САПР Компас-3D. Расчет размерных цепей

 

Расчет размерных цепейВ САПР Компас-3D имеется библиотека расчета размерных цепей. К сожалению, с её помощью можно решать только обратную задачу, когда по известным значениям номинальных размеров, допусков, предельных отклонений составляющих звеньев, определяются номинальный размер, допуск и предельные отклонения замыкающего звена.

Прямая задача, которая и является более сложной, в данной библиотеке не рассмотрена.

Общие сведения о библиотеке

Библиотека позволяет производить расчет размерных цепей для чертежей и фрагментов в соответствии с РД 50-635-87 Методические указания. Цепи размерные. Основные понятия. Методы расчета линейных и угловых цепей.

Элементами размерной цепи могут быть проставленные размеры или отрезки. Библиотека позволяет выполнять расчеты для горизонтальных, вертикальных и наклонных размеров.

Расчеты могут быть выполнены методом максимума-минимума или теоретико-вероятностным методом.

Отклонения вычисляются для номинальных размеров в диапазоне 0…10000 мм (ГОСТ 25346-89, ГОСТ 25347-82). Для размерных цепей, в которых хотя бы один номинальный размер не вписывается в диапазон, может производиться расчет только номинальных значений размеров.

Поддерживаются вычисления отклонений “A” “B” “C” “CD” “D” “E” “EF” “F” “FG” “G” “H” “JS” “K” “M” “N” “P” “R” “S” “T” “U” “V” “X” “Y” “Z” “ZA” “ZB” “ZC” с квалитетами 0-18 для валов и отверстий.

Библиотека размерных цепей является прикладной библиотекой системы КОМПАС. Она записана в файле dcw.rtw.

Размерные цепи

Размерной цепью называют совокупность геометрических размеров, расположенных по замкнутому контуру, определяющих взаимоположение поверхностей (или осей) одной или нескольких деталей и непосредственно участвующих в решении поставленной задачи.

Общие сведения о размерных цепях

Для нормальной работы машины или другого изделия, состоящего из нескольких деталей, необходимо, чтобы составляющие их детали и поверхности последних занимали одна относительно другой определенное положение. При расчете точности относительного положения деталей и их поверхностей учитывают взаимосвязь многих размеров деталей в изделии. Например, при изменении размеров clip_image004и clip_image006на рисунке зазорclip_image008 также меняется.

Расчет размерных цепей

Формирование размерной цепи

а) эскиз детали; б) размерная цепь.

Для составления и анализа размерной цепи необходимо, чтобы размерный контур был замкнутым. Однако на рабочем чертеже размеры проставляются в виде незамкнутой цепи: не проставляется замыкающий размер, так как он не требуется для обработки.

Размеры, образующие размерную цепь, называют звеньями размерной цепи. Размерная цепь состоит из составляющих звеньев и одного замыкающего.

Замыкающее звено получается последним при обработке детали, сборке узла или измерения. Его значение и точность зависят от значений и точности остальных размеров цепи.

Составляющее звено — это звено, изменение которого вызывает изменение замыкающего звена, но не приводит к изменению исходного звена.

Составляющие звенья размерной цепи делятся на увеличивающие и уменьшающие.

Увеличивающее звено — это звено размерной цепи, увеличение которого при постоянстве размеров остальных составляющих звеньев приводит к увеличению размера замыкающего звена.

Уменьшающее звено — это звено размерной цепи, увеличение которого при постоянстве размеров остальных составляющих звеньев приводит к уменьшению размера замыкающего звена.

Исходное звено — звено размерной цепи, заданные номинальный размер и предельные отклонения которого определяют функционирование механизма и должны быть обеспечены в результате решения размерной цепи.

Подетальные размерные цепи позволяют определить точность взаимного расположения осей и поверхностей детали.

Сборочные размерные цепи позволяют определить точность взаимного расположения осей и поверхностей нескольких деталей в сборочной единице.

К плоским размерным цепям относят цепи с параллельными звеньями.

