Степени свободы для вала

Базирование — придание заготовке требуемое положение относительно системы координат.
База — поверхность либо сочетание поверхностей, ось, точка, принадлежащая заготовке и используемая для базирования.
Проектная база — база, выбранная при проектировании изделия, технологического процесса изготовления.
Действительная база — база, фактически используемая в конструкции, при изготовлении.
Комплект баз — совокупность трех баз, образующих систему координат заготовки или изделия.
Опорная точка — точка, символизирующая одну из связей заготовки с выбранной системой координат.
Схема базирования — схема расположения опорных точек на базах.
Погрешность базирования — отклонение фактически достигнутого положения заготовки или изделия при базировании от требуемого.
Закрепление — приложение сил к заготовке для обеспечения постоянства их положения, достигнутого при базировании.
Погрешность установки — отклонение от фактического достигнутого положения заготовки при базировании и закреплении от требуемого.

Видео:NX CAE. Основы расчетов на прочность в NX. Урок 7. Степени свободы. Виды опор и заделок. 3D элементыСкачать

Виды баз по назначению.

Основная конструкторская база — база, используемая для определения положения детали или сборочной единицы в изделии.
Вспомогательная конструкторская база — база детали (сборочной единицы), используемая для определения положения присоединяемых изделий.
Технологическая база — база, используемая для определения положения заготовки при изготовлении.
Измерительная база — база, используемая для определения относительного положения детали и средств измерения.

Видео:число степеней свободыСкачать

По лишаемым степеням свободы.

Установочная база — база, лишающая трех степеней свободы — перемещение вдоль одной координатной оси и поворотов вокруг двух других осей.
Направляющая база — база, лишающая двух степеней свободы — перемещения вдоль одной координатной оси и поворота вокруг другой оси.
Опорная база — база, лишающая одну степень свободы — перемещения вдоль одной координатной оси или поворота вокруг оси.
Двойная направляющая база — база, лишающая четырех степеней свободы — перемещений вдоль двух координатных осей и поворотов вокруг этих осей.
Двойная опорная база (центрирующая база) — база, лишающая двух степеней свободы — перемещения вдоль двух координатных осей.

Видео:Степени свободы в статистике для дурачковСкачать

По характеру проявления

Скрытая база — база в виде воображаемой плоскости, оси или точки.
Явная база — база в виде реальной поверхности, разметочной риски или точки пересечения рисок.

Большинство деталей машин ограничено простейшими поверхностями – плоскими, цилиндрическими, коническими, которые используются в качестве опорных установочных баз.

Существует пять классические схемы базирования: базирование призматических деталей, базирование длинных цилиндрических деталей, базирование коротких цилиндрических деталей, базирование по короткой конической поверхности(центровое отверстие), базирование по длинной конической поверхности (конус Морзе шпинделя станка).

Видео:2.4. Базы и основные принципы теории базированияСкачать

Схема базирования призматических деталей.

Три координаты, определяющие положение детали относительно плоскости XOY, лишают трех степеней свободы – возможности перемещаться вдоль оси OZ и вращаться вокруг осей OY и OX.

Две координаты, определяющие положение детали относительно плоскости ZOY, лишают ее двух степеней свободы – возможности перемещаться в направлдении сои OX и вращаться вокруг оси OZ.

Шестая координата, определяющая положение детали относительно плоскости XOZ, лишаете последней степени свободы – возможности перемещаться в направлении оси OY.

Поверхность детали, несущая три опорные точки, называется главной базирующей поверхностью; боковая поверхность с двумя точками – направляющей; торцовая поверхность с одной точкой – упорной.

Видео:Азы базирования. Лекция 24Скачать

Схема базирования длинных цилиндрических деталей.

Шестая степень свободы – вращение вокруг собственной оси – отнимается несколькими способами:

1. если есть у валика шпоночный паз, лыска и т.д. то ориентировка происходит по ним;

Цилиндрическая поверхность вала, несущая четыре опорные точки, называется двойной направляющей. Торцовая поверхность – упорная база.

Видео:Степени свободыСкачать

Схема базирования коротких цилиндрических деталей(диски, кольца).

Короткая цилиндрическая поверхность несет две опорные точки и называется центрирующей базой.

