4.6.7. Специальные расчеты

Помимо перечисленных ранее расчетов при выполнении дипломного проекта могут выполняться и специальные расчеты: теоретические, теплотехнические, гидравлические и т.д. Они условно относятся к специальным и в зависимости от содержания дипломного проекта могут выполняться на различных этапах проектирования и быть вспомогательными либо определяющими. В последнем случае они тесно связаны с технологическими расчетами и могут входить в их состав. Ввиду значимости и особой роли такие расчеты могут быть выделены в РПЗ в отдельный раздел.

Таким образом, специальные расчеты могут быть достаточно разнообразными, поэтому не представляется целесообразным приводить какие-либо общие рекомендации по их выполнению. Соответствующие рекомендации по конкретным видам расчетов можно найти в специальной или учебной литературе после консультации с руководителем проекта.

4.6.8. Прочностные, конструктивные и динамические расчеты

Подлежащие к выполнению в проекте расчеты должны относиться к тем усовершенствованиям или модернизации, которые выполняются по теме проекта. Их уровень должен соответствовать требованиям высшей школы. Из всех расчетов не менее пяти должны быть оригинальными - не повторяющимися у других студентов, из них не менее трех выполняются с применением ЭВМ.

В соответствии с ГОСТ 2.106-68 порядок изложения расчетов определяется характером рассчитываемых величин. В общем случае расчеты должны содержать:

1. Название расчета.

2. Эскиз или схему рассчитываемого объекта.

3. Задачу расчета (указывается, что требуется определить при расчете).

4. Данные для расчета.

5. Условия для расчета (методика расчета, увязка с применяемой программой ЭВМ).

6. Расчет (программа и результаты вычисления на ЭВМ).

7. Заключение (обсуждение результатов, анализ полученных данных и выводы).

Эскиз или схему допускается вычерчивать в произвольном масштабе, обеспечивающем четкое представление о рассчитываемом изделии.

При прочностных расчетах приходится решать две задачи: 1-я сводится к выяснению сил и моментов, действующих на конструируемый объект, и к поиску комбинаций сил и обстоятельств, которые могут невыгодно отразиться на объекте; 2-я сводится к определению напряжений и запасов в так называемых опасных сечениях.

В конечном счете, вся задача сводится к поиску таких размеров и форм конструкции, при которых была бы устранена вероятность разрушения. В силу этого разработчик в каждом отдельном случае определяет примерно следующие характеристики и условия работы проектируемой конструкции:

1. Род материала конструкции (пластичный, хрупкий и т.п.).

2. Характер нагрузки (постоянная, пульсирующая, знакопеременная, ударная и т.д.), ее направление, величину и расчетную комбинацию.

3. Температурные условия, при которых работает конструкция.

4. Характер и род деформаций в частях конструкции.

5. Габариты, за пределы которых должны выходить размеры.

6. Условия эксплуатации (изнашивание, выгорание, действие коррозии и т.д.), сопровождающие работу конструкции.

Кроме того, необходимо учитывать влияние технологии изготовления, характер и особенности монтажа, вопросы допусков и посадок, металлоемкости и трудоемкости конструкции. Наконец необходимо руководствоваться стандартами при обозначении окончательных размеров элементов конструкции.

Конструктивные размеры машины чаще всего определяются по производительности, массе и длине или объему обрабатываемого продукта, однако, есть и иные решения.

Динамические расчеты выполняются для определения всех сил, действующих на механизм машины. Необходимо также произвести расчет уравновешивания машины.

Решение задачи уравновешивания машины при ее конструировании имеет своей целью не допустить или, по крайней мере, всемерно уменьшить динамические давления в создаваемой машине. Нужно рассматривать раздельно уравновешивание звеньев машины и уравновешивание машины на фундаменте. Основное требование теории уравновешивания стационарных машин при конструировании такое: центр тяжести всех звеньев во время работы машины должен оставаться неподвижным. Способы, позволяющие при конструировании машины обеспечить неподвижность ее центра тяжести, изложены в курсе теории механизмов и машин. Уравновешивание машин можно обеспечить, используя специальные поступательно движущиеся или вращающиеся противовесы, перемещение или вращение которых должно компенсировать, уравновешивать перемещение других звеньев машины.