2.1. Система связей в машине

[6, с. 68 – 77; 9; 14, с. 54 – 59]

Качество машины достигают в результате конструктивной технологической разработки машины и технологического процесса её изготовления. Основным показателем качества машины является точность [14, с. 54].

Точность машины характеризуется величиной отклонений относительного движения и положения исполнительных поверхностей машины от требуемых служебным назначением.

Для того чтобы исполнительные поверхности машины и её механизмов двигались и заняли требуемое относительное положение, необходимо соединить несущие их детали машины двумя типами других деталей. К первому типу относятся все детали, выполняющие функции звеньев кинематических цепей машины и её механизмов. Ко второму типу относятся детали, служащие для соединения и обеспечения относительного положения первых.

Соединение и относительное расположение с требуемой точностью всех деталей, составляющих машину, осуществляются при помощи технологического процесса сборки и регулировки машины. В процессе сборки устанавливаются два вида связи между исполнительными поверхностями машины и её механизмами.

Первый вид связи, образующий требуемое относительное движение исполнительных поверхностей машины и её механизмов, носит название кинематического вида связи. Так, например, для получения резьбы на детали, обрабатываемой на токарно-винторезном станке, необходимо, чтобы плоская поверхность резцедержавки суппорта, несущая резец, перемещалась за один оборот фланца шпинделя, несущего обрабатываемую заготовку, на один ход шага нарезаемой резьбы.

В решении поставленной задачи участвуют все детали (размерами и поворотами своих поверхностей), являющиеся звеньями надлежащей кинематической (делительной) цепи станка. Например, в решении рассматриваемой задачи участвуют:

· зубчатые колёса: радиусами своих делительных (начальных) окружностей и шагом зубьев, параллельностью рабочих поверхностей зубьев оси отверстия зубчатого колеса;

· вал, несущей зубчатые колёса: радиусами поверхностей шеек, несущих зубчатые колёса и выполняющих функции опор; соосностью осей поверхностей шеек и т.д.

Кинематический вид связи принято изображать с помощью кинематических схем машины и их механизмов (рис. 2.1).

Второй вид связи, образующий требуемые положения исполнительных поверхностей машины и ее механизмов, получил название размерного. Размерный вид связи делится, в свою очередь, на два подвида: определяющий расстояния (размеры) и определяющий повороты (расположения) поверхностей.

Расстояния между исполнительными поверхностями машины и ее механизмов образуются при помощи размеров, принадлежащих целому ряду деталей, связывающих те детали, которые несут исполнительные поверхности. Требуемая служебным назначением машины величина относительных поворотов исполнительных поверхностей машины обеспечивается в каждой из координатных плоскостей надлежащими величинами поворотов поверхностей деталей, соединяющих детали, несущие исполнительные поверхности машины.

Примером связей в машине могут служить размерные, кинематические и динамические связи между исполнительными поверхностями станка, с помощью которых станок выполняет своё служебное назначение.


Размерные связи в станке необходимы для придания нужного относительного положения в пространстве заготовке и режущему инструменту, кинематические связи – для создания требуемого их относительного движения, динамические связи обеспечивают процесс резания.

Между операциями технологического процесса изготовления детали, как впрочем и на каждой операции, действуют размерные связи, обеспечивающие получение нужных размеров и их точность. Обработка заготовки сопровождается действием временных связей, образуемых затратами времени на выполнение отдельных операций, транспортирование заготовки с операции на операцию и пр.

Все размеры, связывающие исполнительные поверхности, включая и размер, непосредственно соединяющий эти поверхности, образуют замкнутый контур, располагаясь один за другим в определенной последовательности. Благодаря этому размерный вид связи можно представить в виде схемы.

Для этого нагляднее всего нанести все размеры, связывающие исполнительные поверхности машины или ее механизмов, на контуры тех деталей, которым они принадлежат, или в непосредственной близости от них (рис. 2.2).

Иногда схемы размерного вида связей изображают отдельно (рис. 2.3), однако такое изображение размерных связей теряет наглядность и вносит значительные затруднения в их анализ и расчет.

Все независимые расположенные по замкнутому контуру один за другим размеры называют размерной цепью.

Для графического изображения второго подвида связи, определяющей повороты (расположения) поверхностей, пользуются односторонними стрелками, принятыми, для обозначения относительных поворотов поверхностей деталей (рис. 2.4).

Для обозначения отдельных звеньев размерной цепи удобно пользоваться буквами, у которых индекс указывает на порядковый номер звена. При этом для отличия звенья, соответствующие расстояниям обозначают заглавными буквами русского алфавита, а звенья, соответствующие относительным поворотам, – буквами греческого алфавита (см. рис. 2.2, 2.4).

Размерные цепи, связывающие при сборке машины исполнительные поверхности машины или ее механизмов, получили название сборочных размерных цепей.

Из изложенного следует, что все задачи, которые приходится решать для достижения требуемой точности машины и ее механизмов, так же как и точности деталей в процессе их изготовления и измерения, сводятся к нахождению рассмотренных видов связей или к их созданию и к управлению этими связями в требуемом направлении. Для этого, прежде всего, необходимо познакомиться с основными понятиями, определениями и закономерностями, управляющими этими связями, что получило название теории размерных цепей.

Все взаимосвязанные явления, происходящие в природе, можно представить в виде размерных цепей, схематически изображающих эти объективно существующие связи. Следовательно, любое явление подчиняется объективным закономерностям, отраженным в теории размерных цепей, а правильное использование этих закономерностей в направлении, требуемом задачей, позволяет решать эту задачу наиболее экономичным путём.