,
В рассматриваемом примере установочной базой является плоскость Х0Y. Для лишения детали оставшихся степеней свободы возьмем на координатной плоскости X0Z точку 4 и наложим двухстороннюю связь, связав ее с соответствующей точкой 4', расположенной в плоскости X0Z. В результате деталь будет лишена еще одной степени свободы - параметра b, что исключает возможность ее перемещения в направлении оси Y.
Затем возьмем на плоскости Х0Z точку 5 и свяжем ее с соответствующей точкой 5'. Это позволит наложить на деталь еще одну связь, которая исключает возможность поворота детали вокруг оси Z и отнимает еще одну степень свободы - параметр .
Базирующая поверхность, на которой располагаются две опорные точки Т4, Т5, отнимающие у детали две степени свободы - одно смещение, например b, и один поворот , называется направляющей базой:
,
В данном случае направляющей базой является координатная плоскость Х0Z.
Для лишения детали последней степени свободы - возможности перемещения в направлении оси X (параметр а), возьмем на координатной плоскости Y0Z точку 6 и свяжем ее с соответствующей точкой 6' на координатной плоскости Y0Z.
Базирующая поверхность, на которой располагается одна опорная точка Т6, отнимающая у детали одну степень свободы (смещение или поворот), называется опорной базой:
,
В данном случае опорной базой является координатная плоскость YOZ.
При контакте базирующих поверхностей присоединяемой и базовой детали, теоретически опорные точки Т1, Т2,…, Т6 проявляются как точки контакта, а схема базирования по трем плоскостям (в координатный угол) условно обозначается как показано на рис. 6.
Рис. 6. Схема расположения опорных точек при базировании детали типа плитка по трем плоскостям
2. Базирование с использованием двойной опорной базы
Для этой схемы базирования характерным является совмещение центра базовой поверхности присоединяемой детали с центром соответствующей поверхности базовой детали. Наглядной иллюстрацией данной схемы является базирование детали типа диска в самоцентрирующемся трех кулачковом патроне (см. рис. 7).
Рис. 7. Схема расположения опорных точек при базировании детали типа диска с использованием двойной опорной базы
В данном случае торец диска, определяемый координатной плоскостью Y0Z, является установочной базой, на которой располагаются три опорные точки Т1, Т2, Т3, отнимающие у детали три степени свободы - возможность перемещения в направлении оси X, (параметр a) и возможность поворота вокруг осей Y и Z (параметры и ):
.
При одновременном перемещении в направлении центра трех самоцентрирующихся кулачков, происходит совмещение центра устанавливаемой детали с центром патрона. В результате у детали отнимается две степени свободы - перемещение в направлении оси Y (параметр b - опорная точка Т4) и перемещение в направлении оси Z (параметр c - опорная точка Т5). Таким образом, центр диска выполняет роль двойной опорной базы:
.
Базирующая поверхность, на которой располагаются две опорные точки, отнимающая у детали две степени свободы - два смещения в направлении двух координатных осей, называется двойной опорной базой. Для лишения детали оставшейся степени свободы - возможности вращения вокруг оси X используется опорная база - координатная плоскость, XOZ на которой располагается точка Т6:
.
3. Базирование с использованием двойной направляющей базы.
Базирование по этой схеме обеспечивает совмещение оси базовой поверхности присоединяемой детали с осью соответствующей поверхности базовой детали.
На рис. 8 представлена схема базирования вала в призматическом схвате робота с использованием двойной направляющей базы.
Наличие в схвате двух самоцентрирующихся призматических губок позволяет при захвате вала обеспечить совмещение оси вала с осью призматического схвата. Таким образом, ось 0Y является двойной направляющей базой. Опорные точки Т1, Т2 обеспечивают направление оси вала в координатной плоскости Х0Y, отнимая у детали смещение а в направлении оси X и поворот вокруг оси Z. Опорные точки Т3, Т4 обеспечивают направление оси вала в координатной плоскости Y0Z, отнимая у детали смещение с в направлении оси Z и поворот вокруг оси X:
Рис. 8. Схема расположения опорных точек при базировании валика в призматическом схвате робота диска с использованием двойной направляющей базы
Базирующая поверхность, на которой располагается четыре опорные точки, отнимающие у детали четыре степени свободы - два смещения и два поворота в двух перпендикулярных плоскостях, называется двойной направляющей базой.
Помимо двойной направляющей базы в рассматриваемый комплект баз входят так же две опорные базы, одна из которых отнимает одно смещение b, а вторая один поворот . Плоскость Х0Z - опорная база (точка Т5) отнимает у вала смещение в направлении оси Y. В свою очередь, плоскость Y0Z - опорная база (точка Т6) отнимает у вала смещение в направлении оси Y.
Правило шести точек. Анализ рассмотренных трех типовых схем базирования показывает, что все они имеют общую закономерность, которая формулируется как правило шести точек:
Для лишения детали всех шести степеней свободы, определяемых вектором = (а, b, c, , , ), необходимо и достаточно наличие шести теоретических опорных точек, которые располагаются на трех базирующих поверхностях, образующих комплект баз одной из трех типовых схем базирования.
Практическая часть.
Для начала работы нарисуем эскизы деталей предложенного узла. Вал-шестерня является деталью, которая совмещает в себе вал и шевронную шестерню.
Рис. 9. Эскиз вал-шестерни, исполняющей функции вала и шевронной шестерни.
Для каждой детали выявим базовые поверхности, образующие комплект ее основных баз. Построим на основных базовых поверхностях каждой детали координатную систему основных конструкторских баз с указанием параметров подвижности (а, b, c, , , ) . Определим схему базирования каждой из деталей узла. Нанесем на основные базы рассматриваемых деталей теоретические опорные точки, определяющие соответствующую схему базирования.
Рис. 10. Эскиз вал-шестерни с указанием базовых плоскостей и опорных точек.
Построим матрицы соответствия опорных точек и отнимаемых параметров подвижности.
Используется базирование с использованием двойной направляющей базы. Базирование по этой схеме обеспечивает совмещение оси базовой поверхности присоединяемой детали с осью соответствующей поверхности базовой детали.
Опорные точки Т1, Т3 обеспечивают направление оси вала в координатной плоскости Х0Y, отнимая у детали смещение b в направлении оси Y и поворот вокруг оси Z. Опорные точки Т2, Т4 обеспечивают направление оси вала в координатной плоскости X0Z, отнимая у детали смещение с в направлении оси Z и поворот вокруг оси Y:
,
Опорные точки Т5, Т6 отнимают у детали смещение а в направлении оси X:
,
Вывод: была освоена методика выявления конструкторских баз деталей узла машины. При помощи чертежа предложенного узла машины были разработаны эскизы деталей узла. Вал-шестерня исполняет функции вала и шевронной шестерни. На эскизе вала-шестерни были обозначены базовые поверхности и выявлены опорные точки. Используется базирование с использованием двойной направляющей базы. У вала-шестерни остается одна степень свободы: вращение относительно оси X.
Список использованных источников
1. Рыжиков И.Н. Основы технологии машиностроения. Часть 1 : учеб. пособие. - Иркутск : Изд-во ИРНИТУ, 2016. - 176 с.