Термины, обозначения и определения размерных цепей приведены в РД 50-635-87.

Основные методы расчета размерных цепей

При расчете размерной цепи определяются величина номинального размера, величина и координата середины поля допуска и предельные отклонения замыкающего звена.

В размерных цепях, в которых должна быть обеспечена полная взаимозаменяемость, допуски рассчитываются по методу максимума-минимума. Методика расчета по этому методу достаточно проста, однако при его использовании предъявляются жесткие требования к точности составляющих звеньев. Такие требования предполагают увеличение затрат на изготовление изделий.

Если по условиям производства целесообразно назначать более широкие допуски на составляющие звенья размерных цепей, допуская при этом выход размеров замыкающего звена за пределы поля допуска у некоторой небольшой части изделий, то следует использовать теоретико-вероятностный метод.

Метод максимума-минимума

При расчете по данному методу допуск замыкающего размера определяется арифметическим сложением допусков составляющих размеров:

clip_image011

где:

clip_image013  — допуск замыкающего звена.

clip_image015 — допуски звеньев размерной цепи.

clip_image017 — коэффициент влияния i -го звена.

При расчете плоских параллельных размерных цепей clip_image017[1]= +1 для увеличивающего звена, clip_image017[2] = -1 для уменьшающего.

n — количество звеньев размерной цепи.

Метод учитывает только предельные отклонения звеньев размеров цепи и самые неблагоприятные их сочетания, обеспечивает заданную точность сборки без подгонки деталей, то есть полную взаимозаменяемость.

Теоретико-вероятностный метод

При расчете по данному методу допуск замыкающего размера рассчитывается по следующей формуле:

clip_image019

где:

clip_image013[1] — допуск замыкающего звена.

clip_image022 — допуски звеньев размерной цепи.

clip_image017[3] — коэффициент влияния i -го звена.

При расчете плоских параллельных размерных цепей clip_image017[4]= +1 для увеличивающего звена, clip_image017[5]= -1 для уменьшающего.

n — количество звеньев размерной цепи.

clip_image025 — коэффициент риска, определяющий количество бракованных деталей. Выбирается из таблиц функции Лапласа в зависимости от принятого процента риска р.

р 32 23 16 9 4.6 2.1 0.94 0.51 0.27 0.1
clip_image025[1] 1 1.2 1.4 1.7 2 2.3 2.6 2.8 3 3.3

clip_image027 — коэффициент относительного рассеяния. Зависит от принятого закона распределения размера:

— для нормального распределения (Гаусса) clip_image027[1] =1/9 ,

— для закона треугольника (Симпсона) clip_image027[2] =1/6 ,

— для закона равной вероятности или при отсутствии информации о законе распределенияclip_image027[3] =1/3 .

Интерфейс библиотеки

После запуска библиотеки на экране появится ее окно. Строка заголовка содержит название библиотеки.

Для вызова команд предназначены кнопки, которые находятся на Панели инструментов.

clip_image029 Кнопка Новый расчет Позволяет сформировать новую размерную цепь и выполнить расчет.
clip_image031 Кнопка Открыть расчет Позволяет загрузить из файла сохраненный ранее расчет.
clip_image033 Кнопка Сохранить расчет Позволяет сохранить текущий расчет в файл на диске.
clip_image035 Кнопка Добавить звено Позволяет включить размер или отрезок в размерную цепь.
clip_image037 Кнопка Замыкающее звено Позволяет указать замыкающее звено размерной цепи.
clip_image039 Кнопка Редактировать звено Позволяет изменить параметры звена.
clip_image041 Кнопка Удалить звено Позволяет удалить звено из размерной цепи.
clip_image043 Кнопка Обновить из документа Позволяет перечитать параметры звена размерной цепи из документа.
clip_image045 Кнопка Изменить в документ Позволяет передать параметры звена цепи в документ.
clip_image047 Кнопка Пересчитать Позволяет выполнить расчет размерной цепи.
clip_image049 Кнопка Отчет Позволяет отобразить результаты расчета в отдельном окне.
clip_image051 Кнопка Настройка Позволяет настроить параметры библиотеки.
clip_image053 Кнопка Справка Позволяет вызвать справочную систему библиотеки.

