🗊Презентация Детали приборов и основы конструирования

Детали приборов и основы конструирования Иллюстративный материал к курсу лекций для студентов заочной формы обучения

Список рекомендуемой литературы Дунаев, П. Ф. Конструирование узлов и деталей машин: Учеб. пособие для техн. спец. вузов /П.Ф. Дунаев, О.П. Леликов.-7-е изд.,испр. : учебник / П.Ф. Дунаев, О.П. Леликов. - Изд.7-е,испр. - М. : Выcшая школа, 2001. - 447 с. Балдин, В. А., Детали машин и основы конструирования. Передачи: учеб. пособие для вузов /В.А. Балдин, В.В. Галевко : учебное пособие / В.А. Балдин. - М. : ИКЦ "Академкнига", 2006. - 332 с. Анурьев В.И. Справочник конструктора - машиностроителя. В 3-х т. -М.: Машиностроение, 2001

Термины и определения Конструирование – творческий процесс формирования устройства и взаимного распределения частей чего-либо. Конструкция – состав или устройство чего-либо. Проектирование – творческий процесс создание какой-либо машины предназначенной для определенного использования с заданными технико-экономическими показателями. Проект – совокупность документов необходимых для создания какого-либо изделия.

Выписка из РУП

Контроль текущей успеваемости

Рейтинговая оценка Семестровый рейтинг: Можно повысить семестровый рейтинг: дополнительные бонусные баллы за выполнение домашних заданий (в срок), за активную работу на практических занятиях Допуск к зачету: Rсем30 Итоговый рейтинг:

Термины и определения Конструирование – творческий процесс формирования устройства и взаимного распределения частей чего-либо. Конструкция – состав или устройство чего-либо. Проектирование – творческий процесс создание какой-либо машины предназначенной для определенного использования с заданными технико-экономическими показателями. Проект – совокупность документов необходимых для создания какого-либо изделия.

Термины и определения Машина – устройство, выполняющее механические движения с целью преобразования энергии материалов или информации.

Термины и определения Энергетические машины – это машины, которые преобразуют любой вид энергии в механическую или наоборот. Рабочие машины: Технологические рабочие машины – это рабочие машины, преобразующие форму, свойства или положение материалов. Транспортные рабочие машины – это рабочие машины, которые изменяют положение материалов с целью перемещения в пространстве. Информационные рабочие машины – это рабочие машины, выполняющие механическое движение с целью преобразования информации. (накапливают и преобразуют информацию для организации, контроля, управления технологическими процессами)

Термины и определения Приборы - механические устройства, осуществляющие функции: измерения, контроля, регулирования и управления. По назначению приборы можно разделить на следующие группы: 1. Измерительные приборы, которые служат для прямого или косвенного сравнения измеряемой величины с единицей измерения. Например, гальванометры, термометры, манометры. 2. Контрольные приборы, при помощи которых определяется находится ли значение контролируемой величины в заданных пределах или нет. Например, приборы для контроля размеров, электрического сопротивления, веса.

Термины и определения 3. Регулирующие приборы, посредством которых значение регулируемой величины автоматически поддерживается в заданных пределах обусловленных ходом процесса. Например: регуляторы скорости, давления, температуры. 4. Управляющие приборы, которые по заранее заданной программе или в зависимости от условий хода процесса осуществляют изменение какой-либо величины, характеризующей процесс. 5. Специальные приборы, применяющиеся при научных исследованиях и в установках специального назначения

Структурная схема прибора ЧЭ - чувствительный элемент; П – преобразователь; У – усилитель; ЭЦ – измерительная электрическая цепь; ИП – источник питания; ИМ - измерительный механизм с отсчетным или регистрирующим устройством. 1 - датчик; 2 - измеритель

ПРИБОРЫ Принцип работы большинства приборов заключается в том, что реакция чувствительного элемента на изменение измеряемой величины выражается в механическом перемещении. Непосредственное измерение этих малых перемещений с высокой точностью невозможно без усилителя – передаточного механизма, увеличивающего эти перемещения, и передающего их на отсчетное устройство. Усилителем в механических приборах служит множительный зубчатый или шарнирно-рычажный механизм. Иногда передаточный механизм прибора используется для выравнивания шкалы прибора путем преобразования неравномерного перемещения чувствительного элемента в равномерное движение стрелки.

