Общие принципы конструирования и расчета машин

КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ

«ТЕХНОЛОГИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ»

для студентов всех специальностей

 

Утверждено
	на заседании кафедры ОКММ
	Протокол № 7 от 26.02.02

 

Краматорск ДГМА 2002

УДК 621.01

 

Карнаух С.Г. Технология проектирования: Конспект лекций. – Краматорск: ДГМА, 2002. – 72 с.

 

В конспекте лекций изложены методы проектирования, моделирования, анализа и синтеза параметров и структуры систем, основы конструирования деталей общего назначения. При этом рассматриваются выбор материала и его термообработка, рациональные формы деталей, их технологичность и точность изготовления. Рекомендуется для студентов очной и заочной форм обучения механических и экономических специальностей.

 

 

Составитель С.Г. Карнаух, доц.

СОДЕРЖАНИЕ С.

 

Введение.. 4

1 Краткое содержание дисциплины и особенности курса.. 5

2 Общие принципы конструирования и расчета машин.. 6

2.1 Понятие о проектировании и конструировании. 6

2. 2 Основные этапы создания технических объектов. 7

2.3 Общетехнические основы конструирования машин. 12

2.4 " Жизненный" цикл машины.. 14

3 Методы проектирования и конструирования.. 15

3.1 Постановка и анализ задачи. 16

3.2 Метод мозговой атаки. 18

3.3 Метод эвристических приемов. 20

3.4 Морфологический анализ и синтез технических решений. 21

3.5 Использование многоуровневых морфологических таблиц. 23

3.6 Функционально-стоимостный анализ технических систем.. 28

4 Моделирование машин и агрегатов.. 32

4.1 Модели и моделирование. 32

4.2 Физическое моделирование. 33

4.3 Коэффициенты и критерии подобия. 34

5 Составные части машины. Критерии работоспособности и расчета 38

5.1 Основные требования к конструкции деталей машин. 39

5.2 Основные критерии работоспособности деталей машин. 39

5.3 Особенности расчета деталей машин. 41

5.4 Пути повышения прочности деталей. 43

6 Точность изготовления деталей машин.. 45

6.1 Взаимозаменяемость и понятие о допусках и посадках. 45

6.2 Отклонение формы деталей и расположения поверхностей. 53

6.3 Шероховатость поверхностей деталей, ее оценка и технологические пути обеспечения 57

7 Машиностроительные материалы... 60

7.1 Термическая и химико – термическая обработка сталей. 63

8 виды испытаний свойств материала.. 64

9 Основные понятия и определения изобретательской деятельности и патентоведения 70

Перечень ссылок. 71

Введение

 

Целью курса «Технология проектирования» является изучение основ проектирования, расчета и конструирования деталей машин общего назначения с учетом режима работы и срока службы машины.

Предполагается, что менеджер будет занимать управленческие должности в отделах планово-экономической подготовки производства, технического, технологического, материально-технического обеспечения, в функциональных и линейных отделах цехов и производств, а также в научно-исследовательских лабораториях, центрах проблем стратегического управления производством, качества и конкурентоспособности. Знание основ конструирования, моделирования и проектирования обеспечивает системный подход специалиста – менеджера к решению производственных и экономических задач, позволяет переносить методы решения технических задач на экономические задачи и наоборот.

Назначение курса заключается в разработке методов проектирования, расчета и конструирования деталей и узлов, обеспечивающих совершенствование конструкции машины в целом. Основное направление дисциплины – познакомить будущих специалистов с проблемами, которые решаются в организациях машиностроительного профиля, с методами проектирования и конструирования на примере деталей и узлов общего назначения, используемых в машинах, независимо от их функций в различных областях техники.

Задача дисциплины «Технология проектирования» - изучение явлений, происходящих в соединениях деталей машин и передачах, для оценки напряженного состояния деталей и определения размеров и придания им рациональных форм, обеспечивающих заданную надежность и долговечность машин при оптимальных удельных показателях.