Основную часть окна занимает таблица расчетных значений. Сразу после запуска библиотеки эта таблица пуста.

Порядок выполнения расчетов

Чтобы рассчитать размерную цепь, можно выполнить новый расчет или загрузить с диска выполненный ранее и сохраненный. Данные для расчетов могут быть изменены.

Выполнение нового расчета

clip_image029[1] Чтобы начать новый расчет размерной цепи, нажмите кнопку Новый расчет. В окне программы появится пустая таблица расчета.

clip_image054 Нажмите кнопку Добавить звено. Укажите размер, включаемый в размерную цепь.

Совет. Чтобы включить размер в цепь, вы можете щелкнуть мышью по любому из его элементов: размерной надписи, выносной или размерной линии.

Сведения о размере появятся в таблице. По умолчанию размеру присваивается наименование, состоящее из буквы А и порядкового номера. Наименование размера может быть изменено. Для этого следует щелкнуть по нему мышью. Размер будет выделен в списке. После этого следует еще раз щелкнуть по его наименованию. В графе Наименование появится текстовый курсор. Чтобы завершить изменение наименования размера, нажмите клавишу Enter.

Укажите все размеры цепи. Эти размеры появятся в таблице окна библиотеки. Числа в наименованиях размеров будут соответствуют очередности включения их в цепь.

clip_image056 Чтобы завершить формирование цепи, нажмите кнопку Прервать команду на Панели специального управления.

clip_image057 Чтобы указать, какой размер будет замыкающим, нажмите кнопку Замыкающее звено и щелкните по любому элементу нужного размера. В таблице цвет шрифта для этого размера изменится на красный, значения всех полей, кроме поля Наименование будут очищены.

clip_image056[1] Указав замыкающий размер, нажмите кнопку Прервать команду на Панели специального управления.

clip_image047[1] Чтобы выполнить расчет, нажмите кнопку Пересчитать.

Расчет замыкающего звена будет выполнен в соответствии с параметрами, заданными при настройке библиотеки. Результаты расчета появятся в полях таблицы.

clip_image058 Вы можете передать результаты расчета в документ, нажав кнопку Обновить в документ. При этом исходные параметры размера, который был выбран в качестве замыкающего, будут изменены в соответствии с результатами вычисления.

clip_image049[1] По результатам расчета вы можете сформировать отчет. Для этого следует нажать кнопку Отчет. После этого на экране появится окно, содержащее результаты расчета и исходные данные. Команды меню этого окна позволяют сохранить отчет в файл или распечатать его.

Исходные данные для расчета, которые содержатся в таблице, могут быть изменены.

Сохранение расчета

clip_image033[1] Выполненный расчет размерной цепи может быть сохранен на диске. Для этого следует нажать кнопку Сохранить расчет.

На экране появится стандартный диалог сохранения файлов Windows. Укажите имя файла и папку для его сохранения. По умолчанию файлам расчетов присваивается расширение clc. Не рекомендуется изменять это расширение.

Изменение исходных данных

По умолчанию значения параметров звеньев размерной цепи берутся из размеров в документе. Если в документе не указано значение квалитета, оно задается настройками библиотеки.

Параметры звена могут быть изменены следующими способами:

изменение размера в документе,

изменение звена средствами библиотеки.

clip_image041[1] Звено может быть исключено из размерной цепи. Для этого следует нажать кнопку Удалить звено. При этом размер или отрезок в документе будут оставлены без изменений.

Вы можете выбрать другое звено, которое в расчете будет являться замыкающим.

clip_image037[1] Для этого следует нажать кнопку Замыкающее звено и указать новый размер или отрезок.

