Детали мехатронных модулей, роботов и их конструирование
ВВЕДЕНИЕ
Дисциплина «Детали мехатронных модулей, роботов и их конструирование» входит в базовую часть профессионального цикла подготовки бакалавров в области мехатроники и робототехники.
Основные задачи дисциплины «Детали мехатронных модулей, роботов и их конструирование» заключаются в освоении студентом общих принципов проектирования механизмов и соединений деталей машин, мехатронных модулей и роботов, приобретении навыков конструирования, обеспечивающих рациональный выбор материалов, форм, размеров и способов их изготовления.
Студент после освоения дисциплины должен:
знать:
классификацию механизмов, узлов и деталей мехатронных модулей и роботов, основы их проектирования и стадии разработки;
преобразователи движения: реечный, зубчатый, волновой, планетарный, цевочный, винт-гайка;
люфтовыбирающие механизмы, тормозные устройства;
кинематическую точность механизмов, их надежность.
уметь:
конструировать механизмы, узлы и детали мехатронных модулей и роботов;
производить расчеты передач на прочность;
рассчитывать и выбирать подшипники скольжения и качения, а также различные муфты.
владеть:
методами конструирования новых мехатронных и робототехнических систем,
оценивать при лабораторных и натурных испытаниях результаты аналитического конструирования.
Общие сведения
Учебные вопросы
Термины и определения. Классификация
Основные сведения о проектировании и конструировании.
Стадии разработки конструкторской документации
Термины и определения. Классификация
В зависимости от сложности и габаритов, всякое изделие состоит из определенного числа сборочных единиц и деталей. В соответствии со стандартом различают следующие виды изделий: детали, сборочные единицы, комплекты и комплексы.
Деталь – изделие, изготовленное из однородного материала без применения сборочных операций. Например, винт, гайка, вал, шкив, литой корпус и т.д.
Сборочная единица – изделие, составные части которого соединены посредством сборочных операций (свинчивание, сварка, пайка, сшивка, вальцевание и т.п.). Например, ручка, подшипник, стол, сварной корпус, станок, автомобиль и т.д.
Комплект – два или более изделий, не соединенные сборочными операциями и предназначенные для выполнения вспомогательных функций. Например, комплект запасных частей, измерительного инструмента, записывающей аппаратуры и т.д.
Комплекс – два или более изделия, не соединяемые сборочными операциями, но предназначенные для выполнения взаимосвязанных функций. Например, поточная линия станков, телефонная станция, несобранная бурильная установка.
Чертежи деталей и сборочных единиц обязательно имеют технические требования на изготовление. Чертежи сборочных единиц дополнительно снабжаются технической характеристикой и подетальной спецификацией (отдельный текстовый документ).
Основные сведения о проектировании и конструировании
Разработка новых изделий осуществляется инженерно-техническим персоналом путем проектирования и конструирования. Если производство изделий есть их изготовление по имеющемуся описанию, то проектирование – это процесс получения такого описания. Проектирование предшествует конструированию и представляет собой поиск научно-обоснованных, технически осуществимых и экономически целесообразных инженерных решений. Проектирование это выбор некоторого способа действий, в частном случае – это создание системы, способной решить поставленную задачу.
Конструированием создается конкретная, однозначная конструкция изделия. Конструкция – это устройство, взаимное расположение частей и элементов машины, прибора, определяющееся его назначением. В процессе конструирования создаются изображения и виды изделия, выбирается материал, устанавливаются требования к шероховатости поверхностей, создается техническая документация. Конструирование опирается на результаты проектирования и уточняет все инженерные решения, принятые при проектировании (т.е. при расчете основных параметров изделия, расчеты на прочность, оптимизации и т.д.).
Рис. 1.1 Классификация деталей машин
Проектирование и конструирование, дополняя друг друга, служат одной цели: разработке нового изделия, которое не существует или существует в другой форме. Это виды творческой, умственной деятельности, когда в уме разработчика создается конкретный мыслительный образ, реализуемый затем в конкретной материальной форме на производстве в изделии.
По ГОСТ 2.101-68 изделием называется любой предмет или набор предметов производства, подлежащих изготовлению на предприятии.
Конструировать [construere] – значит создавать конструкцию механизма, машин, сооружения с выполнением их проектов и расчетов.
Конструктор – лицо, занимающееся созданием конструкций различных устройств и их частей. Он специалист, знающий не только порядок, способы и методы этого создания, но и способы и методы изготовления его составных частей. По ГОСТ 2.101-68 изделием называется любой предмет или набор предметов производства, подлежащих изготовлению на предприятии
Профессия инженера-конструктора является наивысшей квалификацией создателя новой техники. В основе его труда лежит техническое творчество, которое нередко становится увлечением и жизненной необходимостью многих людей.