Zadání programů z předmětu 347-32/3 - Základy strojnictví ( ZS ), kombinovaná forma studia, FS Str. 1 PROGRAM č. 3 - VÝPOČET ROZMĚROVÉHO OBVODU Podle individuálního zadání z tabulek proveďte výpočet rozměrového obvodu pro jednotlivé příklady. Příklad 1: pro studenty, jejichž příjmení začíná písmeny A až L Postupem výpočtu rozměrového obvodu pro docílení 1% smontovatelnosti stanovte rozměr d včetně mezních úchylek udávající polohu drážky pro pojistný kroužek tak, aby vůle mezi víčkem a rozpěrným kroužkem byla, pokud to bude možné, v rozsahu v =,5,45 mm, viz obr. 1. Typ ložiska, šířka rozpěrného kroužku c a délka osazení příruby a jsou zadány v tab. 1. Toleranci šířky pojistného kroužku dle ČSN 2 2931 vyhledejte pro jednotlivé rozměry ložisek ve Strojnických tabulkách. Při výpočtu postupujte podle návodu v Příloze na str. 3 až 5 tohoto zadání. Důležité: Pokud při výpočtu zjistíte, že zadaný rozsah vůle "v" nevyhovuje, upravte rozměr vůle ze zadání tak, aby výpočtu vyhovoval a výpočet proveďte znovu. Tabulka 1: Zadané parametry: Počáteční písmeno Ložisko kuličkové jednořadé typu: Mezní úchylka šířky ložiska "B" -,12 rozpěrného kroužku "c" Délka osazení víka "a" A - G 629 6 ±,2 3 -,15 H - L 6314 5 ±,3 4 Pozn. Rozměry úchylek jsou zadány v milimetrech. -,1 -,1 Postup při získání vstupních parametrů do výpočtu: Podle zadaného typu ložiska z tabulky zjistíme ze Strojnických tabulek šířku ložiska B a velký průměr vnějšího kroužku ložiska, který odpovídá průměru díry ložiskového domku. Ten nám určuje šířku pojistného kroužku pro díry s (viz Strojnické tabulky, pojistné kroužky pro díry) včetně uložení h11, jehož odchylky vyhledáme (opět viz Strojnické tabulky, velikosti odchylek pro uložení h11 rozměru "s"). S takto získanými rozměry můžeme vstoupit do výpočtu rozměrového obvodu. Obr. 1 Schéma rozměrového obvodu pro zadání A - L Ing. Milena Hrudičková, Ph.D., katedra částí a mechanismů strojů - 347, milena.hrudickova@vsb.cz, 215
Zadání programů z předmětu 347-32/3 - Základy strojnictví ( ZS ), kombinovaná forma studia, FS Str. 2 Příklad 2: pro studenty, jejichž příjmení začíná písmeny M až Z Postupem výpočtu rozměrového obvodu pro docílení 1% smontovatelnosti stanovte rozměr L (obr. 2) včetně mezních úchylek udávající polohu drážky pro pojistný kroužek dle ČSN 2 2931 tak, aby vůle mezi ložiskem a kroužkem byla, pokud to bude možné, v =,2,32 mm, viz obr. 2. Typ ložiska, šířka rozpěrného kroužku c a šířka kola a jsou zadány v tabulce 2, další údaje potřebné pro výpočet vyhledejte ve Strojnických tabulkách. Při výpočtu postupujte podle návodu v Příloze na str. 3 až 5 tohoto zadání. Důležité: Pokud při výpočtu zjistíte, že zadaný rozsah vůle "v" nevyhovuje, upravte rozměr vůle ze zadání tak, aby výpočtu vyhovoval a výpočet proveďte znovu. Tabulka 2: Zadané parametry: Počáteční písmeno Ložisko kuličkové jednořadé typu: Mezní úchylka šířky ložiska "B" -,15 rozpěrného kroužku "c" ozubeného kola "a" M - R 6416 8 ±,3 55 -,12 S - Z 627 6 ±,2 35 Pozn. Rozměry úchylek jsou zadány v milimetrech. -,2 -,2 Postup při získání vstupních parametrů: Podle zadaného typu ložiska z tabulky zjistíme ze Strojnických tabulek šířku ložiska "B" a malý průměr vnitřního kroužku ložiska, který odpovídá průměru čepu hřídele. Ten nám určuje šířku pojistného kroužku pro hřídele s (viz Strojnické tabulky, pojistné kroužky pro hřídele) včetně uložení h11, jehož odchylky vyhledáme (opět viz Strojnické tabulky, velikosti odchylek pro uložení h11 rozměru "s"). S takto získanými rozměry můžeme vstoupit do výpočtu rozměrového obvodu. Obr. 2 Schéma rozměrového obvodu pro zadání M - Z Ing. Milena Hrudičková, Ph.D., katedra částí a mechanismů strojů - 347, milena.hrudickova@vsb.cz, 215
Zadání programů z předmětu 347-32/3 - Základy strojnictví ( ZS ), kombinovaná forma studia, FS Str. 3 Postup výpočtu rozměrového obvodu se 1% smontovatelností PŘÍLOHA Zde je uveden návod na výpočet neznámého dílčího členu rozměrového obvodu pro 1 % smontovatelnost (montáž bez vzniku nesmontovatelných zmetků). Rozměrový obvod můžeme počítat až tehdy, kdy máme tento uzel konstrukčně vyřešen, tzn. známe konkrétní rozměry všech prvků vstupujících do výpočtu. Rozměrový obvod si nakreslíme podle obrázku 1 a vyhledáme konkrétní rozměry jednotlivých členů rozměrového obvodu včetně úchylek. Následuje samotný výpočet rozdělený do několika kroků, jejichž posloupnost je důležitá: 1. Podmínka smontovatelnosti: T UČ = ΣT i (tolerance uzavíracího členu = součtu tolerancí dílčích členů) Tato rovnice je nezbytnou podmínkou výpočtu. V tomto prvním kroku se ověřuje, zda má příklad vůbec řešení. V našem případě se jako jeden z členů rozměrového obvodu vyskytuje vůle (v), s výhodou ji tedy volíme za uzavírací člen a ostatní členy (B, s, L) jsou členy dílčí. T v = T B + T s + T L obr. 1 (Poznámka: Volba vůle jako uzavíracího členu je výhodná z toho důvodu, že uzavírací člen logicky má ze všech členů rozměrového obvodu největší toleranci, tedy je nejméně přesný. Vzhledem k tomu, že jej ale nemusíme vyrobit - vůle sama vznikne - neovlivňuje výrobu). 