Основы конструирования

электронный учебно-методический комплекс

Назад | На главную | Содержание | Поиск на странице | Печать | E-mail | Далее

Тема 1. Основные принципы конструирования

В природе не существует машин, механизмов и их частей, даже самых простых. Их нужно сделать из материалов, которые требуют предварительной обработки.

Прежде, чем изготовить ту или иную деталь, её необходимо мысленно представить, а затем изобразить на чертеже – иначе говоря, её нужно сконструировать.

Невозможно изложить правила конструирования, которые были бы пригодны для создания всех машин. Но можно привести основные принципы, в большей или меньшей степени применимые ко всем случаям проектирования машин и деталей.

При конструировании машин особенно важен опыт, а также прирождённое и развитое практикой чувство соразмерности отдельных деталей и их элементов. Этим чувством обладает практически каждый человек, но оно развивается вместе с опытом. Конструируя деталь, нельзя забывать о неразрывной связи почти каждой линии чертежа с воспроизведением в натуре соответствующих поверхностей из материала.

В общем виде задачи, стоящие перед конструктором, можно разбить на три основные группы: конструктивные, технологические и эксплуатационные.

Конструктивные задачи:
- разработка принципиальной схемы конструкции, обеспечивающей удобную компоновку изделия;
- простота конструктивных решений деталей и узлов с учётом удобства их сборки и разборки;
- расчленение изделия на части, обеспечивающие удобство доступа, монтажа и регулировки, а также возможность независимой параллельной сборки;
- рациональный выбор материала; назначение заготовок, обеспечивающих наименьший расход материалов и минимальные затраты на обработку;
- обоснованный выбор баз и системы простановки размеров;
- обоснование назначения шероховатости обрабатываемых поверхностей, допусков и посадок на сборочные размеры и размеры деталей;
- обеспечение целесообразной взаимозаменяемости деталей, узлов, агрегатов;
- унификация материалов, деталей и их элементов (резьб, отверстий, диаметров), узлов, агрегатов, приборов и т. д.

Технологические задачи:
- сокращение сроков подготовки производства и освоения изделия при заданном объёме выпуска;
- использование типовых и прогрессивных технологических процессов обработки материалов и сборки изделий;
- возможность применения новейших средств контроля;
- обеспечение высокого качества продукции в целом.

Эксплуатационные задачи:
- обеспечение надёжности и долговечности изделия;
- устойчивость эксплуатационных качеств;
- простота в обслуживании и ремонте;
- обеспечение безопасности жизнедеятельности персонала, эксплуатирующего изделие, обслуживающего персонала и работающих в непосредственной близости рабочих;
- обеспечение экологической безопасности изделия;
- эргономика изделия в целом и удобство пользования отдельными элементами управления;
- обеспечение возможно малой массы изделия.

Общие сведения по конструированию

Основой каждой вновь создаваемой машины должна быть наибольшая целесообразность, ясность и простота, оправданность форм и размеров, их полное соответствие действующим нагрузкам и материалам конструкции.

Каждая машина состоит из отдельных частей или деталей. В машинах их насчитываются сотни, тысячи, а иногда десятки тысяч. Среди огромного разнообразия частей машин нетрудно и запутаться, если не знать законов машиностроения. Почти в каждой машине имеется много одноименных деталей – болтов, гаек, шестерен, шкивов, валов, рычагов, подшипников и т. д. В то же время в любой машине есть и такие детали, которые не повторяются. Например, сложные автоматизированные металлообрабатывающие станки содержат тысячи разнообразных частей, и каждая из них имеет определённое назначение. Рамы, станины, корпуса, направляющие служат основанием, поддерживают движущие части. Столы, каретки и суппорты на только поддерживают укреплённые на них детали и инструменты, но и перемещаются вместе с изделием и инструментом. В каждой машине имеются механизмы и передачи, скрепляющие и соединяющие детали. Многие машины снабжены насосами, вентиляторами, осветительной арматурой, приборами для управления и т. д.

Двигатель автомобиля содержит много разных сборочных единиц: блок цилиндров, карбюратор, сцепление, коробка передач, электрооборудование и т. д. Каждую из них можно снять с машины, изменить и установить обратно. Такое расчленение машины на отдельные её составляющие узлы, агрегаты, блоки, называют узловой компоновкой. Из отдельных одинаковых узлов можно составить разные машины. Станкостроители, например, из готовых одинаковых агрегатов собирают различные металлообрабатывающие станки.

Обычно ряд деталей и узлов изготавливает тот завод, который выпускает машину, а многие детали и сборочные единицы он получает в порядке кооперирования от смежных предприятий. Это электродвигатели, насосы, компрессоры, подшипники, гидро- и пневмоцилиндры, детали крепежа, провода и многое другое.

Массовость производства и узкая специализация позволяют легче внедрять оборудование и материалы, резко сократить потери рабочего времени, повысить технико-экономические показатели работы предприятий.

Специализация и кооперирование производства способствуют развитию стандартизации и унификации деталей машин и агрегатов.