Использование ЭВМ для расчета размерных связей машин

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЭВМ ДЛЯ РАСЧЕТА РАЗМЕРНЫХ СВЯЗЕЙ МАШИН

Рассмотрены вопросы автоматизации расчета размерных связей машин на ЭВМ с использованием пяти методов достижения точности. Рассматриваемая программа позволяет рассчитывать размерные связи машин при решении прямой и обратной задачи.

Ключевые слова: электронная вычислительная машина (ЭВМ), линейная цепь, звено-компенсатор.

Расчет конструкторской размерной цепи включает расчет номинальных значений составляющих звеньев (АЛ А1, ...Ат-1) и расчет допусков ( ТЛ Т1, ...Тт-1) на все звенья цепи. При этом следует различать решение прямой и обратной задач [1]. Решение прямой задачи означает определение требуемой точности составляющих звеньев Аг, Тг: исходя из заданной точности замыкающего звена АЛ, Тл.

Решение обратной задачи означает определение точности замыкающего звена при заданной точности составляющих звеньев.

Расчет размерных цепей необходимо выполнять в два этапа: На первом этапе рассчитывают размерную цепь в номиналах. Расчет выполняют согласно уравнению размерной цепи, которое в общем случае имеет вид:

для линейной цепи, для угловой цепи

г=к г=т-1 г= к i=m—1

АЛ= I Аг — £ Аг ; вл= I в — I Рг

г =1 г=к +1 г=1 г=к +1

где Д, в; — увеличивающие составляющие звенья; Д, —

уменьшающие составляющие звенья; т — общее число звеньев размерной цепи, включая замыкающее; к — число увеличивающих звеньев размерной цепи.

На втором этапе выполняют расчет размерной цепи в допусках. Расчет в допусках выполняют с учетом выбираемого метода достижения точности замыкающего звена.

Полученные в результате расчета номинальные размеры (А А Аг, ...Ат_г ), допуски ( ТА Тг, ... Тт_г ) и предельные отклонения (А г, Аг...Ат_г, А нт_]) параметров точности деталей должны быть сверены с параметрами точности, указанными на чертежах. При наличии расхождений необходимо ввести коррекцию, первоначально заданных параметров точности, что позволяет эффективно реализовать выбранный метод достижения точности.

Разработанный пакет программ обеспечивает выполнение расчетов на ЭВМ в диалоговом режиме. Программа позволяет задавать необходимое число звеньев цепи, их номиналы, допуски и предельные отклонения. Расчет цепи в допусках выполняется по каждому из пяти выбранных методов достижения точности. С этой целью на монитор выводится соответствующий кадр с окнами и кнопками для быстрого ввода требуемых параметров и получения текущих результатов расчета.

Согласно методу полной взаимозаменяемости предельные отклонения на замыкающем звене АвА, АА рассчитывают:

1=к г=т-1

АД= I А; - X А-

г=1 г=к +1

г=к г=т-1

ад = I Дн -1 Дв,

г=1 г=к+1

где А" | и А“) — верхние и нижние предельные отклонения

соответственно увеличивающих и уменьшающих звеньев цепи.

По этому методу обеспечивается точность монтажа подшипниковых опор, зубчатых колес, валов и других деталей.

На рис. 1 представлено диалоговое окна для расчета размерной цепи по методу регулировки с использованием неподвижного компенсатора.

Программа позволят задать различное число составляющих звеньев цепи, которые будут графически представлены в левой части экрана. При этом представляется возможным менять характер звена, переводя его из увеличивающего в уменьшающее и наоборот.

Рис. 1. Диалоговое окно программы для расчета точности по методу регулировки

На графике цепи увеличивающие звенья обозначены знаком «+», уменьшающие — знаком «-». Увеличивающие и уменьшающие звенья представлены отдельно, в разных ветвях цепи. В правой части экрана расположены поля редактирования параметров текущего звена.

Текущим звеном может быть любое выбранное пользователем звено. Выбор текущего (редактируемого) звена осуществляется кликом на его графическое отображение. Индекс (номер) звену присваивается в порядке его создания.

Программа позволяет решать как прямую, так и обратную задачи. При прямой задаче в окне редактирования задаются параметры замыкающего звена, которые остаются неизменными. Необходимые значения составляющих звеньев отображаются на графической модели. При этом любое из составляющих звеньев может быть изменено за счет изменения расчетного компенсатора. Звено-компенсатор, назначаемое в модели цепи пользователем, становится активным. Окно редактирования текущего звена отображает его значения, получаемые по методу полной взаимозаменяемости, а также отображает расширенные значения допусков и отклонений, получаемые остальными методами.

Применение метода регулировки с неподвижными компенсаторами позволяет на все составляющие звенья установить расширенные экономически целесообразные допуски Т 1, Т2, Т3... Т. В результате величина компенсации Тк (наибольшая возможная величина регулировки) составит:

1=т—1

тк = £ т; - тд ,

1=1

где Тд — требуемый допуск на замыкающем звене.

Число групп компенсаторов N определяется согласно (4):

N = Тк-----------------+1,

Т - Т

Д ком

где Тком — допуск на звено компенсатор.

При использовании метода пригонки программа позволяет рассчитать на компенсаторе минимальный, но достаточный слой материала Тк ^ шт , обеспечивающий возможность компенсации наибольшего возможного отклонения. Для этого в координату середины поля допуска компенсатора автоматически вносится поправка Д , величина которой рассчитывается по формуле:

1=т-1 Т

Дк = £ Д'ог -ДоД + ^ ,

1=1 2

где Ды — координаты середины полей расширенных допусков Т1 ДоД — координата середины поля допуска замыкающего звена.

Применение пакета программ для расчета конструкторских размерных цепей с использованием ЭВМ позволяет существенно сократить трудоемкость расчетов точности конструкций, обеспечивает возможность быстрого выявления требуемого метода достижения точности и соответствующих параметров точности деталей узла.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Проектирование технологии автоматизированного машиностроения под ред. ЮМ. Соломенцева. — М.: Высшая школа, 1999. — 416 с.