5.4 Порядок защиты работы
Окончательно оформленные расчетно-пояснительная записка и графическая часть работы предъявляются руководителю для проверки в срок указанный в задании.
После проверки работы проходит ее защита, в ходе которой студент представляет доклад о проделанной работе, в котором отмечается цель работы, назначение, принцип работы, конструктивные особенности спроектированного устройства в целом и отдельных его деталей, представленных на чертежах. После представления доклада студент отвечает на вопросы преподавателя. При оценке работы учитываются своевременность выполнения работы, содержание доклада, правильность выполненных расчетов, соответствие графической части нормам ЕСКД и правильность ответов на вопросы преподавателя.
По окончании защиты преподаватель оценивает расчетно-графическую работу, подписывает чертежи, спецификацию, титульный лист расчетно-пояснительной записки и проставляет на последнем оценку и дату защиты.
Подписанные преподавателем чертежи, спецификация, расчетно-пояснительная записка складываются студентом в соответствии с ГОСТ 2.501-68 и сдаются преподавателю.
6 Определение оптимальных размеров резьбы
Напомним, что при проектировании винтового механизма необходимо подобрать резьбу, отвечающую сразу нескольким требованиям (износостойкости, самоторможения и т.д.). Кроме этого, как и в любом процессе проектирования, необходимо помнить о требованиях компактности, минимальных массы и габаритов, экономичности, технологичности.
Варьируя параметры можно подобрать несколько типоразмеров резьбы, удовлетворяющих требованиям работоспособности. Наибольшей интерес вызывает вопрос, какая из подобранных резьб является оптимальной, т.е. наиболее подходящей, с учетом всего комплекса требований (включая требования экономичности, технологичности, эргономики и пр.). Чтобы получить достоверный ответ необходимо выполнить несколько вариантов проекта с рассматриваемыми резьбами и сравнить их.
Другим способом получить сразу наилучший вариант конструкции является использование методов оптимального проектирования.
Рассмотрим графический метод оптимизации. В качестве критерия оптимальности выберем требование минимального размера резьбы. Это обеспечит минимальные массу и габариты всего винтового механизма, а также минимальную стоимость.
Варьируемыми параметрами будут средний диаметр резьбы d2 и шаг P.
Первая функция-ограничение выводится из условия износостойкости:
.
Нагрузка Q определена в задании, допускаемое давление [q] выбирается в зависимости от выбранных материалов (п. 3.2), число витков z задается оптимальным, например, z = 9 (п. 3.3).
Вторая функция-ограничение выводится из условия самоторможения:
.
Коэффициент трения f1 и угол α также выбираются в зависимости от выбранных материалов и типа резьбы (п. 3.2).
При расчете значений функций-ограничений удобно использовать программное обеспечение ПК, например Excel.
Для построения графиков используем поле с нанесенными на нем точками, соответствующих средним диаметрам d2 и шагам P стандартных резьб выбранного типа.
В качестве примера рассмотрим резьбу домкрата, грузоподъемностью 8 кН (см. п. 4).
Тип резьбы – Tr; [q] = 8 МПа; f1 = 0,09; α = 15º; = 0,5; z = 9.
Таблица 6.1
Шаг резьбы P, мм |
средний диаметр резьбы d2, мм |
|
|
|
|
1 |
70,736 |
4,4464 |
2 |
35,368 |
8,8928 |
3 |
23,579 |
13,339 |
4 |
17,684 |
17,786 |
5 |
14,147 |
22,232 |
6 |
11,789 |
26,678 |
|
||
Рис. 6.1 Графический метод оптимизации выбора резьбы |
||
Построенные по результатам расчета графики определяют зону допустимых значений d2 (справа от графиков). Хорошо видно, что наименьший диаметр (и, следовательно, наилучшие характеристики) обеспечит резьба Tr 20×4 с d2 = 18 мм и P = 4 мм.