Примеры размерного анализа конструкций изделий

Обеспечение точности положения сборочных единиц изделия

Как известно, машины состоят из отдельных сборочных единиц (узлов). Их монтируют на раме, станине или плите. Например, насосный агрегат состоит из установленных на раме электродвигателя и насоса и соединяющей их валы муфты. Ясно, что нормальная работа машины будет обеспечена, если сборочные единицы будут занимать строго определенное положение друг относительно друга, т. е. будет обеспечена требуемая точность замыкающих звеньев размерных цепей, определяющих это положение.

На рис. 4.1 приведена [3] конструктивная схема изделия, состоящего из установленных на плите 1 электродвигателя 2 и редуктора 3, валы которых соединены упругой муфтой 4. Электродвигатель 2 закреплен на плите 1 через прокладку 5. Для упругой муфты радиальное смещение осей валов допускается до 0,4 мм, а угол их перекоса — до 1 °. Следовательно, допуск радиального смещения осей валов составляет 0,8 мм, а допуск перекоса осей (допуск отклонений от параллельности) — 2°.

Рис. 4.1. Конструктивная схема изделия:

1 — плита; 2 — электродвигатель; 3 — редуктор; 4 — муфта; 5 — прокладка

Для уменьшения сил, действующих со стороны муфты на концы валов, в качестве общего допуска смещения примем величину, равную 70% от смещения, которое позволяет компенсировать муфта, т. е.

ТА_Д = 0,7−0,8 = 0,56 (мм). Предположим, что допуск смещения осей валов в горизонтальной плоскости ТАд,. =0,4 мм. Тогда допуск смещения осей валов в вертикальной плоскости будет.

Размерная цепь, определяющая смещение осей валов в вертикальной плоскости, показана на рис. 4.2. В этой цепи составляющие звенья А| (расстояние от оси вала электродвигателя до его установочной плоскости) и А₄ (расстояние от оси вала редуктора до его установочной плоскости) известны из стандартов на указанные изделия. Эти звенья составляют: А, =160_₀₅ мм и А₄ = 220_₀₅ мм.

Рис. 4.2. Размерная цепь, определяющая смещение осей валов в вертикальной плоскости

Так как допуски каждого из этих звеньев превышают допуск замыкающего звена (ТА_Дв = 0,4 мм), то его обеспечение возможно либо методом пригонки, либо методом регулировки с использованием неподвижных компенсаторов. Предположим, что производство изделий является мелкосерийным. Тогда целесообразным методом обеспечения точности замыкающего звена ТА_Дв будет метод пригонки с использованием в качестве компенсирующего звена прокладки под электродвигателем (А ₂).

В соответствии с методом пригонки на составляющие звенья А₂ и А₃ назначаем легко достижимые допуски (IT 11) и устанавливаем предельные отклонения А₂=5_₀₀₇₅; А₃ = 55±0,095 мм. При установленных допусках составляющих звеньев расширенный допуск замыкающего звена (используем метод максимума-минимума) составит:

Наибольшая возможная компенсация.

Для того чтобы компенсатор имел необходимую для пригонки толщину, в координату середины поля допуска звена А₂ = 5_₀₀₇₅ нужно ввести поправку, определяемую по формуле Получим.

Таким образом, координата середины поля допуска звена А₂ Размер компенсатора составит:

или

Теперь рассмотрим вопрос обеспечения точности углового расположения валов в вертикальной плоскости. Размерная цепь, определяющая отклонение от параллельности осей валов в вертикальной плоскости, приведена на рис. 4.3. Как уже отмечалось, упругая муфта позволяет компенсировать отклонение от параллельности осей валов, равное 2°. Желая уменьшить нагрузки на валы, примем, что допуск отклонений их осей от параллельности составляет 70% от этой величины, т. е. 0,7−2° = 1,4°. Длина дуги на радиусе 100 мм при этом угле равна 1,4 • 100 / 57 = 2,5 (мм), т. е. общий допуск отклонений от параллельности осей валов Т₅_₍ составляет 2,5 мм по длине / = 100 мм. Предположим, что допуск отклонений от параллельности осей валов в горизонтальной плоскости Т₍₅__1)г

(на / = 100 мм) равен 1,2 мм. Тогда допуск отклонений осей валов от параллельности в вертикальной плоскости (на / = 100 мм) будет.

По существующим стандартам допуск отклонений от параллельности оси вала электродвигателя относительно его установочной плоскости (на / = 100 мм) Т!_₂ =0,3 мм, а допуск отклонений от параллельности оси вала редуктора относительно его установочной плоскости (на / = 100 мм) Т₅_₄ =0,2 мм.

Рис. 4.3. Размерная цепь, определяющая отклонение от параллельности осей валов в вертикальной плоскости

Примем, что допуск отклонений от параллельности плоскости 2 относительно плоскости 3 в пределах длины 200 мм равен допуску на размер А₂ (ТА₂ =0,075 мм), а допуск отклонений от параллельности плоскости 3 относительно плоскости 4 в пределах длины 600 мм — допуску на размер А₃ (ТА₃ =0,19 мм). Тогда допуски отклонений от параллельности (на / = 100 мм) будут Т₂_₃ =0,0375 мм; Т₃_₄ =0,0317 мм.

Суммируя допуски отклонений от параллельности (на / = 100 мм), получим.

Полученное значение меньше допускаемого (2,2 мм). Следовательно, допуск отклонений от параллельности осей валов электродвигателя и редуктора в вертикальной плоскости будет обеспечиваться.

Подобным же образом решается вопрос обеспечения точности положения осей валов электродвигателя и редуктора в горизонтальной плоскости.