Презентация на тему "Основы расчета деталей машин"

Содержание

• 
  Слайд 1

  Тема 4

  Основы расчета деталей машин 1

• 
  Слайд 2

  План лекции

  Особенности проектирования изделий общемеханического назначения, классификация изделий по видам, конструкторские и технологические требования к изделиям, методы проектирования, стадии разработки. Основные принципы инженерных расчетов,. Технические измерения, допуски и посадки в машиностроении. Типовые сопряжения деталей. Соединения вал-втулка. 2

• 
  Слайд 3
  

  Определим базовые понятия в самом начале работы для систематизации учебного материала и во избежание двусмысленного толкования. Расположим понятия по степени сложности. ДЕТАЛЬ – (франц. detail – кусочек) – изделие, изготовленное из однородного по наименованию и марке материала без применения сборочных операций (ГОСТ 2.101-68). ЗВЕНО – группа деталей, образующая подвижную или неподвижную относительно друг друга механическую систему тел. СБОРОЧНАЯ ЕДИНИЦА – изделие, составные части которого подлежат соединению на предприятии-изготовителе посредством сборочных операций (ГОСТ 2.101-68). УЗЕЛ – законченная сборочная единица, состоящая из деталей общего функционального назначения. 3

• 
  Слайд 4
  

  МЕХАНИЗМ – система деталей, предназначенная для передачи и преобразования движения. АППАРАТ – прибор, техническое устройство, приспособление, обычно некая автономно-функциональная часть более сложной системы. АГРЕГАТ– унифицированный функциональный узел, обладающий полной взаимозаменяемостью. МАШИНА – система деталей, совершающая механическое движение для преобразования энергии, материалов или информации с целью облегчения труда. Машина характерна наличием источника энергии и требует присутствия оператора для своего управления.. 4

• 
  Слайд 5
  

  , работающая по заданной программе без оператора. РОБОТ – (чешск. robot – работник) машина, имеющая АВТОМАТ – (греч. "аутомотос" – самодвижущийся) машина систему управления, позволяющую ей самостоятельно принимать исполнительские решения в заданном диапазоне 5

• 
  Слайд 6
  

  Процесс разработки машин имеет сложную, разветвлённую неоднозначную структуру и обычно называется широким термином ПРОЕКТИРОВАНИЕ – создание прообраза объекта, представляющего в общих чертах его основные параметры. Под КОНСТРУИРОВАНИЕМ некоторые авторы понимают весь процесс от идеи до изготовления машин, некоторые – лишь завершающую стадию его подготовки. Но в любом случае цель и конечный результат конструирования – создание рабочей документации , по которой можно без участия разработчика изготавливать, эксплуатировать, контролировать и ремонтировать изделие . 6

• 
  Слайд 7

  .

  Здесь также требуется дать базовые понятия: ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ – документ, составляемый совместно заказчиком и разработчиком, содержащий общее представление о назначении, технических характеристиках и принципиальном устройстве будущего изделия. ТЕХНИЧЕСКОЕ ПРЕДЛОЖЕНИЕ – дополнительные или уточнённые требования к изделию, которые не могли быть указаны в техническом задании (ГОСТ 2.118-73). ТВОРЧЕСТВО – специфическая материальная или духовная деятельность, порождающая нечто новое или новую комбинацию известного. ИЗОБРЕТЕНИЕ – новое решение технической задачи, дающее положительный результат. 7

• 
  Слайд 8
  

  ЭСКИЗИРОВАНИЕ – процесс создания эскиза (франц. es quisse – из размышлений), предварительного рисунка или наброска, фиксирующего замысел и содержащего основные очертания создаваемого объекта. КОМПОНОВКА – расположение основных деталей, узлов, сборочных единиц будущего объекта. РАСЧЁТ – численное определение усилий, напряжений и деформаций в деталях, установление условий их нормальной работы; выполняется по мере необходимости на каждом этапе конструирования. ЧЕРТЁЖ – точное графическое изображение объекта, содержащее полную информацию об его форме, размерах и основных технических условиях изготовления. ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА – текстовый документ (ГОСТ 2.102-68), содержащий описание устройства и принципа действия изделия, а также технические характеристики, экономическое обоснование, расчёты, указания по подготовке изделия к эксплуатации. СПЕЦИФИКАЦИЯ – текстовый табличный документ, определяющий состав изделия . 8

