книги из ГПНТБ / Хилл П. Наука и искусство проектирования. Методы проектирования, научное обоснование решений
.pdfФиг. П1.3. Корпус гидравлического цилпидра (размеры даны в миллиметрах).
3. Зажимные и сборочные приспособления для уста новки и закрепления отливки. Необходимо предусмотреть также контрольное оборудование для индексирования, до ставки отливки на автоматизированный участок и уста новки ее в определенном положении.
4. Доставку отливок с участка механической обработ ки способом, приемлемым для следующего участка (участ ка сборки).
ЗАДАЧА 17. САМОДВИЖУЩИЕСЯ ВОДНЫЕ ЛЫЖИ
Производство фиберглассовых лодок с падежными под весными моторами, обеспечивающими высокую скорость (которую можно регулировать, даже находясь вне лодки), в последние годы привело к появлению новой отрасли про мышленности, выпускающей оборудование для водного спорта. С производством маломощных моторных лодок тес но связан выпуск такой продукции, как водные лыжи, ак вапланы с лыжами, буксирные тросы, спасательные пояса и жилеты, купальные костюмы, костюмы для ныряль щиков, снаряжение для спортивного лова рыбы, лодки для передвижения по мелководью и болотам.
Одним из способов «проникнуть» в эту отрасль про мышленности является разработка недорогого изделия, ко торое уже пользуется популярностью у энтузиастов водно го спорта и способно доставить им удовольствие. Таким из делием вполне могут оказаться самодвижущиеся водные лыжи. Если удастся создать водные лыжи для движения
которых не требуется помощь моторной лодки, и опп будут обладать такой же маневренностью и привлекательностью, как и существующие обычные или слаломные лыжп, то они станут популярными у любителей водного спорта. Здесь для молодого конструктора открываются большие возможности проявить свои творческие способности.
ЗАДАЧА 18. ОКНА, ЗАКРЫВАЮЩИЕСЯ АВТОМАТИЧЕСКИ В СЛУЧАЕ ДОЖДЯ
За последние годы фирмы, изготавливающие окна для домов, не внесли почти никаких новшеств в конструкцию своих изделий. В этой отрасли хорошее отношение покупа телей определяется качеством н легкостью установки ок на. В числе усовершенствований можно назвать пронитку деревянных переплетов составом, повышающим пх долго вечность; обработку оконных рам для защиты от термитов и гниения, введение алюминиевых створок и жалюзи, со вершенствование арматуры для закрывания и открывания окон. Однако все это вряд лн можно считать действитель но новшествами.
Допустим, что вы работаете на небольшом предприя тии, изготавливающем окна и желающем увеличить сбыт своей продукции. Однако этому препятствует конкуренция четырех крупных фирм «Андерсон», «Морган», «Броско» и «Ройтен». Одним пз способов избавиться от конкуренции является создание нового изделия, которое было бы совер шенно необычным для этой отрасли промышленности. Та ким изделием может быть устройство, которое либо мон тируется при установке окна, либо прикрепляется к стан дартному окну (двустворчатое окно на двух шарнирах) и автоматически закрывает окно, когда начинается дождь. Вам, как инженеру-конструктору этой фирмы, поручено изучить потребность в таком устройстве и представить ру ководству ряд вариантов, чтобы можно было принять ре шение относительно возможностей сбыта такого изделия.
ЗАДАЧА 19. СПИДОМЕТР ДЛЯ НЕБОЛЬШИХ ПАРУСНЫХ ЯХТ
Разработайте спидометр, который можно установить на обычных небольших парусных яхтах различного типа. Устройство не должно влиять на маневренность и скорость движения яхты. Потребность в таком приборе велпка, по скольку не существует судовых спидометров, способных
9—123
точно регистрировать скорость, меньшую 15 км/ч. Прибор окажется удобным средством «настройки» яхты на опти мальную скорость и сравнения скорости движения в раз личных условиях (при гонках, движении с попутным вет ром, правым или левым галсом, со спинакером1 и т. д.).
ЗАДАЧА 20. ЛОДОЧНЫЙ ПРИЧАЛ ДЛЯ ПРЕСНОВОДНЫХ ОЗЕР
Разработайте лодку и плавучий причал для использо вания в пресноводных озерах северной части страны. При чал должен быть относительно недорогим, легким, проч ным п устанавливаться одним человеком. Он должен быть создан с учетом особенностей дна (крутые впадины, каме нистый пли илистый грунт). Поскольку иа севере страны зимой озера замерзают (толщина льда достигает 30— 90 см), осенью причал необходимо снимать для хранения, а весной снова устанавливать его иа озере.
ЗАДАЧА 21. АНАЛОГОВОЕ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО
Допустим, что вы работаете конструктором механиче ских устройств в фирме, ведущей научные исследования и разработки для ВМС США. В процессе обучения вы по лучили общую подготовку по кинематике машин и позна комились с аналоговыми вычислительными устройствами. В пятницу 31 марта, когда вы уже думали о том, как про ведете два дня отдыха, вам предложили задачу, решение которой необходимо представить руководству к 21 апреля этого же года. Условия задачи:
«Для управления погружением, всплытием и движени ем атомной подводной лодки под водой и на поверхности необходимо непрерывное отображение следующей инфор мации (аналогичной той, которую выдает летчику-истре бителю автоматический прокладчик курса) :
курс (в градусах), скорость (в узлах),
угол погружения (в градусах), перемещение в направлении «север — юг»,
перемещение в направлении «восток — запад», суммарное горизонтальное перемещение,
1 Спинакер — треугольный парус из легкой парусины, устанав ливаемый на яхтах при попутном ветре. — Прим, перев.