Полученные в результате изучения курса навыки помогут при постановке и решении задач поиска новых, наиболее эффективных конструкторско-технологических решений.

В результате изучения дисциплины студент обязан знать:

· тенденции и пути развития техники и машиностроения;

· основные факторы, которые влияют на качество и конкурентоспособность изделий;

· методы проектирования и основные этапы создания технических объектов;

· основные машиностроительные материалы и принципы их использования на производстве;

· детали и узлы общего назначения, типовые конструкции, методы конструирования;

· базовые критерии работоспособности деталей и узлов общего назначения, принципы их расчетов.

· основные машиностроительные материалы и принципы их применения.

Уметь:

§ самостоятельно конструировать простые детали и узлы машин в соответствии с техническим заданием;

§ анализировать, как учитываются при конструировании, проектировании требования технологичности, экономичности, ремонтопригодности, стандартизации, эстетики, охраны труда, экологии;

§ выбирать наиболее подходящие материалы для деталей;

§ выполнять простые расчеты с использованием справочной литературы и стандартов;

§ оформлять простую текстовую и графическую конструкторскую документацию;

§ использовать типовые программы ПЭВМ при проведении расчетов и проектировании деталей и узлов машин.

1 Краткое содержание дисциплины и особенности курса

 

Лекционная часть – методы проектирования и конструирования, методика получения расчетных формул.

Упражнения - практическое выполнение расчетов.

Курсовое проектирование – изучение конструктивных форм деталей и знакомство с конструкцией типовых узлов.Цель курсового проектирования– получить навыки конструирования и проектирования, а также графического моделирования. Объем проекта – 1-2 листа формата А1 (конструкционная проработка основных узлов одноступенчатого редуктора) и расчетно-пояснительная записка на 25-30 с.

Таблица 1 - Учебный план курса

Очное отделение (специальность МЕНЕДЖЕРЫ – 2-й курс)	Заочное отделение (специальность МЕНЕДЖЕРЫ – 2-й курс)
Лекции – 51 час (3 часа в неделю)	Лекции – 32 часа
Практические занятия – 17 часов (1 час в неделю)	Практические занятия – 12 часов
РГР – 3 (по 4-6 часов на выполнение каждой)	РГР – 1 (10 часов)
Экзамен в конце 3-го семестра	Зачет в конце 3-го семестра
Курсовая работа в 4-ом семестре с защитой (дифференцированный зачет)	Курсовая работа в 4-ом семестре с защитой (дифференцированный зачет)

Проверка текущей успеваемости: решение практических задач по карточкам текущего контроля по всем темам лекционного курса.

Особенности курса «Технология проектирования» - инженерный, прикладной. Базируется на ранее изученных студентами дисциплинах: математике, физике, машиностроительном черчении, системе технологий.

Общие принципы конструирования и расчета машин

Постановка и анализ задачи

 

Правильная постановка творческой инженерной задачи — это половина ее решения. Она выполняется за ряд операций.

Операция 1. Описание проблемной ситуации. Эта операция представляет собой самую предварительную краткую формулировку задачи, в которой должны содержаться ответы на следующие вопросы:

1 В чем состоит затруднение или проблемная ситуация и какова ее предыстория?

2 Что требуется сделать для устранения проблемной ситуации, т. е. какую потребность нужно удовлетворить?

3 Что мешает устранению проблемной ситуации или достижению цели?

4 Что дает решение задачи для людей, предприятия, народного хозяйства и т. д.?

Операция 2. Четкая и краткая характеристика технического средства, с помощью которого можно удовлетворить возникшую потребность.

Операция 3. Выбор прототипа и составление списка требований. При этом в первую очередь используются существующие в практике изделия на уровне лучших мировых образцов, аналогичные технические решения в ведущем классе технических объектов (ТО). Ведущий класс ТО по сравнению с рассматриваемым имеет близкую функцию и более высокий технический уровень. Например, для автомобилестроения ведущим классом может быть авиация, для строительства — машиностроение. При выборе прототипов рекомендуется использовать МКИ (международную классификацию изобретений), патентные описания за последние 5—10 лет (как по рассматриваемому, так и функционально близким классам ТО), каталоги выставок и т.д.