• 
  Слайд 9
  

  ЭСКИЗНЫЙ ПРОЕКТ – первый этап проектирования (ГОСТ 2.119-73), когда устанавливаются принципиальные конструктивные и схемные решения, дающие общие представления об устройстве и работе изделия. ТЕХНИЧЕСКИЙ ПРОЕКТ – заключительный этап проектирования (ГОСТ 2.120-73), когда выявляются окончательные технические решения, дающие полное представление об изделии. РАБОЧИЙ ПРОЕКТ – полный комплект рабочей документации (текстовой и графической ГОСТ 2.102-68; 2.106-68), в которой содержится полная информация о конструкции, изготовлении, эксплуатации и ремонте машины. 9

• 
  Слайд 10
  

  ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ И ЭТАПЫ РАЗРАБОТКИ МАШИН Машины, как и другие изделия, изготавливаются только по проекту, который, в любом случае, является совокупностью графических и текстовых документов. Правила и порядок разработки, оформления и обращения этих документов устанавливается комплексом стандартов – Единой системой конструкторской документации (ЕСКД), разработанной в 70-е годы XX в [15]. Проектирование машин выполняют в несколько стадий, установленных ГОСТ 2.103-68. Для единичного производства это: Разработка технического предложения по ГОСТ 2.118-73. Разработка эскизного проекта по ГОСТ 2.119-73. Разработка технического проекта по ГОСТ 2.120-73. Разработка документации для изготовления изделия. Корректировка документации по результатам изготовления и испытания изделия. 10

• 
  Слайд 11
  

  Стадии проектирования при серийном производстве те же, но только корректировку документации приходится повторять несколько раз: сначала для опытного экземпляра, затем для опытной партии, затем по результатам изготовления и испытаний первой промышленной партии. В любом случае, приступая к каждому этапу конструирования, как и вообще к любой работе, необходимо чётко обозначить три позиции: Исходные данные – любые объекты и информация, относящиеся к делу ("что мы имеем?"). 11

• 
  Слайд 12
  

  Цель – ожидаемые результаты, величины, документы, объекты ("что мы хотим получить?"). Средства достижения цели – методики проектирования, расчётные формулы, инструментальные средства, источники энергии и информации, конструкторские навыки, опыт ("что и как делать?"). Деятельность конструктора-проектировщика обретает смысл только при наличии заказчика – лица или организации, нуждающихся в изделии и финансирующих разработку. 12

• 
  Слайд 13
  

  Теоретически заказчик должен составить и выдать разработчику Техническое Задание – документ, в котором грамотно и чётко обозначены все технические, эксплуатационные и экономические параметры будущего изделия. Но, к счастью, этого не происходит, поскольку заказчик поглощён своими ведомственными задачами, а, главное, не имеет достаточных навыков проектирования. Таким образом, инженер не остаётся без работы. 13

• 
  Слайд 14
  

  Работа начинается с того, что заказчик и исполнитель совместно составляют (и подписывают) Техническое Задание. При этом исполнитель должен получить максимум информации о потребностях, пожеланиях, технических и финансовых возможностях заказчика, обязательных, предпочтительных и желательных свойствах будущего изделия, особенностях его эксплуатации, условиях ремонта, возможном рынке сбыта. Тщательный анализ этой информации позволит проектировщику правильно выстроить логическую цепочку "Задание – Цель – Средства" и максимально эффективно выполнить проект. 14

• 
  Слайд 15
  

  Разработка Технического Предложения начинается с изучения Технического Задания. Выясняются назначение, принцип устройства и способы соединения основных сборочных единиц и деталей. Всё это сопровождается анализом научно-технической информации об аналогичных конструкциях. Выполняются кинематический расчёт, проектировочные расчёты на прочность, жёсткость, износостойкость и по критериям работоспособности. Из каталогов предварительно выбираются все стандартные изделия – подшипники, муфты и т.п. Выполняются первые эскизы, которые постепенно уточняются. Необходимо стремиться к максимальной компактности расположения и удобства монтажа-демонтажа деталей. 15

• 
  Слайд 16
  

  На стадии Эскизного Проекта выполняются уточнённые и проверочные расчёты деталей, чертежи изделия в основных проекциях, прорабатывается конструкция деталей с целью их максимальной технологичности, выбираются сопряжения деталей, прорабатывается возможность сборки-разборки и регулировки узлов, выбирается система смазки и уплотнения. Эскизный проект должен быть рассмотрен и утверждён, после чего он становится основой для Технического Проекта. При необходимости изготавливаются и испытываются макеты изделия. 16

• 
  Слайд 17

  Технический проект

  Технический Проект должен обязательно содержать чертёж общего вида, ведомость технического проекта и пояснительную записку. Чертёж общего вида должен дать сведения о конструкции, взаимодействии основных частей, эксплуатационно-технических характеристиках и принципах работы . 17

