Геометрична невизначеність і перетворення класів контактних пар

Розглянемо обмеження пов'язані з геометричною невизначеністю контактних пар. Ця невизначеність обумовлена тим, що контури і розміри майданчиків контакту відрізняються від номінальних унаслідок похибок форми і шорсткості поверхонь, що сполучаються (рис. 4.11). Контакт в крапці насправді є плямою малого розміру l_п, а контакт по лінії має деяку ширину і розриви по довжині, розпадаючись на ряд плям. Таким чином всі види контакту мають геометричну невизначеність.

Рис. 4.11. Геометрична невизначеність контакту реальних поверхонь при контакті: а) по крапці; б) по лінії; в) по площині

Ця геометрична невизначеність знижує точність з'єднання і здатність нести навантаження. Якщо, наприклад, довжина повзуна в направляючих (рис.4.12) визначена з умови обмеження поворотів його при русі довкола осі OY по формулі

                                      (4.4)

де- похибка, що викликає поворот повзуна; В_х- довжина повзуна.

Унаслідок невизначеності положення плям контакту дійсна похибка положення повзуна зростатиме пропорційно . З метою підвищення точності роботи з'єднання в реальних конструкціях роблять вибірки на поверхнях, що сполучаються.

Рис. 4.12. Геометрична невизначеність контакту у циліндрових направляючих

Розміри виступів (рис. 4.13) роблять рівними розмірам плям контактів, що б в межах виступу не було розриву контактуючих поверхонь. Вживання вибірок не змінює клас контактної пари. Перехід до перетворених контактних пар позбавляє деталь тих же ступенів  свободи, які були і до перетворення.

Рис. 4.13. Підвищення геометричної визначеності контакту

за допомогою конструктивних вибірок

Згідно рис.4.13 виборкі зроблені:

 а) у обертальній циліндровій парі;

 б) у циліндрових направляючих.

Базування валиків або осей відповідно до рис. 4.14 на радіальну кільцеву опору малої товщини можна розглядати як контактну пару класу  .

 

Рис. 4.14. Базування валиків: а) по циліндру (зв'язок Р4) і буртику

(зв'язок Р1); б) по циліндровому поясочку (зв'язок Р2) і фланцю (зв'язок Р3)

Для обмеження останніх ступенів свободи може бути застосована ще одна опора і фланець малого діаметру, що обмежує осьове переміщення. У іншому варіанті, ступені свободи, що залишилися, віднімаються фланцем великого розміру. Для деталей призматичної форми найбільш характерне базування по площинах. Оптимальною по геометричній визначеності для цих деталей є схема базування представлена на рис. 4.15. Деталь, що базується, показана на рисунку штрихами у вигляді призми. Найбільш близькі до оптимальної схеми конструкції призматичних направляючих поступальної ходи, приведені на рис. 4.15. При цьому В_z ≤ В_y.

Рис. 4.15. Базування деталей призматичної форми: а) заміна точкових зв'язків Р1 майданчикам виступів на поверхнях, що сполучаються; б)-г) призматичні направляючі поступальної ходи.