Шестая степень свободы – вращение вокруг собственной оси – отнимается несколькими способами:

1. если есть шпоночный паз, лыска и т.д. то ориентировка происходит по ним;

Видео:Конструкторские , технологические и измерительные базы. Базирование деталиСкачать

Базирование по длинной конической поверхности.

При установке детали длинной конической поверхностью, например в отверстие шпинделя, она лишается пяти степеней свободы, так как длинная коническая поверхность является одновременно двойной направляющей и упорной базой.

Для ориентирования детали в угловом положении требуется еще одна упорная поверхность под штифт или шпонку.

Видео:Рассмотрение темы: "Средняя кинетическая энергия многоатомного газа. Число степеней свободы"Скачать

Базирование по коротким цилиндрическим поверхностям (в центрах).

При установке в центрах используются короткие конические отверстия. Одно центровое отверстие является одновременно центрирующей и упорной базой(лишает трех степеней свободы).Второе- центрирующей(лишает двух степеней свободы).

Для задания углового положения используется вторая упорная база(штифт или шпонка).

Каждая опорная точка(основная база) лишает одной степени свободы. Излишни точки делают установку cтатически неопределенной (двойное базирование) и не только не повышают, наоборот понижают точность базирования.

Видео:Шот 01. Основы теории базированияСкачать

Схемы базирования по плоскости и отверстиям.

Эти схемы можно разделить на две группы:

1.Базирование по плоскости и отверстию;

2.по плоскости, торцу и отверстию с осью, параллельной плоскости;

3.по плоскости и двум перпендикулярным к ней отверстиям.

Видео:Степень свободыСкачать

Схема 1.

— основной базирующей поверхностью является отверстие;
— основной базирующей поверхностью является торец.

Пример НЕправильного базирования:

Торец лишает три степени свободы(опорная база), высокий палец – четыре(двойная направляющая).

Для статической определенности установки торец и отверстие должны нести только пять опорных точек. Это обеспечивается установкой детали на низкий палец.

Видео:Определенный и неопределенный эскиз в Компас 3D. Как сделать эскиз определенным?Скачать

Схема 2.

Если зазор в сопряжении пальца с отверстием будет меньше допуска на размер L, то нижняя плоскость детали не будет прилегать к опорам приспособления. Поэтому палец делается высоким и срезанным (лишает две степени свободы).

Видео:Расхлябень или маятник с пятью степенями свободыСкачать

Схема 3.

Для статической определенности установки используют низкие цилиндрический и срезанный пальцы.

Из рассмотренных схем видно, что

— высокий цилиндрический палец отнимает четыре степени свободы

Видео:Практическое занятие "Структурный анализ механизмов"Скачать

Степени свободы для вала

Основные положения теории базирования

База – это поверхность заготовки или сборочной единицы, с помощью которой ее ориентируют при установке для обработки на станке.

Базирование – это придаваемое заготовке (сборочной единице) положение, определяемое базами, относительно выбранной системы координат (ГОСТ 21495-76).

Известно, что всякое твердое тело имеет в пространстве 6 степеней свободы относительно выбранной системы координат: поступательные движения по координатным осям и вращательные движения около каждой из них. Для обеспечения неподвижности заготовки в выбранной системе координат на нее необходимо наложить 6 двусторонних геометрических связей, для создания которых нужен комплект баз. Если заготовка должна иметь определенное количество степеней свободы, то соответствующее число связей снимается. Например, при обточке вала на станке его необходимо закрепить и в то же время обеспечивать вращение. Следовательно, при базировании вал будет лишен только 5 степеней свободы, а шестая степень свободы – вращение вокруг собственной оси – у него остается.

Базой может служить поверхность, сочетание поверхностей, ось, точка, принадлежащие заготовке (рис. 1).

Для придания в частности призматической заготовке соответствующего положения в выбранной системе координат x, y, z следует использовать комплект баз I, II, III , образующих систему координат x’, y’, z ‘ (рис.2).

Связь заготовки с избранной системой координат символизирует опорная точка. Для лишения 6 степеней свободы заготовке требуется 6 неподвижных опорных точек, расположенных в трех перпендикулярных плоскостях (см. рис. 2).