Изменение размера в документе

Порядок изменения размера в документе зависит от текущего состояния библиотеки.

Если библиотека была закрыта, и размер, который был включен в сохраненный расчет, изменен, то при запуске библиотеки и открытии расчета параметры размера будут обновлены в таблице автоматически.

Если размер в документе был изменен при активной библиотеке, то автоматически он не обновится. clip_image043[1] Чтобы привести параметры размера в таблице библиотеки и в документе в соответствие, следует нажать кнопку Обновить из документа.

Изменение звена цепи средствами библиотеки

clip_image059 Чтобы изменить параметры звена размерной цепи средствами библиотеки, следует выделить его в таблице и нажать кнопку Редактировать звено.

На экране появится диалог Выбор квалитета. В этом диалоге вы можете изменить параметры размера. После закрытия диалога параметры размера будут изменены в таблице.

Загрузка сохраненного расчета

clip_image060 Чтобы загрузить сохраненный расчет, нажмите кнопку Открыть расчет.

На экране появится стандартный диалог открытия файлов Windows. Укажите папку, в которой находится файл и его имя.

Открываемый из файла расчет заменит в окне библиотеки текущий. Работа с загруженным из файла расчетом аналогична выполнению нового.

Настройка библиотеки

clip_image051[1] Вы можете задать умолчательные значения параметров расчетов размерных цепей. Для этого следует нажать кнопку Настройка.

На экране появится диалог Настройки.

В группе Способ расчета выберите один из вариантов — Метод максимума/минимума или Вероятностный метод. Если выбран вероятностный метод, становятся доступными элементы управления, которые позволяют задать параметры расчета. Выберите из раскрывающегося списка Коэффициент риска значение этого коэффициента. Выберите вариант распределения вероятностей разброса параметров размеров, нажав одну из кнопок — Нормальное распределение, Распределение Симпсона или Равная вероятность.

Поле Квалитет по умолчанию содержит значение квалитета. Чтобы выбрать другой квалитет в качестве умолчательного, нажмите кнопку Изменить. Выберите новый квалитет в появившемся на экране диалоге Выбор квалитета.

Задайте при помощи счетчика Точность расчета количество знаков после запятой при отображении предельных отклонений.

Чтобы результаты расчета автоматически передавались в документ, следует включить опцию Заносить изменения в документ автоматически.

Чтобы расчет автоматически выполнялся при изменении параметров расчета, включите опцию Автоматический пересчет замыкающего звена.

В поле Разброс укажите максимальную величину несовпадения проекций размерных линий на направление размерной цепи, при которой эти размеры стыкуются в размерную цепь.

Опция Предупреждение при закрытии отчета позволяет управлять появлением на экране сообщения, которое будет предлагать сохранение отчета в файл.

Требования к объектам расчета

Расчет размерных цепей может быть выполнен только для чертежа или фрагмента.

Элементами размерной цепи могут быть проставленные линейные размеры или отрезки прямой.

Звенья цепи — размеры — должны быть параллельными. Если в качестве звена указан отрезок, непараллельный направлению цепи, его значение принимается равным длине проекции отрезка на направление цепи.

Для расчета замыкающего размера должны быть известны все составляющие размеры и их отклонения.

Значение разброса между звеньями размерной цепи не должно превышать значения, заданного при настройке библиотеки.

Звено цепи не должно стыковаться более чем с двумя звеньями.

Александр Малыгин

Объект обсуждения - программное обеспечение для выполнения автоматизированного конструкторского и технологического проектирования, разработки управляющих программ, вопросы, связанные с разработкой прикладных САПР.

4 Комментарии “САПР Компас-3D. Расчет размерных цепей

  1. Здравствуйте! Можно больше примеров в «библиотеке расчета размерных цепей», очень интересно, особенно прямая задача. Заранее спасибо.

    1. С помощью библиотеки расчета размерных цепей решается только обратная задача, библиотека проста и мне думается, что каких-либо дополнительных пояснений не требуется.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *