Показатели качества машин и их деталей

Любая машина создается для выполнения определенных задач, которые определяются ее служебным назначением.

Служебное назначение - это максимально уточненная и четко сформулированная задача, для решения которой создается данная машина.

В формулировке служебного назначения должны присутствовать основные параметры изготовляемого изделия с обоснованными цифровыми значениями, которые количественно определяют задачу изготовления машины.

В качестве примера можно привести формулировку служебного назначения одноковшового экскаватора: экскаватор Э-652Б с ковшом емкостью 0,65 м³ на гусеничном ходу с гребневым зацеплением предназначен для производства земляных работ в грунтах I-IV категорий и разрыхленных скальных и мерзлых грунтах, для погрузки и разгрузки грузов и сыпучих материалов, а также для забивки свай.

Правильно и четко сформулированное служебное назначение на начальном этапе проектирования машины имеет решающее значение для решения технологических задач в процессе ее изготовления.

Помимо служебного назначения на каждое создаваемое изделие устанавливают определенные технические требования, которые должны непосредственно следовать из служебного назначения. Поэтому при создании машины, в первую очередь, после ознакомления с се служебным назначением следует выполнить анализ предъявляемых к ней технических требований.

Машина выполняет свое служебное назначение с помощью исполнительных поверхностей или их сочетаний. Между исполнительными поверхностями в машине имеют место конструктивные кинематические и размерные связи, которые проявляются в процессе эксплуатации.

Виды поверхностей деталей машин

Различные поверхности деталей машин в общем случае могут быть классифицированы по функциональному назначению на 4 вида.

1. Исполнительные поверхности - это поверхности, которыми деталь выполняет свое служебное назначение {поверхности детали, с помощью которых реализуется ее служебное назначение).

• 2. Основные базирующие поверхности (основные конструкторские базы детали) - поверхности, с помощью которых определяется положение детали в машине.
• 3. Вспомогательные базы - поверхности детали, с помощью которых определяется положение других деталей, присоединяемых к данной.
• 4. Свободные поверхности - поверхности, которые нс соприкасаются, не контактируют с поверхностями других деталей.

Во многих случаях вспомогательные базы деталей выполняют роль исполнительных поверхностей.

В качестве примера на рис. 3.1 представлен вал редуктора с установленным на нем зубчатым колесом. Исполнительными поверхностями (И.П) зубчатого колеса являются боковые поверхности зубьев, обеспечивающие передачу крутящего момента от одного колеса к другому.

Рис. 3.1. Четыре вида поверхностей на деталях редуктора

Основными конструкторскими базами зубчатого колеса являются базовое отверстие, левый торец и шпоночный паз в отверстии, по которым зубчатое колесо устанавливается на вал. На рис. 3.1 основные базы деталей обозначены точками. Основными базами вала являются опорные шейки под подшипники, торец буртика и шпоночный паз на конце вала, через который передается крутящий момент на вал. Подшипники, определяющие положение вала, установлены в отверстие корпуса. Основными базами подшипника являются цилиндрическая поверхность наружного кольца и его торец, который упирается в крышку. Две крышки закрывают отверстие в корпусе. Основными базами крышки являются фланец и центрирующий поясок, по которым крышка базируется в корпусе.

Положение зубчатого колеса на валу определяют вспомогательные базы вала - это центральная ступень вала и торец его буртика. На рис. 3.1 вспомогательные базы деталей обозначены крестиками. Отверстия, в которых установлены подшипники, являются вспомогательными базами корпуса. Роль вспомогательных баз выполняют также две торцовые поверхности корпуса, которые определяют положение крышек. Вспомогательной базой крышки является ее торец, который определяет осевое положение наружного кольца подшипника. Свободные поверхности деталей на рис. 3.1 обозначены значком в виде змейки.

Анализ приведенной па рис. 3.1 схемы показывает, что соединение деталей в машинах происходит путем совмещения основных базирующих поверхностей присоединяемой детали, например зубчатого колеса, со вспомогательными базирующими поверхностями базовой детали - вала.

Рис. 3.2. Совмещение координатных систем присоединяемой и базовой детали в процессе сборки

Если с основными базами присоединяемой детали - шестерни (рис.

3.2) связать координатную систему OXYZ, а со вспомогательными базами базовой детали - вала координатную систему oxyz, то сборку деталей можно представить как совмещение координатной системы основных баз шестерни OXYZ с координатной системой вспомогательных баз вала oxyz:

OXYZ => oxyz.

u

“у

Отклонение одной координатной системы относительно другой характеризует погрешность установки зубчатого колеса на вал со_}, которая определяется вектором

СОу = (d!y, Ьу, Су, Ху, Ру, у_у),

где а_у, by, су - параметры смещения;

Х_у, р_у, у_у - параметры поворота одной координатной системы относительно другой.

Так как положение детали в изделии определяют ее основные базы, а работает деталь в изделии исполнительными поверхностями или вспомогательными базами, то наиболее важными размерами детали, простановка которых на чертеже обязательна, являются линейные и угловые размеры, определяющие положение вспомогательных баз детали относительно ее основных баз.

В общем случае между исполнительными поверхностями машин действуют различные виды связей - механические, электрические, гидравлические и др. Однако все они закладываются в машину при ее конструировании в виде кинематических и размерных связей, т.с. в виде расстояний и поворотов, формируемых между ее исполнительными поверхностями.