Операция 4. Составление списка недостатков прототипа. Как следует из закона прогрессивной конструктивной эволюции ТО, каждый используемый ТО обычно имеет некоторый список недостатков, устранение которых обеспечивает получение новой улучшенной модификации ТО. При выполнении этой операции необходимо стремиться выявить все недостатки прототипа, которые могут быть устранены в новом изделии, т. е. для каждого прототипа следует указать:

· критерии развития ТО;

· показатели, не соответствующие сформулированной функции;

· факторы, снижающие эффективность или затрудняющие использование прототипа;

· показатели, которые желательно улучшить.

Для каждого критерия, показателя и фактора следует дать по возможности количественную оценку с перспективой на будущее. Перечень требующих улучшения критериев, показателей и факторов с их количественной оценкой будем называть списком недостатков прототипа. Полученный список недостатков необходимо упорядочить по степени важности их устранения и выделить самые важные недостатки, устранение которых будем считать главными целями решения задачи.

Операция 5. Предварительная формулировка задачи. Кратко обобщаются результаты, полученные при выполнении операций 1—4. При этом задача традиционно содержит две части: «дано» и «требуется». Такое обобщение дает комплексное и легко обозримое представление о задаче, что способствует продуктивной работе.

 

Метод мозговой атаки

 

Современные методы мозговой атаки (МА) возникли и были развиты в США. Их основателем считается морской офицер А. Осборн, который во время второй мировой войны был капитаном небольшого транспортного судна. Однажды судно под его командованием везло груз в Европу и оказалось без надежной охраны и прикрытия. В это время была получена радиограмма о скором нападении немецких подводных лодок. А. Осборн собрал всех на палубе, сообщил о готовящемся нападении и попросил каждого подумать и высказать свои соображения по поводу того, что необходимо сделать, чтобы предотвратить гибель судна, которое не имело эффективных средств защиты. Один из матросов сказал, что нужно всей команде встать вдоль борта, к которому будет приближаться торпеда, дружно " дуть" на торпеду и «отдуть ее в сторону» [10].

На этот раз встреча с подводными лодками не была роковой. Однако высказанная матросом смешная абсурдная идея оказалась плодотворной. Когда судно вернулось на свою базу, А. Осборн по разработанным в пути эскизам изготовил вентилятор, создающий мощный направленный поток воды, и этим вентилятором в одном из рейсов действительно «отдул» торпеду от борта.

Так у А. Осборна родилась идея создания метода коллективного поиска идей для устранения затруднительных ситуаций. После войны он разработал метод мозговой атаки и создал свою школу подготовки изобретателей и рационализаторов.

Методы МА представляют собой эмпирически найденные эффективные способы решения творческих задач. С точки зрения психологии, кибернетики и других наук феномен МА остается белым пятном, которое требует серьезного и глубокого изучения. Такие исследования несомненно обеспечат значительное повышение эффективности этого популярного и широко распространенного метода.

Изучение методов МА не требует специальной подготовки, и они осваиваются легко и быстро как учащимися средних школ и молодыми рабочими, так и опытными конструкторами. В последнее время оправдали себя и прогрессивно развиваются различные формы коллективного технического творчества (творческие группы, бригады и т. п.). Для этих форм метод МА представляется наиболее естественным и подходящим. И еще одно достоинство МА — универсальность метода и весьма широкая область его применения.

Формулировка задачи. Постановка задачи перед творческой группой — участниками МА - может иметь самую различную форму и содержание. Однако в ней должны быть четко сформулированы два момента:

· что в итоге желательно получить или иметь;

· что мешает получению желаемого.

Важно, чтобы перед сеансом МА имелась достаточно исчерпывающая четкая постановка задачи, желательно в документальном виде. Постановка задачи для МА должна также отличаться краткостью изложения.

