Порядок организации проведения практических занятий

Краткая характеристика рабочих мест в аудитории

Практические занятия могут проводится в аудиториях оборудованных вычислительной техникой. Тематика практических работ связана с расчетами размерных цепей, поэтому при проведении практических занятий для расчетов и построений студент может использовать программное обеспечение, такое как Scilab, SMath Studio.

Правила общения студентов с преподавателем и друг с другом

Основной формой проведения занятий является интерактивная форма. При проведении занятия приветствуется широкое взаимодействие студентов не только с преподавателем, но и друг с другом и доминирование активности студентов в процессе обучения. Место преподавателя на занятиях сводится к направлению деятельности студентов на достижение целей занятия.

Преподаватель регулирует процесс и занимается его общей организацией, даёт консультации, контролирует время и порядок выполнения намеченного плана. Участники занятия обращаются к социальному опыту – собственному и других людей, совместно решают поставленные задачи, преодолевают конфликты, находят общие точки соприкосновения.

Принципы работы на интерактивном занятии:

- занятие – не лекция, а общая работа.

- все участники равны независимо от возраста, социального статуса, опыта, места работы.

- каждый участник имеет право на собственное мнение по любому вопросу.

- нет места прямой критике личности (подвергнуться критике может только идея).

- все сказанное на занятии – не руководство к действию, а информация к размышлению.

Требования к технике безопасности. Инструктаж

При выполнении практических работ необходимо соблюдать правила требований к технике безопасности согласно следующим инструкциям:

- ИОТ 27/03-2015 «Инструкция по охране труда для пользователей персональным компьютером»;

- «Инструкция о мерах пожарной безопасности».

Инструктаж проводится на рабочем месте, после чего студент оставляет отметку об ознакомлении с правилами охраны труда в журнале инструктажа.

Порядок выполнения практических занятий

Получение задания

Задание для выполнения содержится в методических указаниях к выполнению практических работ. В начале занятия студент знакомится с текстом методических указаний по теме, при этом формирует для себя исходные данные по результатам занятия.

Выполнение заданий

Студент приступает к выполнению задания по мере ознакомления с целью, задачами, требованиями к практической работе. По мере выполнения задания преподаватель останавливает самостоятельную работу студентов с методическими указаниями для оценки эффективности принятых студентом решений. Оценка проводится коллективно в виде дискуссии при участии всех присутствующих на занятии, после чего самостоятельная работа студентов продолжается. Оценка проводится по разделам предусмотренным в методических указаниях по темам.

Представление результатов

Результаты проведенной работы представляются преподавателю для проверки в машинописном, либо в рукописном виде. Результаты должны быть четко сформулированными в результате анализа и расчетов. Для анализа задачи желательно использование таблиц, учитывающими влияющие факторы.

Критерии оценки

По результатам работы на занятии формируется отчет о проделанной работе. Преподаватель выставляет оценку «зачтено» или «не зачтено». Для получения оценки «зачтено» в отчете должны содержаться вывод, составленный на основе решения задачи, подробное решение поставленной задачи с обоснованием критериев выбора принятых решений. В случае получения оценки «не зачтено» необходимо провести работу над ошибками.

Структура и состав практикума

Практическое занятие №1.

Тема: Расчет размерных цепей методом максимума-минимума

Цель работы: Изучение метода расчета размерных цепей методом максисмума-минимума.

Оборудование, программные продукты, базы данных, необходимые для выполнения практического занятия

При выполнении задания по теме практической работы не требуется специального оборудования, программных продуктов и баз данных. По желанию студент может использовать для повышения производительности построений программные продукты, такие как SMathStudio, scilab и т.д.

Краткие сведения из теории

Размерные цепи состоят из звеньев. Их разделяют на составляющие и замыкающее звено. Составляющие звенья размерной цепи подразделяются на увеличивающие и уменьшающие.

Замыкающее звено – звено, которое непосредственно не выдерживается, а получается в результате выполнения размеров составляющих звеньев [2].

Увеличивающее звено – звено с увеличением которого замыкающее звено увеличивается [2].

Уменьшающее звено – звено с увеличением которого замыкающее звено уменьшается [2].

Исходя из положения, что размерная цепь всегда замкнута, для плоских размерных цепей, соотношение между номинальными размерами:

(1)

где А_Δ – номинальный размер замыкающего звена, мм.;

- номинальный размер увеличивающего звена, мм.;

- номинальный размер уменьшающего звена, мм.;

p – количество увеличивающих звеньев;

q – количество уменьшающих звеньев.

Наибольший размер замыкающего звена:

(2)

наименьший размер замыкающего звена:

(3)

Допуск замыкающего звена определяется:

(4)

где m – количество звеньев размерной цепи, включая замыкающее звено.

На основании формулы (4) можно сделать вывод, о том, что для обеспечения наибольшей точности замыкающего звена в размерную цепь должны входить наименьшее количество звеньев.

Верхнее отклонение замыкающего звена находится:

(5)

где - верхнее отклонение увеличивающего звена, мкм.;

- нижнее отклонение уменьшающего звена, мкм.

Нижнее отклонение замыкающего звена:

(6)

где - нижнее отклонение увеличивающего звена, мкм.;

- верхнее отклонение уменьшающего звена, мкм.

Координата середины поля допуска замыкающего звена:

(7)

где - координата середины поля допуска увеличивающего звена, мкм.;

- координата середины поля допуска уменьшающего звена, мкм.

При размерном анализе возможно решение двух задач: прямой и обратной.

Результатом решения прямой задачи является назначение допусков для составляющих звеньев размерной цепи при известных значениях номинального размера, допуска, предельных отклонений замыкающего звена.

