книги из ГПНТБ / Поне Ю.П. Расчет и конструирование аппаратуры проводной связи учеб. для техникумов

она составит т (б с р — б т а б л ) и может достигнуть величин, близ­ ких к величине поля допуска корректируемого звена. Если в та­ ких условиях провести коррекцию хх у k-то звена, то его поле допуска резко изменится, т. е. резко изменится требуемый класс точности. В отдельных случаях величины допуска может даже нехватить. Во избежание этого рекомендуется уже при назначе­ нии допусков своевременно варьировать соседними классами точ­ ности. При правильном подборе классов точности величина хг мала, и после коррекции класс точности корректируемого звена

90

§ 4.6. Расчет на неполную взаимозаменяемость

Основные положения. При нормальном законе распределения 99,73% всех величин замыкающего звена располагаются в более узком участке, чем все поле допуска б д , а именно в пределах

91

а также формулы (4.29) и (4.46), выводим формулу расчета поля допуска замыкающего звена размерной цепи при неполной взаи­ мозаменяемости бД ( Т

В таких случаях рекомендуется назначать всем звеньям один

ность нормального закона распределения.

Практические наблюдения показывают, что при пяти и более составляющих звеньях закон распределения замыкающего звена

Обратная задача. Как и при полной взаимозаменяемости возможны две задачи — прямая и обратная. Обратную задачу можно решить как методом одинакового влияния, так и методом одного класса точности.

Расчет размерной цепи на неполную взаимозаменяемость ве­ дут в той же последовательности, что и расчет на полную взаи­ мозаменяемость. Отличие только в расчете величины замыкающего

1.Зарисовываем эскиз рассчитываемого места, обозначаем звенья размерной цепи и подготавливаем таблицу исходных дан­ ных.

2.Рассчитываем по формуле (4.36) среднее значение замыка­ ющего звена.

3.Задаемся определенным процентом риска, и по табл. 4.8 для данного Р получаем значение коэффициента t,

92

4. Рассчитываем поле допуска замыкающего звена при непол­ ной взаимозаменяемости. Если коэффициенты Kt всех звеньев известны, то для расчета используем формулу (4.48).

Если законы распределения фактических величин составляю­ щих звеньев неизвестны, то назначаем один коэффициент Хс р в зависимости от количества составляющих звеньев, и поле допуска замыкающего звена рассчитываем по формуле (4.49).

5. Записываем в подготовленную таблицу результат расчета. Если нет какого-либо доминирующего звена с большой асиммет­ рией распределения фактических размеров, то с большой достовер­ ностью можно принять отсутствие асимметрии у замыкающего звена, т. е. а д = 0. Поле допуска замыкающего звена как при полной, так и при неполной взаимозаменяемости, располагается симметрично среднему значению замыкающего звена Л Д с р и за­

6. Чтобы выявить эффективность расчета на неполную взаи­ мозаменяемость, обычно по формуле (4.S Т) или по формулам (4.34) и (4.35) рассчитывается поле допуска замыкающего звена при полной взаимозаменяемости.

Если расчет размерной цепи ведется для изделия, которое выпускается уже серийно, или если процессы известны и имеется возможность выявить у всех составляющих звеньев коэффициенты а и Я, то можно провести уточненный расчет Л д и б Д а по форму­ лам, приведенным в литературе.

П р и м е р 4.4. Расчет размерной цепи на неполную взаимозаменяемость при обратной задаче. Продолжим ранее начатый расчет зазора в редукторе но­ меронабирателя.

1—4 — см. пример 4.2. При расчете на максимум—минимум было получено:

Вывод: поле допуска значительно уже, чем при расчете на максимум—ми­ нимум, и минимальный зазор можно уменьшить примерно на 0,2 мм, так как 0,58—0,36 = 0,22 мм.

Прямая задача. Расчет ведут так же, как и при полной взаимо­ заменяемости, но в начале расчета сознательно увеличивают поле допуска замыкающего звена до условной величины б д и в дальней­ шем рассчитывают допуски звеньев, как при полной взаимоза­ меняемости с 2}бг = бд.

Поле допуска замыкающего звена при неполной взаимозаме­ няемости б Д о окажется тем уже суммы полей допусков всех состав-

93

ляющих звеньев 2 8£ , чем большим принят процент риска и чем больше звеньев в размерной цепи. Практически, при Р — 0,27% и количестве составляющих звеньев т ^ 6 поле допуска замыкаю­ щего звена вдвое уже, а при т ^ 5— в 1,5 раза уже суммы полей допусков составляющих звеньев. Это учитывается при назначе­ нии условного допуска замыкающего звена б д .