Требование: точность базирования заготовки зависит от выбранной схемы базирования, т.е. схемы расположения опорных точек на базах заготовки. Опорные точки на схеме базирования изображают условными знаками (рис.3) и нумеруют порядковыми номерами, начиная с базы, на которой располагается наибольшее количество опорных точек, как показано для призматической заготовки (рис. 4).

Видео:Солдат ВСУ стреляет в своего – нашли запись камеры в АртемовскеСкачать

Базирование заготовок при обработке

Базирование заготовок – придание изделию необходимого положения относительно выбранной координатной системы. Требуемое местоположение достигается при помощи закрепления детали на столе токарного или фрезерного станка и других установочных приборах. После процедуры закрепления заготовка принимает устойчивое положение в трехмерном пространстве, лишаясь 3 степеней свободы: по осям абсцисса, ордината и аппликата. В результате она не сможет перемещаться в выбранной координатной системе.

Базирование осуществляется для повышения точности во время изготовления и обработки детали.

Для правильного определения местоположения изделия необходимо знать основные схемы, методы и особенности процедуры базирования.

Видео:Физика. Термодинамика: Внутренняя энергия идеального газа. Центр онлайн-обучения «Фоксфорд»Скачать

Схемы базирования

Схемой базирования называется чертеж, где с помощью графического изображения указывается местоположение опорных точек устанавливаемого изделия на поверхностях базирования. Базы подразделяются на следующие подвиды:

1. Конструкторские: определяют местоположение сборочного элемента, принадлежащего заготовке.
2. Технологические: указывают относительное местонахождение детали во время ее обработки, эксплуатации или ремонтирования.
3. Измерительные: находят месторасположение изделия и элементов измерения.

База может лишать обрабатываемый объект от 1 до 3 степеней свободы, что исключает возможность его передвижения в координатной системе. На схемах она обозначается в виде мнимой или реальной плоскости. Базы выбираются во время проектирования изделия и используется при изготовлении и последующей обработке заготовки.

При выборе базовых поверхностей применяются принципы совмещения и постоянства базовых поверхностей. В виде технологических баз выступают одинаковые поверхности заготовки. Во время наложения баз возникает небольшое отклонение детали. Для поддержания данных принципов на изделиях образуют несколько вспомогательных поверхностей: отверстия в деталях корпуса и обработанные отверстия. Если принципы не соблюдаются, то берется обработанная поверхность, выступающая в качестве новой базы. Она улучшает точность и жесткость расположения детали.

На схеме базирования все точки имеют собственную нумерацию. Во время наложения геометрических поверхностей изображается точка, вокруг которой указываются номерные знаки совмещенных точек. Процесс нумерации осуществляется с основной базы, концентрирующей на себе наибольшее число точек опоры.

При нанесении графических обозначений на схему должно быть изображено наименьшее количество проекций детали, достаточных для изображения основных точек опоры. Также на ней необходимо изобразить установочные элементы, служащих для закрепления детали: зажимы и цанговые патроны.

Построение схемы базирования производится по правилу шести точек. Оно заключается в лишении заготовки 6 степеней свободы при помощи использования наборов из 3 баз с 6 точками опоры. С его помощью происходит одновременное наложение 6 двухсторонних геометрических связей, что обеспечивает полную неподвижность детали. Если осуществляется базирование конической заготовки, то для обеспечения ее устойчивого положения необходимо применять набор из 2 базовых поверхностей.

При базировании изделий в промышленности используется способ автоматического получения размерных характеристик заданной точности на станках с предварительно установленными настройками. Установка упоров осуществляется от технологических базовых поверхностей заготовки. Во время этой процедуры используется набор из 3 баз. При этом также применяют полную схему базирования, лишая изделие 6 степеней свободы.