Формирование творческой группы. Наиболее эффективное число участников в творческой группе для проведения сеанса МА составляет 5—12 человек, хотя допустимо и меньшее (до 3) и большее число участников.

Как правило, творческие группы состоят из двух подгрупп: постоянное ядро группы и временные члены. Ядро группы постепенно отбирается при решении различных задач методом МА. В ядро группы входят ее руководитель и сотрудники, легко и плодотворно генерирующие идеи, а также хорошо знающие и соблюдающие правила игры (правила для участников сеанса МА).

Временные члены служат необходимым и гармоничным дополнением к ядру группы, обеспечивающим выполнение следующих рекомендаций:

· число специалистов по решаемой задаче должно быть не более половины;

· в состав группы целесообразно включать специалистов-смежников (конструкторы, технологи, экономисты, снабженцы и. т. д.), которые обеспечат комплексное и всестороннее рассмотрение задачи.

Организация проведения МА. Приглашать на совещание (сеанс МА) желательно за 2—3 дня с изложением сути задачи. Совещание имеет следующий порядок проведения и соответствующие затраты времени на отдельные мероприятия:

· представление участников совещания друг другу и ознакомление их с правилами проведения сеанса МА (5—10мин);

· постановка задачи ведущим с ответами на вопросы (10—15 мин);

· проведение МА (20—30 мин);

· перерыв (10 мин);

· составление отредактированного списка идей (30— 45 мин).

После сеанса проводится быстрое коллективное редактирование полученного списка идей с полукритическим отношением. При этом участники МА быстро отбрасывают наименее приемлемые и абсурдные идеи. Они могут также усилить и конкретизировать высказанные идеи и дополнить список новыми идеями, возникшими во время редактирования. Все полученные идеи желательно разделить на три группы: наиболее приемлемые и легко реализуемые для решаемой задачи, наиболее эффективные и перспективные, прочие.

Отредактированный и оформленный список передается заинтересованным лицам для дальнейшей более детальной оценки и проработки с точки зрения патентоведения и использования в проектно-конструкторских разработках.

После принятия решения об оформлении отдельных идей (в виде рационализаторских предложений, заявок на изобретение, технических предложений для проектирования и т. д.) уточняется и определяется список авторов с руководителем группы, а затем согласуется со всей творческой группой, участвовавшей в сеансе МА.

 

Метод эвристических приемов

 

С давних времен человек (конструктор) пытался найти улучшенное техническое решение путем логического анализа недостатков и их устранения или путем поиска и наблюдения аналогичного решения в природе либо в другой области техники, или путем случайных изменений прототипа [10].

Все эти не очень систематизированные попытки поиска улучшенного решения называют методом «проб и ошибок». На основе этого древнего способа в 40—50-х годах возник метод эвристических приемов (ЭП).

Рассмотрим примеры решения с помощью ЭП.

Задача 1. Снятие гипсовых повязок связано с двумя неудобствами:

при распиливании повязки можно повредить тело;

при разбивании причиняется боль и может быть повреждена слабо сросшаяся кость.

Требуется изобрести способ, устраняющий указанные неудобства.

Для решения этой задачи подходят два эвристических приема.

Прием 1 - изменить направление действия рабочей силы или среды; прием 2 - заранее расставить объекты так, чтобы они могли вступить в действие с наиболее удобного места и без затрат времени на их доставку.

Решение. Для предупреждения травм и облегчения снятия повязки проволочную пилу помещают в предварительно смазанную подходящей смазкой трубку, выполненную, например, из полиэтилена, и заранее загипсовывают под повязку при ее наложении. Распиливать повязку можно от тела наружу.

Способы решения, открытые различными изобретателями, имеет смысл собирать, обобщать и обучать им начинающих изобретателей. Именно на этих свойствах основывается метод эвристических приемов, который интегрирует в методически доступной форме опыт многих изобретателей. Метод эвристических приемов разработан и нашел широкое распространение в бывшем СССР. Известно около десяти его модификаций.

 

Сбор и анализ информации

В соответствии с ФСА в себестоимости любого изделия кроме минимальных затрат, абсолютно необходимых для выполнения изделием заданных функций, всегда имеются лишние затраты, вызванные главным образом несовершенством конструкций, для определения которых необходимо прежде всего четко сформулировать функции изделия, которые делятся на четыре группы: главные, основные, вспомогательные, лишние.

Главные функции имеют главные элементы, к которым относятся рабочие органы и другие элементы, которые непосредственно взаимодействуют с предметом обработки и другими объектами окружения. При этом: 1) функция главных элементов, как правило, совпадает с функцией ТС или в значительной мере зависит от функции ТС; 2) объекты окружения для главных элементов чаще всего совпадают с объектами, на которые направлено действие ТС. В табл. 4 приводится пример анализа функций шарикоподшипника. Подшипник разделен на элементы с указанием возможности окружения и главных элементов. Функция шарикоподшипника – снизить момент вращения втулки вокруг оси. Основные функции (Ф1-Ф3) относятся к элементам, которые непосредственно обеспечивают работу главных элементов; при отключении любой основной функции главная функция в принципе не может быть реализована. Вспомогательные функции (Ф4) относятся к элементам, которые делают реализацию главной или основной функции более эффективной, более привлекательной для потребителя. При исключении узкой вспомогательной функции работоспособность ТС сохраняется, но ухудшаются некоторые показатели качества. Лишние функции относятся к элементам, которые не играют существенной (или не играют никакой) роли в обеспечении работоспособности ТС и повышении ее качества; таким образом, при исключении лишней функции и соответствующих элементов показатели качества не ухудшаются, а некоторые могут быть улучшены.

Таблица 4–Анализ функций шарикоподшипника

Элемент	Функция
Обозначение	Наименование	Обозначение	Описание
Е0	Шарики	Ф0	Снижает момент вращения втулки относительно оси
Е1	Внешнее кольцо	Ф1	Обеспечивает качение втулки по шарикам
Е2	Внутреннее кольцо	Ф2	Обеспечивает качение шариков по оси вала
Е3	Сепаратор	Ф3	Обеспечивает равное удаление шариков друг от друга
Е4	Защитное кольцо	Ф4	Оберегает зону качения от загрязнения

Стоимость функции понимают как все затраты, связанные с реализацией функции. Существуют два способа оценки стоимости функций. Первый – метод прямого расчета затрат на основе стоимости материалов, операций технологического процесса и т.д. Несмотря на высокую точность этого метода, часто не удается (в связи с трудностью получения информации) расчетным путем определить стоимость функций. В связи с этим чаще используется менее трудоемкий и более универсальный метод экспертных сравнений стоимостей функций различных изделий.

Модели и моделирование

 

После выбора рациональных вариантов решения технической задачи возникает задача детализации машины, проектирования структурных элементов и связей между ними. Этот этап называется внутренним проектированием [5-9].

Процесс детализации представления о машине соответствует переходу от одного уровня внутреннего проектирования к другому. На каждом из этих уровней интенсивно применяются методы моделирования, которые выступают как средство определения характеристик, свойств и состояния проектируемой машины или ее фрагмента.

Моделирование – это исследование машин и процессов на моделях. Содержание модели заключается в том, чтобы по результатам исследований сделать заключение о работе машины и соответствующих явлениях и процессах в реальных условиях.

Различают физическое и математическое моделирование.

При физическом моделировании процессы, протекающие в оригинале-объекте и модели, имеют одинаковую физическую природу. Модель отличается от оригинала масштабом. Она строится исходя из условий подобия. При этом соотношения параметров, характеризующих определенные процессы в модели и оригинале, подбираются по критериям подобия.

Математической моделью считают упрощенное изображение в математической форме наиболее существенных сторон реальной физической системы, которые определяют рассматриваемые характеристики. Модель представляет собой совокупность математических выражений, которые описывают процесс функционирования машины и позволяют оценить ее качество.

Физическое моделирование

 

Наиболее важными видами физического моделирования являются натурное, или макетное, и экспериментальное моделирование.

