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 = 120 мкм (подшипник); Т₂ = 180 мкм;

Т₃ = 120 мкм (подшипник); Т₄ = 100 мкм;

Т₅ = 100 мкм;                    Т₆ = 250 мкм;

Т₇ = 100 мкм;                    Т₈ = 100 мкм.

Число групп

m+n

Принимаем n_гр = 3.

Произведем корректировку производственных допусков

 

∑ Т_ув = ∑ Т_ум = ½ n_гр × T_∑                                               или

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

Тогда Т₅ + Т₆ + Т₇ = ½ × 3 × 0,4 = 0,6 мм = 600 мкм (нестандартный допуск), а для остальных допусков подберем численные значения, учитывая, что для подшипников качения Т₁ = Т₃ = 120 мкм:

Т₄ = Т₆ = 100 мкм (12 квал), а для второго звена

Т₂ = 600-120-120-100-100 = 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:       А₅ = 250 мкм (14 квал); А₆ = 100 мкм (14 квал);

А₇ = 250 мкм (14 квал).

 

Т_гр1= Т₁/ n_гр = 120 / 3 = 40 мкм; Т_гр2= Т₂/ n_гр = 160 / 3 = 53,3 мкм;

Т_гр3= Т₃/ n_гр = 120 / 3 = 40 мкм; Т_гр4= Т₄/ n_гр = 100 / 3 = 33,3 мкм;

Т_гр5= Т₅/ n_гр = 250 / 3 = 83,3 мкм; Т_гр6= Т₆/ n_гр = 100 / 3 = 33,3 мкм;

Т_гр7= Т₇/ n_гр = 250 / 3 = 83,3 мкм; Т_гр8= Т₈/ n_гр = 100 / 3 = 33,3 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

= 100 - (-105+142,5-105-16,25-16,25)

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).

 

Таблица 4. Расчетные значения групповых допусков и отклонений звеньев

Обозначение звеньев	Допуски, мкм		Отклонения, мкм, по группам
	Тi	Tгр i	1			2			3
			ES1	EI1	Ec1	ES2	EI2	Ec2	ES3	EI3	Ec3
А∑	400	400	+400	0	+200	+400	0	+200	+400	0	+200
А1	120	40	-90	-120	-105	-50	-80	-65	-10	-40	-25
А2	160	53,3	+169,1	+115,8	+142	+222,4	+169,1	+195,8	+275,5	+222	+249
А3	120	40	-90	-120	-105	-50	-80	-65	-10	-40	-25
А4	100	33,3	0	-33,3	-16,6	+33,3	0	+16,65	+66,6	+33,3	+49,9
А5	250	83,3	+83,3	0	+41,6	+166,6	+83,3	+124,9	+249,9	+166	208,2
А6	100	33,3	+33,3	0	+16,6	+66,6	+33,3	+49,95	+99,9	+66,6	+83,2
А7	250	83,3	+83,3	0	+41,6	+166,6	+83,3	+124,5	+249,9	+166	+208
А8	100	33,3	0	-33,3	-16,65	+33,3	0	+16,65	+66,6	+33,3	+49,5

 

Анализ результатов методов расчета размерной цепи

 

1. Расчет размерных цепей методом максимума-минимума

1.1. Способ равных допусков

 

Допуски, мкм

Т₁ Т₂ Т₃ Т₄ Т₅ Т₆ Т₇ Т₈ 120 43 120 14 14 25 14 14

Квалитеты

  9   8 9 7 9 9

 

1.2. Способ одного квалитета

 

Допуски, мкм
Т1	Т2	Т3	Т4	Т5	Т6	Т7	Т8
120	43	120	10	10	62	10	10
Квалитеты
	9		7	7	9	7	7

 

2. Вероятностный метод расчета размерных цепей

2.1. Способ равных допусков

 

Допуски, мкм
Т1	Т2	Т3	Т4	Т5	Т6	Т7	Т8
120	110	120	140	140	100	140	140
Квалитеты
	11		13	13	10	13	13

 

. Способ одного квалитета

 

Допуски, мкм
Т1	Т2	Т3	Т4	Т5	Т6	Т7	Т8
120	270	120	140	140	390	140	140
Квалитеты
	13		13	13	13	13	13

3. Метод регулирования при расчете размерных цепей

Допуски, мкм
Т1	Т2	Т3	Т4	Т5	Т6	Т7	Т8
120	180	120	100	100	250	100	100
Квалитеты
	12		12	12	12	12	12

 

При конструировании машин и механизмов очень важно выбрать соответствующие допуски (квалитеты) сопрягаемых размеров, так как это во многом предопределяет, с одной стороны, качество работы соединений, их долговечность, а с другой - стоимость и производительность изготовления деталей.

Допуски, получившиеся в результате расчета метода максимума-минимума, удешевляют обработку деталей, условия сборки или эксплуатации допускают некоторое увеличение колебания зазоров в соединениях. Этот метод применяется чаще при индивидуальном и мелкосерийном производстве изделий, при проектировании единичных устройств, приспособлений.

При допусках вероятного метода, изделия отличаются простотой и экономичностью сборки, упрощением системы изготовления запасных частей плюс экономичность изготовления деталей за счет расширенных полей допусков. Однако наблюдаются дополнительные затраты на замену или подгонку некоторых деталей.

Изделия, допуски которых получились при методе регулирования, имеют возможность регулировки размера замыкающего звена не только при сборке, но и в эксплуатации, а также обеспечения автоматичности регулирования точности. Но возможно усложнение конструкции изделия и в некоторых случаях увеличения количества деталей в размерной цепи.

При допусках метода групповой взаимозаменяемости возможно достижение высокой точности замыкающего звена при экономически целесообразных производственных допусках размеров составляющих звеньев. Изделия нуждаются в дополнительных затратах на проверку и сортировку. Возникают некоторые усложнения сборки и хранения деталей до сборки.

 

Выводы

 

В данной работе, я рассчитал допуски и посадки для шкива, которые влияют на работу механизма в целом. При этом устанавливается количественная связь между размерами деталей, уточняются номинальные значения и допуски взаимосвязанных размеров, исходя из эксплуатационных требований и экономической точности обработки деталей и сборки; определяется наиболее рентабельный вид взаимозаменяемости (полная или неполная).

 

Библиографический список

 

1. Носов С.В. Методические указания по расчету размерных цепей в курсовых и дипломных проектах: Липецк - ЛГТУ, 2005. - 37 с.

2. Носов С.В. Расчет размерных цепей: методические указания к выполнению курсовой работы по дисциплине «Метрология, стандартизация и сертификация»: Липецк - ЛГТУ, 2009. - 55 с.

.   Мягков В.Д. Допуски и посадки. Справочник 1 и 2-й том: Машиностроение. Ленинград 1979 - 544 с.: 2-й том: 1979 - 545-1032 с.