Схемы для определения местоположения детали подразделяются на следующие категории:

1. Базирование детали по торцу и отверстию, образующими 5 точек опоры. Этот вид схемы базирования упрощает процесс определения местоположения заготовки. Он широко применяется при обработке моторов-редукторов и скоростных коробок.
2. Базирование изделия по плоскости, отверстию и торцу. В этом случае оси установочных элементов детали параллельны базовой поверхности. Посредством этой категории схем осуществляется полное базирование. Отличительной особенностью этого вида базирования является высокая точность размещения отверстий.
3. Базирование по 2 отверстиям, пересекающимся с плоскостью под углом в 90°. Данный вид схемы позволяет применять принцип постоянства во время производственных процессов и осуществлять закрепление заготовок на автоматических линиях.

Применение схем зависит от величины диаметра и местоположения отверстий, а также от расстояния между обрабатываемыми поверхностями.

Видео:Урок 151. Средняя кинетическая энергия молекул многоатомного газаСкачать

Базирование призматической заготовки

Призмой является многогранник, у которого 2 грани являются равными многоугольниками. Она представляет собой установочное приспособление. Его поверхность является пазом и образована 2 наклонными плоскостями. Изготавливаются призматические фигуры с углом 90° и 120°. В промышленности призмы используются для нахождения расположения оси детали с неполной цилиндрической поверхностью. Эта фигура способна определять положение осей абсцисса, ордината и аппликата, поэтому она используется при базировании.

Во время базирования детали в призме опоры располагаются в координатных плоскостях. Призматическая заготовка базируется в координатный угол для выполнения принципа совмещения баз. При размещении заготовки в призме используются 3 поверхности. Под углом в 90° к изделию прикладывается сила. В результате возникновения трения между соприкоснувшимися поверхностями уменьшается величина смещения изделия в различных направлениях.

Если поменять направления вектора прикладываемой силы, то заготовка прижмется ко всем установочным базам одновременно. Если на установочной базе присутствует припуск, то его нужно удалить при помощи регулируемых опор. Заготовка не сможет двигаться вдоль координатных осей, потому что она лишена всех 6 степеней свободы. Установочной базой выступает плоскость с наибольшим размером. Направляющей базой считается поверхность с наибольшими показателями протяженности.

Для определения местоположения выбирается призма с неширокими установочными базами. Если деталь располагает обработанной базой, то используют призму с большой длиной. При базировании в призме возможно определить направление только в 1 координатной плоскости.

Видео:Система с двумя степенями свободыСкачать

Базирование деталей цилиндрической формы

Фигура цилиндрической формой обладает 2 плоскостями симметрии. При пересечении они образуют ось, используемую при процедуре базирования. Во время определения местоположения цилиндрической заготовки применяются плоские поверхности, образующие вместе с осью набор баз. Они состоят из двойной направляющей и опорных базовых поверхностей. Они несут 4 точки опоры. Благодаря этой конструкции мастер сможет определить направление валика заготовки в 2 системах координат.

Чтобы указать правильное местоположение цилиндрической детали в пространстве, нужно найти 5 координатных точек. Они лишают изделие 5 степеней свободы. Последняя степень отнимается посредством следующих способов:

1. Ориентирование на шпоночный паз, если этот элемент присутствует на заготовке.
2. При помощи создания трения между базовыми поверхностями приложением силы.

Во время установки детали цилиндрической формы в обоих случаях рекомендуется использовать 1 единственную базовую поверхность, чтобы избежать смещения изделия.

При расположении деталей в центрах применяются короткие цилиндрические отверстия. Одно из них выступает в роли упорной базовой поверхности, второе – в роли центрирующей базы. Каждая базовая поверхность лишает заготовку 3 степеней свободы.

Видео:КОМПАС 3D Зачем Полностью Определённый Эскиз? Состояния в Эскизе | Саляхутдинов РоманСкачать

Базирование деталей типа дисков

Заготовки в форме диска представляют собой предмет в виде круга или низкого цилиндра. Они обладают небольшой длиной и 2 плоскостями симметрии. Из-за необычного строения возникают сложности во время обработки торцов дисковых изделий. Торцовые поверхности являются параллельными, они пересекаются с осью отверстия под углом 90°. Производятся диски из листового проката при помощи отрезания или воздействия ацетилено-кислородного пламени.

Правильное местоположение деталей типа диск будет являться прочным и устойчивым, если оно расположено на торце, выступающем в роли установочной базы.

