Условные обозначения на кинематических схемах

Введение

Кинематическая схема — это графическое изображение механической системы, отражающей взаимосвязи узлов и звеньев, участвующих в передаче движения и мощности от привода к исполнительному органу.

В машиностроении (и в станкостроении в частности) схемы применяются для описания:
главного движения и движения подачи;
кинематической цепи от электродвигателя через редуктор, муфту, вал-ось, подшипники, передачи, зубчатые колёса, червяки, винты и др.;
взаимосвязи элементов, их направления вращения, передачи, редукции, перегородок и др.

Для того чтобы кинематическая схема была однозначно понятна, на ней применяются условные обозначения элементов, звеньев, передач, валов, подшипников, муфт и т.д. Эти обозначения стандартизированы, прежде всего стандартом ГОСТ 2.770‑68 «Единая система конструкторской документации. Обозначения условные графические в схемах. Элементы кинематики».

Также важен стандарт ГОСТ 2.703‑68 (или его редакция 2011) «Правила выполнения кинематических схем».

Таким образом, наша задача — рассмотреть:

что относится к элементам кинематической схемы и их условным обозначениям;
как обозначаются передачи на схемах;
как обозначаются вал, подшипник, электродвигатель, муфта и др.;
привести таблицы с типовыми обозначениями и формулы (например, передаточное отношение) для расчётов;
показать примеры схем и ссылок на изображения;
дать рекомендации технологу-станкостроителю по составлению и чтению схем.

Элементы кинематической схемы и их условные обозначения

Что такое «элемент схемы»

Под элементом кинематической схемы понимается любое звено или узел, участвующее в передаче движения: вал, ось, стержень, шатун, зубчатое колесо, червяк, червячное колесо, шкив, ремень, подшипник и т.д.
pavel-samuta.livejournal.com

Основные требования по графическому изображению элементов указаны в ГОСТ 2.703-68: например, «валы, оси, стержни, шатуны и т.п. — сплошной основной линией толщиной s; элементы, изображенные упрощенно в виде контурных очертаний (зубчатые колёса, червяки…) — сплошной линией толщиной S/2″.

Условные графические обозначения

Согласно ГОСТ 2.770-68, для элементов машин и механизмов устанавливаются условные графические обозначения, а также обозначения характера и направления движения.
meganorm.ru

Например:

Вал или ось: обычно прямая толстая линия.
Винт: волнистая линия.
Зубчатое колесо: кружок с штрих-пунктирной линией или прямоугольник в виде упрощённого изображения.
Муфта: может быть обозначена в виде двух концентрических кружков или разделённого звена, либо с указанием муфтового соединения (в зависимости от стандарта).
Подшипник: может быть изображен в виде двух окружностей и/или соответствующих значков (но стандарта по графическому обозначению именно подшипника на кинематической схеме много нет, чаще — маркировка подшипника как деталь).
Электродвигатель: как элемент привода — изображается условно прямоугольником с обозначением «Э» или «M» (motor) + стрелка направления вращения.

Пример рисунка кинематической схемы со стандартными обозначениями:

Таблица типовых обозначений элементов

Ниже приведена упрощённая таблица — для технолога-станкостроителя — с наиболее часто встречающимися элементами и их условными обозначениями. Важно: окончательные обозначения всегда проверяются по действующему стандарту и локальным корпоративным нормам.

№	Элемент схемы	Условное обозначение*	Примечания
1	Вал / ось	Прямая толстая линия	Основной звено передачи вращения
2	Шкив + ремень	Круг (шкив) + пунктирная линия (ремень)	Указывается диаметр, число оборотов
3	Зубчатое колесо	Круг с штрих-пунктирной линией или прямоугольник	Может быть указано число зубьев, модуль (autowelding.ru)
4	Червяк + червячное колесо	Упрощённое изображение червяка + колесо	Может быть указано число заходов червяка
5	Муфта	Два соединённых звена, иногда с штрих-линией	Обозначение муфтового соединения
6	Подшипник	Окружность или пара окружностей с подпиской	Часто подписывается типом подшипника
7	Электродвигатель	Прямоугольник с буквой «M» или «Э», стрелка	Указывается мощность, частота, число оборотов

*Условные обозначения ориентировочные — уточняйте по ГОСТ 2.770-68 и внутренним стандартам.
Дополнительно: см. рисунки и примеры в источниках.