скорость погружения, ускорение при погружении.
Первые три величины являются входными, а осталь ные необходимо вычислить. Скорость погружения п уско рение при погружении являются вертикальными состав ляющими скорости и ускорения подводной лодки.
Разработайте конструкцию механического аналогового устройства в комплекте с переходными устройствами, мас штабными коэффициентами и средствами непосредствен ного отображения выходных данных на пульте управ ления».
Если вы поняли, что вам все-таки придется делать эту работу, то вы начнете размышлять следующим образом.
При разработке аналогового вычислительного устрой ства прежде всего необходимо найти математические соот ношения между входными и выходными величинами, а за тем их реализовать с помощью стандартных элементов вы числительного устройства (вначале в виде блок-схемы, а затем в виде схемы, изображающей элементы вычисли тельного устройства в символической форме). После этого система разрабатывается в деталях, создаются переходные устройства и устройства ввода постоянных, пульт управле ния и средства отображения данных.
ЗАДАЧА 22. МЕХАНИЧЕСКАЯ РУКА ДЛЯ ЯДЕРНОГО РЕАКТОРА
При строительстве небольшого реактора для лабора торных экспериментов, связанных с учебной программой по ядерной технике, вашей фирме предложено создать ме ханический манипулятор, способный вставлять регулирую щие графитовые стержни в реактор.
Основные требования: разработать механический мани пулятор, способный вынуть стержень А из стойки, где он хранится, и вставить его в отверстие А реактора (фиг. П1.4, слева). Основные размеры стойки для хранения стержней и ее положение относительно реактора приве дены на фиг. П'і.4, справа. Все устройства управления (ме ханические, ручные, электрические или пневматические) должны быть выведены на «безопасную» сторону экрана.
Дополнительные требования: разработать устройство,
выполняющее те же операции для |
любой другой |
ком |
|
бинации |
«стержень — отверстие», |
изображенной |
на |
фиг. П1.4, |
слева. |
|
|
Фиг. П1.4. Схема загрузки стержней (размеры дапы в миллимет рах).
ЗАДАЧА 23. ОТКИДНОЙ ЗАДНИЙ БОРТ ЛЕГКОВОГО АВТОМОБИЛЯ-ФУРГОНА, ПОМОГАЮЩИЙ ЗАГРУЖАТЬ КУЗОВ
Потребность. За последнее десятилетие автомобильная промышленность США выпустила для широкого пользова ния несколько типов грузо-пассажирских автомобилейфургонов на шасси легкового автомобиля: автолавка, школьный микроавтобус, цикад, фургон, оборудованный под жилье, многоместный фургон. Популярность этих ав томобилей продолжает расти и применение их непрерыв но расширяется. Последние усовершенствования конст рукции автомобиля-фургона были направлены на повы шение удобства эксплуатации, о чем свидетельствует мо дель «Студебеккер» 1962 г. со скользящей панелью крыши (можно перевозить предметы, выступающие за линию кры ши) ; автофургон «Бьюик» 1965 г. со стеклянными панеля ми, позволяющими «видеть небо», и автофургон «Форд» 1966 г. с «волшебной дверью» (открывается как дверь и опускается как откидной борт).
Одна из проблем, с которой сталкиваются владельцы автофургонов, состоит в трудности погрузки предметов (таких, как подвесные моторы, газонокосилки, струйные снегоочистители, небольшие деревья и т. д.). Поскольку фургон имеет стандартную подвеску легкового автомобиля, было бы неразумно на его задней части размещать на грузку, равную ~ 270 кгс (вес трех взрослых человек).
Цель. Разработать систему, позволяющую использо вать откидной задний борт как платформу и подъемник для поднятия относительно тяжелых грузов с земли до уровня пола фургона. Эта система должна по возможности иметь ручное управление и обеспечивать подъем груза весом до 70 кгс. Система должпа размещаться в существующем ку зове, при этом стоимость автомобиля может возрасти не более чем на 150 долл.
На фиг. П'1.5 изображен задний откидной борт кузова фургона «Форд» модели 1967 г., на фиг. П1.6 корпус это го автомобиля, а на фпг. П'1.7 — борт кузова.
ЗАДАЧА 24. ПЕРЕВОЗКА СТАТУИ ВЕНЕРЫ МИЛОССКОЙ
Фирма «Биг корпорейши» в г. Медфорде, штат Масса чусетс, получила из Лондона от одной английской фирмы, осуществляющей страхование морских перевозок, письмо:
«Господа!
Луврский музей в Париже изучает возможность от править па некоторое время статую Венеры Милосской в Бостонский музей изящных искусств и просит застрахо вать скульптуру на время ее перевозки. После тщательно го обсуждения вопроса наш совет директоров принял ре шение внести предложение о транспортировке и страхова нии этого бесценного и хрупкого произведения искусства. По нашему мнению, мы не можем заняться вопросами страхования, пока полный контроль за этой операцией не будет в наших руках.
Было решено обратиться в ряд организаций, в том чис ле и к вам, с просьбой изучить эту проблему и предложить методы ее решения. Мы считаем, что ни один из сущест вующих методов перевозки этого произведения искусства не является удовлетворительным. Необходима система, способная обеспечить сохранность статуи при любом воз можном происшествии на море.
Основные габариты статуи приведены на прилагаемом чертеже». (Фиг. П1.8.)
OSS
Фиг. П1.5. Сборка задней двери фургона (размеры даны в милли метрах) .
Фиг. П1.7. Сборка борта кузова (размеры даны в миллиметрах).
Фиг. П1.8, Статуя Ведеры Милосской (вес 2 т).