Центрирование производится при помощи самоцентрирующих кулачков. На ось с цилиндрической поверхностью накладываются 2 связи, что не позволяет заготовке свободно перемещаться по осям абсцисса и ордината. Чтобы лишить диск возможности перемещения по оси аппликата, необходимо наложить дополнительную геометрическую связи. В этом случае ось является опорной базой. Для деталей типа диск используется установочная, опорная и двойная опорная базы.

В начале процедуры базирование диск крепится на кулачках патрона. Торец детали обтачивают до кулачков. Внешнюю поверхность, оставшуюся необработанной, подрезают. Для достижения лучшей точности используется чистое обтачивание, во время которого заготовка крепится посредством прижима трения. Диск должен прижиматься либо к кулачкам патрона, либо к его оправе. Опорные базы детали размещаются максимально близко к обрабатываемой поверхности зубьев. Шестерни диска обрабатываются в сложенном состоянии на станках. При их базировании используются инструменты – монеты.

Видео:Степень свободы механизма. Формула расчета подвижности.Скачать

Расчет погрешности базирования заготовки в приспособлении

Погрешностью базирования называется отклонение конструкции заготовки относительно заданного местоположения. Она применяется во время обработки, эксплуатации и настройки детали на токарных или фрезерных станках. Выделяют следующие разновидности погрешности базирования заготовки:

1. Погрешность закрепления: возникает при зажатии детали на столе станка. Во время этого процесса происходит смещение установочных баз, лимитирующих движение заготовки. Погрешность закрепления обусловлена неправильным использованием установочных приборов и зажимов. Данные факторы приводят к деформации заготовленного материала.
2. Погрешность установки: появляется после закрепления изделия на станковом оборудовании. Ее возникновение обусловлено несоответствие форм базовых поверхностей и наличие большого количества металлической стружки, образующейся во время нарезания детали. Происходит засорение обрабатываемой поверхности и последующее отклонение детали. Для минимизации погрешности заготовки важно следовать принципам постоянства и смещения базовых поверхностей.
3. Систематическая погрешность: образуется из-за человеческого фактора —наблюдательности и аккуратности мастера, выполняющего настройку инструментов. Она возникает при нарушениях во время измерения размерных характеристик детали, написании неправильных чертежей и схем базирования и упрощении формул, необходимых для проведения расчетов.

На величину погрешности и точность обработки оказывают непосредственное влияние следующие факторы:

1. Разница между действительными и номинальными размерами заготовки.
2. Значение отклонения устанавливаемых конструкций относительно их взаимных расположений: перпендикулярности, концентричности и параллельности.
3. Поломка станков и иных приспособлений, использующихся во время базирования. Неисправность оборудования обусловлена несоблюдением правил эксплуатации или недочетами, возникшими во время производства несущих конструкций приборов. Эти факторы приводят к возникновению зазоров на винтах и шпинделях установочного оборудования.
4. Изменение формы заготовки, произошедшие до проведения процедуры обработки. Они обусловлены внешними повреждениями конструкции или неправильным местоположением изделия.

Расчет погрешности базирования проводится при помощи использования математической формулы: εБ.ДОП ≤δ — ∆. Во время определения величины отклонения важно учитывать, что действительная погрешность обязана быть меньше допустимых значений. Результат расчетов всегда является неточным.

Для расчета погрешности был разработан общий алгоритм вычисления:

1. Необходимо правильно определить местоположение базы на основе размеров устанавливаемой детали.
2. Найти расположение технологической базовой поверхности, что позволит мастеру правильно подобрать место размещения заготовки для проведения ее обработки.
3. Если технологическая база совмещается с измерительной, то погрешность базирования будет равняться 0.
4. В случае, когда базы различаются и не совмещаются при наложении, то осуществляются геометрические расчеты величины отклонения. Результаты измерения вычитаются из предельно допустимых значений погрешности. Разность показывает действительную величину отклонения изделия. Все расчеты производятся по общей формуле: [εб] = Т — ∆ж.

Если отсутствуют общий базис и предельные значений погрешности, то необходимо найти исходную базовую поверхность. Если она не изменяет исходное местоположение, то значение погрешности равняется 0.

🎦 Видео

Дедушка не выдержал и дал ответ за Украинский флагСкачать