Обозначение валов, подшипников, передачи

Вал

Вал на кинематической схеме обозначается прямой сплошной линией. Часто рядом указывается обозначение «В» или «S» (shaft), номер в цепи, число оборотов. На схемах станков:

Подшипник

Хотя ГОСТ 2.770-68 не детализирует специфически подшипник, в практике станкостроения подшипники на схемах обозначают как кружок/две окружности, либо в скобках рядом с валом указывают маркировку подшипника (по ГОСТ 3189-89 и др.).

Пример:

Передачи

Передача на кинематической схеме — это соединение между ведущим и ведомым звеньями (например, шкив-ремень, зубчатое колесо-шестерня, червяк-червячное колесо). Условные обозначения зависят от типа:

ременная передача: шкивы + пунктирная линия;
цилиндрическая зубчатая передача: два зубчатых колеса, символическое изображение;
червячная передача: винт-червяк + колесо;
коническая: схематическое изображение пересекающихся осей.

Формула передаточного отношения (редукции) передачи:

i=n1/n2=z2/z1

где

𝑛1 — частота вращения ведущего звена,

𝑛2 — частота вращения ведомого звена,

𝑧1, 𝑧2 — число зубьев ведущего и ведомого звеньев соответственно.

Другой пример: шкив-ремень

i=d2/d1

где

𝑑1 и 𝑑2 — диаметры ведущего и ведомого шкивов.

На схемах часто рядом с передачей указывают её передаточное число или знак «i».

Обозначения на кинематических схемах станков

Основные виды и обозначения

Для станков (например, металлорежущих станков) применяются кинематические схемы, на которых изображаются следующие участки: привод электродвигателя → редуктор → муфта → вал главного движения → зубчатые передачи → винты подачи → суппорт и др.

На таких схемах обязательно показывают: направление вращения, передаточное отношение, номер вала, состояние зацепления, подшипники, номер позиции.

Условные обозначения на схемах станков

Вот примеры типовых обозначений, которые часто встречаются:

Электродвигатель: «M1», «Э1», прямоугольник с буквой;

Редуктор: «Ред.1», иногда обозначается пара звеньев i = …;

Муфта: “Муф-1”;

Вал: “В1”;

Подшипник: “П-В1” или “Подш. В1”;

Шкив: “Ш-1”;

Зубчатая передача: “ЗП1”;

Червячная передача: “ЧП1”;

Таблица условных обозначений передач

Ниже пример таблицы условных обозначений передач.

№	Тип передачи	Условное обозначение на схеме	Примечание
1	Шкив-ремень	Ш-1 → Ш-2 (с пунктирной линией)	указывают диаметр, i
2	Цилиндрическая зубчатая	ЗК-1 → ЗК-2	число зубьев, модуль
3	Червячная	ЧР-1 → ЧРК-1	число заходов червяка
4	Коническая	Кн-1 → Кн-2	схема пересекающихся осей

Пример на чертеже станка

В этом примере можно видеть: электродвигатель М1, через редуктор Ред.1, далее муфта, вал В1, подшипники П-В1, затем зубчатая передача ЗК-1→ЗК-2, далее винт подачи ВИ-1 и т.д. Числа i, n, z рядом с передачами.

Практические рекомендации технологу-станкостроителю

При разработке кинематической схемы станка (например, вашего металлообрабатывающего оборудования с высоким уровнем точности) обязательно использовать стандарты ГОСТ 2.770-68 и ГОСТ 2.703-68. Это обеспечит единообразие и понимание.

Обозначайте каждый элемент (вал, шкив, зубчатое колесо, муфта, подшипник) в перечне элементов схемы, с нумерацией и ссылкой на спецификацию.

Указывайте передаточные числа, число зубьев, диаметры шкивов, число оборотов валов — это важно для технологического расчёта и проверки.

Обратите внимание на качество изображений: линии разной толщины (s, s/2, s/3) — вал = s, упрощённые элементы = s/2, контур изделия = s/3.

Подшипники и муфты: хотя ГОСТ не всегда чётко показывает графическое обозначение, при вашем заводе-станкостроительном важно вводить внутреннюю документацию: например, «Подш. В1 – (роликовый, 30206)» рядом с символом.

В схемах станков полезно сопровождать условные обозначения таблицей (перечень элементов схемы) с позицией, наименование, обозначение, количество.

При заказном/ограниченном серийном производстве (как у вас, с акцентом на мебель из металла и нестандартные узлы) рекомендуем: при изменении передачи или спроектированной цепи — корректировать схему и обозначения, чтобы они соответствовали реальной сборке.

Учитывая, что вы ориентированы на высокое качество и прецизионное оборудование: при передаче схем заказчику важно снабдить её легендой (что означает каждый символ) и списком условных обозначений.