Расчет размерной цепи на неполную взаимозаменяемость ведут

втакой последовательности:

1.Зарисовывают эскиз рассчитываемого места, обозначают звенья размерной цепи и подготавливают таблицу исходных дан­ ных.

2.Рассчитывают ориентировочное среднее значение поля

Если решено допуски присваивать по методу одного класса точ­ ности, то перед назначением допусков рассчитывают Л с р по фор­ муле (4.45). При присвоении допусков учитывают метод расчета,

Так как Я,- обычно неизвестны, то в зависимости от количества звеньев т выбирают А,ср и расчет ведут по формуле (4.49). Необ­ ходимо, чтобы

5. Если равенства нет и расхождение велико, то осуществляют коррекцию величины поля допусков у некоторых звеньев. После каждого изменения проводят повторный контрольный расчет б Д а . Различной комбинацией величин полей допусков у составляющих звеньев добиваются возможного приближения к требуемому зна­ чению замыкающего звена. Как и при полной взаимозаменяемости рекомендуется поля допусков составляющих звеньев брать не бо­ лее, чем из соседних классов точности.

Если равенства нет, но расхождение невелико, то уточняют полученный процент риска и рассматривают возможность изме­ нения его значения в задании. Рассчитывают t

Полную коррекцию величины поля допуска замыкающего звена при неполной взаимозаменяемости проводят только при точ-

94

ном расчете, когда известны законы распределения (Xt, а.) у всех или у большинства составляющих звеньев. Полную коррекцию осуществляют расчетом величины коррекции хг и изменением поля допуска у одного из звеньев, т. е. так же, как и при полной

8.Проводят коррекцию положения поля допуска и г'-го звена.

9.По формуле (4.36) проверяют правильность проведенной коррекции. Если равенства снова нет, то отыскивают и устраняют ошибку.

10. Все величины записывают в подготовленную таблицу.

§4.7. Расчет размерных цепей

снелинейными связями

Основные положения. Размерные цепи с нелинейными связями характерны для устройств, параметры которых подчиняются не­ линейным законам. Примерами могут служить индуктивность

В этих размерных цепях на выходной параметр, т. е. на вели­ чину и погрешность замыкающего звена, каждое составляющее звено влияет по разному. Степень этого влияния характеризуется

замыкающего звена при увеличении данного составляющего звена.

группу.

В общем случае для любой размерной цепи справедливо урав­

свою небольшую погрешность, выражаемую дифференциальными приращениями dAlt dA2, . . ., dAm. Влияние каждого приращения dA{ на замыкающее звено зависит не только от величины прираще­ ния, но и от степени влияния данного составляющего звена на ве­ личину замыкающего звена, т. е. от передаточного отношения р\.

95

Д ля функции нескольких переменных величин (4.53) прирост выходного звена <14д рассчитывают по формуле полного диффе­ ренциала

Каждое составляющее звено может колебаться только в пре­ делах своего поля допуска, т. е. в пределах конечных величин. Если эти пределы достаточно малы по сравнению со значениями самих звеньев, то допустимо следующим образом переписать урав­ нение (4.54)

8АА = дА 8 Д + дА 6Л2 + • • • + дА б Д п . (4.55)

Разделив уравнение (4.55) на уравнение (4.53) и проведя не­ которые перестановки, получим основное уравнение расчета

ференциалу уравнения размерной цепи по отношению к данному составляющему звену. Иными словами, передаточное отношение каждого составляющего звена рассчитывают, дифференцируя уравнение размерной цепи, поскольку считают все остальные звенья цепи постоянными.

Следует обратить внимание на то, что в уравнении (4.56) на передаточные отношения умножаются не поля допусков звеньев, а отношение поля допуска к величине самого звена. Таким обра­ зом, при одинаковых рг- основное влияние на погрешность замы­ кающего звена оказывают малые по величине составляющие звенья с большим допуском.

1 Расчет размерной цепи с нелинейными связями можно вести по правилам полной взаимозаменяемости, т. е. на максимум— минимум. Для этого в уравнение размерной цепи проставляют

вующие значения у размерных цепей с нелинейными связями будут завышены уже в 2—10 раз из-за влияния передаточных

96

отношений р\ > 1. При столь завышенных результатах метод расчета на максимум—минимум становится пригодным только для оценки теоретически возможных пределов колебания замыкаю­ щего звена.