Приборы и установки чаще всего состоят из трех основных частей. Приборы и установки чаще всего состоят из трех основных частей. В установке - двигатель, передаточный механизм, исполнительный орган. В приборе - датчик, передаточный механизм, отсчетное устройство. Передаточный механизм является составной частью любой установки и прибора. Передаточные механизмы приборов и установок обладают общими для всех механизмов или определенных групп признаками, позволяющими разработать общие методы их исследования и проектирования. Применение общих методов возможно при четкой классификации всех существующих механизмов.

Термины и определения Механизм – система твердых тел предназначая для преобразования заданного движения одного или нескольких тел в требуемое движение других тел. Узел (сборочная единица) - часть механизма, установки состоящая из нескольких более простых элементов (деталей). Деталь – изделие, изготовленное без применения сборочных операций. Соединение – разъемное или неразъемное сочленение деталей с целью образования сборочных единиц, увеличение размеров или изменение условий эксплуатации. Неразъемное соединение – это соединение, не допускающее расчленение деталей без повреждения элементов крепежа или самих деталей. Разъемное соединение – это соединение, допускающее многократную сборку и разборку без разрушения элементов крепежа или самих деталей.

Термины и определения Фланец – соединительная часть трубопроводов или валов, выполняющаяся, как правило, за одно с основной деталью, чаще всего имеет форму плоского кольца с отверстиями для крепежных элементов, обеспечивает герметичность и прочность соединения. Заклепка - крепежная деталь неразъемного соединения, обычно состоит из заклепочной головки и стержня. Клепка – процесс создания заклепочного соединения путем расклепывания заклепок. Сварка – процесс получения неразъемного соединения деталей при их местном нагреве либо пластической деформации в результате установления межатомных связей в месте соединения деталей. Натяг – положительная разность между соответствующими размерами охватываемой и охватывающей поверхностями до сборки. Зазор - положительная разность между размерами охватывающей и охватываемой поверхностями .

Термины и определения Резьба – чередующиеся выступы и впадины расположенные по поверхности тел вращения по винтовой линии. Резьба бывает: прямоугольная, трапецеидальная, треугольная, круглая; однозаходная, многозаходная; крепежная, силовая, ходовая; правая и левая.  Клин – простейшая деталь с рабочими гранями в виде наклонных плоскостей. Шпонка – деталь призматической, клинообразной или цилиндрической формы устанавливаемая в пазах двух соприкасающихся деталей и предотвращающая их взаимный поворот или сдвиг. Шлиц – элемент шлицевого соединения.

Термины и определения Механическая передача – это устройство для передачи механического движения от одного объекта к другому с изменением значения и направления скорости, с преобразованием или без преобразования одного механического движения в другое. Фрикционная передача – устройство для передачи вращательного движения от одного вала к другому за счет сил трения, возникающих между цилиндрами, конусами или дисками насаженными на вал. Ременная передача - устройство для передачи вращательного движения при помощи натянутого приводного ремня, перекинутого через шкивы, закрепленные на валах. Зубчатая передача - это устройство, в котором два подвижных звена зубчатые колеса, передают вращательное перемещение между скрещивающимися осями либо преобразуют вращательное перемещение в поступательное. Цепная передача – это устройство для передачи вращательного движения между параллельными валами при помощи жестко закрепленных на валах зубчатых колес через которые перекинута замкнутая приводная цепь. Цепь – гибкое твердое изделие из отдельных звеньев соединенных между собой шарнирами.

Термины и определения Вал - деталь, прямая или коленчатая, предназначенная для передачи вращательного движения и поддержания вращающихся деталей закрепленных на ней тем или иным образом. Ось – деталь предназначенная для поддержания вращающихся деталей, но не передающая полезного крутящего момента. Может быть как подвижной, так и неподвижной. Основное отличие оси от вала в том, что ось не передает полезного вращательного момента. Подшипник – опора для цапфы вала или подвижной оси. Цапфа – опорная часть вала. Муфта – устройство для соединения постоянного или временного валов, труб, кабелей. Шарнир – подвижное соединение детали, допускающее перемещение только вокруг одной неподвижной оси.

ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ Совершенство конструкции определяется ее надежностью и экономичностью. Экономичность определяют стоимостью материала, затратами на производство и эксплуатацию. Надежность - вероятность сохранения работоспособности в течение заданного срока службы. Заданный срок службы - время до первого планового ремонта или между плановыми ремонтами. Отказ - утрата работоспособности. Коэффициент надежности сложного изделия равен произведению коэффициентов надежности отдельных составляющих элементов: Кн = К1н К2н К3н К4н… Поэтому, учитывая, что величина коэффициента надежности лежит в пределах от 0 до 1 становится очевидным, что - надежность сложной системы всегда меньше надежности самого ненадежного элемента, поэтому важно не допускать в систему ни одного ненадежного элемента; - чем больше элементов имеет система, тем меньше её надежность.

ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ Понятие надежность складывается из: работоспособности, безотказности, ремонтопригодности, долговечности, сохраняемости. Работоспособность - способность машины выполнять заданные функции с параметрами, установленными технической документацией. Безотказность - свойство изделия сохранять непрерывную работоспособность. Долговечность - свойство изделия сохранять работоспособность до предельного состояния с необходимыми перерывами для технического обслуживания. Ремонтопригодность - способность изделия восстанавливать работоспособность после ремонта. Сохраняемость - свойство изделия сохранять работоспособность в течение срока хранения и транспортирования. Основы надежности закладываются конструктором при проектировании изделия.

Критерии работоспособности деталей Основные критерии работоспособности и расчета деталей машин — прочность, жесткость, износостойкость, коррозионная стойкость, теплостойкость, виброустойчивость. Работоспособность обеспечивают выбором соответствующего материала и расчетом детали по основным критериям работоспособности. Прочность - главный критерий работоспособности. Различают статическую и усталостную прочность. При статической - разрушение наступает при превышении предела прочности. При усталостной - при превышении предела выносливости. Усталостная прочность значительно снижается при наличии концентраторов напряжений или дефектов производства. Жесткость. Расчет на жесткость предусматривает ограничение упругих деформаций деталей в пределах, допустимых для конкретных условий работы

Критерии работоспособности деталей Износ - процесс постепенного уменьшения размеров деталей в результате трения. Интенсивность износа зависит от величины давления на поверхности соприкосновения деталей, коэффициента трения и износостойкости материала. Различают несколько видов изнашивания деталей: - абразивный износ (имеет основное значение); - износ при заедании; - износ при коррозии. Износостойкость значительно понижается при коррозии, что надо учитывать при проектировании деталей, работающих в агрессивных средах. Теплостойкость. Тепловыделение в процессе работы механизмов способствует: - понижению механических свойств и появлению ползучести; - понижению защищающей способности масляных пленок, и, следовательно, увеличению износа; - изменению зазоров в сопрягаемых деталях (заклинивание); - понижению точности механизмов. Виброустойчивость. Вибрации влияют на точность механизма, вызывают ≪размыв≫ стрелки прибора, изменяют величину потерь на трение. В некоторых случаях вибрации снижают качество работы машины. Вибрации могут вызвать усталостное разрушение деталей из-за дополнительных переменных напряжений. Особое значение имеют резонансные явления.

Основные принципы проектирования 1. Последовательность - очередность выполнения этапов при проектировании. 2. Итерационность - корректировка проектных решений предыдущих этапов. 3. Схемная надежность (min элементов в конструкции). 4. Равнопрочность. Надежность сложной системы всегда меньше надежности самого ненадежного элемента, поэтому важно не допускать в систему ни одного слабого элемента. 5. Унификация - стремление к использованию однотипных и стандартных элементов. Стандартные узлы и детали разрабатывают на основе большого опыта и изготовляют на специализированных заводах с автоматизированным производством. 6. Компромиссность проектных решений (поиск компромиссов между техническими характеристиками и экономическими показателями). 7. Резервирование - создание в конструкции определенных резервов (запас прочности, и т.д.). 8. Взаимозаменяемость. Сменные детали должны быть взаимозаменяемыми с запасными частями. Конструкция должна обеспечивать легкую доступность к узлам.