Теоретичні відомості. Деталі машин при з'єднанні їх у вузли й механізми повинні зберігати певне взаємне розташування в межах заданої точності

Деталі машин при з'єднанні їх у вузли й механізми повинні зберігати певне взаємне розташування в межах заданої точності. В одних випадках при складанні повинен бути витриманий зазор, що забезпечує взаємне переміщення деталей, а в інших – необхідний натяг, що забезпечує міцність їх з'єднання.

Залежно від виду виробництва застосовують п'ять основних методів складання:

1) з повною взаємозамінністю деталей (вузлів);

2) із сортуванням деталей по групах (метод групового добору);

3) з добором деталей (неповна взаємозамінність);

4) із застосуванням компенсаторів;

5) з індивідуальним пригоном деталей.

Метод повної взаємозамінності. Цей метод передбачає складання машин без якої-небудь додаткової обробки деталей з установкою й заміною будь-якої деталі без пригону. При складанні по цьому методу потрібна висока точність виготовлення деталей, спеціальне устаткування й оснащення. Метод повної взаємозамінності економічно доцільний у масовому й великосерійному виробництвах, де капітальні витрати па оснащення виробництва окупаються більшою кількістю виготовлених машин.

Як відомо, номінальні значення розмірів, допуски й відхилення при розрахунку складального розмірного ланцюга на максимум і мінімум зв'язані наступними залежностями:

; (2.2)

; (2.3)

; (2.4)

; (2.5)

де А_S – номінальне значення замикаючого ланки;

– збільшуючі ланки;

– зменшуючі ланки;

δ _S – допуск замикаючого ланки;

δ _i – допуски складових ланок;

, – верхнє й нижнє відхилення збільшуючих ланок;

, – верхнє й нижнє відхилення зменшуючих ланок.

Метод складання із сортуванням деталей по групах (метод групового добору). Для здійснення високого ступеня однорідності посадок (без додаткового пригону деталей) і запобігання збільшення витрат на виробництво при призначенні надзвичайно жорстких допусків складання ведуть шляхом добору (попереднього сортування деталей). Цей метод складання застосовують там, де за умовами роботи деталей потрібен зазор або натяг у більш вузьких межах, чим одержуваний з основних розмірів деталей з урахуванням допусків на їхнє виготовлення. У такому випадку необхідний конструкцією зазор або натяг одержують не виготовленням деталей з мінімальними допусками, а шляхом відповідного добору охоплюючих і охоплюваних деталей, тобто до отвору з діаметром, близьким до верхньої межі, підбирають більш повний вал; і навпаки, до отвору з діаметром, близьким до нижньої межі, підбирають менш повний вал. Добір деталей значно спрощується, якщо деталі обох найменувань по розмірах (у межах допусків на їхнє виготовлення) розбивають на кілька груп. Метод попереднього сортування деталей на групи передбачає розбивку полів допусків деталей, що сполучаються, на кілька рівних частин і добір їх таким чином, щоб повномірні охоплювані деталі сполучалися з повномірними охоплюючими деталями.

Метод складання з добором деталей (неповна взаємозамінність). Цей метод заснований на обліку ймовірностей відхилень розмірів, що становлять розмірний ланцюг, причому можливе одержання деякої кількості вузлів, що виходять за встановлені межі точності. Складання з добором деталей завдяки розширенню допусків на все ланки розмірного ланцюга дозволяє економніше виготовити деталі.

Метод неповної взаємозамінності заснований на урахуванні ймовірностей відхилень розмірів, що становлять розмірний ланцюг. При цьому можливо одержання деякої кількості вузлів, що виходять за встановлені межі точності.

Метод складання із застосуванням компенсаторів. При великій кількості ланок розмірного ланцюга й малому допуску замикаючого ланки (зазору або натягу) необхідна для повної взаємозамінності точність виготовлення деталей може в значній мірі ускладнити виробництво й далеко вийти за межі економічно доцільної точності.

У таких випадках доводиться або відмовитися від повної взаємозамінності, допускаючи пригін деталей по місці, або – уводити в конструкцію механізму той або інший вид компенсатора, що дозволяє регулювати в певних межах один з розмірів. Таке регулювання називають компенсацією, а деталь, що підбирається в розмірному ланцюзі або, що спеціально вводиться в ланцюг для зменшення допуску замикаючого ланки, – компенсатором. Характерна риса всіх компенсаторів полягає в тому, що складання з їхнім застосуванням дозволяє витримувати встановлені межі точності в розмірному ланцюзі шляхом зміни величини одної з раніше намічених ланок. Обробка ж усіх інших ланок ланцюги здійснюється за допусками, найбільш прийнятних для даних виробничих умов. Величину компенсуючої ланки можна регулювати двома способами: уведенням у розмірний ланцюг спеціальної деталі – прокладки, шайби, проміжного кільця й т.п. (нерухомі компенсатори), і зміною положення однієї з деталей, наприклад, клина, втулки, еластичної або пружинної муфти, ексцентрика й т.п. (рухомі компенсатори).

При компенсаційному методі необхідна точність замикаючого ланки здійснюється або за рахунок зміни розміру одного із заздалегідь намічених ланок (метод пригону й метод нерухливого компенсатора), або за рахунок регулювального переміщення однієї із заздалегідь намічених деталей (метод регулювання).

При розрахунку величина компенсації δ _к визначається за формулою

. (2.6)

а) компенсатор і замикаюча ланка перебуває в одній гілці розмірного ланцюга; б) компенсатор і замикаюча ланка перебувають у різних гілках розмірного ланцюга

Рисунок 2.5 – Схема розмірних ланцюгів

Якщо компенсатор і замикаюча ланка перебувають в одній гілці розмірного ланцюга (рисунок 2.5, а), то номінальне значення компенсатора і його верхнє й нижнє відхилення визначаються за формулами

; (2.7)

; (2.8)

, (2.9)

де А_k – номінальне значення компенсатора;

В_k, Н_k – верхнє й нижнє відхилення компенсатора.

Якщо компенсатор і замикаюча ланка перебувають у різних гілках розмірного ланцюга (рисунок 5, б), то формули мають трохи інший вид:

; (2.10)

; (11)

(12)

При розрахунку номіналів і відхилень компенсаторів по одній з вищенаведених груп формул слід мати на увазі, що зменшуючі і замикаючі ланки слід визначати не щодо замикаючої ланки, а щодо компенсатора.

При досягненні необхідної точності механізму за рахунок застосування нерухливого компенсатора число компенсаторів р можна визначити за формулою

(2.13)

де δ _k – величина компенсації;

δ _р – допуск на виготовлення нерухливого компенсатора.