Унификация и дифференсация конструкций машин

Под унификацией машин понимают использование в различных машинах одних и тех же сборочных единиц и деталей. Унификация позволяет увеличить объем выпуска унифицированных изделий и организовать для их изготовления специальные цеха и заводы с применением передовой технологии и организации производства. Выпуск в больших объемах одинаковых изделий на специализированных заводах открывает возможность использования более дорогого, но более производительного оборудования, инструмента и технологической оснастки, способствующих снижению трудоемкости изготовления изделий. Широко известными унифицированными изделиями являются подшипники качения, электродвигатели, детали и узлы автомобилей и т.д.

Например, Горьковский автомобильный завод использовал в грузовых автомобилях ГАЗ-51А –55%, ГАЗ-52-03 – 71%, ГАЗ-53 – 62, 3%, ГАЗ-66 – 42, 5% унифицированных деталей.

Унификация изделий приводит к существенным экономическим выгодам, получаемым в результате увеличения объемов их выпуска. Установлено, что снижение себестоимости изделий при переходе от мелкосерийного их производства к массовому достигает 75% и более.

На рисунке 7.14 показано объединение нескольких первоначально отдельных листовых рессор в унифицированную деталь. Такие гребенки листовых рессор часто встречаются в точных приборах.

Конструкция, противоположная унифицированной называться дифференциальной конструкцией.

На рисунке 7.15 показан дверной замок. Стопорная пружина (выделенная контрастной линией) служит для установки фиксатора в двух положениях: «открыто» и «закрыто». На рисунке 7.15 a система «фиксатор-стопорная пружина» состоит из двух деталей (дифференциальная конструкция), на рисунке 7.15 b показано подобное решение в унифицированной конструкции.

Объединение кулачков впускных клапанов или кулачков выпускных клапанов у двигателей внутреннего сгорания соответственно, в общий кулачковый вал (рис. 7.16 а) может служить примером унифицированной конструкции.

Чтобы еще раз пояснить различие между унифицированной и дифференциальной конструкцией, следует заметить, что для каждого кулачка также можно было бы предусмотреть собственный вал. Как показано на рис. 7.16 b , степень

унификации элемента конструкции «кулачковый вал» может повыситься еще больше, если впускные и выпускные клапаны соответствующего двигателя располагают в общем ряду; оба кулачковых вала в этом случае объединяются в один кулачковый вал.

 

Многофункциональность конструкция.

Под понятием многофункциональная конструкция понимают возможность реализации нескольких различных функций посредством одного элемента конструкции, или используя различные свойства одного и того же элемента конструкции для реализации различных функций.

В качестве примеров. Электрический кабель служит, в первую очередь, дляподвода электроэнергии, но он также в определенной степени, может служить и для передачи усилия. Как известно, оба свойства используются у светильников, закрепляя их с помощью кабеля у потолка комнаты.

Линии электропередач первоначально служили исключительно для передачи энергии. В настоящее время эти линии дополнительно применяются для передачи сообщений.

На рис. 7.17 показано многофункциональное использование коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания, а – однократное, b – двукратное c – трехкратное d – семикратное.

Рассмотренный принцип многофункциональности можно отнести и большинству известных передач.

Это означает, что даже весьма простые передачи выполняют несколько элементарных функций, не требуя для этого дополнительных операций.

Так, например, передачи, изображенные на рис. 6.18 слева, могут как уменьшать (или увеличивать) движение привода, так и реверсировать направление движения, в то время как передачи, изображенные на рисунке справа, могут только уменьшать (или увеличивать) движение.

 

Условия выбора напряженного состояния конструкции

При проектировании

Под понятием конструкция, отвечающая требованиям напряжения, обоб- щены следующие положения:

1. Напряжение детали машин на растяжение, сжатие, кручение, продольный изгиб или детали машины с какой-либо другой нагрузкой ни в одном месте не должно превышать допустимое значение.

Механические напряжения – это внутренние силы, возникающие в деформируемой детали под влиянием внешних воздействий.

Под внешними воздействиями следует понимать: статические и динамические силовые нагрузки, термические воздействия, гидравлические воздействия (гидравлический удар, кавитация, и. т. д.), вибрация, ультразвук, радиационная нагрузка и. т. д. Если напряжение детали будет превышать допустимые напряжения то материал деталь перейдет из упругого состояния, в котором он находился до появления этого превышения, в упруго – пластичное, а затем в пластичное состояние, которое, как правило, приводит к разрушению детали.

2. По возможности, следует избегать вариантов конструкций, которые по причине своей геометрической формы приводят к появлению концентраторов напряжений. Значительное увеличение напряжений (концентрация напряжений) возникает в местах резкого изменения конфигурации детали, возле отверстий, выточек.

3. Формы поперечных сечений, работающих на изгиб или кручение, необходимо конструировать таким образом, чтобы они имели максимальный момент сопротивления, при заданной площади поперечного сечения.

4. Варианты конструкций, которые при нагрузке приводят к наложениям напряженных состояний (кручение и изгиб, растяжение и изгиб и т.д.), по возможности, следует заменять вариантами конструкций с простыми напряженными состояниями.

Согласно рисунку 7.19 рычаг должен переносить силу из точки А в точку В. В форме рычага III, изображенного на рисунке 7.19, в основном возникают напряжения изгиба, в рычагах I и II дополнительно возникают напряжения кручения. Поэтому рычаги I и II должны быть усилены, для того, чтобы иметь такую же жесткость, как рычаг III.

Еще один пример поясняющий п. 4 - перенос силы стяжного болта на корпус, как это показано на рисунке 7.20.

В варианте (рис. 7.20 а) возникает дополнительный крутящий момент который увеличивает напряженное состояние конструкции. При варианте (рис. 7.20 б ) конструкция имеет более простое напряженное состояние т. е этот вариант более удачный.

 

Контрольные вопросы

1. Виды соединений элементов технических систем

2. Разновидности рычажных передач

3. В чем заключается функциональность формы рабочей поверхности

4. Технологичность формы деталей

5. Форма деталей, отвечающая требованиям сборки

6. Унификация и дифференсация конструкций машин

7. Многофункциональность конструкция.

9. Условия выбора напряженного состояния конструкции при проектировании

⇐ Предыдущая10111213141516171819Следующая ⇒

Поделиться: