28 Принципы автоматизированного проектирования машин.

Для функционирования САПР дополнительно должны быть обеспечены следующие принципы:

1. Декомпозиция (расслоение, разбиение), иерархичность описания объекта;

2. Итерационность (приближение) по этапам, уровням проектирования;

Принцип декомпозиции означает разбиение каждого уровня на ряд составных частей с реализацией их раздельного проектирования.

Принцип иерархичности: объект проектирования разбивается на иерархические уровни. Механизмы и машины целесообразно представлять в виде четырехуровневых иерархических систем. Для машин и механизмов: машина—агрегат—узел—деталь

30 Какие характеристики работы деталей устанавливают при проектировании машин

Конструктор в каждом отдельном случае должен установить ряд характеристик, а также условия работы проектируемой машины:

1) вид материала детали (пластический, хрупкий, литье, поковка и др.);

2) характер нагрузки (постоянная, пульсирующая, знакопеременная, ударная);

3) температурные условия, в которых работают детали конструкции;

4) характер и род деформации в частях конструкции;

5) габаритные размеры;

6) условия эксплуатации

31 Приёмы расчёта деталей машин

Существует 2 приема деталей машин и узлов:

1 прием: проектировочный расчет

Осуществляет определение основных размеров деталей при выбранном материале и по формулам, соответствующим главному критерию работоспособности (прочности, жесткости и др.). Этот расчет применяют в тех случаях, когда размеры конструкций заранее неизвестен. Данный расчет упрощенный;

2 прием: проверочный расчет

Осуществляет определение фактических характеристик главного критерия работоспособности или определение наибольшей допустимой нагрузки на деталь.

Осуществляют характеристики главн.работоспособности или наибольшей нагрузки на деталь. Проверочный расчет является уточненным, его проводят, когда форма и размеры деталей известны из проектировочного расчета или приняты конструктивно.

32 Критерии работоспособности и расчеты деталей машин. Прочность, жёсткость

При конструировании работоспособность детали обеспечивается выбором материала и расчетом размеров по основному критерию. Выбор критерия обусловлен характером разрушения (видом отказа): для крепежных винтов – прочность; для ходовых винтов – износостойкость; для валов – жесткость.

Прочность – способность детали сопротивляться разрушению или возникновению недопустимых пластических деформаций под действием приложенных к ней нагрузок. Данному критерию должны удовлетворять все детали.

На практике применяют расчеты на прочность:

1. по номинальным напряжениям;

2. по коэффициентам безопасности;

3. по вероятности безотказной работы.

Расчеты по номинальным напряжениям выполняются в качестве предварительных для выбора основных размеров(при проектировочных расчетах). При этом используют номинальные эксплуатационные (σ, τ) и допускаемые ([σ], [τ]) напряжения с целью выполнения условий по нормальным напряжениям: σ≤[σ], касательным напряжениям τ≤[τ].

Расчеты по коэффициентам безопасности.

Они учитывают отдельные факторы, влияющие на прочность концентрации напряжений, отличия в размерах деталей и опытных образцов. Этот вид расчета более точен.

В ответственных конструкциях выполняется расчет по вероятности безотказной работы. Для применения этого метода требуется накопление достоверного статистического материала по действующим нагрузкам и физико-механическим характеристикам материала.

Основные направления повышения прочности.

1) следует избегать действия изгибающих напряжений;

2) выбирать рациональную форму;

3) оптимизировать форму с целью ликвидации концентраторов напряжений;

4) Создавать в деталях начальные напряжения обратного знака.

Жесткость – способность детали сопротивляться изменению формы и размеров под нагрузкой. Роль этого критерия возрастает в связи с тем, что прочностные характеристики материалов постепенно уменьшаются, что позволяет уменьшать размеры детали, а упругие характеристики при этом не изменяются.

Мероприятия по повышению жесткости.

1. Рациональное расположение опор.

Расположение опор на расстоянии 0,223l от концов уменьшает максимальный прогиб балки под действием силы тяжести в 48 раз.

2. Применение материалов с высоким модулем упругости, то есть сталей и чугунов с шаровидным графитом;

3. Выбор рациональной формы сечения

Жесткость двутавра равновеликого цилиндрическому брусу выше в 26 раз.

4. Повышение контактной жесткости в подвижных сопряжениях – пригонкой и уменьшение волнистости и шероховатости поверхности.