При макетном моделировании изготовляют макет, который представляет собой физическую модель исследуемой машины или ее элементов (частей, узлов) в масштабе. По результатам исследований макета, подобного реальной конструкции, делают вывод о целесообразности того или иного конструктивного решения.

Очень эффективным является макетное моделирование при поиске систем управления оборудованием. Оно позволяет подобрать основные элементы системы и отладить их взаимосвязь. Достоверность рекомендаций, полученных при макетировании, зависит от правильности расчетов значений коэффициентов подобия, при помощи которых результаты исследований макета переносятся на реальную конструкцию. Ограничения возможностей макетирования в основном проявляются при имитации технических процессов, а также при варьировании конструктивных параметров.

Экспериментальное моделирование заключается в отработке конструкции машины на стенде, который имитирует ее основные узлы и условия работы. Уменьшение стоимости экспериментального стенда достигается за счет изготовления только тех узлов, работоспособность которых вызывает сомнения.

Конечный вывод о работоспособности машины может дать только производственный эксперимент.

Достоинством экспериментального моделирования является максимальная достоверность технических решений, что позволяет значительно сократить время и материальные затраты на доработку машины. Основные недостатки – более низкие, чем при макетировании, возможности экспериментальной установки в части варьирования конструктивных решений и значительная стоимость. Экспериментальное моделирование особенно выгодно при разработке новых технологий и конструкторских решений.

К физическому моделированию относятся механические, гидравлические, электродинамические, тепловые и другие разновидности моделирования.

Отдельными видами физического подобия являются геометрическое подобие (подобие геометрических элементов фигур или тел), кинематическое подобие (подобие скоростей для рассматриваемых движений), динамическое подобие (подобие систем действующих сил или силовых полей).

Механическое подобие включает в себя геометрическое, кинематическое и динамическое подобие.

 

Конструктивные мероприятия

Основные принципы образования конструктивных форм деталей машин:

1 Форма детали должна обеспечивать, по возможности, равнопрочность всех ее сечений. Поскольку построение таких конструкций связано с технологическими сложностями, то «равнопрочные» детали заменяют более технологичными – ступенчатыми, которые описывают их теоретические контуры.

2 Не следует допускать резких изменений форм и размеров сечений. В противном случае в зоне сопряжения смежных участков детали наблюдается значительная концентрация напряжений. Следует выбирать эффективные формы переходных кривых.

3 Для равномерного распределения силового потока по объему детали следует отводить его из зон возможной концентрации напряжений, придавая деталям соответствующую форму.

4 С целью достижения равномерного распределения нагрузки в местах возможной концентрации напряжений деталям придают такую форму, чтобы под нагрузкой, из-за деформации, контакт был оптимальным.

5 Объемная прочность тесно связана с поверхностной прочностью. В большинстве случаев поверхностный слой является более нагруженным и причиной разрушения детали служит повреждение поверхности. В связи с этим следует стараться уменьшить неравномерность распределения нагружения и увеличивать сопротивляемость контактных поверхностей внешним силам.

6 Подбирая формы контактирующих поверхностей, можно достигнуть более равномерного распределения давления. Например, в неподвижных соединениях большую площадь контакта целесообразно разделить на несколько участков. В других случаях контактирующим поверхностям заранее придается расчетное отклонение от правильной формы для компенсации изменения взаимного их положения при деформации под нагрузкой.

Технологические пути

Используют два основных вида технологических методов увеличения прочности деталей:

Ø повышение твердости поверхностных слоев с помощью термической и химико-термической обработки;

Ø увеличение объемной прочности за счет механической, термической и химико-термической обработки.

Перечень ссылок

 

1 Павлище В.Т. Основи конструювання та розрахунок деталей машин. – К.: Вища школа, 1993. – 556 с.

2 Решетов Д.Н. Детали машин. – М.: Машиностроение, 1989. – 496 с.

3 Иванов М.Н. Детали машин.- М.: Высшая школа, 1991. – 526 с.

