющая назначение базирующей структурной единицы (например, стол прибора, центра контрольного приспособления и т. д.).

С учетом того что положение в пространстве схемной детали определяется в общем случае шестью координатами, предметом проектирования норм точности являются так называемые расчетные конструктивные цепи (далее —конструктивные цепи или КЦ), т. е. цепь поверхностей деталей, определяющих положение схемной детали в заданном направлении, основными структурными элементами которых являются (рис. 2.9):

♦ рабочий элемент (РЭ кц) —его роль играет рабочий элемент схем­

ной детали (ось венца зубчатого колеса, ось резьбы ходового винта,

нажимной элемент поворотного рычага, профиль кулачка и т. д.);

♦ базовый элемент (БЭ кц) —базовый элемент базовой детали конструктивной цепи (общая ось отверстий в корпусе под подшипники, базирующие платки корпуса и т. д.), с помощью которой замкнутая конструктивная цепь присоединяется к монтажной основе. Под функциональной точностью конструктивной цепи понимают неопределенность положения по заданной координате РЭКЦ относительно БЭКЦ.

Как правило, схемные детали большинства функциональных устройств имеют одну степень подвижности. Остальные пять степеней свободы должны быть запрещены. Конструктивная цепь, определяя положение схемной детали по конкретной координате, одновременно ограничивает ее соответствующую степень свободы. Следовательно, максимальное количество конструктивных цепей для одной схемной детали, имеющей одну степень свободы, —5. Например, для схемной детали «зубчатое колесо» преобразующего функционального устройства «зубчатая передача» разрешенной степенью свободы, определяющей ее функциональное назначение, является поворот вокруг оси Ох (рис. 2.9). Запрещенными являются угловые повороты вокруг осей Оу и 0z, а также линейные перемещения по осям Ох, Оу и 0z. Следовательно, для обеспечения допускаемой неопределенности положения рабочего элемента схемной детали (РЭкц —ось венца зубчатого колеса) по соответствующим координатам (х ,у , z, cpz, еру) относительно базового элемента базовой детали (БЭ кц —общая ось отверстий в корпусе под подшипники) необходимо принять к расчету пять конструктивных цепей. Под функциональной точностью каждой конструктивной цепи понимается допускаемая неопределенность положения рабочего элемента схемной детали РЭкц по координатам, соответствующим запрещенным степеням свободы, относительно базового элемента базовой детали БЭкц. Как следует из структурной схемы конструктивной цепи, которая представляет собой цепь соединений, источниками комплексной неопределенности положения РЭ относительно БЭкц являются детали и места контакта деталей (рис. 2.10):

В общем случае неопределенность положения РЭКЦ (по заданной

координате) условно может быть представлена в виде:

uКЦ ∑=uСД1 + uСД2+... + uСn= ∑(uД1i+uД2i +uS(контД1-Д2)i)> (212)

где uСД, - функциональные точности деталей конструктивной цепи

(г = 1...n) и неопределенность мест контакта.

Таким образом, процесс проектирования норм точности конструктивной цепи сводится к распределению ее заданной функциональной

точности по конкретной координате (допустимой неопределенности

положения РЭКЦ относительно БЭ КЦ) между источниками, представ­

ленными неопределенностями параметров соединений деталей с после­

дующим преобразованием в нормы точности. Источником исходных данных для проектирования норм точности конструктивной цепи (КЦ) (допустимая неопределенность положения РЭКЦ относительно БЭКЦ) является результат проектирования норм точности соответствующего функционального устройства (ФУ). Как следует из структурной схемы конструктивной цепи КЦ (см. рис. 2.10 и формулу (2.12)), процесс проектирования норм точности КЦ включает процесс проектирования норм точности соединений. Качественно новых источников неопределенности по сравнению с соединениями в конструктивных цепях нет. Практика проектирования показывает, что кроме схемных деталей, обеспечивающих выполнение основных функций изделия, существует ряд деталей и узлов, для которых требуется обеспечить допускаемую неопределенность положения рабочего элемента. Конструктивные цепи, с помощью которых эта задача решается, относят к вспомогательным конструктивным цепям. Например, для обеспечения нормальной работы подшипникового узла (заданной долговечности работы подшипников) необходимо обеспечить заданный диапазон значений осевого зазора между подшипником и запирающей крышкой. Зазор нормируется диапазоном допустимых значений, который является комплексным параметром и реализуется при сборке подшипникового узла. Обеспечение качества работы подшипникового узла на стадии проектирования является типичной

задачей проектирования норм точности вспомогательной конструктивной цепи.