ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Выбор конструктивного варианта детали на основе системного подхода из "Основы методологии проектирования машин " При проектировании детали в первую очередь удовлетворяют требования, обеспечивающие ее функционирование, а затем стремятся удовлетворить и требования производства. Разработку конструкции ведут на основе исходных данных, которые отражают функциональное назначение детали. [c.88] Исходными данными для проектирования детали могут быть приняты а) компоновка сборочной единицы (машины), для которой проектируется деталь б) характер и вид соединения с сопрягаемыми деталями в) эксплуатационные режимы г) прочность детали д) долговечность детали. [c.88] Рассмотрим содержание некоторых из этих исходных данных. Под эксплуатационными режимами понимают совокупность нагрузок, которые испытывает деталь в определенных условиях эксплуатации. Наиболее точно величины и характер нагрузочных режимов можно определить статистической обработкой результатов длительных испытаний машин в характерных условиях эксплуатации. На основании нагрузочных режимов детали рассчитывают на прочность. [c.88] Прочность — это способность детали сопротивляться, всем видам разрушения или изменения формы под воздействием нагрузок и среды в определенных условиях эксплуатации. При рассмотрении требуемой прочности детали имеется в виду статическая прочность, т. е. способность детали сопротивляться разрушению От максимальных кратковременных нагрузок. Максимальные кратковременные нагрузки возникают в наиболее тяжелых условиях эксплуатаций, в том числе и в условиях, определяющих появление динамических нагрузок и колебаний. [c.88] При разработке конструкции необходимо обеспечить долговечность детали, т. е. свойство детали сохранять работоспособность до разрушения или другого предельного состояния. Долговечность связана с такими свойствами конструкции, как усталостная прочность и износостойкость. [c.88] Под усталостной прочностью понимают способность детали сопротивляться под влиянием мно1икратно повторяющихся нагрузок. Износостойкость — это способность детали сопротивляться изнашиванию, т. е. изменению размеров формы под воздействием нагрузок, возникающих в процессе эксплуатации. [c.88] Между исходными данными, на основании которых проектируют детали, имеются взаимосвязи, которые необходимо учитывать (рис. 24). Рассмотрим содержание этих взаимосвязей. [c.89] Взаимосвязь I—II. Требования компоновки сборочной единицы направлены на повышение уровня компактности и на уменьшение затрат труда и средств при сборке, техническом обслуживании и ремонте. Одним из направлении удовлетворения требований компактности является разработка фасонной формы деталей, которая позволяет уменьшить общие линейные размеры сборочной единицы. [c.89] Требования характера (разъемные и неразъемные) и вида (болтовые, сварные и т. д.) соединения направлены на повышение уровня компактности и уменьшение затрат труда и средств на их изготовление, техническое обслуживание и ремонт. Одним из направле-чий удовлетворения требований компактности сборочной единицы является разработка конструкции дет алей малых габаритов из высокопрочных материалов. [c.89] Рассматривая сборочную единицу как систему, соединения как подсистему, детали можно рассматривать как элементы. Привести систему к заданной цели, т. е. к определенному уровню компактности, можно в том случае, если и структурные составляющие системы (сборочные единицы, детали) также будут приведены к этой же цели. [c.89] Рассматриваемые требования могут быть удовлетворены в процессе разработки конструкции сборочной единицы, соединения деталей и самих деталей. [c.89] Взаимосвязь I—III. Одним нз направлений удовлетворения требований компоновки сборочной единицы в отношении уменьшения затрат труда и средств на выполнение технического обслуживания и ремонта является выбор такого положения детали, при котором ее на -рузочный режим будет наиболее благоприятным. [c.90] Надежность деталей обусловливается напряжениями, возникающими под действием внешних сил в зависимости от условий эксплуатации, и, кроме того, свойствами материала, технологией изготовления и т. п. В некоторых характерных условиях эксплуатации деталь может быть выполнена надежной, а в других условиях эксплуатации надежность детали может оказаться недостаточной, и это вызовет необходимость проведения трудоемких операций по техническому обслужив 1нию и ремонту. [c.90] Таким образом, надежность детали зависит от компоновочных решений и условий эксплуатации механизма (сборочной единицы), которые влияют на нагрузочные режимы детали. Следовательно, при одних и тех же нагрузочных режимах могут быть созданы более или менее благоприятные условия для детали с позиции ее долговечности. Например, применительно к транспортной машине показателями, характеризующими нагрузочный режим механизмов и деталей, являются число переключений передач, остановов, включений заднего хода, включений сцепления и торможений на единицу пути пробега. Анализ эксплуатационных испытаний автомобилей показывает, что число включений и выключений сцепления за единицу пробега при движении в условях города в 7 раз больше, чем в условиях междугородного движения. Нагруженность тормозной системы увеличивается более чем в 20 раз. [c.90] Следовательно, при расчете и разработке конструкции детали следует учитывать не только положение детали в сборочной единице и эксплуатационные режимы, но и взаимосвязи между ними. [c.90] Взаимосвязь I—IV. Одним из направлений удовлетворения требований компоновки сборочной единицы, в частности повышения уровня компактности, может быть использование конструкции деталей малых габаритов. Это в свою очередь может быть достигнуто применением высокопрочных материалов и методов упрочняющей технологии. [c.90] При проектировании детали стремятся, чтобы напряжения, возникающие в материале, не превысили допускаемых. Этим обеспечивается требуемая прочность при заданных условиях нагружения детали. Одним из направлений обеспечения требуемой прочности, при определенных нагрузочных режимах и принятом материале детали, является увеличение размеров опасного Сечения. [c.90] НИИ сборочной единицы типа коробки передач, в которой детали устанавливают на шлицевом валу, стремятся длину ступиц принять меньших размеров, так как это приводит к уменьшению общей длины коробки передач. В то же время при проектировании деталей со шлицевыми отверстиями длину шлицев определяют расчетом с тем, чтобы напряжения, вызывающие смятие и срез, не пре вышали допустимых значений. Уменьшить длину шлицев можно применением более прочных сталей, химико-термической обработкой и т. д. Для принятия решения необходимо провести техникоэкономический расчет, учитывая и перспективность конструкции, т. е. возмол ность ее использования во вновь проектируемых машинах. [c.91] Взаимосвязь I—V. Требования компоновки сборочной единицы направлены на повышение уровня компактности и уменьшение затрат труда и средств при сборке, техническом обслуживании и ремонте. [c.91] Долговечность детали рассматривается с позиции усталостного разрушения и износа. В зависимости от расположения в сборочной единице или в машине деталь может воспринимать различные нагрузки, определяющие ее выносливость, а также может находиться в разном положении по отношению к сопрягаемым деталям, что определяет интенсивность ее износа. [c.91] Вернуться к основной статье