4 Заблонский К.И. Детали машин. – Одеса: Астропринт, 1999.- 404 с.

5 Таленс Л.Ф. Работа конструктора. – М.: Машиностроение, 1987. – 220 с.

6 Борисов В.И. Общая методология конструирования машин. – М.: Машиностроение, 1978. – 348 с.

7 Орлов П.И. Основы конструирования: Справочно – метод. пособие: В 2 кн. / Под ред. П. Н. Учаева. – М.: Машиностроение, 1988.

8 Анурьев В.И. Справочник конструктора – машиностроителя: В 3 т. – М.: Машиностроение, 1982.

9 Моисеева Н. К. Выбор технических решений при создании новых изделий.- М.: Машиностроение, 1980. – 180 с.

10 Половинкин А.И. Основы инженерного творчества. – М.: Машиностроение, 1988. – 368 с.

11 Ловейкін В.С., Назаренко І.І., Онищенко О.Г. Теорія технічних систем: Навч. посібник. – Київ: ІЗМН; Полтава: ПВТУ, 1998. – 175 с.

12 Джонс Дж. К. Методы проектирования: Пер. с англ. – М.: Мир, 1986. – 325 с.

13 Коренков И.П. Введение в автоматизированное проектирование технических устройств и систем. – М.: Высш. школа, 1985. – 235 с.

14 Кузнецов Ю.Н. Методы создания технических систем. – К.: ЗМОК, 1998. – 80 с.

15 Дабагян А.В. Проектирование технических систем. – М.: Машиностроение, 1986. – 256 с.

16 Прахов Б.Г., Зенкин Н.М. Изобретательство и патентоведение. – К.: Техника, 1988. – 253 с.

17 Чернин И.Н., Кузьмин А.В., Ицкович Г.М. Расчеты деталей машин. –Минск.: Вышейш. школа, 1978. – 593 с.

18 Мархель И.И. Детали машин.-М.: Машиностроение, 1986.-446с.

19 Романов М.Я. и др. Сборник задач по деталям машин. - М.: Машиностроение, 1984. – 240 с.

20 Иоселевич Г.Б. Детали машин. – М.: Машиностроение, 1988. – 368 с.

КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ

«Технология проектирования»

для студентов всех специальностей

 

 

Составитель Сергей Григорьевич Карнаух

Редактор Нелли Александровна Хахина

 

108/2002 Подп. в печ.________ Формат .

Офсетная печать. Усл. печ. л. 4, 8 Уч. изд. л. 3, 0

Тираж _____экз. № заказа______

ДГМА. 84313, г. Краматорск, ул. Шкадинова, 72

КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ

«ТЕХНОЛОГИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ»

для студентов всех специальностей

 

Утверждено
	на заседании кафедры ОКММ
	Протокол № 7 от 26.02.02

 

Краматорск ДГМА 2002

УДК 621.01

 

Карнаух С.Г. Технология проектирования: Конспект лекций. – Краматорск: ДГМА, 2002. – 72 с.

 

В конспекте лекций изложены методы проектирования, моделирования, анализа и синтеза параметров и структуры систем, основы конструирования деталей общего назначения. При этом рассматриваются выбор материала и его термообработка, рациональные формы деталей, их технологичность и точность изготовления. Рекомендуется для студентов очной и заочной форм обучения механических и экономических специальностей.

 

 

Составитель С.Г. Карнаух, доц.

СОДЕРЖАНИЕ С.