Расчет на неполную взаимозаменяемость дает более реальные результаты, так как при этом используются основные положения теории вероятностей. Зная, что разброс подавляющего большин­

и друг друга исключают, расчет ведут без коэффициентов а и -К.

Сравнив уравнение (4.37) с уравнениями (4.56) и (4.48), можно написать формулу расчета погрешности замыкающего звена при определенном проценте риска:

Расчет электрических размерных цепей. Колебания выходных параметров любой электрической цепи могут быть подсчитаны

по правилам расчета размерных цепей, так как все радиоэлектрон­ ные элементы имеют взаимонезависимые погрешности в определен­ ных пределах.

Электрические цепи могут иметь линейные связи, примером чего служит проходящий через магазин сопротивлений участок цепи. Такие цепи рассчитываются по формулам (4.33)—(4.37) при полной и по формулам (4.48) и (4.49) при неполной взаимоза­ меняемости. Как при прямой, так и при обратной задаче последо­ вательность расчета такая же, как и при обычных линейных цепях.

Электрические цепи могут иметь нелинейные связи, примером чего является общее сопротивление двух параллельно соединен­ ных катушек реле. В этом случае расчет ведут по формуле (4.56) или (4.58).

Некоторые электрические элементы имеют коррелятивные связи, т. е. фактические параметры отдельных звеньев их взаимо­

Данное уравнение используется как исходное для всех даль­ нейших преобразований и выводов.

Глава 5

Конструирование деталей и сборочных единиц

§ 5.1. Технологичность конструкции

Основные положения. Одной из важнейших характеристик изделия является т е х н о л о г и ч н о с т ь к о н с т р у к ­ ц и и , т. е. способность обеспечить изготовление изделия в данных конкретных условиях производства с наименьшими затратами труда и материалов при полном соответствии техническим усло­ виям и эксплуатационным требованиям. Высокая технологичность конструкции снижает стоимость изделия, сокращает сроки его конструирования и освоения серийного производства.

Технологичность конструкции зависит от типа производства. Так, конструкция, удачно разработанная для индивидуального производства, окажется нетехнологичной для массового произ­ водства.

Понятие «технологичность конструкции» меняется во времени. Например, ранее считались технологичными конструкции, со-

98

державшие большое количество деталей, обрабатываемых методами снятия стружки. Теперь использование этих методов считается крупным недостатком конструкции, поскольку штамповка и прес­ сование в несколько раз производительнее их.

Задачи, решаемые в целях повышения технологичности кон­ струкции, можно разделять на конструктивные, технологические и эксплуатационные. Каждая из этих групп задач отвечает тем или иным требованиям, предъявляемым к изделию. Важность отдельных требований меняется в зависимости от вида произ­ водства, назначения изделия, условий его производства и экс­ плуатации.

К о н с т р у к т и в н ы е т р е б о в а н и я к изделию со­ стоят в следующем: а) простота компоновки изделия; б) простота конструктивных решений сборочных единиц и удобство их взаим­ ного соединения; в) блочность изделия, т. е. расчлененность его на конструктивно и функционально замкнутые блоки; г) опти­ мальная взаимозаменяемость отдельных блоков и других сбороч­ ных единиц; д) простота геометрических форм деталей и поверх­ ностей, отсутствие пространственных кривых контуров и поверх­ ностей; е) уменьшение количества размерных цепей и их протя­ женности; ж) уменьшение количества наименований деталей, унификация деталей и сборочных единиц; з) уменьшение коли­ чества типов полупроводниковых приборов, микросхем и других покупных изделий, в особенности тех из них, которые лишь осваиваются промышленностью и потому еще дороги и дефицитны; и) обоснованное назначение точности размеров, чистоты поверх­ ностей и точности взаимного положения изделий и поверхностей; к) оптимальный выбор материалов, сокращение количества при­

подготовки производства к освоению серийного (массового) вы­ пуска; б) высокая преемственность сборочных единиц и деталей из изделий, уже выпускаемых серийно; в) применение современных, но уже апробированных технологических процессов и приемов; г) использование имеющейся оснастки и наличного оборудования, по возможности без значительной переделки их; д) осуществи­ мость параллельной и независимой сборки отдельных составных

делию, не говоря уже об его полном соответствии требованиям ТУ, являются: а) устойчивость эксплуатационных качеств; б) удоб­ ство обслуживания, учет экономических требований; в) примене­ ние методов художественного конструирования при оформлении внешнего вида изделия, его лицевых панелей, органов управле-