• 
  Слайд 18

  Требования к машинам и критерии их качества

  Степень соответствия требованиям характеризуют критерии качества (греч. "крит эрион" – узкое место) – некие конкретные параметры (греч. "пара мэтрос" – измеряемый), т.е. измеряемые или вычисляемые величины. Однако известно, что полное удовлетворение всех требований – абсолютно невыполнимая задача, поэтому всегда приходится идти на компромисс, обозначая главные требования и обеспечивая соответствующие им критерии качества. Отметим поэтому лишь основные требования к деталям и машинам. 18

• 
  Слайд 19

  Технологичность, экономичность,работоспособность, надежность

  ТЕХНОЛОГИЧНОСТЬ – изготовление изделия при минимальных затратах труда, времени и средств при полном соответствии своему назначению. ЭКОНОМИЧНОСТЬ – минимальная стоимость производства и эксплуатации. РАБОТОСПОСОБНОСТЬ – состояние объекта, при котором он способен выполнять заданные функции. НАДЁЖНОСТЬ – свойство объекта сохранять во времени способность к выполнению заданных функций (ГОСТ 27.002-83). 19

• 
  Слайд 20

  Основные принципы инженерных расчетов

  Чаще всего конструктор имеет дело с расчётами на прочность . Различают проектировочные и проверочные расчёты. Проектировочный расчёт выполняется, когда по ожидаемым нагрузкам, с учётом свойств материала определяются геометрические параметры деталей. Проверочный расчёт выполняют, когда известна вся "геометрия" детали и максимальные нагрузки, а с учётом свойств материала определяются максимальные напряжения, которые должны быть меньше допускаемых. 20

• 
  Слайд 21
  

  Математическая формулировка условия прочности любой детали очень проста:  [],  [] . НАПРЯЖЕНИЯ В МАТЕРИАЛЕ ДЕТАЛИ ДОЛЖНЫ БЫТЬ МЕНЬШЕ ДОПУСКАЕМЫХ Или, говоря техническим языком: Всегда, везде, при любых обстоятельствах конструктор обязан учитывать и обеспечивать такие условия работы, чтобы напряжения в материале деталей не превышали допускаемых 21

• 
  Слайд 22

  Допуски и посадки в машиностроении( определения)

  Допуск размера – разность между наибольшим и наименьшими предельными размерами, регламентируется ГОСТ. Посадкой называется характер сопряжения двух деталей, определяющий большую или меньшую свободу их относительного перемещения, или степень сопротивления их взаимному смещению.   Посадки неподвижные и подвижные. Посадки, при которых должна быть обеспечена прочность соединения сопряженных деталей, называются неподвижными.   22

• 
  Слайд 23
  

  Посадками для свободного движения, или (кратко) подвижными, называются такие, при которых предусматривается постоянное относительное движение сопряженных деталей во время их работы. В нашем машиностроении установлен и применяется ряд посадок, которые регламентируются ГОСТ. 23

• 
  Слайд 24

  Сопряжения деталей машин

  В зависимости от характера взаимного перемещения сопрягаемых поверхностей деталей различают сопряжения подвижные и неподвижные. Подвижные сопряжения характеризуются взаимными перемещениями сопряженных точек* и поверхностей контакта, обусловленными деформациями деталей и кинематикой узла. Подвижные сопряжения встречаются в конструкциях машин довольно часто, например, в зубчатых (рис.1, а) и винтовых (рис.1, б) передачах, подшипниках качения (рис. 1, в), муфтах (рис.21, г) и др. 24

• 
  Слайд 25
  

  Рис.1,а),б): 25

• 
  Слайд 26

  Рис.1, в),г):

  26

• 
  Слайд 27

  Неподвижные сопряжения

  Они тоже широко распространены в узлах машин. Их образуют путем фиксации взаимного положения сопрягаемых деталей также формозапиранием или сцеплением, которую реализуют в узлах различными конструктивными способами. 27

• 
  Слайд 28

  Соединение вал - втулка

  Муфта – устройство для соединения валов, тяг, труб, канатов и т.п. Они , как правило, воспринимают осевые силы. Ее выполняют в виде втулки с резьбой. Муфты для передачи вращающего момента выполняют нерасцепляемой постоянной, компенсирующей или подвижной, а также сцепной. Постоянная муфта представляет собой втулку, надетую на концы соединяемых валов, или жестко соединенные детали, закрепленные на концах валов. 28

• 
  Слайд 29

  Контрольные вопросы

  1.Что означают понятия: эскиз, компоновка, чертеж, пояснительная записка? 2.Содержание технического задания? 3.Требования к машинам и критерии их качества? 4.В чем состоят основные принципы инженерных расчетов? 5.Что понимают под допусками и посадками в машиностроении? 6.Какие силы воспринимает соединение вал-втулка? 29