Введение в курс "Детали Машин" (дм) (2017)
Развитие промышленности и, особенно, самой передовой техники того времени – автомобильного и железнодорожного транспорта, потребовало большого количества инженеров-механиков. Поэтому в ведущих университетах Запада уже с 30-х годов XIX века, а в Санкт-Петербургском университете с 1892 года читается самостоятельный курс "Детали Машин".
В процессе механизации производства и транспорта, по мере увеличения нагрузок и сложности конструкций, возросла потребность не только в интуитивном, но и в научном подходе к созданию и эксплуатации машин.
Без этого курса теперь невозможна подготовка инженера-механика любой специальности.
Курс "Детали машин и основы конструирования" непосредственно опирается на курсы "Сопротивление материалов" "Теоретическая механика" и "Теория механизмов и машин", которыми, мы надеемся, студенты овладели в совершенстве. Кроме того, для успешного выполнения расчётно-графических работ и курсового проекта необходимы хорошие знания правил и приёмов курса "Инженерная графика".
1. Основные понятия и определения курса
Определим базовые понятия в самом начале работы для систематизации учебного материала и во избежание двусмысленного толкования.
Расположим понятия по степени сложности.
Любая машина (механизм) состоит из деталей.
Деталь (франц. detail – кусочек)– это изделие выполненное из однородного материала без применения сборочных операций. (Изделие, которое нельзя разобрать без его разрушения). (ГОСТ 2.101-68).
СБОРОЧНАЯ ЕДИНИЦА – изделие, составные части которого подлежат соединению на предприятии-изготовителе посредством сборочных операций (ГОСТ 2.101-68).
УЗЕЛ – законченная сборочная единица, состоящая из деталей общего функционального назначения (узел может включать и другие узлы).
МЕХАНИЗМ – система деталей, предназначенная для передачи и преобразования движения.
Привод - это устройство приводящие в движение механизм или машину.
МАШИНА – (греч. "махина" – огромная, грозная) система деталей, совершающая механическое движение для преобразования энергии, материалов или информации с целью облегчения труда, увеличения его производительности. Машина характерна наличием источника энергии и требует присутствия оператора для своего управления. Проницательный немецкий экономист К. Маркс заметил, что всякая машина состоит из двигательного, передаточного и исполнительного механизмов.
АГРЕГАТ – (лат. aggrego – присоединять) унифицированный функциональный узел, обладающий полной взаимозаменяемостью.
АВТОМАТ – (греч. "аутомотос" – самодвижущийся) машина, работающая по заданной программе без оператора.
РОБОТ – (чешск. robot – работник) машина, имеющая систему управления, позволяющую ей самостоятельно принимать исполнительские решения в заданном диапазоне.
С остальными понятиями можно познакомиться в ГОСТ 23887-79.
По характеру рабочего процесса все многообразие машин
можно разделить на классы:
-- Энергетические (предназначенны для преобразования энергии любого вида в механическую. К ним относятся электродвигатели, генераторы, гидравлические насосы, компрессоры, двигатели внутреннего сгорания, и т.п.)
-- Технологические (предназначены для преобразования обрабатываемого предмета, состоящего в изменении его размеров, формы, свойства. К ним относятся станки, роботы, и т.п.).
-- Транспортирующие (предназначены для преобразования энергии двигателя в энергию перемещения масс. К ним относятся конвейеры, автомобили, подъемные краны подъемники и т.п.).
-- Информационные (предназначены для получения и преобразования информации. К ним относятся телефоны, компьютеры, телевизоры и т.п.)
Процесс разработки машин имеет сложную, разветвлённую неоднозначную структуру и обычно называется широкими терминами:
КОНСТРУИРОВАНИЕ – создание прообраза объекта, представляющего в общих чертах его основные параметры.
РАСЧЁТ – численное определение усилий, напряжений и деформаций в деталях, установление условий их нормальной работы; выполняется по мере необходимости на каждом этапе конструирования.
ПРОЕКТИРОВАНИЕ – конструирование и расчёт обьекта (некоторые авторы понимают весь процесс от идеи до изготовления машин, некоторые – лишь завершающую стадию его подготовки).
Но в любом случае цель и конечный результат проектирования – создание рабочей документации (ГОСТ 2.102-68), по которой можно без участия разработчика изготавливать, эксплуатировать, контролировать и ремонтировать изделие.
Здесь также требуется дать базовые понятия:
ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ – документ, составляемый совместно заказчиком и разработчиком, содержащий общее представление о назначении, технических характеристиках и принципиальном устройстве будущего изделия.
ИЗОБРЕТЕНИЕ – новое решение технической задачи, дающее положительный эффект.
ЭСКИЗИРОВАНИЕ – процесс создания эскиза (франц. es quisse – из размышлений), предварительного рисунка или наброска, фиксирующего замысел и содержащего основные очертания создаваемого объекта.
КОМПОНОВКА – расположение основных деталей, узлов, сборочных единиц будущего объекта.
ЧЕРТЁЖ – точное графическое изображение объекта, содержащее полную информацию об его форме, размерах и основных технических условиях изготовления.
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА – текстовый документ (ГОСТ 2.102-68), содержащий описание устройства и принципа действия изделия, а также технические характеристики, экономическое обоснование, расчёты, указания по подготовке изделия к эксплуатации.
СПЕЦИФИКАЦИЯ – текстовый табличный документ, определяющий состав изделия (ГОСТ 2.102-68).