2. Zároveň musí být splněna další podmínka, že tolerance neznámého členu (v našem případě rozměru L) vyjádřená z rovnice předchozí podmínky musí být větší než nula: T L Doporučuji upravit hodnoty vstupních členů (u kterých to lze provést, tedy u prvků nenormalizovaných) tak, aby tato tolerance neznámého členu L vyšla "přiměřeně" větší než nula, tj. alespoň,15 až,2 mm při délce neznámého členu L do 1 mm (také v závislosti na přesnosti dosažitelné použitou technologií výroby sledovaného povrchu - viz tabulky dále). Musíme si totiž uvědomit, že s touto tolerancí bude muset být tento rozměr L vyroben, a tudíž musíme přihlédnout k výrobním možnostem tak, abychom zbytečně výrobu tohoto uzlu neprodražili požadavkem na přílišnou přesnost rozměru L. Navíc- čím větší je tento neznámý rozměr, tím větší mu musíme přiřadit toleranci (dovolenou chybu) v souladu s ČSN ISO 2768 (Všeobecné tolerance - Nepředepsané mezní úchylky). Pro orientaci v oblasti přesností dosahovaných různými technologiemi výroby uvádím na konci tohoto dokumentu tabulky převzaté z literatury (Drastík, F.: Strojnické tabulky pro konstrukci i dílnu. Montanex. Ostrava, 1999). 3. Po splnění předchozích podmínek napíšeme rovnici pro vyjádření uzavíracího členu (z obrázku 1): v = L - B - s Dále z této rovnice (po logické úvaze) určíme rovnice pro maximální a minimální hodnotu uzavíracího členu: v max = L max - B min - s min v min = L min - B max - s max Ing. Milena Hrudičková, Ph.D., katedra částí a mechanismů strojů - 347, milena.hrudickova@vsb.cz, 215
Zadání programů z předmětu 347-32/3 - Základy strojnictví ( ZS ), kombinovaná forma studia, FS Str. 4 Z těchto rovnic vytkneme neznámé L max a L min a dosadíme konkrétní hodnoty horních (max) či dolních (min) mezních rozměrů jednotlivých členů. Tím vypočítáme horní a dolní mezní rozměr neznámé hodnoty L. Tento postup lze konfrontovat s postupem z literatury (např. Drastík, F.: Přesnost strojních součástí podle mezinárodních norem. Montanex. Ostrava, 1996.), kde figurují dílčí členy nazvané "zvětšující", "zmenšující". Jedná se pouze o jinou formu téhož. 4. Vypočítáme jmenovitý rozměr L JR L z rovnice sestavené podle obr.1: JR L = B + v + s přičemž dosazujeme pouze hodnoty jmenovitých rozměrů (bez úchylek). 5. Vypočítáme hodnotu horní mezní úchylky: es L = L max - JR L a dolní mezní úchylky: ei L = L min - JR L 6. Napíšeme výslednou hodnotu rozměru L ve tvaru: JR L Jestliže budou jednotlivé součásti vyrobeny v předepsaných tolerancích, a to včetně vypočítaného rozměru L, bude sestava z obr. 1 smontovatelná ve 1 % kombinací jednotlivých prvků vyrobených v celém spektru svých dovolených tolerancí. Tento výsledný rozměr včetně úchylek se beze změny použije na výrobním výkrese, v tomto případě na výkrese hřídele pro kótu vzdálenosti drážky pro pojistný kroužek od osazení na hřídeli. es L ei L Př. Zadání: Naklápěcí dvouřadé ložisko typ 1213, vůle v rozmezí,1 až,4, dle obr. 1 Dílčí členy: šířka ložiska včetně úchylky: B = 23 -,12 vnitřní průměr ložiska: d = 65 šířka pojistného kroužku pro průměr 65: s = 2 h11 = 2 -,6 ad 1 a 2) T L = T v - T B - T s =,3 -,12 -,6 =,12 (je dostatečně větší než vzhledem k JR L ) JR L = v + B + s = + 23 + 2 = 25, ad 3) Lmax = vmax + Bmin + smin =,4 + 22,88 + 1,94 = 25,22 Lmin = vmin + Bmax + smax =,1 + 23, + 2, = 25,1 ad 5) es L = L max - JR L = 25,22-25, =,22 ei L = L min - JR L = 25,1-25, =,1 +,22 ad 6) Výsledná hodnota rozměru L pro kótování na výkrese: L = 25 +,1 Ing. Milena Hrudičková, Ph.D., katedra částí a mechanismů strojů - 347, milena.hrudickova@vsb.cz, 215
Zadání programů z předmětu 347-32/3 - Základy strojnictví ( ZS ), kombinovaná forma studia, FS Str. 5 Zdroj: Drastík, F.: Strojnické tabulky pro konstrukci i dílnu. Montanex. Ostrava, 1999 Ing. Milena Hrudičková, Ph.D., katedra částí a mechanismů strojů - 347, milena.hrudickova@vsb.cz, 215