Результатом решения обратной задачи является определение номинального размера, допуска, верхнего и нижнего отклонений замыкающего звена при известных значениях номинальных размерах и отклонениях составляющих звеньев размерной цепи. Решением обратной задачи проверяется правильность решения прямой задачи.

Метод учитывает только предельные отклонения звеньев размерной цепи и самые неблагоприятные их сочетания, обеспечивает требуемую точность замыкающего звена без какого-либо выбора, подбора или дополнительной обработки деталей, размеры которых составляют размерную цепь. Метод расчета называется методом максимума и минимума.

К преимуществам стоит отнести простоту сборки, обеспечение возможности поточной сборки и автоматизации ее, простота обеспечения изделия запасными частями.

Наиболее рациональным является применение этого метода, когда допуск замыкающего звена назначен достаточно широким, который позволяет назначать на составляющие звенья размерной цепи, выполняемые в производственных условиях допуски.

При использовании метода полной взаимозаменяемости для решения прямой задачи наибольшее распространение получили два способа: способ пробных расчетов и способ равных допусков.

а) Способ пробных расчетов. Заключается в том, что на все составляющие звенья размерной цепи назначаются экономичные допуски с учетом характера работы детали и выбранного метода ее обработки, а также предельные отклонения по усмотрению конструктора [1].

Расчет ведется в последовательности:

Назначаются экономичные допуски на составляющие звенья размерной цепи. Экономичные допуски могут быть выбраны по таблице (Приложение А);
По формуле (4) определяется значение допуска замыкающего звена . Это значение должно удовлетворять условию:

(8)

где Т_Δ – заданное, по условию задачи, значение допуска замыкающего звена, мкм.

По формуле (7) определяется координате середины поля допуска замыкающего звена . Это значение должно удовлетворять условию:

(9)

где С_Δ – заданное, по условию задачи, значение координаты середины поля допуска замыкающего звена, мкм.

При невыполнении условий (8) и (9) производится корректировка допусков и предельных отклонений всех или части размеров составляющих звеньев размерной цепи.

б) Способ равных допусков. Смысл расчета размерной цепи заключается в том, чтобы допуски на составляющие звенья размерной цепи были одного или двух ближайших квалитетов.

Допуск является произведением единицы допуска на число единиц допуска:

(10)

где k_j – количество единиц допуска (постоянная величина для одного квалитета), характеризует точность, с которой необходимо получать все составляющие звенья размерной цепи;

i_j – единица допуска, характеризует часть допуска, которая зависит от размера (Таблица 1).

Таблица 1 – Значения единицы допуска i в зависимости от размера

Интервал размеров, мм.	i_j, мкм.	Интервал размеров, мм.	i_j, мкм.	Интервал размеров, мм.	i_j, мкм.
До 3	0,55	Свыше 30 до 50	1,56	Свыше 250 до 315	3,22
Свыше 3 до 6	0,73	Свыше 50 до 80	1,86	Свыше 315 до 400	3,54
Свыше 6 до 10	0,90	Свыше 80до 120	2,17	Свыше 400 до 500	3,89
Свыше 10 до 18	1,08	Свыше 120 до 180	2,52
Свыше 18 до 30	1,31	Свыше 180 до 250	2,89

На основании формулы (4) можно записать:

(11)

Откуда количество единиц допуска:

(12)

Рассчитанное по формуле (12) значение k в общем случае не будет соответствовать определенному квалитету, поэтому для назначения квалитета точности выбирается ближайшее значение (Таблица 2).

Таблица 2 – Значения числа единиц допуска k для выбора квалитета точности

Квалитет	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17
k	7	10	16	25	40	64	100	160	250	400	640	1000	1600

Пример 1 (Рисунок 1). Назначить размер проставочного кольца (звено А₃) и выбрать допуски на звенья, составляющие размерную цепь так, чтобы обеспечивался зазор между зубчатым колесом и проставочным кольцом равный 0^+0,3мм. Дано: А₁ = 40мм.; А₂ = 50мм.

Рисунок 1 – Эскиз узла и схема размерной цепи

1. Расчет начнем с определения номинального размера проставочного кольца (звено А₃). В данной размерной цепи увеличивающим звеном является звено А₂, а уменьшающими звенья А₁ и А₃, поэтому:

Откуда номинальный размер звена :

мм.

2. Определим среднюю точность размерной цепи. По таблице 1 определим единицу допуска для каждого размера, кроме размера замыкающего звена и по формуле (12) найдем число единиц допуска:

По ближайшему числу единиц допуска из таблицы 2 выберем 10 квалитет точности. 3. Допуски размеров на звенья, составляющие размерную цепь назначим по СТ СЭВ 145-75: Т₁ = 100мкм.; Т₂ = 100мкм.

4. Найдем допуск звена . Для этого воспользуемся формулой (4):

Откуда:

мкм.

Для удобства расчетные данные сведем в таблицу.

Предельные отклонения на составляющие звенья, кроме , рекомендуется назначать, относящиеся к валам – по h, относящиеся к отверстиям – по H, остальные по – ±IT/2.

Таблица 3 – Результаты расчета размерной цепи А методом максимума-минимума.

Обозначение звена	Номинальный размер, мм.	i_j, мкм.	Обозначение основного отклонения	Квалитет	Допуск Т, мкм	Верхнее отклонение В, мкм.	Нижнее отклонение Н, мкм.	Координата середины поля допуска С, мкм.
1	2	3	4	5	6	7	8	9
	0	-	-	-	300	300	0	150
	40	1,56	h	10	100	0	-100	-50
	50	1,56	h	10	100	0	-100	-50
	10	0,9	-	9…10	100	-100	-200	-150