 

Введение.. 4

1 Краткое содержание дисциплины и особенности курса.. 5

2 Общие принципы конструирования и расчета машин.. 6

2.1 Понятие о проектировании и конструировании. 6

2. 2 Основные этапы создания технических объектов. 7

2.3 Общетехнические основы конструирования машин. 12

2.4 " Жизненный" цикл машины.. 14

3 Методы проектирования и конструирования.. 15

3.1 Постановка и анализ задачи. 16

3.2 Метод мозговой атаки. 18

3.3 Метод эвристических приемов. 20

3.4 Морфологический анализ и синтез технических решений. 21

3.5 Использование многоуровневых морфологических таблиц. 23

3.6 Функционально-стоимостный анализ технических систем.. 28

4 Моделирование машин и агрегатов.. 32

4.1 Модели и моделирование. 32

4.2 Физическое моделирование. 33

4.3 Коэффициенты и критерии подобия. 34

5 Составные части машины. Критерии работоспособности и расчета 38

5.1 Основные требования к конструкции деталей машин. 39

5.2 Основные критерии работоспособности деталей машин. 39

5.3 Особенности расчета деталей машин. 41

5.4 Пути повышения прочности деталей. 43

6 Точность изготовления деталей машин.. 45

6.1 Взаимозаменяемость и понятие о допусках и посадках. 45

6.2 Отклонение формы деталей и расположения поверхностей. 53

6.3 Шероховатость поверхностей деталей, ее оценка и технологические пути обеспечения 57

7 Машиностроительные материалы... 60

7.1 Термическая и химико – термическая обработка сталей. 63

8 виды испытаний свойств материала.. 64

9 Основные понятия и определения изобретательской деятельности и патентоведения 70

Перечень ссылок. 71

Введение

 

Целью курса «Технология проектирования» является изучение основ проектирования, расчета и конструирования деталей машин общего назначения с учетом режима работы и срока службы машины.

Предполагается, что менеджер будет занимать управленческие должности в отделах планово-экономической подготовки производства, технического, технологического, материально-технического обеспечения, в функциональных и линейных отделах цехов и производств, а также в научно-исследовательских лабораториях, центрах проблем стратегического управления производством, качества и конкурентоспособности. Знание основ конструирования, моделирования и проектирования обеспечивает системный подход специалиста – менеджера к решению производственных и экономических задач, позволяет переносить методы решения технических задач на экономические задачи и наоборот.

Назначение курса заключается в разработке методов проектирования, расчета и конструирования деталей и узлов, обеспечивающих совершенствование конструкции машины в целом. Основное направление дисциплины – познакомить будущих специалистов с проблемами, которые решаются в организациях машиностроительного профиля, с методами проектирования и конструирования на примере деталей и узлов общего назначения, используемых в машинах, независимо от их функций в различных областях техники.

Задача дисциплины «Технология проектирования» - изучение явлений, происходящих в соединениях деталей машин и передачах, для оценки напряженного состояния деталей и определения размеров и придания им рациональных форм, обеспечивающих заданную надежность и долговечность машин при оптимальных удельных показателях.

Полученные в результате изучения курса навыки помогут при постановке и решении задач поиска новых, наиболее эффективных конструкторско-технологических решений.

В результате изучения дисциплины студент обязан знать:

· тенденции и пути развития техники и машиностроения;

· основные факторы, которые влияют на качество и конкурентоспособность изделий;

· методы проектирования и основные этапы создания технических объектов;

· основные машиностроительные материалы и принципы их использования на производстве;

· детали и узлы общего назначения, типовые конструкции, методы конструирования;

· базовые критерии работоспособности деталей и узлов общего назначения, принципы их расчетов.

· основные машиностроительные материалы и принципы их применения.

Уметь:

§ самостоятельно конструировать простые детали и узлы машин в соответствии с техническим заданием;

§ анализировать, как учитываются при конструировании, проектировании требования технологичности, экономичности, ремонтопригодности, стандартизации, эстетики, охраны труда, экологии;

§ выбирать наиболее подходящие материалы для деталей;

§ выполнять простые расчеты с использованием справочной литературы и стандартов;

§ оформлять простую текстовую и графическую конструкторскую документацию;

§ использовать типовые программы ПЭВМ при проведении расчетов и проектировании деталей и узлов машин.

1 Краткое содержание дисциплины и особенности курса

 

Лекционная часть – методы проектирования и конструирования, методика получения расчетных формул.

Упражнения - практическое выполнение расчетов.

12345678910Следующая ⇒

Поделиться: